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CN112058503A - 一种硅钙质胶磷矿双反浮选工艺 - Google Patents

一种硅钙质胶磷矿双反浮选工艺 Download PDF

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CN112058503A CN202010864033.6A CN202010864033A CN112058503A CN 112058503 A CN112058503 A CN 112058503A CN 202010864033 A CN202010864033 A CN 202010864033A CN 112058503 A CN112058503 A CN 112058503A
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罗惠华
张正虎
闫雅雯
黄晨蕾
张振翼
刘幸
邹泽
丁一刚
李亮
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Xiaogan Tianxiang Minerals Technology LLC
Wuhan Institute of Technology
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Xiaogan Tianxiang Minerals Technology LLC
Wuhan Institute of Technology
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Abstract

本发明涉及一种硅钙质胶磷矿双反浮选工艺，具体步骤包括：1)反浮选脱镁；2)反浮选脱镁粗精矿脱水、调浆；3)反浮选脱硅：向调浆后的矿浆中加入调整剂，调整矿浆的pH值为7‑9，再加入阳离子捕收剂进行脱硅反粗选作业，脱硅反粗选槽内为精矿浆，精矿浆进行浓缩脱水得到最终精矿，脱硅反粗选泡沫进行扫选，脱硅扫选槽内为脱硅中矿，脱硅中矿返回脱硅反粗选作业，脱硅扫选泡沫为反浮选脱硅尾矿。本发明双反浮选工艺克服了现有浮选工艺存在的问题，消除反浮选脱镁对反浮选脱硅干扰，获得低镁低硅的磷精矿，同时降低泡沫量，降低泡沫的粘度，不仅改善浮选泡沫的流动性，易于泡沫输送，提高浮选效率，使硅钙质胶磷矿双反浮选易于工程化。

Description

一种硅钙质胶磷矿双反浮选工艺
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种硅钙质胶磷矿双反浮选工艺。
背景技术
磷矿是生产磷肥、磷化工产品的必不可少的基础原料，我国磷矿资源储量丰富，但是品位较低，以硅钙质中低品位胶磷矿为主，由于各种矿物嵌镶关系复杂、嵌布粒度细、解离性差，同时具有硅酸盐矿物、碳酸盐矿物含量高的特点，其开发利用属于世界性难题。目前在磷矿浮选中，针对易选的磷矿采用直接浮选，大部分选矿厂采用单一反浮选工艺，在弱酸性介质中，利用脂肪酸皂阴离子型捕收剂浮选磷矿中的白云石脉石矿物，降低MgO的含量，提高磷精矿的品位，该工艺流程简单，适宜于高镁低硅的磷矿选矿，但是对于高镁高硅胶磷矿的浮选采用正反浮选以及双反浮选工艺，正反浮选选矿工艺复杂，成本高，应用较少。双反浮选工艺处理此类型的磷矿比较合理，由阴离子型捕收剂反浮选脱镁，阳离子型捕收剂反浮选脱硅，其中在浮选脱硅过程中通常采用胺类药剂作为捕收剂，该类捕收剂存在起泡量大、泡沫发黏、难消泡、流动性差、泡沫产品难处理、选择性差、对矿泥很敏感等问题，导致浮选脱硅效果差。
因此结合目前的磷矿选矿技术现状与浮选药剂的进展，研发浮选性能好的浮选药剂以开发利用中低品位硅钙质磷矿资源具有重大意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种脱镁脱硅效率高的硅钙质胶磷矿双反浮选工艺，并且该工艺操作简单，选矿废水不需处理，直接回用，同时降低泡沫的粘度，泡沫易于破碎，便于输送，浮选流程更加畅通。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
提供一种硅钙质胶磷矿双反浮选工艺，具体步骤如下：
1)反浮选脱镁：将硅钙质胶磷矿矿石破碎磨矿使其组成矿物单体解离，加水得到矿浆，所得矿浆流入反浮选搅拌槽，并向其中加入脱镁酸性调整剂进行调浆，使矿浆的pH值为5-6.5，调浆后的物料进入反浮选系统，并加入阴离子捕收剂进行脱镁反粗选作业，浮选槽内为反浮选脱镁粗精矿，反粗选泡沫再次加入脱镁酸性调整剂，使矿浆的pH值为4-4.8后，进行反浮选脱镁扫选作业，扫选槽内为脱镁中矿，返回脱镁反粗选作业，扫选泡沫为反浮选脱镁尾矿；
2)反浮选脱镁粗精矿脱水、调浆：将步骤1)所得反浮选脱镁粗精矿转入沉降浓缩脱水装置将其中含阴离子型捕收剂的废水脱出，脱出的废水直接作为补加水加入上述步骤1)的脱镁反粗选以及反浮选脱镁扫选作业中进行浮选，沉降浓缩底流进入搅拌槽，加入清水或回水(步骤3)反浮选脱硅阶段浓缩脱水得到的废水)调浆得到质量浓度为25-35％的矿浆；
3)反浮选脱硅：向步骤2)调浆后的矿浆中加入调整剂，调整矿浆的pH值为7-9，再加入阳离子捕收剂进行脱硅反粗选作业，脱硅反粗选槽内为精矿浆，精矿浆进行浓缩脱水得到最终精矿，脱出的废水作为回水加到步骤2)中，脱硅反粗选泡沫进行扫选，脱硅扫选槽内为脱硅中矿，脱硅中矿返回脱硅反粗选作业，脱硅扫选泡沫为反浮选脱硅尾矿。
按上述方案，步骤1)所述脱镁酸性调整剂为硫酸或者磷酸。
按上述方案，步骤1)所述阴离子型捕收剂为脂肪酸类捕收剂LAA-11，阴离子型捕收剂的用量为0.45-0.75Kg/t原矿。
按上述方案，步骤3)所述调整剂为氢氧化钠、柠檬酸钠以及磷酸三钠的混合物，其质量比为1：1：3-5，用量为2.5-3.5Kg/t原矿。调整剂中氢氧化钠、柠檬酸钠及磷酸三钠三者均为碱性调整剂，氢氧化钠主要调整矿浆的pH值，柠檬酸钠与磷酸三钠能有效抑制磷矿物不被浮选，同时协同降低泡沫的粘度。
按上述方案，步骤3)所述阳离子捕收剂为椰油二胺及其衍生物，用量为0.3-0.75Kg/t原矿。
优选的是，所述阳离子捕收剂为N-椰油基-1,3-丙撑二胺及其衍生物，如N-椰油基-1,3-丙撑二胍。
本发明采用双反浮选工艺对硅钙质胶磷矿进行浮选，硅钙质胶磷矿双反浮工艺中，反浮选脱镁流程结构为一次粗选一次扫选作业，扫选中矿返回，反浮选脱镁粗精矿脱水、调浆，加入调整剂后进行反浮选脱硅，反浮选硅酸盐矿物流程结构为一次粗选一次扫选作业扫选中矿返回，本发明工艺能很大程度上消除反浮选脱镁对反浮选脱硅的干扰，脱镁脱硅效率高。
本发明的有益效果在于：采用本发明双反浮选工艺，克服了现有浮选工艺存在的问题，消除反浮选脱镁对反浮选脱硅干扰，获得低镁低硅的磷精矿(P2O5的含量大于30％，MgO的含量小于0.8％，SiO2的含量小于8％)，同时降低泡沫量，降低泡沫的粘度，不仅改善浮选泡沫的流动性，易于泡沫输送，提高浮选效率，使硅钙质胶磷矿双反浮选易于工程化。
附图说明
图1为本发明实施例双反浮选工艺流程图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种硅钙质胶磷矿双反浮选工艺，流程图如图1所示，具体步骤如下：
1)反浮选脱镁：硅钙质低品位胶磷矿石(P2O5的含量25.56％，MgO的含量1.45％，SiO2的含量13.5％)，经破碎磨矿使其组成矿物单体解离，加水进行调浆至质量浓度为28％，然后流入搅拌桶，向矿浆中分别加入用量为6.0Kg/t原矿的硫酸(93wt％)，2.5Kg/t原矿的磷酸，调整矿浆的pH值为6，再加入用量为0.45Kg/t阴离子型脂肪酸(皂)类捕收剂LAA-11后进行脱镁反粗选作业，浮选槽内为反浮选精矿浆；碳酸盐矿物进入反浮选泡沫产品，反浮选泡沫产品再次加入用量为3.0Kg/t原矿的硫酸(93wt％)，使矿浆的pH值为4后进行扫选，扫选得到泡沫产品反浮选脱镁尾矿，扫选槽内脱镁中矿返回反粗选作业；
2)上述槽内反浮选精矿浆静置澄清，用沉降浓缩脱水装置脱出含阴离子型捕收剂的废水，该废水不需处理可以作为回水返回上述步骤1)的反浮选脱镁的工序中，减少清水的用量，在脱水的矿浆中添加清水或者反浮选脱硅的回水，调浆得到质量浓度为25％的矿浆；
3)反浮选脱硅：向步骤2)浓度为25％的矿浆中添加氢氧化钠、柠檬酸钠以及磷酸三钠的混合物，其质量比为1：1：3，用量为2.5Kg/t原矿，调浆搅拌2min，调整矿浆的pH值为7.0，再添加用量0.3Kg/t原矿的N-椰油基-1,3-丙撑二胺进行脱硅反粗选作业，脱硅反粗选槽内为精矿浆，精矿浆进行浓缩脱水得到最终精矿，脱出的废水作为回水加到步骤2)中，脱硅反粗选泡沫产品为脱出硅酸盐矿物尾矿进行扫选，扫选槽内产品为脱硅中矿，脱硅中矿返回脱硅反粗选作业，扫选的泡沫产品为反浮选脱硅尾矿。步骤1)的反浮选脱镁尾矿与步骤3)的反浮选脱硅尾矿合并排出堆放。最终精矿品位P2O5为30.2％，回收率为86.52％，脱镁率为75.12％，脱硅率为65.56％。
实施例2
一种硅钙质胶磷矿双反浮选工艺，具体步骤如下：
1)反浮选脱镁：硅钙质低品位胶磷矿石(P2O5的含量25.56％，MgO的含量1.45％，SiO2的含量13.5％)，经破碎磨矿使其组成矿物单体解离，加水进行调浆至质量浓度为28％，然后流入搅拌桶，向矿浆中分别加入用量为7.5Kg/t原矿的硫酸，2.0Kg/t原矿的磷酸，调整矿浆的pH值为5.8，再加入用量为0.75Kg/t的阴离子型脂肪酸(皂)类捕收剂LAA-11后进行脱镁反粗选作业，浮选槽内为反浮选精矿浆；碳酸盐矿物进入反浮选泡沫产品，反浮选泡沫产品再次加入用量为3.0Kg/t原矿的硫酸(93wt％)，使矿浆的pH值为4.5后进行扫选，扫选得到泡沫产品反浮选脱镁尾矿，扫选槽内脱镁中矿返回反粗选作业；
2)上述槽内反浮选精矿浆静置澄清，用沉降浓缩脱水装置脱出含阴离子型捕收剂的废水，该废水不需处理可以作为回水返回上述步骤1)的反浮选脱镁的工序中，减少清水的用量，在脱水的矿浆中添加清水或者反浮选脱硅的回水，调浆得到质量浓度为25％的矿浆；
3)反浮选脱硅：反浮选脱硅：向步骤2)浓度为25％的矿浆中添加氢氧化钠、柠檬酸钠以及磷酸三钠的混合物，其质量比为1：1：4，用量为3.0Kg/t原矿，调浆搅拌2min，调整矿浆的pH值为8.0，再添加用量0.6Kg/t原矿的N-椰油基-1,3-丙撑二胺进行脱硅反粗选作业，脱硅反粗选槽内为精矿浆，精矿浆进行浓缩脱水得到最终精矿，脱出的废水作为回水加到步骤2)中，脱硅反粗选泡沫产品为脱出硅酸盐矿物尾矿进行扫选，扫选槽内产品为脱硅中矿，脱硅中矿返回脱硅反粗选作业，扫选的泡沫产品为反浮选脱硅尾矿。步骤1)的反浮选脱镁尾矿与步骤3)的反浮选脱硅尾矿合并排出堆放。最终精矿品位P2O5为30.1％，回收率为86.6％，脱镁率为75.56％，脱硅率为66.56％。
实施例3
一种硅钙质胶磷矿双反浮选工艺，具体步骤如下：
1)反浮选脱镁：硅钙质低品位胶磷矿石(P2O5的含量25.56％，MgO的含量1.45％，SiO2的含量13.5％)，经破碎磨矿使其组成矿物单体解离，进行调浆至质量浓度为28％，然后流入搅拌桶，向矿浆中分别加入用量为9.0Kg/t原矿硫酸(93wt％)，1.5Kg/t原矿磷酸，调整矿浆的pH值为5.5，再加入用量为0.75Kg/t的阴离子型脂肪酸(皂)类捕收剂LAA-11后进行脱镁反粗选作业，浮选槽内为反浮选精矿浆；碳酸盐矿物进入反浮选泡沫产品，反浮选泡沫产品再次加入用量为3.0Kg/t原矿的硫酸(93wt％)，使矿浆的pH值为4.8后进行扫选，扫选得到泡沫产品反浮选脱镁尾矿，扫选槽内脱镁中矿返回反粗选作业；
2)上述槽内反浮选精矿浆静置澄清，用沉降浓缩脱水装置脱出含阴离子型捕收剂的废水，该废水不需处理可以作为回水返回上述步骤1)的反浮选脱镁的工序中，减少清水的用量，在脱水的矿浆中添加清水或者反浮选脱硅的回水，调浆得到质量浓度为25％的矿浆；
3)反浮选脱硅：向步骤2)浓度为25％的矿浆中添加氢氧化钠、柠檬酸钠以及磷酸三钠的混合物，其质量比为1：1：5，用量为3.5Kg/t原矿，调浆搅拌2min，调整矿浆的pH值为9.0，再添加用量0.75Kg/t原矿的N-椰油基-1,3-丙撑二胺进行脱硅反粗选作业，脱硅反粗选槽内为精矿浆，精矿浆进行浓缩脱水得到最终精矿，脱出的废水作为回水加到步骤2)中，脱硅反粗选泡沫产品为脱出硅酸盐矿物尾矿进行扫选，扫选槽内产品为脱硅中矿，脱硅中矿返回脱硅反粗选作业，扫选的泡沫产品为反浮选脱硅尾矿。步骤1)的反浮选脱镁尾矿与步骤3)的反浮选脱硅尾矿合并排出堆放。最终精矿品位P2O5为30.3％，回收率为86.1％，脱镁率为73.56％，脱硅率为62.56％。
实施例4
宜昌某硅钙质胶磷矿双反浮工艺试验
宜昌某磷矿石，矿石化学组成见表1。
表1原矿的化学组成
Figure BDA0002649132690000051
Figure BDA0002649132690000061
原矿经破碎机破碎至-2mm，再通过磨矿机，磨矿细度-0.074mm81.0％，加水进行调浆至质量浓度为33.5％，向矿浆中分别加入用量为9.0Kg/t原矿硫酸(93wt％)，用量为1.5Kg/t原矿磷酸，调整矿浆的pH值为5.2，加入用量为0.6Kg/t原矿捕收剂LAA-11后进行脱镁反粗选作业，浮选槽内为反浮选精矿浆，碳酸盐矿物进入反浮选泡沫产品，反浮选泡沫产品再次加入3.0Kg/t原矿的硫酸(93wt％)，其用量5Kg/t的原矿，使矿浆的pH值为4.5后进行扫选，扫选得到泡沫产品反浮选脱镁尾矿，扫选槽内脱镁中矿返回反粗选作业，将上述槽内反浮选精矿浆静置澄清，用沉降浓缩脱水装置脱出含阴离子型捕收剂的废水，该废水不需处理可以作为回水返回上述的反浮选脱镁的工序中，减少清水的用量，在脱水的矿浆中添加清水或者反浮选脱硅的回水，调浆得到质量浓度为28％的矿浆。向矿浆中添加氢氧化钠、柠檬酸钠以及磷酸三钠的混合物，其质量比为1：1：4，用量为3.0Kg/t原矿，调浆搅拌2min，调整矿浆的pH值为8.0，再添加用量0.75Kg/t原矿的N-椰油基-1,3-丙撑二胺进行脱硅反粗选作业，脱硅反粗选槽内为精矿浆，精矿浆进行浓缩脱水得到最终精矿，脱出的废水作为回水加到前述步骤中，脱硅反粗选泡沫产品为脱出硅酸盐矿物尾矿进行扫选，扫选槽内产品为脱硅中矿，脱硅中矿返回脱硅反粗选作业，扫选的泡沫产品为反浮选脱硅尾矿。反浮选脱镁尾矿与反浮选脱硅尾矿合并排出堆放。最终精矿品位P2O5为30.5％，MgO的含量为0.72％，SiO2的含量为7.5％，产率73.52％，精矿P2O5回收率为86.23％。
实施例5
实施例2所述的硅钙质胶磷矿双反浮工艺中，反浮选脱硅调整剂为氢氧化钠、柠檬酸钠以及磷酸三钠的混合物，其质量比为1：1：4，用量为3.0Kg/t原矿，添加此调整剂之后，反浮选的泡沫量减少且较脆，易于消泡，未加调整剂与添加调整剂的泡沫高度见表2。
表2未加与添加调整剂的泡沫高度(cm)
Figure BDA0002649132690000062
表2表明，在反浮选脱硅的粗选中未添加与添加本发明的调整剂，反浮选泡沫在容器中堆存高度依次为16.5cm、13.5cm，泡沫的高度减少了3,0cm，静置30min后，未添加本发明的调整剂，泡沫高度仅降低了4.5cm、而添加本发明的调整剂，泡沫高度降低了5.5cm，说明本发明的调整剂在反浮选脱硅过程中减少了泡沫的产生量，且加快了消泡速度，消泡的速度提高了0.17mm/min。

Claims (6)

1.一种硅钙质胶磷矿双反浮选工艺，其特征在于，具体步骤如下：
1)反浮选脱镁：将硅钙质胶磷矿矿石破碎磨矿使其组成矿物单体解离，加水得到矿浆，所得矿浆流入反浮选搅拌槽，并向其中加入脱镁酸性调整剂进行调浆，使矿浆的pH值为5-6.5，调浆后的物料进入反浮选系统，并加入阴离子捕收剂进行脱镁反粗选作业，浮选槽内为反浮选脱镁粗精矿，反粗选泡沫再次加入脱镁酸性调整剂，使矿浆的pH值为4-4.8后，进行反浮选脱镁扫选作业，扫选槽内为脱镁中矿，返回脱镁反粗选作业，扫选泡沫为反浮选脱镁尾矿；
2)反浮选脱镁粗精矿脱水、调浆：将步骤1)所得反浮选脱镁粗精矿转入沉降浓缩脱水装置将其中含阴离子型捕收剂的废水脱出，脱出的废水直接作为补加水加入上述步骤1)的脱镁反粗选以及反浮选脱镁扫选作业中进行浮选，沉降浓缩底流进入搅拌槽，加入清水或回水调浆得到质量浓度为25-35％的矿浆；
3)反浮选脱硅：向步骤2)调浆后的矿浆中加入调整剂，调整矿浆的pH值为7-9，再加入阳离子捕收剂进行脱硅反粗选作业，脱硅反粗选槽内为精矿浆，精矿浆进行浓缩脱水得到最终精矿，脱出的废水作为回水加到步骤2)中，脱硅反粗选泡沫进行扫选，脱硅扫选槽内为脱硅中矿，脱硅中矿返回脱硅反粗选作业，脱硅扫选泡沫为反浮选脱硅尾矿。
2.根据权利要求1所述的硅钙质胶磷矿双反浮选工艺，其特征在于，步骤1)所述脱镁酸性调整剂为硫酸或者磷酸。
3.根据权利要求1所述的硅钙质胶磷矿双反浮选工艺，其特征在于，步骤1)所述阴离子型捕收剂为脂肪酸类捕收剂LAA-11，阴离子型捕收剂的用量为0.45-0.75Kg/t原矿。
4.根据权利要求1所述的硅钙质胶磷矿双反浮选工艺，其特征在于，步骤3)所述调整剂为氢氧化钠、柠檬酸钠以及磷酸三钠的混合物，其质量比为1：1：3-5，用量为2.5-3.5Kg/t原矿。
5.根据权利要求1所述的硅钙质胶磷矿双反浮选工艺，其特征在于，步骤3)所述阳离子捕收剂为椰油二胺及其衍生物，用量为0.3-0.75Kg/t原矿。
6.根据权利要求5所述的硅钙质胶磷矿双反浮选工艺，其特征在于，所述阳离子捕收剂为N-椰油基-1,3-丙撑二胺及其衍生物。
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