CN113492063A

CN113492063A - 基于矿物解离与改性的中低品位磷矿的富集方法

Info

Publication number: CN113492063A
Application number: CN202110615273.7A
Authority: CN
Inventors: 向兰; 吕昕峰; 杨帆; 罗仕睿; 黄著; 张灵军
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2021-06-02
Filing date: 2021-06-02
Publication date: 2021-10-12
Anticipated expiration: 2041-06-02
Also published as: CN113492063B

Abstract

本发明公开了一种基于矿物解离与改性的中低品位磷矿的富集方法。该方法包括：以中低品位磷矿为原料制备矿浆，调节矿浆pH为2‑6.5，采用络合剂和导向剂协同溶蚀含磷矿物与杂质矿物界面，实现矿物颗粒高效解离；采用胺类阳离子型表面活性剂吸附含硅矿物，采用皂化脂肪酸盐吸附含钙、镁、铝、铁杂质的脉石矿物；采用阴离子型絮凝剂或中性絮凝剂选择性吸附絮凝含磷矿物；采用旋流分离方法分离含磷矿物与杂质矿物，制备得到磷精矿和尾矿。本发明通过选择性溶蚀、吸附、絮凝、旋流分离实现了中低品位磷矿体系含磷矿物与杂质矿物的高效解离和分离富集，具有分离效率高、成本低廉、流程简短的突出特点，为中低品位胶磷矿的高效富集提供了新途径。

Description

基于矿物解离与改性的中低品位磷矿的富集方法

技术领域

本发明涉及化工矿物资源利用技术领域，特别是涉及一种基于矿物解离与改性的中低品位磷矿的富集方法。

背景技术

以磷矿石为主要原料制备的磷化工产品广泛用于农业、食品、医药等领域。磷矿资源中富矿(P₂O₅≥30％)较少，大多为中低品位磷矿，其中品位(P₂O₅计)低于25％的磷矿占比较大。大部分磷矿需富集才可用于磷化工生产(磷精矿工业标准为P₂O₅≥30％)。随着磷矿资源的不断开采，中低品位磷矿资源的分离富集和综合利用开始备受关注。

中低品位磷矿石中主要有用矿物为胶磷矿，其特点是P₂O₅品位低、杂质含量高、含磷矿物结晶程度低、嵌布粒度细，与脉石矿物(硅酸盐(石英、钾/钠长石、高岭石、云母等)、碳酸盐(方解石、白云石等)、黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、有机碳等)交错嵌布，分离富集难度较大。

目前低品位磷矿的选矿方法有正浮选、反浮选、正-反浮选、双反浮选和重选等。

中国申请CN103464289A公开了一种低品位磷矿中硅酸金属盐脱出的方法，其采用一粗两精正浮选选矿工艺进行除杂，以分离与磁铁矿伴生的低品位磷矿中的硅酸金属盐(镁、铝、铁)。具体地，先将磁选后含磷矿磨矿至200 目以下，以水玻璃和碳酸钠为调整剂，橡胶籽油为捕收剂，水泥减水剂为硅酸金属盐抑制剂，在磷矿粒度小于200目，浮选浓度25-35％条件下，采用一粗两精正浮选工艺，将磷矿品位(P₂O₅计)由10-20％提至34％以上，精矿回收率大于75％左右，精矿中MgO含量低于1.0％，Al₂O₃+Fe₂O₃含量低于2％。

中国申请CN104907183A公开了一种硅钙质低品位胶磷矿正反浮选工艺，采用磷含量18-24％的胶磷矿为原料，首先通过破碎磨矿解离原料矿物，然后通过正反浮选分离富集。正浮选在矿浆浓度20-40％，矿浆pH值为9-11 条件下进行，捕收剂为含有酰胺基团的脂肪酸皂阴离子型捕收剂；反浮选pH 值为4-6，利用两性铺收剂(十二胺基丙酸钠或十八胺基丙酸钠)进行反浮选，以此脱除硅酸盐和碳酸盐杂质矿物，得到低镁低倍半氧化物低硅的磷精矿。

中国申请CN107159468A公开了一种低品位胶磷矿反浮选工艺，是低磷高镁胶磷矿的反浮选脱镁富集方法，以磷酸为抑制剂、脂肪碱为捕收剂，在控制磷矿粒度小于200目、矿浆浓度10-30％、矿浆pH 2.0-6.0条件下，通过多次初选和扫选，可将胶磷矿中MgO含量由3.5-5.0％降至0.8％以下，磷含量 (P₂O₅计)由24-26.5％提至31％以上，P₂O₅收率95％以上。

中国申请CN 106111346A公开了一种高效除倍半氧化物的磷矿浮选捕收剂及制备方法。将椰子油酸化油、棕榈油、米糠油油酸按比例混合后，在 70-90℃加入氢氧化钠皂化，再加入低碳醇混合，制得除倍半氧化物的磷矿浮选捕收剂。将此捕收剂用于磷矿浮选，通过一粗一精一扫闭路流程，可将倍半氧化物降至3％以内。中国申请CN110947520A公开了一种用于低品位胶磷矿反浮选的捕收剂、制备方法和应用，其公开了杂油酸钠或混合脂肪酸羟肟酸钠可用作低品位胶磷矿反浮选捕收剂。

中国申请CN108751150A公开了一种利用低分子量有机酸富集低品位磷矿石的方法，其原理是磷矿石与低分子有机酸(柠檬酸等)反应，使脉石矿石(方解石、白云石等)减少，氟磷灰石(胶磷矿)含量增加，将P₂O₅品位由21-25％提高到30-35％。

中国申请CN102716806A公开了一种双浮选工艺同时脱除中低品位磷矿中氧化镁、氧化铁及氧化铝倍半氧化物的方法，其针对常规反浮选脱除氧化镁时，无法脱除氧化铁及氧化铝倍半氧化物的问题，采用双反浮选工艺处理中低品位磷矿，同时脱除其中的氧化镁和倍半氧化物。首先用由氟硅酸、硫酸和磷酸组成的混酸调矿浆pH，用混合捕收剂浮选除镁；再用上述混酸调矿浆pH，用混合捕收剂浮选除硅，将P₂O₅品位由22-26％提高到30％以上。

中国申请CN104841569A公开了一种中低品位硅钙质胶磷矿浮选工艺，其采取机械脱泥再反浮选脱硅脱镁的方式处理低品位硅钙质胶磷矿，可将 P₂O₅品位由10-30％提高到30％以上。

中国申请CN1806931A公开了一种中低品位磷矿的选矿方法，为重介质选矿-双反浮选选矿工艺流程，将中低品位胶磷矿先通过重介质选矿，实现提精抛尾，得到的精矿在经过双反浮选除镁降硅，将P₂O₅品位由20-26％提高到 31.5％以上。

中国申请CN104624408A公开了两端旋流器开路流程生产粉磷精矿的方法。以中低品位胶磷矿为原料，若采用三段旋流开路流程，在74μm，38μm 和19μm处设置三个分级点，分别采用直径500mm，250mm和125mm的旋流器分级处理，可得到P₂O₅品位大于28％的粉磷精矿，尾矿P₂O₅品位18.43％。若采用两段旋流开路流程，首先采用直径350mm的固、液、气三相旋流器实现38μm粒级分级，再用直径75mm的固液两相旋流器实现10μm粒级脱泥，可得到P₂O₅品位大于28％的粉磷精矿，将尾矿P₂O₅品位降至16％左右。

综上，现有的中低品位胶磷矿富集方法以浮选为主，通过机械细磨解离矿物颗粒，通过调整矿浆pH、抑制剂、捕收剂实现目标矿物的选择性吸附，再通过鼓泡浮选得到高品位磷精矿；但由于中低品位胶磷矿嵌布细小复杂、脉石矿物组分多且比例大，使现有浮选工艺存在矿物颗粒解离不完全、鼓泡分离效率受限、过程繁复、试剂消耗高、成本高等缺点，使其应用受限。

另外，目前用旋流等重选方法处理中低品位胶磷矿时，大多通过机械细磨解离，再利用矿石粒度差进行分离，存在矿物颗粒解离不完全、尾矿磷含量较高、分离效率有待提高等问题。

因此，尚待研发一种针对中低品位磷矿的高分离效率、低成本的新富集方法，以推动中低品位胶磷矿的规模化工业利用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于矿物解离与改性的中低品位磷矿的富集方法，以提高分离效率，降低成本，缩短流程，为低品位磷矿富集提供一种新途径，以推动低品位磷矿的规模化工业利用。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种基于矿物解离与改性的中低品位磷矿的富集方法，包括：

以中低品位磷矿为原料制备矿浆，调节矿浆pH为2-6.5，加入络合剂和导向剂协同溶蚀含磷矿物与杂质矿物界面，实现矿物颗粒解离，得到混合浆液；

向所述混合浆液中加入胺类阳离子型表面活性剂和皂化脂肪酸盐进行吸附，得到改性浆液；

向所述改性浆液中加入阴离子型絮凝剂或中性絮凝剂，选择性吸附絮凝含磷矿物，得到混合改性浆液；

对所述混合改性浆液，采用旋流分离方法分离含磷矿物与杂质矿物，得到磷精矿和尾矿。

可选地，所述络合剂和导向剂的加入量为：加入络合剂和导向剂使所述络合剂和导向剂在矿浆中浓度分别为1-100ppm和0.1-50ppm；然后在室温搅拌0.5-3小时。

可选地，所述的络合剂可以为氯化铵、硫酸铵、磷酸铵、乙酸铵、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸钠中的任一种或几种的混合物。

可选地，所述的导向剂可以为十二烷基羧酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基羧酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠中的任一种或几种的混合物。

可选地，胺类阳离子型表面活性剂和皂化脂肪酸盐的加入量为：加入胺类阳离子型表面活性剂和皂化脂肪酸盐使所述胺类阳离子型表面活性剂和皂化脂肪酸盐在浆液中的浓度分别为0.1-100ppm和0.1-50ppm；然后室温搅拌反应0.5-3小时。

可选地，所述的胺类阳离子型表面活性剂为十二胺、十六胺、十八胺、吗啉的任一种或几种的混合物。

可选地，所述的皂化脂肪酸盐为月桂酸钠、油酸钠、亚油酸钠、亚麻酸钠、花生四烯酸钠、软脂酸钠、硬脂酸钠中的任一种或几种的混合物。

可选地，阴离子型絮凝剂或中性絮凝剂的加入量为：加入阴离子型絮凝剂或中性絮凝剂使所述阴离子型絮凝剂或中性絮凝剂在浆液中的浓度为 0.1-50ppm；并室温搅拌反应0.5-3小时。

可选地，所述阴离子型絮凝剂或中性絮凝剂为分子量200万-1500万的阴离子型聚丙烯酰胺、分子量0.8万-8万的聚乙烯基吡咯烷酮、分子量10万-20 万的聚乙烯醇、分子量400-8000的聚乙二醇中的任一种或几种的混合物。

可选地，所述的采用旋流分离方法分离含磷矿物与杂质矿物的步骤中，包括：控制浆液流速为2.5-25米/秒，分离级数为2-5级。

可选地，所述的以中低品位磷矿为原料制备矿浆，调节矿浆pH为2-6.5 的步骤中，包括：将中低品位磷矿与水混合，制成固含2-30％的矿浆，加入 0.1-5％酸性物溶液，将矿浆pH调至2-6.5。

可选地，所述酸性物为硫酸、盐酸、磷酸、乙酸、柠檬酸中的任一种或几种的混合物。

可选地，在制备矿浆之前，所述方法还包括：破碎、研磨中低品位磷矿，经200-400目筛分，去除筛上粗渣，得到筛分后中低品位磷矿。

可选地，所述中低品位磷矿为磷含量15-25％的胶磷矿。

与现有技术相比，本发明基于矿物解离与改性的中低品位磷矿的富集方法，通过选择性溶蚀、吸附、絮凝、旋流分离实现了中低品位磷矿体系含磷矿物与杂质矿物的高效解离和分离富集，具有分离效率高、成本低廉、流程简短的突出特点，为中低品位胶磷矿的高效富集提供了新途径。

具体地，本发明具有以下特点及突出性效果：

1)在pH 2-6.5的偏酸环境中利用络合和导向剂协同作用溶蚀含磷矿物与杂质矿物界面，实现了矿物颗粒高效解离。

2)利用胺类阳离子型表面活性剂吸附含硅矿物，利用皂化脂肪酸盐吸附含钙镁铝铁杂质的脉石矿物，增强了上述杂质矿物的疏水上浮性；利用阴离子型或中性絮凝剂选择性吸附絮凝沉降含磷矿物，实现了含磷矿物与杂质矿物的初步分级分离。

3)采用多级旋流分离方法，通过调控物料流速和分离级数，实现了含磷矿物与杂质矿物的强化分级分离。例如，经检测本发明得到的精矿磷品位高 (P₂O₅≥30％)、尾矿磷含量低(P₂O₅≤10％)、磷总收率高(≥80％)。

4)分离过程简单，分离效率高，试剂消耗少，分离成本低。

总之，本发明通过界面溶蚀实现矿物颗粒解离，通过选择性吸附实现初步分级分离，再通过旋流实现强力分级分离，在提高分离效率同时大幅降低试剂用量和过程能耗，因此该工艺具有分离效率高、成本低廉、流程简短的突出特点，制备的磷精矿满足磷精矿工业标准。本发明为中低品位胶磷矿的高效富集提供了一条新途径，可望促进我国中低品位胶磷矿资源的规模化利用。类似工作国内外未见报道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的基于矿物解离与改性的中低品位磷矿的富集方法，是以中低品位磷矿(如磷含量以P₂O₅计为15-25％)为原料，在pH 2-6.5的偏酸环境中，利用络合和导向剂协同作用溶蚀含磷矿物与杂质矿物界面，实现了矿物颗粒高效解离；然后利用胺类阳离子型表面活性剂吸附含硅矿物，利用皂化脂肪酸盐吸附含钙镁铝铁杂质的脉石矿物，增强了上述杂质矿物的疏水上浮性；再加入阴离子型或中性絮凝剂，选择性吸附絮凝含磷矿物，实现了含磷矿物与杂质矿物的初步分级分离；最后通过旋流分离方法分离含磷与杂质矿物，得到磷精矿和尾矿。

本发明在提高分离效率同时大幅降低试剂用量和过程能耗，具有分离效率高、成本低廉、流程简短的突出特点，制备得到磷含量(P₂O₅计)≥30％的磷精矿满足磷精矿工业标准，尾矿磷含量(P₂O₅计)≤10％，磷总收率≥80％。本发明为中低品位磷矿的高效富集提供了一条新途径，可促进我国中低品位胶磷矿资源的规模化利用。

在一可选实施例中，本发明提供的一种基于矿物解离与改性的中低品位磷矿的富集方法，可以包括以下步骤：

1)破碎、研磨中低品位磷矿，例如磷含量15-25％的胶磷矿，经200-400 目筛分，去除筛上粗渣。其中磷含量以P₂O₅计。

2)将筛分后胶磷矿与水混合，制成固含2-30％矿浆，加入0.1-5％酸性物溶液将矿浆pH调至2-6.5，加入络合剂和导向剂使络合剂和导向剂在矿浆中浓度分别为1-100ppm和0.1-50ppm，室温搅拌0.5-3小时，得到混合浆液。具体操作时，根据矿浆的体积和上述浓度分别计算得到络合剂和导向剂所需加入质量，然后加入即可，各组分间影响可忽略不计。

所述的酸性物为硫酸、盐酸、磷酸、乙酸、柠檬酸中的任一种或几种的混合物。所述的络合剂可以为氯化铵、硫酸铵、磷酸铵、乙酸铵、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸钠中的任一种或几种的混合物。所述的导向剂可以为十二烷基羧酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基羧酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠中的任一种或几种的混合物。

本发明上述优选的络合剂和导向剂可以提高酸性物质对含磷矿物与杂质矿物的界面进行溶蚀的精准度以及矿物颗粒之间解离的高效性，从而极大降低酸性试剂的用量，降低成本，增强效果，保护设备。

3)将胺类阳离子型表面活性剂和皂化脂肪酸盐加入混合浆液，使其在浆液中的浓度分别为0.1-100ppm和0.1-50ppm，室温搅拌反应0.5-3小时，得到改性浆液。即所述胺类阳离子型表面活性剂和皂化脂肪酸盐的加入量是根据浆液体积和上述浓度要求分别计算得到的。

其中，所述的胺类阳离子型表面活性剂为十二胺、十六胺、十八胺、吗啉的任一种或几种的混合物。所述的皂化脂肪酸盐为月桂酸钠、油酸钠、亚油酸钠、亚麻酸钠、花生四烯酸钠、软脂酸钠、硬脂酸钠中的任一种或几种的混合物。

4)再将阴离子型或中性絮凝剂加入改性浆液，使其在浆液中的浓度为 0.1-50ppm，室温搅拌反应0.5-3小时，得到混合改性浆液。即絮凝剂加入量是根据浆液体积和上述的浓度范围计算得到。

所述阴离子型或中性絮凝剂可以为阴离子型聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇中的任一种或几种的混合物。进一步地，所述阴离子型或中性絮凝剂可以为分子量200万-1500万的阴离子型聚丙烯酰胺、分子量0.8万-8万的聚乙烯基吡咯烷酮、分子量10万-20万的聚乙烯醇、分子量400-8000的聚乙二醇中的任一种或几种的混合物。

5)将混合改性浆液加入旋流分离设备，通过调控浆液流速为2.5-25米/ 秒，并控制分离级数为2-5级，实现含磷矿物与杂质矿物的分离，过滤、烘干后得到磷含量(以P₂O₅计)≥30％的磷精矿，尾矿磷含量(P₂O₅计)≤10％，磷总收率≥80％。

下面结合几个具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

1)破碎、研磨磷含量(P₂O₅计)15％的胶磷矿，经200目筛分，去除筛上粗渣；

2)将筛分后中低品位胶磷矿与水混合，制成固含2％矿浆，加入0.1％硫酸溶液将矿浆pH调至2，加入一定量的氯化铵和十二烷基羧酸钠使其在矿浆中浓度分别为1ppm和0.1ppm，室温搅拌3小时，得到混合浆液；

3)将一定量的十二胺和月桂酸钠加入混合浆液使其在浆液中的浓度分别为100ppm和50ppm，室温搅拌反应0.5小时，得到改性浆液；

4)再将分子量200万的阴离子型聚丙烯酰胺加入改性浆液，使其在浆液中的浓度为0.1ppm，室温搅拌反应3小时，得到混合改性浆液；

5)将混合改性浆液加入旋流分离设备，通过调控浆液流速(2.5米/秒) 和分离级数(2级)，实现含磷矿物与杂质矿物的分离，过滤、烘干后得到磷含量(P₂O₅计)30％的磷精矿，尾矿磷含量(P₂O₅计)5％，磷总收率80％。

实施例2

1)破碎、研磨磷含量(P₂O₅计)25％的胶磷矿，经400目筛分，去除筛上粗渣；

2)将筛分后胶磷矿与水混合，制成固含30％矿浆，加入5％盐酸溶液将矿浆pH调至6.5，加入一定量的硫酸铵和十二烷基磺酸钠，使其在矿浆中浓度分别为100ppm和50ppm，室温搅拌0.5小时，得到混合浆液；

3)将十六胺和油酸钠加入混合浆液使其在浆液中的浓度分别为0.1ppm 和0.1ppm，室温搅拌反应3时，得到改性浆液；

4)再将分子量1500万的阴离子型聚丙烯酰胺加入改性浆液使其在浆液中的浓度为50ppm，室温搅拌反应0.5小时，得到混合改性浆液；

5)将混合改性浆液加入旋流分离设备，通过调控浆液流速(25米/秒) 和分离级数(5级)，实现含磷矿物与杂质矿物的分离，过滤、烘干后得到磷含量(P₂O₅计)35％的磷精矿，尾矿磷含量(P₂O₅计)10％，磷总收率82％。

实施例3

1)破碎、研磨磷含量(P₂O₅计)18％的胶磷矿，经300目筛分，去除筛上粗渣；

2)将筛分后胶磷矿与水混合，制成固含20％矿浆，加入0.5％混酸(磷酸与硫酸质量比1:1)溶液将矿浆pH调至5，加入磷酸铵、硫酸铵、十二烷基羧酸钠和十二烷基苯磺酸钠使其在矿浆中浓度分别为5ppm、3ppm、10ppm 和5ppm，室温搅拌1.5小时，得到混合浆液；其中，具体操作时可以先根据矿浆体积和上述浓度分别确定磷酸铵、硫酸铵、十二烷基羧酸钠和十二烷基苯磺酸钠所需加入的试剂质量，然后加入即可，组分间影响可忽略不计。

3)将十八胺和亚油酸钠加入混合浆液，使其在浆液中的浓度分别为20 ppm和5ppm，室温搅拌反应0.5小时，得到改性浆液；

4)再将分子量0.8万的聚乙烯基吡咯烷酮和分子量15万的聚乙烯醇加入改性浆液，使其在浆液中的浓度分别为2ppm和10ppm，室温搅拌反应1.5小时，得到混合改性浆液；

5)将混合改性浆液加入旋流分离设备，通过调控浆液流速(7.5米/秒) 和分离级数(3级)，实现含磷矿物与杂质矿物的分离，过滤、烘干后得到磷含量(P₂O₅计)31％的磷精矿，尾矿磷含量(P₂O₅计)7％，磷总收率80.5％。

实施例4

1)破碎、研磨磷含量(P₂O₅计)25％的胶磷矿，经350目筛分，去除筛上粗渣；

2)将筛分后胶磷矿与水混合，制成固含18％矿浆，加入4％混酸(硫酸、乙酸、磷酸质量比为1:2:5)溶液将矿浆pH调至4，加入乙酸铵和十六烷基磺酸钠，使其在矿浆中浓度分别为55ppm和18ppm，室温搅拌1.5小时，得到混合浆液；

3)将吗啉、十六胺、亚麻酸钠和软脂酸钠加入混合浆液，使其在浆液中的浓度分别为5ppm、15ppm、2ppm和8ppm，室温搅拌反应1.0小时，得到改性浆液；

4)再将分子量8万的聚乙烯基吡咯烷酮和分子量800万的阴离子型聚丙烯酰胺加入改性浆液，使其在浆液中的浓度分别为5ppm和25ppm，室温搅拌反应1.5小时，得到混合改性浆液；

5)将混合改性浆液加入旋流分离设备，通过调控浆液流速(10米/秒) 和分离级数(3级)，实现含磷矿物与杂质矿物的分离，过滤、烘干后得到磷含量(P₂O₅计)34％的磷精矿，尾矿磷含量(P₂O₅计)10％，磷总收率85％。

实施例5

1)破碎、研磨磷含量(P₂O₅计)20％的胶磷矿，经250目筛分，去除筛上粗渣；

2)将筛分后胶磷矿与水混合，制成固含15％矿浆，加入3％柠檬酸溶液将矿浆pH调至5，加入乙二胺四乙酸、硫酸铵、磷酸铵和十六烷基苯磺酸钠，使其在矿浆中浓度分别为80ppm、5ppm、5ppm和40ppm，室温搅拌0.5小时，得到混合浆液；

3)将十二胺、十六胺、月桂酸钠、油酸钠和花生四烯酸钠加入混合浆液，使其在浆液中的浓度分别为25ppm、2ppm、8ppm、35ppm和10ppm，室温搅拌反应1.5小时，得到改性浆液；

4)再将分子量10万的聚乙烯醇、分子量5万的聚乙烯基吡咯烷酮和分子量400万的阴离子型聚丙烯酰胺加入改性浆液，使其在浆液中的浓度分别为8ppm、4ppm和26ppm，室温搅拌反应1.0小时，得到混合改性浆液；

5)将混合改性浆液加入旋流分离设备，通过调控浆液流速(15米/秒) 和分离级数(3级)，实现含磷矿物与杂质矿物的分离，过滤、烘干后得到磷含量(P₂O₅计)35％的磷精矿，尾矿磷含量(P₂O₅计)7.1％，磷总收率81％。

实施例6

1)破碎、研磨磷含量(P₂O₅计)22.5％的胶磷矿，经350目筛分，去除筛上粗渣；

2)将筛分后胶磷矿与水混合，制成固含25％矿浆，加入5％混酸(硫酸和柠檬酸质量比5:1)溶液将矿浆pH调至2，加入乙二胺四乙酸钠、硫酸铵、磷酸铵、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十六烷基羧酸钠，使其在矿浆中浓度分别为40ppm、2ppm、10ppm、5ppm、3ppm和35ppm，室温搅拌 2.5小时，得到混合浆液；

3)将十六胺、油酸钠、亚麻酸钠和软脂酸钠加入混合浆液，使其在浆液中的浓度分别为10ppm、3ppm、20ppm和6ppm，室温搅拌反应3小时，得到改性浆液；

4)再将分子量20万的聚乙烯醇和分子量600的聚乙二醇加入改性浆液，使其在浆液中的浓度分别为6.5ppm和0.8ppm，室温搅拌反应2.5小时，得到混合改性浆液；

5)将混合改性浆液加入旋流分离设备，通过调控浆液流速(20米/秒) 和分离级数(4级)，实现含磷矿物与杂质矿物的分离，过滤、烘干后得到磷含量(P₂O₅计)30.5％的磷精矿，尾矿磷含量(P₂O₅计)9.05％，磷总收率85％。

实施例7

1)破碎、研磨磷含量(P₂O₅计)22％的胶磷矿，经200目筛分，去除筛上粗渣；

2)将筛分后胶磷矿与水混合，制成固含15％矿浆，加入4％磷酸溶液将矿浆pH调至6，加入硫酸铵、乙酸铵和十六烷基磺酸钠，使其在矿浆中浓度分别为80ppm、5ppm和40ppm，室温搅拌2小时，得到混合浆液；

3)将十二胺、十八胺和硬脂酸钠加入混合浆液，使其在浆液中的浓度分别为20ppm、25ppm和35ppm，室温搅拌反应2.0小时，得到改性浆液；

4)再将分子量400的聚乙二醇、分子量3万的聚乙烯吡咯烷酮和分子量 12万的聚乙烯醇加入改性浆液，使其在浆液中的浓度分别为28ppm、5ppm和 10ppm,室温搅拌反应2.5小时，得到混合改性浆液；

5)将混合改性浆液加入旋流分离设备，通过调控浆液流速(12.5米/秒) 和分离级数(3级)，实现含磷矿物与杂质矿物的分离，过滤、烘干后得到磷含量(P₂O₅计)32％的磷精矿，尾矿磷含量(P₂O₅计)9.08％，磷总收率82％。

实施例8

1)破碎、研磨磷含量(P₂O₅计)20％的胶磷矿，经300目筛分，去除筛上粗渣；

2)将筛分后胶磷矿与水混合，制成固含8％矿浆，加入0.1％柠檬酸溶液将矿浆pH调至4，加入乙酸铵、氯化铵、十六烷基羧酸钠和十六烷基苯磺酸钠，使其在矿浆中浓度分别为90ppm、5ppm、2ppm和45ppm，室温搅拌2.5 小时，得到混合浆液；

3)将十六胺、吗啉和月桂酸钠加入混合浆液，使其在浆液中的浓度分别为25ppm、0.5ppm和0.5ppm，室温搅拌反应2.5小时，得到改性浆液；

4)再将分子量8000的聚乙二醇和分子量800万的阴离子型聚丙烯酰胺加入改性浆液，使其在浆液中的浓度分别为15ppm和10ppm，室温搅拌反应 1.0小时，得到混合改性浆液；

5)将混合改性浆液加入旋流分离设备，通过调控浆液流速(15米/秒) 和分离级数(4级)，实现含磷矿物与杂质矿物的分离，过滤、烘干后得到磷含量(P₂O₅计)33％的磷精矿，尾矿磷含量(P₂O₅计)6.5％，磷总收率84％。

综上，本发明通过选择性溶蚀、吸附、絮凝、旋流分离实现了中低品位磷矿体系含磷矿物与杂质矿物的高效解离和分离富集，制备得到的磷精矿满足磷精矿工业标准，磷精矿中磷含量(P₂O₅计)≥30％，尾矿磷含量(P₂O₅计) ≤10％，磷总收率≥80％。本发明具有分离效率高、成本低廉、流程简短的突出特点，为中低品位胶磷矿的高效富集提供了新途径，可推动中低品位胶磷矿的规模化工业利用。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims

1.一种基于矿物解离与改性的中低品位磷矿的富集方法，其特征在于，包括：

以中低品位磷矿为原料制备矿浆，调节矿浆pH为2-6.5，加入络合剂和导向剂协同溶蚀含磷矿物与杂质矿物界面，完成矿物颗粒解离，得到混合浆液；

2.根据权利要求1所述的富集方法，其特征在于，加入络合剂和导向剂使所述络合剂和导向剂在矿浆中浓度分别为1-100ppm和0.1-50ppm，室温搅拌0.5-3小时。

3.根据权利要求1或2所述的富集方法，其特征在于，

所述的络合剂为氯化铵、硫酸铵、磷酸铵、乙酸铵、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸钠中的任一种或几种的混合物；

所述的导向剂为十二烷基羧酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基羧酸钠、十六烷基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠中的任一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的富集方法，其特征在于，加入胺类阳离子型表面活性剂和皂化脂肪酸盐的混合浆液使所述胺类阳离子型表面活性剂和皂化脂肪酸盐在浆液中的浓度分别为0.1-100ppm和0.1-50ppm，室温搅拌反应0.5-3小时。

5.根据权利要求4所述的富集方法，其特征在于，

所述的胺类阳离子型表面活性剂为十二胺、十六胺、十八胺、吗啉的任一种或几种的混合物；

所述的皂化脂肪酸盐为月桂酸钠、油酸钠、亚油酸钠、亚麻酸钠、花生四烯酸钠、软脂酸钠、硬脂酸钠中的任一种或几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的富集方法，其特征在于，加入阴离子型絮凝剂或中性絮凝剂使所述阴离子型絮凝剂或中性絮凝剂在浆液中的浓度为0.1-50ppm，室温搅拌反应0.5-3小时。

7.根据权利要求6所述的富集方法，其特征在于，所述阴离子型絮凝剂或中性絮凝剂为分子量200万-1500万的阴离子型聚丙烯酰胺、分子量0.8万-8万的聚乙烯基吡咯烷酮、分子量10万-20万的聚乙烯醇、分子量400-8000的聚乙二醇中的任一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1所述的富集方法，其特征在于，所述的采用旋流分离方法分离含磷矿物与杂质矿物的步骤中，包括：控制浆液流速为2.5-25米/秒，分离级数为2-5级。

9.根据权利要求1所述的富集方法，其特征在于，所述的以中低品位磷矿为原料制备矿浆，调节矿浆pH为2-6.5的步骤中，包括：

将中低品位磷矿与水混合，制成固含2-30％的矿浆，通过加入0.1-5％酸性物溶液调节矿浆pH；其中，所述酸性物为硫酸、盐酸、磷酸、乙酸、柠檬酸中的任一种或几种的混合物。

10.根据权利要求1所述的富集方法，其特征在于，在制备矿浆之前，所述方法还包括：破碎、研磨中低品位磷矿，经200-400目筛分，去除筛上粗渣，得到筛分后中低品位磷矿；

其中，所述中低品位磷矿为磷含量15-25％的胶磷矿。