礦區正反浮選工藝流程優化工業實踐范文

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摘要：針對胡集礦區一層礦品位和雜質類型差異較大的問題，對其原采用的正反浮選工藝流程進行了優化研究和實踐，結果表明采用優化后的不同正反浮選工藝流程選別不同品位的一層礦，既保證了精礦工藝指標符合要求，又縮短了流程路線，降低了選礦成本。

關鍵詞：膠磷礦；正反浮選；流程優化

引言

湖北大峪口化工有限責任公司胡集礦區的磷礦為中低品位硅鈣質膠磷礦，針對這類礦石，需要同時排除碳酸鹽和硅酸鹽雜質后才能滿足后續加工的要求。目前，采用自主開發的正反浮選工藝選別胡集礦區磷礦，即正浮選去除部分硅酸鹽，提高礦漿P2O5含量，反浮選去除碳酸鹽，降低雜質鎂的含量，從而獲得滿足高濃度復合肥生產需求的磷精礦［1］。此工藝主要針對三層礦（P2O5品位低于21％、MgO質量分數高于4％）開發，胡集礦區一層礦資源儲量豐富，但其品位和雜質類型差異較大，如果浮選一層礦時仍使用三層礦采用的標準的正反浮選工藝流程，則不太經濟。因此本文對不同品位和雜質的胡集礦區一層礦的正反浮選工藝流程進行了優化研究和實踐。

1原礦性質

礦區含磷巖系為震旦系上統陡山沱組，屬淺海相沉積磷塊巖礦床。陡山沱組共賦存有四層磷礦，自下而上分別稱為第一層磷礦（Ph1）、第二層磷礦（Ph2）、第三層磷礦（Ph3）和第四層磷礦（Ph4），其中Ph1和Ph3是礦段的主要工業礦層。Ph1礦層中目的礦物以均質膠磷礦為主，脈石礦物主要為白云石、方解石等，礦石工業類型屬硅鈣質磷塊巖［2］。

2原正反浮選工藝介紹

來自磨礦系統的合格礦漿自流至第一攪拌桶，添加適量的正浮選藥劑和蒸汽后，再流入第二攪拌桶，攪拌好的礦漿流入粗選間隔箱內，添加捕收劑C1，由粗選吸漿槽吸入到粗選槽內攪拌和充氣，粗選刮出的精礦泡沫產品添加正浮選藥劑后進入精選Ⅰ浮選槽，尾礦自流至尾礦池，精選Ⅰ刮出的精礦泡沫產品進入精選Ⅱ浮選槽，中礦經添加正浮選藥劑后輸送到再選作業；精選Ⅱ刮出的精礦泡沫產品由緩沖槽進入反粗作業，中礦返回到精Ⅰ浮選槽。反浮選藥劑加入反粗選槽，反粗選的精礦漿進入濃密池濃縮。經反粗選刮出的尾礦泡沫進入反掃選作業，反掃作業刮出的尾礦泡沫自流至尾礦池，中礦返回到反粗作業。工藝流程如圖1所示。

3優化后的浮選工藝

3．1原礦為氧化鎂質量分數低于3％的一層礦

3．1．1優化后的工藝流程原有正反浮選工藝優化后取消反浮選部分，保留正浮選部分。精選Ⅱ作業刮出的精礦泡沫沖洗水由中性的工藝水改為酸性水，這樣精礦泡沫易消除，精礦礦漿可保持較好的流動性。優化后的精礦礦漿匯集到精選緩沖槽然后自流到濃密池濃密。采用酸性水的作用是消除正浮選過程磷酸鹽礦物顆粒周圍的泡沫，使磷精礦沉降。優化后的工藝流程如圖2所示。

3．1．2優化后的工藝可行性正反浮選系統由正浮選和反浮選兩部分組成。正選主要提高礦漿中磷的含量，反選主要降低礦漿中鎂的含量和消泡［3］。為驗證優化工藝的可行性，選取優化后的連續5日生產數據進行分析，結果如表1所示。由表1可知，精礦漿中P2O5平均品位為29．31％，最高30．48％，最低28．64％；MgO平均質量分數為0．68％，最高1．03％，最低0．40％，精礦漿質量指標符合下游生產要求［4］。試驗期間，一層礦正反浮選原礦中P2O5平均品位為21．91％，一層礦正浮選精礦中P2O5平均品位為29．31％，一層礦正反浮選尾礦1的P2O5平均品位為10．25％，尾礦2的平均品位為13．35％，尾礦3的平均品位為7．12％，正反浮選精礦中P2O5平均品位為30．12％。經計算，優化前的正反浮選工藝流程磷回收率為76．58％，優化后的浮選工藝流程回收率為77．24％，回收率提高0．66％。該浮選系統生產能力為55t／h，若礦石價格按450元／t計算，以全年正常生產300d計算，則優化后每年可多回收84．3萬元標準磷精礦。此方案優點：縮短了浮選工藝流程，提高了P2O5回收率和裝置生產能力，降低了選礦生產成本。在不改變原有設備布置的情況下，只需在精選Ⅱ浮選槽末端增加一個閘閥和一條管線到濃密池。當原礦P2O5品位高于21．50％、MgO質量分數低于2％時，開啟閘閥，直接輸送到濃密池；當原礦不滿足優化路線條件時，浮選流程采用原有路線。

3．1．3經濟效益分析生產用到的反粗和反掃設備見表2。由表2可知，該正反浮選系統優化后，停用設備10臺，按系統年運行300d、電價0．72元／kW•h計算，則每年節約電費0．69×（37×2＋30×2＋45＋30×2＋1．5×2＋0．55×2＋30）×24×300＝255．9萬元。流程優化后，工藝水用量減少10m3／h，按系統年運行300d、水價1．5元／t計算，則每年可節約水費10×24×300×1．5＝10．8萬元。綜上所述，工藝優化后全年可創造經濟效益351萬元。

3．2原礦為氧化鎂質量分數高于3％的一層礦

反浮選的優點是去除氧化鎂雜質效率高，如原礦中氧化鎂含量高，仍采用以上優化流程，則精礦氧化鎂質量分數很難控制在1．1％以下［5］，影響肥料養分控制，如采用標準正反浮選流程則經濟性較差。

3．2．1流程優化通過對流程中各中間環節取樣分析，發現回收率低的原因是流程過長造成的，為此對流程進行了優化改造，以降低尾礦品位，提高精礦品位和回收率。優化后的工藝流程如圖3所示。

3．2．2優化后的工藝可行性流程穩定后取72h生產數據進行分析，結果如表3所示。由表3可知，一層礦正反浮選原礦中P2O5平均品位為22．34％，MgO平均質量分數為3．18％，精礦漿中P2O5平均品位為29．88％，最高為31．32％，最低為29．94％，MgO平均質量分數為1．08％，最高為1．28％，最低為0．81％，回收率為79．51％。精礦漿質量符合下游生產要求。

3．2．3經濟效益分析優化后的正反浮選工藝流程與優化前相比，取消了精選、再選作業流程，其正浮選部分為一粗選，粗選后的精礦直接進入反浮選作業，進入反粗選的精礦量比優化前的量大，提高了裝置的生產能力；同時由于取消了再選作業，因此，節省了原再選作業需要的碳酸鈉和抑制劑DYK。反浮選部分為一反粗一反掃，進入反粗選作業的精礦漿pH值要比優化前小，因此，反粗選硫酸和捕收劑JVC耗量相比優化前基本不變。根據72h流程樣分析結果，流程優化前和優化后的精礦藥劑單耗量及成本見表4。由表4可知，優化后的浮選工藝流程精礦藥劑單耗均比優化前的藥劑單耗低，每噸精礦藥劑消耗成本降低了9．37元，全年可創造經濟效益483．69萬元。

4結語

a．優化后的正反浮選工藝可以針對原礦雜質和品位靈活調整工藝路線，方案成熟，運行穩定，經濟效益顯著。b．在一層礦原礦P2O5品位為22．34％、MgO質量分數高于3％的情況下，取消精選及再選作業可獲得滿足下游生產需求的磷精礦并提高回收率，創造經濟效益300萬元以上；在原礦P2O5品位為21．5％、MgO質量分數低于2．93％的情況下，取消反浮選可獲得滿足下游生產需求的磷精礦并提高回收率，創造經濟效益400萬元以上。c．優化流程改造方便，改造費用較少，對不同品位礦源可隨時切換。

參考文獻

［1］何新建，傅克文，孫立田，等．大峪口一層礦“多管吸漿”正反浮選工藝流程研究［J］．有色金屬（選礦部分），2016（4）：53－57．

［2］朱書全．礦山選礦新技術新設備與國外先進經驗借鑒實用手冊［M］．北京：北京冶金工業出版社，2010．

［3］葉林，姜振勝，余俊，等．提高磷礦品位的單一反浮選試驗［J］．武漢工程大學學報，2012，34（9）：22－25．

［4］江善襄．磷酸、磷肥和復混肥料［M］．北京：化學工業出版社，1999．

［5］康輝．最新選礦技術問答［M］．北京：中國礦業大學出版社，2008．

作者：占其軍 單位：湖北大峪口化工有限責任公司