专利名称：浮选法制磷灰石精矿的方法
技术领域：
本发明涉及一项矿石工程领域的方法，具体来讲是在矿石处理领域中，通过使用机械浮选设备或柱池，从来自沉积岩和火成岩源的主要带有碳酸硅基质的磷矿中获取磷灰石精矿的一项方法。
背景技术：
含有不等量硅酸盐和碳酸盐岩的矿石中的磷灰石选矿在世界范围内被公认为是许多磷矿中的一项挑战，无论该矿石是属于沉积源或磁源。在过去的几十年中，全世界都在致力于研究磷灰石和碳酸盐(主要是方解石和白云石)之间的选择性分离方法。在巴西，Bunge !^ertilizantes在Cajati-SP有一台工业选矿装置，在这台工业选矿装置中，通过在合成收集器中进行的磷灰石直接浮选法，将磷灰石矿从碳酸盐、硅酸盐、 氧化铁和其他矿石分离出来，使用玉米淀粉作为碳酸盐及其它脉石矿石的抑制剂。这一磷灰石选矿方法也常用于巴西不同地区其它火成岩源矿石中，但是所有关于这个过程的研究都显示出不利的结果，主要是磷灰石和碳酸盐之间进行选择性分离的困难。鉴于二氧化硅碳酸矿石中磷灰石直接浮选的难度，一些研究开始关注通过碳酸盐的反浮选进行磷灰石选矿，具体地，使用一种脂肪酸作为净化反应剂，玉米淀粉作为抑制反应剂，在碱性PH条件下进行浮选。使用硫酸和磷酸对反应浆进行调节与调制，将pH值范围控制在4. 0至5. 0之间。随后进行碳酸盐浮选，在碳酸盐岩反浮选的深化分馏部分获得磷灰石精矿。将磷灰石与碳酸盐分离这一过程中的主要困难是，这些矿石在使用脂肪酸或合成反应物进行阴离子浮选方法中表现出的类似性状。因此，只有在碳酸盐岩反浮选中使用大量包含可溶性磷或氟作为磷灰石抑制剂，这些矿石的分离才能变得有效，但这样会造成水的污染，同时在其他包含磷灰石和碳酸盐的浮选流程中无法重新利用。
发明内容
本发明包括在磷灰石浮选之前，经过破碎、均质、磨粉和脱泥，对包含不等量的硅酸盐和碳酸盐岩的磷矿石进行粉碎处理。磨粉之后的矿石粒度测定应达到能够使要被分离的矿石，即磷灰石和脉石矿石得以有效释放。浮选方法的开始要先用诸如氢氧化钠溶液胶化植物淀粉之类的抑制反应剂对预先经磨粉和脱泥处理的矿浆进行调制。在使用抑制反应剂进行调制之后，矿浆还需用诸如磺基琥珀酸盐或磺基琥珀酰胺酸盐之类的净化反应剂进行调制。浮选流程可包括“粗选”、“净化”、“清洁”与“再清洁”等步骤，这取决于矿石中磷灰石的含量及需要从该过程中排除的杂质的种类。通常情况下，“粗选”与“净化”步骤负责磷灰石的回收，而“清洁”与“再清洁”步骤则是对回收步骤的浮选部分进行清洁。浮选流程可仅采用带有浮选塔或混合系统的机拌池。
在浮选流程的所有步骤中，二氧化碳用量可作为磷灰石和碳酸盐表面的改性剂。 二氧化碳气体通过浮选机中常用的泡沫产生系统加入矿浆中，所述的泡沫产生系统包括诸如多孔板、多孔管、“喷洒器”，“空化管”等。应控制二氧化碳的用量以确保在矿浆浮选条件的温度与气压条件下二氧化碳能溶解进液相并达到饱和，且形成与碳酸盐岩和磷灰石表面进行反应的CO2微泡。以大气压力供气的自吹气池独立系统和使用压缩空气的其他模式的机拌池与浮选塔用于形成浮选所需的泡沫。
具体实施例方式以下提供的一些实施例仅用于说明上述方法，但并非构成对本方法的限制实施例1一份带有碳酸-硅胶基质的磷矿石样本，名称为金云母，来自Cataiao-GO的 ChapadSo矿，包含 9. 5% P2O5, 20. 3% CaO, 9. 3% Fe2O3^O. 8% Si02&18.3% MgO,对其进行粉碎，均质，磨粉和脱泥操作。制备样品的小份试样lOOOg，对其进行重新制浆，使其成为固体含量约为50%的矿浆，之后使用NaOH溶液胶化的玉米(淀)粉对其进行调制，随后再使用磺基琥珀酸钠对其进行调制。浮选在工作台的机拌池中，在开放流程的“粗选”与“清洁”步骤中进行，在两步步骤中均要吹入二氧化碳气体。最终精矿含量为37. 3% P2O5，磷灰石回收为66. 5%。实施例2一份根据实施例1中公开的信息制备的金云母样本，对其进行中试规模的连续试验。首先，使用抑制反应剂对在按重量计算含有45%固体的矿浆进行调制，然后，使用磺基琥珀酸钠对NaOH溶液胶化的玉米(淀)粉进行调制。浮选在配备直径为2英寸的浮选塔、 具备“粗选”与“清洁”步骤的流程里进行，在这两个浮选步骤中吹入二氧化碳气体。最终精矿含量为36. 1% P2O5，磷灰石回收为69. 4%。实施例3一份带有碳酸-硅土基质(carbonated-silica matrix)的磷矿石样本，名为金云母，来自 CataISo-QO的ChapadSo矿，包含 8，24% P2O5，28. 61% CaO, 17. 43% Fe2O3, 6. 65% SiO2,9. 84% MgO，lOOOg，对其进行重新制浆，使其成为固体含量高于50%的矿浆， 然后，使用NaOH溶液胶化的玉米(淀)粉对其进行调制，随后再使用磺基琥珀酸钠对其进行调制。浮选在工作台的机拌池中开放流程的“粗选”与“清洁”步骤进行，在两步步骤中均要吹入二氧化碳气体。最终精矿含量为37. 3% I32O5,磷灰石回收为72. 5%。实施例4一份根据实施例3中公开的信息制备的金云母样本，对其进行中试规模的连续试验。首先，使用抑制反应剂对在按重量计算含有45%固体的矿浆进行调制，然后，使用磺基琥珀酸钠对NaOH溶液胶化的玉米(淀)粉进行调制。浮选在配备直径为2英寸的浮选塔、 具备“粗选”与“清洁”步骤的流程里进行，在这两个浮选步骤中吹入二氧化碳气体吹气。最终精矿含量为34. 4% P2O5，磷灰石回收为64. 3%。
权利要求
1.一种浮选法制磷灰石精矿的方法，适用于火成岩或沉积岩源带有碳酸-硅土基质 (carbonated-silica matrix)磷矿的几种岩性，其特征包括以下几个步骤a.在棒磨粉机或球磨机中通过破碎、均质和磨粉对矿石进行粉碎，以便使矿石中的磷灰石和脉石矿石的适于释放；b.在不同大小的旋液分离器(hydrociclons)中进行脱泥，以便有效地除去对磷灰石浮选过程有害的泥浆；c.首先，采用氢氧化钠溶液胶化的植物聚合物对矿浆进行调制；随后，使用磺基琥珀酸盐或磺基琥珀酰胺酸盐之类的净化反应剂对矿浆进行调制；d.在由机拌池、浮选塔构成的具备“粗选”、“净化”、“清洁”，“再清洁”步骤的流程中，或带有两种设备的混合流程中对磷灰石进行浮选。
2.根据权利要求1所述的浮选法制磷灰石精矿的方法，其特征是使用二氧化碳作为碳酸盐岩和磷灰石表面的改性剂，以便通过浮选将磷灰石从碳酸盐中选择性分离出。
3.根据权利要求1所述的浮选法制磷灰石精矿的方法，其特征是使用二氧化碳气体用作为反应剂调制矿浆的pH，为浮选提供从5，8至6，8的pH值范围。
4.根据权利要求1，2和3所述的浮选法制磷灰石精矿方法，其特征是在浮选的所有步骤，或者仅在清洁阶段，即“清洁”与“再清洁”步骤，采用二氧化碳气体，并为这一目的通过合适的机制将二氧化碳吹入浮选池。
5.根据权利要求1，2，3和4所述的浮选法制磷灰石精矿方法，其特征是使用二氧化碳气体作为浮选反应剂，在以大气压力供气的自吸气浮选池中产生泡沫，或者将其作为压缩空气在浮选塔中产生浮选所需的泡沫，或者作为浮选所需的空气吹入机拌池中。
全文摘要
本发明适用于火山岩或沉积岩源带有碳酸-硅胶基质磷矿的几种岩性，包括磷灰石浮选之前的通过粉碎、均质、磨粉和脱泥粉碎矿石的过程。经过脱泥与磨粉的固体浓度超过40％的矿浆最初通过一种抑制反应剂——植物性聚合物与氢氧化钠的凝胶溶液——进行调制；之后，再使用硫酸钠或硫酸盐作为净化反应剂对其进行调制。经过反应剂调制的矿浆被送入含有“粗选”、“净化”、“清洁”与“再清洁”步骤的流程中进行磷灰石浮选。在矿浆的温度与压力条件下，所有浮选流程的步骤中，二氧化碳都可被添加至饱和状态。为浮选生成泡沫的系统独立工作，自吹气机器中充满大气，带有吹气与浮选塔的浮选池中也充满压缩空气。磷灰石的最终选矿是浮选流程中最后一步清洁步骤中悬浮的部分。
文档编号C01B25/32GK102482090SQ201080026400
公开日2012年5月30日 申请日期2010年6月9日 优先权日2009年6月9日
发明者E·马提奥罗, J·希尔维亚马丁斯, L·阿基拉特卡塔, S·爱德华多雷森德 申请人:福斯弗蒂肥料股份有限公司, 邦奇投资股份有限公司