CN113908994A - 一种低品位磷矿的浮选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低品位磷矿的浮选方法。该浮选方法为：采用不同的混合菌液和捕收剂复合体系，分别进行粗选和精选，再采用捕收剂进行最后扫选的闭路浮选工艺，基于中温雾化的方式，利用微生物和化学捕收剂的共同作用，相互协同，能够显著提高磷的回收品位，并且对磷矿中的石英、白云石和金云母有很大的抑制作用。采用中温雾化的方式，一方面，可以活化微生物菌剂中细菌的活性，并将复合菌液菌液均匀分散在矿浆中；另一方面，对羟肟酸类捕收剂进行中温雾化，使得雾化后在矿物表面的吸附量比常规滴加的吸附量高。利用微生物混合菌液的共代谢作用，实现混合后浮选尾水中有机污染物羟肟酸类捕收剂化合物的生物降解，实现浮选尾水的环保处理。
Description
技术领域
本发明涉及矿物浮选技术领域，尤其涉及一种低品位磷矿的浮选方法。
背景技术
磷矿是一种重要的工农业矿物原料，广泛应用于食品、化工、冶金、医药等领域。我国磷矿资源丰富，储量居世界前列，但大多为难选的磷块岩，且其中低品位硅钙质磷矿占比重大，基本没有被利用，现有磷矿山的经济效益低下。
目前针对硅钙质磷块岩，双反浮选工艺研究最多。例如，申请号为CN201410832416.X的发明专利公开了一种低品位硅钙质胶磷矿的正反反浮选方法。该方法将已破碎处理后的硅钙质型胶磷矿矿石调浆后，向其中加入磷酸盐矿物浮选调整剂和捕收剂进行调浆，再加水稀释后进入正浮选系统进行磷酸盐矿物正浮选；正浮选精矿脱药脱泥，进入脱硅反浮选搅拌槽，调浆后的物料进入反浮选脱硅系统进行硅质脉石矿物反浮选；脱硅反浮选精矿脱去部分水分，再进行磨矿后，加入抑制剂硫酸与镁捕收剂脂肪酸皂进行调浆后，进行镁反浮选，槽内产品为最终磷精矿，经浓缩、过滤、干燥即得成品磷精矿。申请号为CN201910776657.X的发明专利公开了一种中品位单磷酸盐胶磷矿浮选工艺。其包括破碎磨矿、分级分离、浓缩、粗选浮选、精选浮选、扫选浮选、反选浮选和合并的步骤；针对中品位单磷酸盐胶磷矿进行磨矿后预先分级，分级出部分合格磷精矿，减少浮选系统处理量，提高了浮选系统的处理能力或相同原矿规模条件下节约了浮选装置的建设投资。
但是，上述反浮选脱硅效果差，且倍半氧化物难以脱除。反浮选工艺一般采用的胺类捕收剂价格高，浮选泡沫多，不易控制。正浮选可以克服以上问题，但正浮选过程中，白云石抑制一直是选矿难点，采用的白云石有机抑制剂对环境不友好。且浮选尾水存在有机污染物，无法进行有效净化处理。
有鉴于此，有必要设计一种改进的低品位磷矿的浮选方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低品位磷矿的浮选方法。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种低品位磷矿的浮选方法，包括如下步骤：
S1，磨矿：将低品位磷矿进行磨矿处理，得到-0.075mm粒径的质量分数≥90％的矿粉物料；
S2，调浆：将矿粉物料进行浓缩处理，得到质量浓度为30～50％的浓缩矿浆；
S3，粗选浮选：将水玻璃作为抑制剂、碳酸钠为调整剂，并进行调浆处理，得到预定pH值的浓缩矿浆，再将大肠杆菌和假单胞菌混合菌液和羟肟酸类捕收剂溶液分别经过一次中温雾化后加入到浓缩矿浆中，不断搅拌处理下，进行一次粗选，得到粗选精矿和粗选尾矿；
S4，精选浮选：将粗选精矿加入水玻璃，并进行调浆处理，得到预定pH值的精选矿浆，将由芽孢杆菌和枯草杆菌混合菌液和羟肟酸类捕收剂溶液分别经过二次中温雾化处理后加入到精选矿浆中，不断搅拌处理下，进行一次精选，得到精选精矿和精选尾矿；
S5，扫选浮选：将粗选尾矿和精选尾矿混合，加入水玻璃，将羟肟酸类捕收剂溶液分别经过三次中温雾化处理后加入混合矿浆中，不断搅拌处理下，进行一次扫选，得到扫选精矿和扫选尾矿，将扫选精矿返回粗选作业，进行闭路浮选。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述一次中温雾化的温度为30～38℃。
作为本发明的进一步改进，步骤S4中所述二次中温雾化处理的温度为30～38℃。
作为本发明的进一步改进，步骤S5中所述三次中温雾化处理的温度为35～45℃。
作为本发明的进一步改进，所述搅拌处理的速度为100～200r/min。
作为本发明的进一步改进，所述低品位磷矿的组成为：磷灰石、石英、白云石、金云母。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中，大肠杆菌和假单胞菌混合菌液的用量为5～20g/t，大肠杆菌和假单胞菌的比例为(6～8)：(2～4)。
作为本发明的进一步改进，步骤S4中，芽孢杆菌和枯草杆菌混合菌液的用量为5～10g/t，芽孢杆菌和枯草杆菌的比例为(2～5)：(5～7)。
作为本发明的进一步改进，pH值为8～9。
作为本发明的进一步改进，在粗选、精选、扫选过程中，羟肟酸类捕收剂的加入量分别为(1.0～1.5)Kg/t、(0.5～1.0)Kg/t、(0.1～0.5)Kg/t。
作为本发明的进一步改进，所述羟肟酸类捕收剂为水杨羟肟酸、苯甲羟肟酸、N-羟基邻苯二甲酰亚胺中的一种。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的低品位磷矿的浮选方法，采用不同的混合菌液和捕收剂复合体系，分别进行粗选和精选，再采用捕收剂进行最后扫选的闭路浮选工艺，并且基于中温雾化的方式将上述捕收剂复合体系加入到浮选矿浆中，利用微生物和化学捕收剂的共同作用，相互协同，能够显著提高磷的品位，并且对石英、白云石和金云母有很大的抑制作用。采用中温雾化的方式，一方面，可以活化微生物菌剂中细菌的活性，并且通过雾化作用，将复合菌液菌液均匀分散在矿浆中，辅以搅拌处理，实现菌剂的高效抑制分离效果；另一方面，对羟肟酸类捕收剂进行中温雾化，不仅可以提高其浮选效果，而且还能够使得油性捕收剂的粒径变小，促进捕收剂更均匀地分散在矿浆中与细粒矿物作用，从而使细粒矿物颗粒与气泡充分碰撞，增加了细粒矿物颗粒在气泡表面上的粘附，使得雾化后在矿物表面的吸附量比滴加的吸附量高。
2、本发明提供的低品位磷矿的浮选方法，采用大肠杆菌和假单胞菌混合菌和羟肟酸类捕收剂复合体系进行粗选浮选，利用大肠杆菌对白云石的优异抑制作用，假单胞菌对金云母、石英的优异抑制作用，加之对羟肟酸类捕收剂对磷灰石的优异捕收作用，实现磷灰石的优异浮选分离效果。并且利用假单胞菌的共代谢功能，能够实现对浮选尾水中残余羟肟酸类捕收剂的生物降解功能，实现尾水的环保净化。同时，利用大肠杆菌和假单胞菌不同菌种相互之间的作用，实现磷矿脉石矿物的抑制和浮选尾水的生物降解和环保净化。
3、本发明提供的低品位磷矿的浮选方法，采用芽孢杆菌和枯草杆菌混合菌和羟肟酸类捕收剂复合体系进行精选浮选，利用枯草杆菌和芽孢杆菌混合菌体系对白云石、石英、金云母的优异抑制作用，加之对羟肟酸类捕收剂对磷灰石的优异捕收作用，实现磷灰石的优异浮选分离效果。并且利用芽孢杆菌的共代谢功能，能够实现对浮选尾水中残余羟肟酸类捕收剂的生物降解功能，实现尾水的环保净化。
4、本发明提供的低品位磷矿的浮选方法，采用微生物混合菌液和化学浮选药剂的复合体系进行浮选作用，能够显著降低浮选药剂的用量，且利用微生物混合菌液中的共代谢作用，实现混合后浮选尾水中有机污染物羟肟酸类捕收剂化合物的生物降解，实现浮选尾水的环保处理。
说明书附图
图1为本发明提供的一种低品位磷矿的浮选方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面就具体实施例对本发明进行详细描述。
另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
请参阅图1所示，本发明提供了一种低品位磷矿的浮选方法，包括如下步骤：
S1，磨矿：将低品位磷矿进行磨矿处理，得到-0.075mm粒径的质量分数≥90％的矿粉物料；
S2，调浆：将矿粉物料进行浓缩处理，得到质量浓度为30～50％的浓缩矿浆；
S3，粗选浮选：将水玻璃作为抑制剂、碳酸钠为调整剂，并进行调浆处理，得到预定pH值的浓缩矿浆，再将大肠杆菌和假单胞菌混合菌液和羟肟酸类捕收剂溶液分别经过一次中温雾化后加入到浓缩矿浆中，不断搅拌处理下，进行一次粗选，得到粗选精矿和粗选尾矿；
S4，精选浮选：将粗选精矿加入水玻璃，并进行调浆处理，得到预定pH值的精选矿浆，将由芽孢杆菌和枯草杆菌混合菌液和羟肟酸类捕收剂溶液分别经过二次中温雾化处理后加入到精选矿浆中，不断搅拌处理下，进行一次精选，得到精选精矿和精选尾矿；
S5，扫选浮选：将粗选尾矿和精选尾矿混合，加入水玻璃，将羟肟酸类捕收剂溶液分别经过三次中温雾化处理后加入混合矿浆中，不断搅拌处理下，进行一次扫选，得到扫选精矿和扫选尾矿，将扫选精矿返回粗选作业，进行闭路浮选。
优选的，步骤S3中所述一次中温雾化的温度为30～38℃。
作为本发明的进一步改进，步骤S4中所述二次中温雾化处理的温度为30～38℃。
优选的，步骤S5中所述三次中温雾化处理的温度为35～45℃。
优选的，所述搅拌处理的速度为100～200r/min。
优选的，所述低品位磷矿的组成为：磷灰石、石英、白云石、金云母。
优选的，步骤S3中，大肠杆菌和假单胞菌混合菌液的用量为5～20g/t，大肠杆菌和假单胞菌的比例为(6～8)：(2～4)。
优选的，步骤S4中，芽孢杆菌和枯草杆菌混合菌液的用量为5～10g/t，芽孢杆菌和枯草杆菌的比例为(2～5)：(5～7)。
优选的，pH值为8～9。
优选的，在粗选、精选、扫选过程中，羟肟酸类捕收剂的加入量分别为(1.0～1.5)Kg/t、(0.5～1.0)Kg/t、(0.1～0.5)Kg/t。
优选的，所述羟肟酸类捕收剂为水杨羟肟酸、苯甲羟肟酸、N-羟基邻苯二甲酰亚胺中的一种。
实施例1
本发明采用的低品位磷矿中，有用矿物主要为胶磷矿，硅质矿物主要为石英，其次为金云母等硅酸盐矿物，倍半氧化物Al2O3主要赋存在金云母等铝硅酸盐中，铁主要以氧化铁矿物存在，MgO主要以白云石赋存于中矿石。
本发明实施例1提供了一种低品位磷矿的浮选方法，包括如下步骤：
S1，磨矿：将低品位磷矿进行磨矿处理，得到-0.075mm粒径的质量分数≥90％的矿粉物料；
S2，调浆：将矿粉物料进行浓缩处理，得到质量浓度为40％的浓缩矿浆；
S3，粗选浮选：将水玻璃作为抑制剂(2Kg/t)、碳酸钠为调整剂(2Kg/t)，并进行调浆处理，得到pH值为9的浓缩矿浆，再将大肠杆菌和假单胞菌混合菌液(15g/t，大肠杆菌和假单胞菌的比例为7：3)和水杨羟肟酸羟肟酸类捕收剂(1.5Kg/t)溶液分别经过一次中温雾化(35℃)后加入到浓缩矿浆中，不断搅拌处理(150r/min)下，进行一次粗选0.5h，得到粗选精矿和粗选尾矿；
S4，精选浮选：将粗选精矿加入水玻璃(1Kg/t)，并进行调浆处理，得到pH值为9的精选矿浆，将由芽孢杆菌和枯草杆菌混合菌液(8g/t，芽孢杆菌和枯草杆菌的比例为4：6)和水杨羟肟酸羟肟酸类捕收剂(1.0Kg/t)溶液分别经过二次中温雾化(35℃)处理后加入到精选矿浆中，不断搅拌处理(150r/min)下，进行一次精选0.5h，得到精选精矿和精选尾矿；
S5，扫选浮选：将粗选尾矿和精选尾矿混合，加入水玻璃(0.5Kg/t)，将水杨羟肟酸羟肟酸类捕收剂(0.3Kg/t)溶液分别经过三次中温雾化(40℃)处理后加入混合矿浆中，不断搅拌处理(150r/min)下，进行一次扫选20min，得到扫选精矿和扫选尾矿。将扫选精矿返回粗选作业，进行闭路浮选。
经过检测，实施例1中，磷精矿P2O5品位为33.65％，P2O5回收率为93.54％。SiO2含量为5.32％，Fe2O3含量为0.62％，Al2O3含量为0.87％，MgO含量为0.75％，结果表明，采用大肠杆菌和假单胞菌的复合菌体系作为白云石、金云母、石英抑制剂用于磷矿浮选，硅、镁及倍半氧化物脱除效果好，能够获得高品味的磷精矿。
采用羟肟酸类捕收剂作为有机浮选药剂，会导致浮选尾水中的COD浓度偏高，且氮元素的引入会导致浮选尾水的富营养化，本发明实施例1以大肠杆菌和假单胞菌的复合菌体、芽孢杆菌和枯草杆菌的复合体系作为抑制剂完成粗选-精选的浮选任务之后，又利用其微生物共代谢特征，作为羟肟酸类捕收剂的生物降解混合菌种，四种微生物相互作业协同，将混合后的浮选尾水静置两天后，羟肟酸类捕收剂的降解率达到70％以上。
对比例1
与实施例1不同的是：不采用微生物复合菌剂，仅采用捕收剂单一体系进行浮选。
对比例2
与实施例1不同的是：采用矿浆常温(20℃)雾化的方式加入混合菌液和捕收剂复合体系。
对比例3
与实施例1不同的是：采用中温常规滴加的方式加入混合菌液和捕收剂复合体系。
实施例2-5
与实施例1不同的是：大肠杆菌和假单胞菌混合菌液的用量、大肠杆菌和假单胞菌的比例的设置不同，其他均与实施例1相同，在此不再赘述。
实施例6-9
与实施例1不同的是：芽孢杆菌和枯草杆菌混合菌液的用量、芽孢杆菌和枯草杆菌的比例的设置不同，其他均与实施例1相同，在此不再赘述。
结果分析：
由上表可知，不同的复合菌种体系对磷矿的浮选回收效果会产生不同的效果。相比于对比例1-3，本发明实施例1的浮选效果优异，表明采用复合菌剂和捕收剂的复合体系，利用中温雾化工艺进行浮选，能够显著提升磷的回收品味和回收效率。在中温雾化的基础上，对微生物菌剂进行活化处理，然后，利用各微生物的不同功效，进行功能协同，用于显著提升抑制效果的同时，还能够同步实现浮选尾水的生物降解环保净化。实施例1-9中，基于混合后的浮选尾水中的大肠杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌和枯草杆菌的复合体系，对残余羟肟酸类捕收剂的降解率均能够达到60％以上。
综上所述，本发明提供了一种低品位磷矿的浮选方法。该浮选方法为：采用不同的混合菌液和捕收剂复合体系，分别进行粗选和精选，再采用捕收剂进行最后扫选的闭路浮选工艺，基于中温雾化的方式，利用微生物和化学捕收剂的共同作用，相互协同，能够显著提高磷的回收品位，并且对磷矿中的石英、白云石和金云母有很大的抑制作用。采用大肠杆菌和假单胞菌混合菌和羟肟酸类捕收剂复合体系进行粗选浮选，利用大肠杆菌对白云石的优异抑制作用，假单胞菌对金云母、石英的优异抑制作用，加之对羟肟酸类捕收剂对磷灰石的优异捕收作用，实现磷灰石的优异浮选分离效果。采用芽孢杆菌和枯草杆菌混合菌和羟肟酸类捕收剂复合体系进行精选浮选，利用枯草杆菌和芽孢杆菌混合菌体系对白云石、石英、金云母的优异抑制作用，加之对羟肟酸类捕收剂对磷灰石的优异捕收作用，实现磷灰石的优异浮选分离效果。利用微生物混合菌液中的共代谢作用，实现混合后浮选尾水中有机污染物羟肟酸类捕收剂化合物的生物降解，实现浮选尾水的环保处理。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种低品位磷矿的浮选方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，磨矿：将低品位磷矿进行磨矿处理，得到-0.075mm粒径的质量分数≥90％的矿粉物料；
S2，调浆：将矿粉物料进行浓缩处理，得到质量浓度为30～50％的浓缩矿浆；
S3，粗选浮选：将水玻璃作为抑制剂、碳酸钠为调整剂，并进行调浆处理，得到预定pH值的浓缩矿浆，再将大肠杆菌和假单胞菌混合菌液和羟肟酸类捕收剂溶液分别经过一次中温雾化后加入到浓缩矿浆中，不断搅拌处理下，进行一次粗选，得到粗选精矿和粗选尾矿；
S4，精选浮选：将粗选精矿加入水玻璃，并进行调浆处理，得到预定pH值的精选矿浆，将由芽孢杆菌和枯草杆菌混合菌液和羟肟酸类捕收剂溶液分别经过二次中温雾化处理后加入到精选矿浆中，不断搅拌处理下，进行一次精选，得到精选精矿和精选尾矿；
S5，扫选浮选：将粗选尾矿和精选尾矿混合，加入水玻璃，将羟肟酸类捕收剂溶液分别经过三次中温雾化处理后加入混合矿浆中，不断搅拌处理下，进行一次扫选，得到扫选精矿和扫选尾矿，将扫选精矿返回粗选作业，进行闭路浮选。
2.根据权利要求1所述的一种低品位磷矿的浮选方法，其特征在于：步骤S3中所述一次中温雾化的温度为30～38℃。
3.根据权利要求1所述的一种低品位磷矿的浮选方法，其特征在于：步骤S4中所述二次中温雾化处理的温度为30～38℃。
4.根据权利要求1所述的一种低品位磷矿的浮选方法，其特征在于：步骤S5中所述三次中温雾化处理的温度为35～45℃。
5.根据权利要求1所述的一种低品位磷矿的浮选方法，其特征在于：所述搅拌处理的速度为100～200r/min。
6.根据权利要求1所述的一种低品位磷矿的浮选方法，其特征在于：所述低品位磷矿的组成为：磷灰石、石英、白云石、金云母。
7.根据权利要求1所述的一种低品位磷矿的浮选方法，其特征在于：步骤S3中，大肠杆菌和假单胞菌混合菌液的用量为5～20g/t，大肠杆菌和假单胞菌的比例为(6～8)：(2～4)。
8.根据权利要求1所述的一种低品位磷矿的浮选方法，其特征在于：步骤S4中，芽孢杆菌和枯草杆菌混合菌液的用量为5～10g/t，芽孢杆菌和枯草杆菌的比例为(2～5)：(5～7)。
9.根据权利要求1所述的一种低品位磷矿的浮选方法，其特征在于：pH值为8～9。
10.根据权利要求1所述的一种低品位磷矿的浮选方法，其特征在于：在粗选、精选、扫选过程中，羟肟酸类捕收剂的加入量分别为(1.0～1.5)Kg/t、(0.5～1.0)Kg/t、(0.1～0.5)Kg/t。
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