新型藥劑M2在湖北某地區磷礦正反浮選工藝中的應用

孫建業,孫建亮, 姜振勝，劉 亭

(湖北大峪口化工有限責任公司，湖北 鐘祥 431910)

隨著工農業的發展進步，磷礦資源的消耗越來越大，品質較高的磷礦資源越來越少，加大對中低品位磷礦資源的開發利用，對社會經濟發展有重要意義[1-4]。

浮選是難選磷礦最行之有效的選別手段，傅克文等[5]的研究中闡述了正反浮選工藝在工業化生產中取得很好的效果，孫立田[6]的研究也表明正反浮選得到的磷精礦能滿足后續磷復肥生產。通過這些年的研究發展，浮選工藝技術已趨于成熟，因此加強難選膠磷礦的浮選藥劑研究對實現磷資源可持續發展具有十分重要的意義[7-10]。

湖北某地區磷礦大多進入深部開采區，礦石性質發生改變，原有藥劑的浮選指標波動較大。本次研究通過對混合脂肪酸進行磺化處理，在脂肪酸碳原子上引入-SO3H，選擇合適的表面活性劑進行復配增效，提高分散性和選擇性，復配而成的反浮選捕收劑M2具有原料獲取容易、產品合成簡單、安全環保的優點，以該地區低品位磷礦為試驗礦樣，采用正反浮選工藝流程，取得了較穩定、滿意的浮選效果。

1 礦石性質

湖北某地區磷礦賦存于下震旦統陡山沱組中，自上而下共分五個磷礦層。其中第三層礦石，為灰—黑色互層狀砂屑磷塊巖，細粗砂屑結構，條帶狀構造，屬于貧礦石。本區第三層礦石礦物組成主要是磷灰石、膠磷礦，主要脈石礦物是白云石、石英等，原礦P2O5品位17.54%，MgO含量4.51%，屬于低品位磷礦(表1)。

2 技術路線及藥劑

2.1 技術路線

實驗室內一、二段破碎采用顎式破碎機，破碎后用單雙層兩用振動篩進行控制篩分，全部礦樣破碎至＜3mm，混勻縮分。針對原礦品位低、MgO含量高且含泥量較大的特征，擬采用正—反浮選工藝。正浮選過程脫出大量的硅酸鹽礦物和部分白云石，反浮選重點脫出白云石，技術路線見圖1所示。

表1 原礦化學多元素分析結果 (單位：%)

圖1 技術路線

2.2 試驗藥劑

試驗所用化學藥劑為：Na2CO3，工業品(配成濃度10%)；抑制劑DYK-ZX，工業品(配成濃度5%)；正浮選捕收劑C1，工業品(配成濃度2.5%)；H2SO4，工業品(98%)；反浮選捕收劑M2，工業品(配成濃度2.5%)。

3 試驗結果及討論

3.1 磨礦細度試驗

磨礦細度對選礦藥劑的作用效果影響很大。本次試驗的磨礦設備采用三軸滾筒棒磨機，磨礦濃度確定為66.7%，進行磨礦試驗，隨著磨礦時間的增加，磨礦細度不斷提高(圖2)。

圖2 磨礦細度與磨礦時間關系

為確定磨礦細度對選礦指標的影響，分別將原礦以磨礦細度-0.074mm(-200目)的質量分數占88.81%(1#)、90.60%(2#)、93.00%(3#)和93.71%(4#)，進行正浮選粗選開路試驗，根據精礦P2O5品位和回收率情況，分析磨礦細度對選礦指標的影響(表2)。

表2 磨礦細度試驗結果 (單位：%)

由表2可以看出，磨礦細度分別為88.81%、90.60%、93.00%和93.71%時，獲得的精礦P2O5品位分別為22.94%、23.80%、23.92%和24.01%，隨著磨礦細度的增加，精礦品位提高，浮選效果越來越好。綜合考慮磨礦能耗和選礦成本，確定磨礦時間為9min，磨礦細度(-200目)為90.60%。

3.2 條件試驗

條件試驗分兩部分，先進行正浮選條件試驗，然后將正浮選試驗所得精礦進行反浮選試驗，最后進行正反浮選閉路試驗。

3.2.1 正浮選條件試驗

根據藥劑條件試驗結果，進行了正浮選開路試驗，試驗所用工藝流程見圖3，試驗結果見表3。

由表3可以看出，經過正浮選開路流程后，獲得磷精礦P2O5含量30.17%、精礦產率37.41%、回收率63.12%，符合進入反浮選流程的精礦指標。

3.2.2 反浮選條件試驗

進入反浮選的原礦為正浮選所得精礦300g，P2O5含量30.17%，MgO含量3.75%，pH值10～10.5之間。根據條件試驗結果，進行了反浮選開路試驗，試驗流程見圖4，試驗結果見表4。

圖3 正浮選藥劑條件試驗流程

表3 正浮選藥劑條件試驗結果 (單位：%)

圖4 反浮選藥劑條件試驗流程

表4 反浮選藥劑條件試驗結果 (單位：%)

由表4可以看出，經過反浮選開路流程后，能獲得磷精礦P2O5含量32.16%、MgO含量0.74%，精礦產率80.35%、回收率96.56%的指標。

3.3 正反浮選閉路試驗

在前期正反浮選條件試驗的基礎上，進行正反浮選閉路試驗，試驗流程見圖1，即正浮選“一粗、兩精、一再選”，反浮選“一粗、一掃選”。試驗結果見表5和圖5所示。

圖5 正反浮選閉路試驗流程

由圖6和表5可以看出，經過正反浮選閉路流程后，能獲得磷精礦P2O5含量32.05%、精礦產率44.56%、回收率82.04%、MgO含量0.75%的指標。

圖6 數質量流程圖

4 結論

(1)湖北地區某低品位磷礦，P2O5品位為17.24%、MgO含量為4.33%。經過正反浮選閉路試驗后，可以得到精礦P2O5含量32.05%、精礦產率44.56%、回收率82.04%、MgO含量0.75%的指標。

(2)由于該地區磷礦大多已進入深部開采，礦石性質發生改變，原有藥劑不能繼續有效的發揮作用。而研發的新型藥劑M2能夠適應礦石性質變化，取得了較好的浮選效果，而且M2具有原料獲取容易、產品合成簡單、安全環保無異味等優點。

(3)由于復配的原料之一表面活性劑市場價格較高，需要尋找更廉價的產品進行替代。