CN107029896B - 一种分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺 - Google Patents

一种分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺。所述工艺具体步骤如下：1)将磷矿原矿进行研磨；2)将步骤1)中的磨矿产物进行活性油质气泡正浮选，得到以磷灰石为主的浮选泡沫Ι和浮选底流Ι；3)直接在步骤2)浮选底流Ι中加入捕收剂，调节pH，进行常规气泡正浮选，得到以白云石为主的浮选泡沫II和以石英为主的浮选底流II；4)将步骤2)中的浮选泡沫Ι和步骤3)中的浮选泡沫II和浮选底流II过滤、真空干燥得到浮选产品。本发明所述的方法简化了磷矿的浮选流程，降低了捕收剂用量，提高了浮选回收率和选择性，实现磷矿的高效常温浮选。

Description

一种分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种分离富集磷矿中磷灰石、白云
石和石英的浮选工艺。
背景技术
磷矿资源是我国重要的矿产战略资源，既是制备磷肥、保障粮食生产的重要物资，也是磷化工的基础化工原料，是不可替代、不可再生的矿产资源。中国磷矿资源储量大，但是品位相对较低，普遍不高，品位低于18％的磷矿储量约占总储量的一半，平均P2O5约17％，MgO、Al2O3和Fe2O3含量较高。磷有价矿物和脉石矿物共生紧密，嵌布粒度细，具有资源丰富、分布过于集中、富矿少、贫矿多、难选矿多、易选矿少等特点。
磷矿的处理工艺根据磷矿物和脉石矿物类型的不同而选择不同矿物处理方法，包括擦洗脱泥、重选、泡沫浮选、重磁浮联合、焙烧-消化等。其中，浮选是磷矿最主要的富集方法，可有多种多样的工艺，包括单一正浮选、单一反浮选、正-反浮选、反-正浮选和反-反浮选流程等。然而现有浮选工艺多着眼于提高磷资源的回收，涉及镁和硅资源较少，同时存在着选矿药剂低温溶解度差、调整剂昂贵、作业流程长、浮选成本高等问题。
针对这些问题，本发明提供一种分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺，获得P2O5含量在30％以上，MgO含量低于1.0％，SiO2低于10％的磷精矿，同时可回收利用磷矿中的硅、钙和镁等资源，高效分离富集磷矿原矿中的磷灰石、白云石和石英等矿石资源。
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，提供一种采用活性油质气泡浮选和常规气泡浮选相结合的工艺流程来分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺，具有方法简便、对矿山综合利用效率高的优点。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
提供一种分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺，先将磷矿原矿进行研磨、筛分得到矿粉，再将矿粉调浆得到矿浆，然后采用脂肪酸活性油质气泡正浮选工艺处理矿浆，得到以磷灰石为主的浮选泡沫Ι和浮选底流Ι，然后采用常规气泡正浮选工艺处理浮选底流Ι，得到以白云石为主的浮选泡沫II和以石英为主的浮选底流II，对浮选泡沫Ι、浮选泡沫II和浮选底流II分别后处理，得到富集磷灰石的浮选产品、富集白云石的浮选产品和富集石英的浮选产品。工艺流程包括两段，第一段进行活性油质气泡正浮选富集磷矿中的有价矿物磷灰石，第二段采用传统气泡正浮选磷矿中的大部分碳酸盐矿物白云石。
按上述方案，所述富集磷灰石的浮选产品P2O5含量为30-35％，MgO含量低于1.0％，SiO2低于5％；所述富集白云石的浮选产品MgO含量为20-30％，CaO含量为50-60％；所述富集石英的浮选产品SiO2含量为85-90％。
按上述方案，上述浮选工艺具体步骤如下：
1)将磷矿原矿进行研磨、筛分，得到磨矿细度-200#(指粒径小于75微米)占80-100％的矿粉；
2)将步骤1)所得矿粉加水调浆得到矿浆，向矿浆中加入白云石抑制剂和脂肪酸煤油溶液，调节pH值为5.5-6.5，对矿浆进行脂肪酸活性油质气泡正浮选(脂肪酸活性油质气泡由脂肪酸煤油溶液制备得到)，得到以磷灰石为主的浮选泡沫Ι和浮选底流Ι；
3)向步骤2)所得浮选底流Ι中加入脂肪酸作为捕收剂，调节矿浆pH值为8.0-10.0，进行常规气泡正浮选，得到以白云石为主的浮选泡沫II和以石英为主的浮选底流II；
4)对步骤2)所得浮选泡沫Ι、步骤3)所得浮选泡沫II和浮选底流II分别后处理，得到富集磷灰石的浮选产品、富集白云石的浮选产品和富集石英的浮选产品。
按上述方案，步骤2)所述脂肪酸煤油溶液由脂肪酸溶于煤油得到，浓度为20-120ppm。煤油作为制备活性油质气泡表层的中性油载体，脂肪酸作为捕收剂。
按上述方案，步骤2)所述脂肪酸煤油溶液与矿浆的体积比为1-3：90。
按上述方案，步骤2)所述白云石抑制剂为硅酸钠，白云石抑制剂在矿浆中的浓度为1-5mM。
按上述方案，步骤3)常规气泡正浮选过程中脂肪酸在矿浆中的浓度为80-120ppm。
按上述方案，步骤2)所述脂肪酸活性油质气泡正浮选和步骤3)所述常规气泡正浮选均采用浮选柱进行。
按上述方案，步骤4)所述后处理包括过滤，并在50-70℃真空干燥10-12h。
优选的是，步骤2)和步骤3)浮选过程中矿浆的液固比(mL：g)为1-10：180。
优选的是，步骤2)和步骤3)浮选过程中矿浆的搅拌速度为300-400rpm。
按上述方案，步骤2)和步骤3)浮选过程均在常温下进行。
按上述方案，步骤2)和步骤3)浮选过程中浮选时间均为4-8min。
本发明的有益效果是：1.本发明提出了一种结合活性油质气泡浮选与常规气泡浮选的磷矿浮选工艺，实现磷矿的高效常温浮选，相较传统的磷矿工业浮选，简化了工艺流程，降低了捕收剂用量，提高了浮选效率，获得了符合工业需要的磷精矿产品；2.本发明除获得磷精矿产品外，还分离富集了以钙镁为主的白云石资源和以硅为主的石英资源，实现了磷矿的综合利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。实施例中所述脂肪酸活性油质气泡正浮选和常规气泡正浮选均采用浮选柱进行。
实施例1
一种分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺，针对磷灰石、白云石和石英质量比1：1：1的混合矿，矿样中P2O5 14.84％，SiO2 40.21％，MgO 7.89％，CaO 35.15％，其浮选过程包括以下步骤：
1)将磷灰石、白云石和石英分别进行研磨，筛分，获得磨矿细度-200#占80-100％的磨矿产物，将所得三种磨矿产物按照质量比1：1：1混合均匀，获得混合物Ι；
2)将步骤1)所得混合物Ι加水调浆得到矿浆(固液比1-10：180)，向矿浆中加入白云石抑制剂硅酸钠和脂肪酸煤油溶液(脂肪酸在煤油中的浓度为100ppm)，脂肪酸煤油溶液与矿浆的体积比为2：90，硅酸钠在矿浆中的浓度为1mM，调节pH值为6.5，对矿浆进行脂肪酸活性油质气泡正浮选(脂肪酸活性油质气泡由脂肪酸煤油溶液制备得到)，浮选时间4min，矿浆搅拌速度300rpm，得到以磷灰石为主的浮选泡沫Ι和浮选底流Ι；
3)将步骤2)浮选底流Ι中加入捕收剂脂肪酸，使脂肪酸在矿浆中浓度为100ppm，调节矿浆pH至9，进行常规气泡正浮选，其它浮选参数与步骤2)相同，得到以白云石为主的浮选泡沫II和以石英为主的浮选底流II；
4)将步骤2)中的浮选泡沫Ι和步骤3)中的浮选泡沫II和浮选底流II过滤、在70℃真空干燥10得到浮选精矿Ι、浮选精矿II和浮选尾矿。
本实施例分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选结果：浮选精矿Ι中P2O535.85％，MgO 0.92％，浮选精矿II中MgO 20.75％，SiO2 7.91％，浮选尾矿中SiO2 90.70％。
实施例2
一种分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺，针对宜昌某磷矿，P2O5含量为20％，MgO含量为1.7％，其浮选过程包括以下步骤：
1)将磷矿进行研磨，筛分，获得磨矿细度-200#占80-100％的磨矿产物；
2)将步骤1)所得磨矿产物加水调浆得到矿浆，向矿浆中加入白云石抑制剂硅酸钠和脂肪酸煤油溶液(脂肪酸在煤油中的浓度为100ppm)，脂肪酸煤油溶液与矿浆的体积比为2：90，硅酸钠在矿浆中的浓度为1mM，调节pH值为5.5，对矿浆进行脂肪酸活性油质气泡正浮选(脂肪酸活性油质气泡由脂肪酸煤油溶液制备得到)，浮选时间5min，矿浆搅拌速度350rpm，得到以磷灰石为主的浮选泡沫Ι和浮选底流Ι；
3)将步骤2)浮选底流Ι中加入捕收剂脂肪酸，使脂肪酸在矿浆中浓度为100ppm，调节矿浆pH至9，进行常规气泡正浮选，其它浮选参数与步骤2)相同，得到以白云石为主的浮选泡沫II和以石英为主的浮选底流II；
4)将步骤2)中的浮选泡沫Ι和步骤3)中的浮选泡沫II和浮选底流II过滤、在70℃真空干燥10得到浮选精矿Ι、浮选精矿II和浮选尾矿。
本实施例分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺的结果：浮选精矿Ι中P2O5 32.67％，MgO 0.86％，浮选精矿II中MgO 18.92％，SiO2 6.89％，浮选尾矿中SiO289.69％。
实施例3
一种分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺，针对云南某磷矿，P2O5含量为17％，MgO含量为3.6％，其浮选过程包括以下步骤：
1)将磷矿进行研磨，筛分，获得磨矿细度-200#占80-100％的磨矿产物；
2)将步骤1)所得磨矿产物加水调浆得到矿浆，向矿浆中加入白云石抑制剂硅酸钠和脂肪酸煤油溶液(脂肪酸在煤油中的浓度为100ppm)，脂肪酸煤油溶液与矿浆的体积比为2：90，硅酸钠在矿浆中的浓度为2mM，调节pH值为6.5，对矿浆进行脂肪酸活性油质气泡正浮选(脂肪酸活性油质气泡由脂肪酸煤油溶液制备得到)，浮选时间6min，矿浆搅拌速度350rpm，得到以磷灰石为主的浮选泡沫Ι和浮选底流Ι；
3)将步骤2)浮选底流Ι中加入捕收剂脂肪酸，使脂肪酸在矿浆中浓度为100ppm，调节矿浆pH至9，进行常规气泡正浮选，其它浮选参数与步骤2)相同，得到以白云石为主的浮选泡沫II和以石英为主的浮选底流II；
4)将步骤2)中的浮选泡沫Ι和步骤3)中的浮选泡沫II和浮选底流II过滤、在70℃真空干燥10得到浮选精矿Ι、浮选精矿II和浮选尾矿。
本实施例分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺的结果：浮选精矿Ι中P2O5 31.98％，MgO 0.79％，浮选精矿II中MgO 17.98％，SiO2 6.56％，浮选尾矿中SiO288.68％。
以上实施例为本发明的较佳实施方式，但是，本发明的实施方式并不局限于此，但凡对本发明的各种等价形式的修改替换，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种分离富集磷矿中磷灰石、白云石和石英的浮选工艺，其特征在于，先将磷矿原矿进行研磨、筛分得到矿粉，再将矿粉调浆得到矿浆，然后采用脂肪酸活性油质气泡正浮选工艺处理矿浆，得到以磷灰石为主的浮选泡沫Ι和浮选底流Ι，然后采用常规气泡正浮选工艺处理浮选底流Ι，得到以白云石为主的浮选泡沫II和以石英为主的浮选底流II，对浮选泡沫Ι、浮选泡沫II和浮选底流II分别后处理，得到富集磷灰石的浮选产品、富集白云石的浮选产品和富集石英的浮选产品；
具体步骤如下：
1）将磷矿原矿进行研磨、筛分，得到磨矿细度-200#占80-100%的矿粉；
2）将步骤1）所得矿粉加水调浆得到矿浆，向矿浆中加入白云石抑制剂和脂肪酸煤油溶液，调节pH值为5.5-6.5，对矿浆进行脂肪酸活性油质气泡正浮选，得到以磷灰石为主的浮选泡沫Ι和浮选底流Ι；
3）向步骤2）所得浮选底流Ι中加入脂肪酸作为捕收剂，调节矿浆pH值为8.0-10.0，进行常规气泡正浮选，得到以白云石为主的浮选泡沫II和以石英为主的浮选底流II；
4）对步骤2）所得浮选泡沫Ι、步骤3）所得浮选泡沫II和浮选底流II分别后处理，得到富集磷灰石的浮选产品、富集白云石的浮选产品和富集石英的浮选产品。
2. 根据权利要求1所述的浮选工艺，其特征在于，所述富集磷灰石的浮选产品P2O5含量为30-35%，MgO含量低于1.0 %，SiO2低于5%；所述富集白云石的浮选产品MgO含量为20-30%，CaO含量为50-60%；所述富集石英的浮选产品SiO2含量为85-90%。
3.根据权利要求1所述的浮选工艺，其特征在于，步骤2）所述脂肪酸煤油溶液由脂肪酸溶于煤油得到，浓度为20-120ppm。
4.根据权利要求1所述的浮选工艺，其特征在于，步骤2）所述脂肪酸煤油溶液与矿浆的体积比为1-3：90。
5.根据权利要求1所述的浮选工艺，其特征在于，步骤2）所述白云石抑制剂为硅酸钠，白云石抑制剂在矿浆中的浓度为1-5mM。
6.根据权利要求1所述的浮选工艺，其特征在于，步骤3）常规气泡正浮选过程中脂肪酸在矿浆中的浓度为80-120ppm。
7.根据权利要求1所述的浮选工艺，其特征在于，步骤2）所述脂肪酸活性油质气泡正浮选和步骤3）所述常规气泡正浮选均采用浮选柱进行。
8.根据权利要求1所述的浮选工艺，其特征在于，步骤4）所述后处理包括过滤，并在50-70℃真空干燥10-12h。
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