磷灰石矿浮选选矿技术评述.docx

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1、磷灰石矿浮选选矿技术feigeoer自20世纪20年代至今，浮选法已然成为磷矿选别的主要方法，世界上销售的磷酸盐产品一半以上是由浮选法生产的。本文主要针对开发磷矿石的浮选法进行了阐述，并对某某磷矿开发技术进行了展望。1、浮选选矿工艺技术我国磷矿石浮选法近几年的研究和发展较快，从技术上来说与国外的接近，技术和经验都比较成熟，可根据不同矿石性质采用不同的浮选方法。目前处理磷矿的浮选法主要包括直接浮选、反浮选、正反浮选、反正浮选以及双反浮选。直接浮选也叫正浮选，该技术适用于嵌布粒度很细的硅、钙质磷矿。方法是将磷矿石磨细到单体解离，然后添加抑制剂抑制所有脉石矿物，再添加捕收剂将磷矿物浮出。直接浮选工艺

2、仅用于MgO含量低的磷矿中，而我国大部分矿石都含有白云石，也就限制了该工艺在我国的应用和推广。反浮选工艺主要应用于磷矿物和白云石的分离，是在弱酸性介质下抑制磷矿物，然后用选择性强的阴离子捕收剂浮出白云石。该工艺简单、白云石分离效率高、实现了常温和低温浮选。当脉石矿物是硅质矿物时,也可在中性PH范围，用阳离子捕收剂从磷矿石中反浮选含硅脉石矿物。正.反、反.正、双反浮选方法实质是“碳酸盐浮选”和“硅酸盐浮选”两种技术的有机组合，即用“两步浮选工艺”分别排除磷矿石中的碳酸盐和硅酸盐杂质。正-反浮选路线是通过正浮选初步浮出磷矿物，除去一部分杂质，然后对精矿进行反浮选，进一步除去杂质，得到磷精矿，其工艺

3、方法是先添加水玻璃、碳酸钠、淀粉、六偏磷酸钠等作为石英及硅酸盐抑制剂和介质调整剂，在碱性介质中（PH值9.510.5）用阴离子捕收剂（如脂肪酸类）浮选磷矿物，排除硅质脉石，得到富含磷矿物的泡沫精矿；再添加硫酸、磷酸及磷的衍物作为磷矿物抑制剂，在酸性介质中（PH值4.04.5）反浮选（如脂肪酸类）含镁白云石，排除镁质脉石，得到合格磷精矿。双反浮选一般针对石英和白云石含量较高的硅钙质磷块岩。思路是先反浮选白云石以达到祛除杂质镁的目地，脱镁精矿再反浮选石英和长石脱以祛除硅、铝和铁，槽内产品即为磷精矿。具体工艺方法是在（PH值4-4.5）酸性介质中用阴离子捕收剂反浮选镁，排除镁质脉石，然后在（PH值5

4、5.5）酸性介质中用阳离子捕收剂（胺）反浮选硅，最后得到磷精矿。反-正浮选路线是结合了前面二者工艺的特点，先通过反浮选除去一部分碳酸盐杂质，然后进行正浮选，得到磷精矿,其工艺方法是先添加硫酸、磷酸及磷的衍物作为磷矿物抑制剂，在酸性介质中（PH值4.04.5）反浮选（如脂肪酸类）含镁白云石，排除镁质脉石，然后添加水玻璃、碳酸钠、淀粉、六偏磷酸钠等作为石英及硅酸盐抑制剂和介质调整剂,在碱性介质中（PH值9.510.5）用阴离子捕收剂（如脂肪酸类）浮选磷矿物，排除硅质脉石，最终得到合格磷精矿。总之，磷矿物的浮选是在碱性环境中，以脂肪酸类为捕收剂，因此，对矿石性质要求较严，适应性略差，药剂消耗高，浮选

5、温度高，时间也长，在制定磷矿物浮选工艺时，不同的工艺方案对比就显得尤为重要。2、浮选选矿药剂微溶的磷灰石（Ca5（PO4）3（EC1QH）、萤石（CaF2）、方解石（CaCO3）白鸨矿（CaWO4）、菱镁矿（MgC03）和重晶石（BaSo4）都是亲水矿物，浮选是将其从氧化矿物和硅酸盐矿物中分离的主要方法之一，但是，这些矿物相互之间的分离（如磷灰石与方解石的分离）是比较困难的，因为，它们的表面化学性质类似。因此，在决定它们浮选的选择性时，各种浮选药剂对矿物的选择性疏水就尤为主要。关于磷矿浮选药剂的开发和研究主要集中于对应的捕收剂和抑制剂，并诞生了一大批新型药剂，主要以代号命名，下面就不同种类药剂

6、进行阐述。2.1 捕收剂2.1.1 阴离子捕收剂最常用的阴离子捕收剂是长链脂肪酸及其盐类，特别是油酸或油酸钠。在磷酸盐矿石浮选中所用的脂肪酸，几乎100%都是来自造纸工业副产品塔尔油。由于脂肪酸对浮选中的矿泥和某些离子敏感，同时需要较高的矿浆温度，而且用量大，所以，目前正在研究可供选择的其它表面活性剂作为捕收剂，如用塔尔油膏和其它脂肪酸粗原料来源（如植物油副产品和动物脂肪）作原料。目前常见阴离子捕收剂有：油酸、脂肪酸、十二烷基磷酸二钠盐、茜素磺酸钠、十二烷基硫酸钠、乙氧基化磺酸盐和磷酸盐、乙氧基化磺酸盐、羟月亏酸、磺化琥珀酸盐、磺化琥珀酰胺酸盐、等等。2.1.2 阳离子捕收剂在磷酸盐工业中，一

7、般用阳离子捕收剂和两性捕收剂从磷酸盐矿物中反浮选硅酸盐矿物。但是，在从磷酸盐矿物中浮选白云石和方解石时也可应用它。除常用的脂肪伯胺外，还有环烷胺、塔尔油胺（包括脂肪酸胺和树脂酸胺）、聚氧乙烯基胺、烷氧基二胺、烷醐胺基二轻乙基乙胺、烷醐基聚胺、烷基苯酸胺等。2.2 抑制剂在磷酸盐矿石浮选中，抑制剂主要有磷酸盐抑制剂和脉石抑制剂（硅酸盐矿物和碳酸盐矿物）。在反浮选工艺中，磷酸盐矿物抑制剂有硫酸铝与酒石酸钠和酒石酸钾、氟硅酸、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸、磷酸、三聚磷酸钠、二磷酸、SCO（含硫有机化合物）、磷酸氢二钾、淀粉等，其中磷酸及其衍生物是应用最广泛的磷矿物抑制剂，也可以配合硫酸使用,减轻药剂成本。

8、而在正反浮选中，一般用水玻璃和阿拉伯胶作为脉石矿物的抑制剂。水玻璃经常用于改进微溶性矿物与含硅矿物浮选分离以及微溶性矿物之间浮选分离的选择性。相较而言，装甲基纤维素CMC是白云石的最好抑制剂，柠檬酸和蔡基慈基硫酸盐是白云石较好的抑制剂。对于含铁的磷酸盐矿石浮选时，在广泛的PH范围内，水玻璃作为选择性抑制剂比淀粉要好些。此外，碳酸盐矿物常见抑制剂还有氢氟酸、阿拉伯胶、淀粉、多聚糖、芳基磺化聚合物、柠檬酸等。2.3 其它药剂磷酸盐矿物浮选时用的捕收剂一般都是脂肪酸类，脂肪酸通常对矿浆环境有一定局限性，导致其用量较大，价格也较高，而选厂又很难保证理想的选别环境，如保持较高的矿浆温度、消除矿泥（原生矿

9、泥或次生矿泥）和有害离子（选矿水中原有的离子，特别在应用回水时，微溶性矿物溶出的离子）等，所以，就诞生了一些辅助药剂以缓减不利影响，改善浮选效果。研究表明，与单独应用一种表面活性剂相比，表面活性剂混合物可能具有明显的协同作用优点。例如，脂肪酸作为磷灰石浮选捕收剂，具有熔点高、溶解度小、分散性差的特点，通过添加阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、非离子型表面活性剂Tween-80对脂肪酸进行增效，能明显改善磷矿的浮选特性。此外，添加燃料油也能改善浮选过程，起到协同作用效果。除了添加辅助药剂，对药剂进行乳化也是促进药剂作用，提高浮选效果的措施，因为，有的捕收剂是水不溶性，通过乳化可增加

10、其比表面积，增大其分散性，增加与矿物颗粒的碰撞机会，从而提高浮选指标。2.4新型代号药剂关于磷酸盐矿物浮选药剂的研制已经取得了阶段性进展，随着政策侧重和工艺的成熟，药剂研制方向也顺势而为，由过去的磷酸盐捕收剂研制方向转移到脉石捕收剂上，由脉石抑制剂方向转移到磷酸盐抑制剂上，由脂肪酸选择性差的药剂产品转移到改性高选择性方面，等等。总之，近几年浮选药剂主要趋向研制或选用多官能团化、官能团中心多样化、聚氧乙烯基化、异极性即两性化、弱解离或非离子化以及混合协同化等方面。由此也出现了一大批代号药剂，或处于研发阶段，或已应用成熟，都对我国磷酸盐开发利用行业具有重要作用。譬如，针对我国北方气温低的特点，研制

11、的低品位磷矿选矿的新型、高效的捕收剂一AW系列（如AW-10）,其解决了使用传统脂肪酸类药剂时矿浆需要加温到35。C以上、需要加碱的问题。实例如:河北省丰宁招兵沟铁磷矿原矿品位P2O53.84%,采用该药剂获得磷精矿品位P2O537.88%Fe2O31.50%MgO0.96%,磷精矿回收率95.49%。该药剂还成功应用于河北省承德兴林磷矿，河北省承德宽城磷矿，辽宁省建平磷铁矿，辽宁省甜水磷矿等。再如ZP-02捕收剂，是油酸与表面活性剂组合制得的药剂，比油酸及氧化石腊皂具有更强的捕收能力和更好的选择性。通过对北方低品位磷矿选矿加工利用研究，可以充分利用我国大量的低品位磷矿，对我国磷矿资源可持续发

12、展和合理的综合利用，避免资源浪费具有深远意义。脉石矿物碳酸盐矿物捕收剂如K-04,是一种常温、无毒、无污染的药剂，在湖北地区磷矿重-浮选试验上已取得良好指标。再如MG捕收剂，是原料油与氢氧化钠、表面活性剂合成的白云石矿捕收剂,其选择性和捕收性均优于油酸钠和SR,是反浮选脱镁的一个药剂。脉石矿物（碳酸盐类矿物和硅酸盐矿物）的抑制剂也是国内药剂研究的重点，我国合成单宁的类似物作抑制剂广泛应用在选矿工业中，目前主要有S-808、S-711、S-214、S-217、S-504S-721等。在S-808基础上制成的新药剂SM-IO1,不含S-808的主要成分（磺化物和二磺化物），近于中性，也是硅钙质胶磷

13、矿直接浮选的良好抑制剂。此外，还有价格低廉、以造纸废液为主要原料制成的黑液和BS-33,以及已成功应用于硅钙质沉积变质磷灰岩矿石浮选的1339捕收剂等。对于磷矿的抑制剂除了常规的磷酸外，双瞬酸W-IO是具有良好选择性的反浮选抑制剂，对胶磷矿有强烈的抑制作用，对白云石抑制作用却很弱。3、某某磷矿浮选方案探讨某某磷矿主要矿物组成有磷灰石、白云石、碳酸镒、黄铁矿及硅酸盐类矿物等，作为单一矿物磷灰石矿进行处理,也需要进行详细的浮选方案探索和浮选回路设计。如单一正浮选，该磷矿正浮选方案有碱性浮选和中性浮选两种，碱性浮选以碳酸钠调浆，常规捕收剂为主，中性浮选时少量或不加碳酸钠，采用高效速溶捕收剂为主，二种

14、方法都需要探索一种高效的抑制剂，尤其在降镁方面，寻求一个合理的药剂比取得一个工艺流程还费工费时，其次在降锦方面，由于药剂研究较少，镒矿一般以磁、重选为主，因此在杂质超标时，对磷精矿进行除镒也是必需的，但由于上浮镒矿一般与磷灰石在性质上相似，除镒前就有必要进行消泡、分级或换水等工序，以达到较好的试验指标。同理，在探索捕收剂和抑制剂较为困难时，可采取工艺改造的措施，即正-反浮选流程,该流程较正浮选相对复杂一些，浮选回路较多，药剂种类多,但易于实现，尤其对难分离的磷灰石和白云石时，可以突破药剂难以解决的技术屏障。反浮选流程也是性质简单、单一磷矿较为适宜的流程,一般用于主要脉石矿物（碳酸盐和硅酸盐）含

15、量较多，或较难抑制分离时。反浮选流程，浮选回路较多，矿浆亦为酸性，生产控制要求比较严格。对于本矿石，由于矿物组成较多，采用单一反浮选和双反浮选也不一定能获得较好指标，相比而言，采用反-正浮选对磷精矿指标把握较大，即先反浮选碳酸盐脉石矿物，再进行磷灰石正浮选，该流程与正-反浮选思路相通，区别在于调浆位置不同，可能导致生产成本控制上有所差异，需要试验数据对比分析。最后，某某磷矿含有少量硫铁矿，从品位上看没有达到综合利用价值，但由于该硫铁矿粒度较粗，可浮性较好，成为难得的有价矿物。鉴于硫铁矿含量较低，价值也较低，在回收的时候就必须降低生产成本。一种思路是利用硫铁矿比重和粒度的优势，采用选磷后抛尾浮选

16、的流程进行选别，即先提高入选品位，降低产率，得到粗精矿，再进行浮选获得合格硫精矿，由于硫精矿产率大于1%,抛尾时不宜采用尼尔森选矿机，会导致排矿频率太高，回收率下降，如果采用旋流器，抛尾效果欠佳，现场目前抛尾效果就如此，如果采用重选或离心选别设备，效果会较好，考虑到成本，采用重选是经济的方式，维护费用也较低，但需要占用较大的场地面积。另一种思路是先硫后磷浮选，流程顺畅、简单，选硫采用中性或弱酸调浆加常规药剂以降低成本，该流程符合可浮性优先原则，但不符合主副元素优先原则，所以按整体安排综合考虑。在此基础上，还可以考虑原矿分级，粗粒选硫，然后和细粒合并进行选磷的联合流程，前提是分级效果如何,有待考查，该流程生产成本介于上面二种流程之间，结构较为复杂，作为工艺流程优化是可以进行研究的。总之，某某磷矿选别工艺除了考虑磷产品质量，还有必要在其基础上综合考虑硫的回收和尾水、尾矿的处理问题。建议在尾矿回填方面进行技术、成本等方面调研考察，拿捏与选矿