CN113182077A - 一种同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺。其技术方案是：将磷矿浆引入同步反浮选流程；首先向磷矿浆中加入调整剂，然后再向磷矿浆中同步添加脂肪酸类捕收剂和胺类捕收剂，进行预浮选作业，得到槽内产品I和泡沫产品I，泡沫产品I为磷尾矿I，槽内产品I引入粗选作业，进行粗选，得到槽内产品II和泡沫产品II，槽内产品II即为磷精矿，泡沫产品II引入第一次扫选作业，进行扫选，得到槽内产品III和泡沫产品III，槽内产品III返回上一步与槽内产品I一起进入粗选作业，泡沫产品III引入第二次扫选作业，进行扫选，得到槽内产品IV和泡沫产品IV，槽内产品IV返回上一步与泡沫产品II一起进入第一次扫选作业，泡沫产品IV为磷尾矿II。本发明具有矿石适应性强，浮选药剂耗量小、选矿成本低的特点。
Description
技术领域
本发明属于磷矿分选技术领域，具体涉及一种同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺。
背景技术
我国磷矿资源世界排名前三，但富矿少贫矿多，P2O5品位高于30％的富矿仅占总储量的8％左右，大部分磷矿石必须经过富集才能被高附加值利用。浮选在磷矿选矿中被广泛采用，针对杂质种类多且杂质含量高的磷矿石，需要采用正-反(反-正)浮选或者双反浮选才能有效去除杂质，这两种主流的浮选工艺在实际应用中都有难以克服的缺点，其中正-反浮选成本高，双反浮选流程稳定性差。目前磷矿选矿中应用最广的浮选工艺是单一反浮选工艺，其显著优点是流程稳定性好，运行成本低，但单一反浮选工艺仅能去除含镁杂质，对含铝杂质基本没有去除效果。若能在单一反浮选的基础上，通过药剂制度创新实现含铝杂质与含镁杂质的同步去除，对磷矿选矿技术进步具有重要意义。
李冬莲等(李冬莲,邹泽,李洪强,等.胶磷矿同步反浮选的试验研究[J].矿产保护与利用,2019,39(02):29-33+38.)为解决胶磷矿中pH调整剂用量大，浮选流程复杂的问题，以代号为Gz92的磷酸酯药剂和代号为AE35的氨类药剂分别作为白云石和石英的反浮选捕收剂，在中性矿浆pH条件下，进行了纯矿物和人工混合矿的浮选试验，证明同步反浮选具有可行性，为胶磷矿选矿指出了一条新途径。但在实际矿石浮选中，由于矿浆体系较纯矿物体系复杂的多，同步反浮选工艺有许多需要解决的技术问题，例如：在中性pH值条件下，由于同步反浮选的浮选效率偏低，导致浮选流程偏长，磷损失率偏高；在酸性pH值条件下，浮选泡沫发粘，导致流程稳定性变差等。
“一种低镁高倍半胶磷矿同步反浮选工艺”(CN111617885A)专利技术，公开了一种针对实际磷矿石的同步反浮选工艺，采用了两种调整剂，分别是磷酸和由氯化铝、氯化钠与聚丙烯酰胺以质量比为0.5-1.5:1:0-0.0006的混合溶液，流程结构为一粗两扫。该法的优点是较双反浮选工艺具有更加精简的流程结构，能显著降低了浮选成本，但该工艺仅有一个磷尾矿排出口，原矿中可浮性好的有机质和白云石得不到及时排出，在流程里循环，对分选带来较大负影响。
发明内容
本发明旨在针对现有技术的不足，目的在于提供一种流程结构简洁高效、稳定性好的分选方法，该方法仅需在单一反浮选流程结构上做少量调整即可实现磷矿石中铝与镁的同步去除。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案的具体步骤是：
(1)将P2O5品位为24.0～29.0％，MgO含量0.8～2.5％，Al2O3含量2.0～4.5％，粒径小于0.074mm占60～80％，浓度为20～35wt％的磷矿浆引入同步反浮选流程；首先向磷矿浆中添加调整剂，然后再向磷矿浆中同步添加脂肪酸类捕收剂和胺类捕收剂，进行预浮选，得到槽内产品I和泡沫产品I，泡沫产品I为磷尾矿I；
(2)槽内产品I引入粗选作业，向槽内产品I中添加脂肪酸类捕收剂和胺类捕收剂，进行粗选，得到槽内产品II和泡沫产品II，槽内产品II即为磷精矿；
(3)泡沫产品II引入第一次扫选作业，进行扫选，得到槽内产品III和泡沫产品III，槽内产品III返回上一步与槽内产品I一起进入粗选作业；
(4)泡沫产品III引入第二次扫选作业，进行扫选，得到槽内产品IV和泡沫产品IV，槽内产品IV返回上一步与泡沫产品II一起进入第一次扫选作业，泡沫产品IV为磷尾矿II。
所述的调整剂为硫酸与硫酸铝以摩尔比4.0～7.0：1.0组成的混合物，以磷矿浆干基为基准，调整剂加入量为4.0～10.0kg/t。
所述的同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺，其特征在于，脂肪酸类捕收剂与胺类捕收剂的质量比为3.0～4.5：1.0，以磷矿浆干基为基准，预浮选作业和粗选作业捕收剂加入总量分别为0.3～0.7kg/t和0.4～1.6kg/t。
所述的脂肪酸类捕收剂为油酸、亚油酸、软脂酸、硬脂酸四种脂肪酸的钠盐以质量比10-18：5-15：10-16：60-65(优选为14：10：14：62)组成的混合物；所述的胺类捕收剂为十二胺的醋酸盐。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1.本发明在不增加作业长度的前提下，在反浮选去除镁的同时去除铝，相比于单一反浮选工艺，本发明提供的方法对磷矿石的适应性更强，既可以处理碳酸盐型磷矿石，也可以处理混合型磷矿石。
2.本发明采用硫酸铝与硫酸的混合物作为调整剂，除了能起到调节矿浆pH值至适宜反浮脱镁的4.0～5.5之外，还能起到调节泡沫韧性的作用，使浮选泡沫流动性变好，利于输送，避免出现泡沫堆积难消、输送困难的问题，使得胺类捕收剂可以在反浮选中得到应用。本发明中调整剂调节泡沫韧性的作用机理可大致归结如下两点，一是通过硫酸的添加降低矿浆pH值，削弱了微细粒级矿物颗粒的表面负电性，二是硫酸铝加入矿浆后，可以生成氢氧化铝絮状物，吸附大量微细粒级矿粒，由于硫酸与硫酸铝的协同作用，使得矿浆体系中微细粒级颗粒的电负性大幅度削弱，减弱了微细粒级颗粒与胺类捕收剂的作用，使得泡沫中电负性颗粒减少，泡沫韧性变差，流动性变好。
3.本发明采用的调整剂以及捕收剂的添加方式，能够实现同步去除镁和铝的效果，避免了采用双反浮选工艺时由于阴、阳离子捕收剂之间的互相干扰，导致浮选流程过长、回水体系复杂难操控的情况发生。
4.本发明所获得的磷精矿产品P2O5品位大于33.0％，MgO含量小于0.8％，Al2O3含量小于2.0％，P2O5回收率大于80％。
因此，本发明具有矿石适应性强，流程结构简介紧凑，易操控，工业化较易实现的特点。
附图说明
图1为本发明的一种同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺流程图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例、附图对本发明的内容做进一步的说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
一种同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺。本实施例所述方法的具体步骤是：
(1)将P2O5品位29.0％，MgO含量1.6％，Al2O3含量3.0％，粒径小于0.074mm占64.0％，矿浆浓度为30.0wt％的磷矿浆引入同步反浮选流程；向磷矿浆中加入调整剂(硫酸与硫酸铝以摩尔比7.0:1.0组成的混合物)，添加量为6.9kg/t；然后向磷矿浆中以质量比4.5:1.0同步添加脂肪酸类捕收剂(油酸、亚油酸、软脂酸、硬脂酸的钠盐以质量比14：10：14：62组成的混合物)和胺类捕收剂(十二胺醋酸盐)，捕收剂添加总量为0.3kg/t，进行预浮选，得到槽内产品I和泡沫产品I，泡沫产品I为磷尾矿I；
(2)将槽内产品I引入粗选作业，向槽内产品I中以质量比3.3:1.0同步添加脂肪酸类捕收剂(油酸、亚油酸、软脂酸、硬脂酸以质量比14：10：14：62组成的皂化复配物)和胺类捕收剂(十二胺)，捕收剂添加总量为0.4kg/t，进行粗选，得到槽内产品II和泡沫产品II，槽内产品II即为磷精矿；
(3)泡沫产品II引入第一次扫选作业，进行扫选，得到槽内产品III和泡沫产品III，槽内产品III返回上一步与槽内产品I一起进入粗选作业；
(4)泡沫产品III引入第二次扫选作业，进行扫选，得到槽内产品IV和泡沫产品IV，槽内产品IV返回上一步与泡沫产品II一起进入第一次扫选作业，泡沫产品IV为磷尾矿II。
本实施例所获得的磷精矿的P2O5品位34.17％，MgO含量0.47％，Al2O3含量1.80％，P2O5回收率90.30％。
另外，本实施例还对比了扫选次数对选矿指标的影响，即对比了扫选流程包含一次扫选作业、二次扫选作业和三次扫选作业的选矿指标，具体如下表所示：
由上表数据可以看出，扫选流程包含两次扫选作业是最适宜的，对比可知：当扫选流程仅包含一次扫选作业时，磷尾矿II中P2O5品位较高为16.20％，抛尾品位较高，导致磷精矿P2O5回收率偏低；当包含三次扫选作业时，磷尾矿II的品位改变不大，表明继续增加扫选作业次数没有明显增益。
实施例2
一种同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺。本实施例所述方法的具体步骤是：
(1)将P2O5品位26.2％，MgO含量1.64％，Al2O3含量3.8％，粒径小于0.074mm占76.0％，矿浆浓度为25.0wt％的磷矿浆引入同步反浮选流程；向磷矿浆中加入调整剂(硫酸与硫酸铝以摩尔比6.0:1.0组成的混合物)，添加量为9.6kg/t；然后向磷矿浆中以质量比4.0:1.0同步添加脂肪酸类捕收剂(油酸、亚油酸、软脂酸、硬脂酸的钠盐以质量比14：10：14：62组成的混合物)和胺类捕收剂(十二胺醋酸盐)，捕收剂添加总量为0.44kg/t，进行预浮选，得到槽内产品I和泡沫产品I，泡沫产品I为磷尾矿I；
(2)将槽内产品I引入粗选作业，向槽内产品I中以质量比3.6:1.0同步添加脂肪酸类捕收剂(油酸、亚油酸、软脂酸、硬脂酸以质量比14：10：14：62组成的皂化复配物)和胺类捕收剂(十二胺)，捕收剂添加总量为1.15kg/t，进行粗选，得到槽内产品II和泡沫产品II，槽内产品II即为磷精矿；
(3)泡沫产品II引入第一次扫选作业，进行扫选，得到槽内产品III和泡沫产品III，槽内产品III返回上一步与槽内产品I一起进入粗选作业；
(4)泡沫产品III引入第二次扫选作业，进行扫选，得到槽内产品IV和泡沫产品IV，槽内产品IV返回上一步与泡沫产品II一起进入第一次扫选作业，泡沫产品IV为磷尾矿II。
本实施例所获得的磷精矿的P2O5品位33.00％，MgO含量0.46％，Al2O3含量1.96％，P2O5回收率85.60％。
另外，为了考查捕收剂的协同作用效果，本实施例还考查了只添加脂肪酸类捕收剂或只添加胺类捕收剂时的选矿效果，如下表所示：
由上表数据可以看出，同步添加两种捕收剂的的选矿指标最优，相比于只添加一种捕收剂，同步添加两种捕收剂，可利用捕收剂之间的协同作用，达到同步去镁和铝的目的。另外，只添加胺类捕收剂时，浮选泡沫粘度大，流动性差，流程不能稳定运行。可见，本发明所采用的药剂制度及药剂添加方式，不仅能同步去除磷矿中镁铝，流程结构还具有较好的稳定性，避免了胺类捕收剂带来的泡沫堆积难消、输送困难的问题，使得胺类捕收剂可以在反浮选中得到应用。
实施例3
一种同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺。本实施例所述方法的具体步骤是：
(1)将P2O5品位24.0％，MgO含量2.29％，Al2O3含量3.76％，粒径小于0.074mm占80.0％，矿浆浓度为35.0wt％的磷矿浆引入同步反浮选流程；向磷矿浆中加入调整剂(硫酸与硫酸铝以摩尔比4.0:1.0组成的混合物)，添加量为9.9kg/t；然后向磷矿浆中以质量比3.5:1.0同步添加脂肪酸类捕收剂(油酸、亚油酸、软脂酸、硬脂酸的钠盐以质量比14：10：14：62组成的混合物)和胺类捕收剂(十二胺醋酸盐)，捕收剂添加总量为0.60kg/t，进行预浮选，得到槽内产品I和泡沫产品I，泡沫产品I为磷尾矿I；
(2)将槽内产品I引入粗选作业，向槽内产品I中以质量比3.0:1.0同步添加脂肪酸类捕收剂(油酸、亚油酸、软脂酸、硬脂酸以质量比14：10：14：62组成的皂化复配物)和胺类捕收剂(十二胺)，捕收剂添加总量为1.36kg/t，进行粗选，得到槽内产品II和泡沫产品II，槽内产品II即为磷精矿；
(3)泡沫产品II引入第一次扫选作业，进行扫选，得到槽内产品III和泡沫产品III，槽内产品III返回上一步与槽内产品I一起进入粗选作业；
(4)泡沫产品III引入第二次扫选作业，进行扫选，得到槽内产品IV和泡沫产品IV，槽内产品IV返回上一步与泡沫产品II一起进入第一次扫选作业，泡沫产品IV为磷尾矿II。
本实施例所获得的磷精矿的P2O5品位32.98％，MgO含量0.56％，Al2O3含量2.12％，P2O5回收率82.83％。
本具体实施方式与现有技术相比，具有以下积极效果：
1.本具体实施方式在不增加作业长度的前提下，在反浮选去除镁的同时去除铝，相比于单一反浮选工艺，本发明提供的方法对磷矿石的适应性更强，既可以处理碳酸盐型磷矿石，也可以处理混合型磷矿石。
2.本具体实施方式采用硫酸铝与硫酸的混合物作为调整剂，除了能起到调节矿浆pH值至适宜反浮脱镁的4.0～5.5之外，还能起到调节泡沫韧性的作用，使浮选泡沫流动性变好，利于输送，避免出现泡沫堆积难消、输送困难的问题，使得胺类阳离子捕收剂可以在反浮选中得到应用。本发明中调整剂调节泡沫韧性的作用机理可大致归结如下两点，一是通过硫酸的添加降低矿浆pH值，削弱了微细粒级矿物颗粒的表面电性，二是硫酸铝加入矿浆后，可以生成氢氧化铝絮状物，吸附大量微细粒级矿粒，由于硫酸与硫酸铝的协同作用，使得矿浆体系中微细粒级颗粒的电负性大幅度削弱，减弱了微细粒级颗粒与胺类阳离子捕收剂的作用，使得泡沫中电负性颗粒减少，泡沫韧性变差，流动性变好。
3.本具体实施方式采用的调整剂以及捕收剂的添加方式，能够实现同步去除镁和铝的效果，避免了采用双反浮选工艺时由于阴、阳离子捕收剂之间的互相干扰，导致浮选流程过长、回水体系复杂难操控的情况发生。
4.本具体实施方式所获得的磷精矿产品P2O5品位大于33.0％，MgO含量小于0.8％，Al2O3含量小于2.0％，P2O5回收率大于80％。
因此，本具体实施方式具有矿石适应性强，流程结构简介紧凑，易操控，工业化较易实现的特点。
Claims (5)
1.一种同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）向磷矿浆中添加调整剂，然后再向磷矿浆中同步添加脂肪酸类捕收剂和胺类捕收剂，进行预浮选，得到槽内产品I和泡沫产品I，泡沫产品I为磷尾矿I；
（2）槽内产品I引入粗选作业，向槽内产品I中添加脂肪酸类捕收剂和胺类捕收剂，进行粗选，得到槽内产品II和泡沫产品II，槽内产品II即为磷精矿；
（3）泡沫产品II引入第一次扫选作业，进行扫选，得到槽内产品III和泡沫产品III，槽内产品III返回上一步与槽内产品I一起进入粗选作业；
（4）泡沫产品III引入第二次扫选作业，进行扫选，得到槽内产品IV和泡沫产品IV，槽内产品IV返回上一步与泡沫产品II一起进入第一次扫选作业，泡沫产品IV为磷尾矿II。
2.根据权利要求1所述的同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺，其特征在于，所述的磷矿浆中P2O5品位为24.0~29.0%，MgO含量0.8~2.5%，Al2O3含量2.0~4.5%，粒径小于0.074mm占60~80%，磷矿浆的浓度为20~35wt%。
3.根据权利要求1所述的同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺，其特征在于，所述的调整剂为硫酸与硫酸铝以摩尔比4.0~7.0：1.0组成的混合物，以磷矿浆干基为基准，调整剂加入量为4.0~10.0kg/t。
4.根据权利要求1所述的同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺，其特征在于，脂肪酸类捕收剂与胺类捕收剂的质量比为3.0~4.5：1.0，以磷矿浆干基为基准，预浮选作业和粗选作业捕收剂加入总量分别为0.3~0.7kg/t和0.4~1.6kg/t。
5.根据权利要求4所述的同步去除磷矿中镁铝的反浮选工艺，其特征在于，所述脂肪酸类捕收剂为油酸、亚油酸、软脂酸、硬脂酸四种脂肪酸的钠盐以质量比10-18：5-15：10-16：60-65组成的混合物；所述的胺类捕收剂为十二胺的醋酸盐。
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