磷精矿水力旋流器分级技术研究_傅英.pdf

磷精矿水力旋流器分级技术研究傅英，刘文彪，郑永明，樊海琪，何宾宾（云南云天化股份有限公司 研发中心，云南 昆明650228）摘要对云南某地区胶磷矿进行矿物组成和粒度组成分析，发现磷矿倍半氧化物等杂质在较细粒级中富集，SiO2在各粒级中分布较为平均。故采用磷精矿旋流器分级后沉砂产品进行反浮选脱硅工艺技术研究。结果表明：与单反浮选脱镁工艺相比，采用分级后沉砂产品反浮选脱硅工艺不仅能有效提高磷精矿品质，而且还在一定程度上降低浮选药剂用量，且P2O5回收率高。关键词脱镁磷精矿；旋流器；分级；反浮选脱硅中图分类号TD97文献标志码A文章编号 1007-6220（2023）01-0043-03Classification technology of phosphate concentrate by hydrocycloneFU Ying,LIU Wenbiao,ZHENG Yongming,FAN Haiqi,HE Binbin（Research and Development Center,Yunnan Yuntianhua Co.,Ltd.,Kunming 650228,China）Abstract：Based on the analysis of the mineral composition and particle size composition of collophanite in a regionof Yunnan,it is found that the impurities such as sesquioxide of phosphate rock are enriched in the fine grain size,and the distribution of SiO2in each grain size is average.Therefore,the reverse flotation desilication technology ofgrading and sedimentation products by hydrocyclone is studied.The results show that,compared with the singlereverse flotation process of magnesium removal,the reverse flotation desilication process of graded sandsedimentation products can not only effectively improve the quality of phosphate concentrate,but also reduce thedosage of flotation agents to a certain extent,and the recovery rate of P2O5is high.Key words：demagnesified phosphate concentrate；hydrocyclone；classification；reverse flotation desilication收稿日期2022-05-12作者简介傅英（1985-），女，江西宜丰人，工程师，研究方向为磷矿选矿与磷化工。E-mail：通信作者刘文彪（1982-），男，高工，博士研究生，从事磷矿选矿方面的研究。E-mail：设备与安全0引言前期大量分析总结发现，云南某地区胶磷矿中倍半氧化物等杂质在较细粒级中富集，SiO2在各粒级中分布较为平均，同时在细粒级中反浮选脱倍半氧化物效果明显。笔者采用磷精矿旋流器分级脱细粒级后沉砂产品进行反浮选脱硅技术研究，现介绍如下。1磷矿石性质试验矿样取自云南某浮选厂脱镁磷精矿，共取矿浆400 kg，w（固）为20.85%，经工艺矿物学研究分析可知，浮选厂入选磷矿样中主要有用矿物为胶磷矿1，脉石矿物大部分为硅质脉石矿物石英、玉髓等。脱镁磷精多元素分析结果见表1。从表1可知，该脱镁磷精矿w（P2O5）偏低，为27.98%，w（SiO2）适中，为 15.26%，MER 值偏高，为0.144 4，需要脱除倍半氧化物及二氧化硅等杂质矿物，磷酸盐矿物才能得到富集。因此，采用反浮选脱硅除杂工艺对此矿样进行选别。2试验研究2.1旋流器分级试验2.1.1分级入料（脱镁磷精矿）粒度分布用激光粒度分析仪对w（固）为20.85%的待分级料浆进行粒度分析，分析结果见表2。从表2可以看出，该脱镁磷精矿粒度较粗，粒径0.075 mm颗粒占比为78.4%，造成MgO脱除效果欠佳，导致磷精矿P2O5偏低。为进一步提高磷精表1海口某浮选厂脱镁磷精矿多元素分析结果w（P2O5）/%27.98w（MgO）/%1.41w（Fe2O3）/%0.93w（Al2O3）/%1.7w（SiO2）/%15.26w（CaO）/%40.71MER值0.144 42023年1月第38卷第1期磷 肥 与 复 肥Phosphate Compound Fertilizer43矿的品位，需增加反浮选脱硅除杂工艺流程。2.1.2旋流器分级条件试验分级试验主要通过旋流器处理量及沉砂嘴尺寸改变达到不同的分级效果，采用 A和B旋流器在同一物料浓度条件下进行对比，再改变旋流器的沉砂嘴尺寸，探索最佳的分级指标和相应的试验条件。分级进料w（固）20.85%，试验数据见表3，分级结果见表4。从表3可以看出，两种旋流器沉砂产率最低的为69.25%，最高达87.72%。从表 4 可以看出，A 旋流器在进料 w（固）20.85%、进料压强0.15 MPa条件下，分别使用15 mm、20 mm和25 mm沉砂嘴，溢流细度20.030 mm占比从96.42%升高至99.29%，沉砂细度0.030 mm占比从10.48%升高到22.41%，沉砂产率从69.25%升高到79.53%。在相同的进料浓度情况下，随着沉砂嘴直径增大，旋流器沉砂产率不断增加。若以0.030 mm计，随着沉砂嘴直径增大，沉砂夹细量增加，分级效率降低。B 旋流器在进料 w（固）20.85%、进料压强0.30 MPa条件下，使用10 mm和14 mm沉砂嘴，溢流细度0.030 mm 占比分别为 95.72%和 96.41%，沉砂细度0.030 mm占比分别为20.65%和35.22%，沉砂产率分别为74.82%和87.72%。在沉砂产率相近的情况下，A的分级指标优于B；且A单台旋流器处理量更大；另外，B配套使用的沉砂嘴尺寸较小，在生产运行中较容易发生堵塞。故选择A旋流器15 mm沉砂嘴分级产品作为下一步浮选试验的入选矿。2.2旋流器分级产品组分分析对旋流器条件试验获得的各分级产品进行X荧光分析，分析结果如表5所示。从表 5 可以看出，倍半氧化物等杂质在旋流器溢流产品中富集，溢流产品 P2O5指标降低，MER值指标升高。沉砂产品中MER值较低，但由于沉砂产率高，均超过了65%，因此SiO2在沉砂中占比较高，应在粗粒级中脱除SiO2提高五氧化二磷品位。3旋流器沉砂产品浮选试验脱镁磷精矿经过旋流器分级后开展浮选条件试验，在一次粗选条件下进行不同浮选药剂和用量的条件试验 3。试验矿浆温度为13，pH为5.5。以A旋流器15 mm沉砂嘴分级试验所得沉砂产品 200 g（干基）作为入选矿，一次粗选后磷精矿、磷尾矿指标如表6所示。从表6可知，预先脱除细粒级后，沉砂产品作为浮选入选矿，浮选脱硅效果好，P2O5回收率较高。捕收剂XP-1药剂用量600 g/t与XP-2药剂用量400 g/t试验结果相当，精矿w（P2O5）分别为32.62%和31.53%，P2O5回收率为95.49%和96.03%，磷精矿产率及 MER 值均相近，硅脱除率为 44.43%和44.17%，但捕收剂XP-2用量少，药剂性能较优。表3旋流器分级条件试验数据旋流器型号AB沉砂嘴尺寸/mm1520251014进料口压强/MPa0.14 0.150.14 0.150.14 0.150.26 0.300.26 0.30进料w（固）/%20.8520.8520.8520.8520.85溢流w（固）/%8.157.686.857.406.83沉砂w（固）/%67.0857.7843.7153.7029.26沉砂产率/%69.2572.7679.5374.8287.72表4旋流器分级产品粒度分析结果旋流器型号AB产品溢流溢流溢流沉砂沉砂沉砂溢流溢流沉砂沉砂沉砂嘴尺寸/mm15202515202510141014各粒级（mm）占比/%0.150100.00100.00100.0085.6986.7187.37100.00100.0088.3390.960.075100.00100.00100.0047.7650.5352.15100.00100.0054.3964.220.04599.43100.00100.0026.2930.7335.5799.3599.4835.1448.860.03898.8499.9999.9919.9224.9130.6098.5398.8029.5143.840.03096.4299.3399.2910.4815.9722.4195.7296.4120.6535.220.01586.2393.9094.613.288.3014.4487.9289.7412.3125.680.01371.8385.3586.930.875.1010.6178.4082.127.8720.18表2进料磷矿浆粒度分布粒度/mm0.0750.0450.0750.0380.045占比/%21.6017.606.15粒度/mm0.0300.0380.030占比/%6.1948.46表5旋流器分级产品X荧光分析结果产品溢流沉砂旋流器型号AAABBAAABB沉沙嘴尺寸/mm15202510141520251014w（P2O5）/%25.4025.4725.4725.5925.4229.2028.7028.2429.1528.21w（MgO）/%0.870.900.870.910.971.591.511.501.431.35w（Fe2O3）/%1.241.281.311.341.350.770.780.800.860.89w（Al2O3）/%2.652.642.722.612.931.031.131.211.101.30w（SiO2）/%16.5918.9419.1818.5318.0014.0914.1414.1414.6514.86w（CaO）/%37.3537.9337.8937.8437.4542.3841.9641.1742.4440.98w（K2O）/%0.650.540.570.550.660.180.180.190.160.27MER值0.187 40.189 20.192 40.189 90.206 50.116 10.119 20.124 30.116 30.125 52023年第38卷第1期磷肥与复肥44表6A-15 mm沉砂一次粗选试验选矿指标实验序号34药剂型号XP-2XP-1加药量/（g t-1）400600磷精矿产率/%88.9379.41P2O5回收率/%96.0395.49磷精矿指标w（P2O5）/%31.5332.62w（MgO）/%1.671.64w（Fe2O3）/%0.740.76w（Al2O3）/%0.790.55w（SiO2）/%8.527.14w（CaO）/%45.3947.28w（K2O）/%0.100.10MER值0.101 50.090 7磷尾矿指标w（P2O5）/%11.8518.04w（MgO）/%0.800.92w（Fe2O3）/%0.890.86w（Al2O3）/%2.431.97w（SiO2）/%57.1941.06w（CaO）/%18.8227.26w（K2O）/%0.660.42MER值0.347 70.207 9反浮选脱硅磷精矿与旋流器溢流合并成最终磷精矿4