本发明涉及一种碳硅质胶磷矿阳离子反浮选脱硅的方法，具体涉及一种基于泡沫调控的碳硅质胶磷矿阳离子反浮选脱硅的方法。
背景技术
我国磷矿资源丰而不富，磷矿石储量90%以上为中低品位矿石，p2o5平均品位仅为17%，其中以胶磷矿为主，占全国总储量的80%左右，这类矿石颗粒细微，嵌布紧密，分选难度大。另外，根据磷矿石中所含脉石矿物的种类与含量而划分为硅质、钙质和硅钙质型磷矿石，其中硅钙质磷矿占全国磷矿总储量的85%以上。目前，高镁钙质磷矿因选矿技术成熟、成本低廉，被大量开发利用，但由于其资源储量有限，难以满足经济增长对磷矿资源的需求。因此，中低品位硅质胶磷矿（如碳硅质胶磷矿）的开发利用显得尤为重要。
浮选法是分离胶磷矿与硅酸盐脉石矿物的首选方案，包括阴离子正浮选脱硅和阳离子反浮选脱硅工艺。由于阴离子捕收剂在常温条件下活性较低，因此，该工艺需要加温，能耗较大。另外，该工艺药剂制度复杂，消耗量偏大，经济效益一直不是十分理想。而阳离子捕收剂耐低温性强，节约能耗；阳离子捕收剂在硅酸盐矿物表面吸附速度快，精简流程。因此，阳离子反浮选脱硅工艺比阴离子正浮选工艺具有更好的发展潜力。但是，使用阳离子反浮选脱硅工艺处理中低品位硅质胶磷矿，由于阳离子捕收剂对微细粒矿物敏感，易出现大量过稳定泡沫堆积，难以消泡，严重影响浮选效果及后续作业，进而降低精矿的品位，并提高精矿的杂质含量。
在目前的胶磷矿浮选工艺中，脱硅增效剂和消泡剂是改善阳离子反浮选脱硅泡沫的常用手段。研究表明：煤油、仲辛醇、工业杂醇zc、800#（石油副产品，主要成分为多元醇）能有效改善脂肪胺、醚胺类捕收剂的起泡性和选择性。尽管我国对改善阳离子浮选泡沫的研究已经取得一定的进展，但在浮选工业上，浮选三相泡沫量大、发粘、不易消散等问题仍然显著，制约了阳离子反浮选工艺在我国磷矿选矿中的应用。
cn103285625a公开了一种磷矿反浮选脱硅的消泡方法，是在反浮选脱硅浮选泡沫槽上悬挂喷雾管，将含有消泡剂的水溶液喷洒在泡沫上实现消泡的目的。但是，由于其使用的消泡剂磷酸三丁酯难溶于水，使得该方法难以实现；同时，喷洒过程中消泡剂的挥发还会影响生产空气环境；另外，对于微细粒含量较高的胶磷矿，仅采用消泡剂难以实现消泡的目的。
cn105013617a公开了一种胶磷矿的选矿工艺，是利用浮选柱来浮选磷酸盐矿石，以去除磷矿石中的mgo、al2o3和fe2o3。但是，由于该工艺为磷矿正浮选脱硅工艺，药剂制度复杂、药剂消耗量大，成本较高。
cn105750090a公开了一种硅钙质胶磷矿分选方法，其首先采用旋流器对矿石进行预选，预选后的矿石分别采用阴离子正浮选脱硅和阴离子反浮选脱镁。虽然该方法能够得到高品质的磷精矿，但是，其流程较长，生产投资成本较大；同时，脱硅工艺也采用的是阴离子正浮选，药剂制度复杂，药剂成本较高。
因此，亟待研发一种降低胶磷矿阳离子反浮选脱硅泡沫稳定性，提高泡沫脆性及流动性的方法。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种有效降低碳硅质胶磷矿阳离子反浮选脱硅泡沫的粘度和稳定性，增加泡沫脆性，使浮选工艺流程能够稳定高效运行，消泡后所得磷精矿品位高、杂质少的基于泡沫调控的碳硅质胶磷矿阳离子反浮选脱硅的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：基于泡沫调控的碳硅质胶磷矿阳离子反浮选脱硅的方法，包括以下步骤：
（1）脱碳浮选：将碳硅质胶磷矿原矿进行湿法磨矿，再加水调浆，在所得矿浆中，加入起泡剂，搅拌，充气浮选，浮选泡沫作为尾矿抛尾，得脱碳浮选矿浆；
（2）脱泥浮选：将步骤（1）所得脱碳矿浆先进行旋流分级脱泥，溢流部分作为尾矿抛尾，在底流中加入捕收剂，搅拌，充气浮选，浮选泡沫作为尾矿抛尾，得脱泥浮选矿浆；
（3）脱硅反浮选：调节步骤（2）所得脱泥浮选矿浆的ph值，然后先加入捕收剂，搅拌，再加入消泡剂，搅拌，充气浮选，扫选浮选泡沫，浮选泡沫作为尾矿抛尾，得磷精矿矿浆。
优选地，步骤（1）中，所述碳硅质胶磷矿中，p2o5的质量百分数为18～25%，碳质的质量百分数为1～8%，cao的质量百分数为22～32%，sio2的质量百分数为20～35%。
优选地，步骤（1）中，所述湿法磨矿中，水的用量为碳硅质胶磷矿质量的0.5～0.8倍。
优选地，步骤（1）中，湿法磨矿至0.074mm筛下矿的质量≤总原矿质量的85%。磨矿至所述粒度更有利于使有用矿物与脉石矿物单体解离。
优选地，步骤（1）中，加水调浆至矿浆的质量浓度为20～35%。
优选地，步骤（1）中，所述起泡剂的用量为100～600g起泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿（更优选200～400g起泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿）。矿石中的碳有增强泡沫稳定性的作用，本步骤使用起泡剂脱出矿石中的碳，以降低泡沫的稳定性；若起泡剂用量过少，则脱碳不完全，若起泡剂用量过多，残留在溶液中的起泡剂则反而会增强后续脱硅泡沫的稳定性。
优选地，步骤（1）中，所述起泡剂为松醇油、甲基异丁基甲醇或邻苯二甲酸二乙酯等中的一种或几种。所述起泡剂起泡能力强，特别适用于碳浮选。
优选地，步骤（1）中，所述搅拌的时间为1～3min。
优选地，步骤（2）中，所述旋流分级脱泥的进料速度为1～4m/s，进料质量浓度为10～25%。经过旋流器分级脱泥可脱除50～75%的-10μm（10μm筛下）粒级矿物。
优选地，步骤（2）中，所述捕收剂的用量为50～200g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿（更优选100～150g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿）。经过捕收剂脱泥可脱除15～25%的-10μm（10μm筛下）粒级矿物。
本发明方法步骤（2）通过脱泥可减少矿石中的矿泥含量，不仅可以降低泡沫的稳定性，同时还能减少捕收剂的用量。
优选地，步骤（2）中，所述捕收剂为醚胺醋酸盐和/或醚多胺醋酸盐。所述捕收剂捕收能力强，泡沫流动性好，易消泡。
优选地，步骤（2）中，所述搅拌的时间为1～3min。
优选地，步骤（3）中，调节脱泥浮选矿浆的ph值至7.5～8.5。在所述ph值范围内，捕收剂的捕收性能最强，且泡沫更易消泡。
优选地，步骤（3）中，用于调节ph值的ph值调节剂为碳酸钠和/或氢氧化钠。
优选地，步骤（3）中，所述捕收剂的用量为100～500g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿（更优选200～400g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿）。本发明方法步骤（3）的作用是脱出矿石中的硅酸盐脉石矿物，前面进行的步骤（1）脱碳，步骤（2）旋流分级脱泥和浮选脱泥均是为该步骤服务，以降低步骤（3）浮选泡沫的稳定性，保证脱硅作业泡沫稳定性适中，使得整个流程能够稳定运行。
优选地，步骤（3）中，所述捕收剂为醚胺醋酸盐和/或醚多胺醋酸盐。所述捕收剂捕收能力强，泡沫流动性好，易消泡。
优选地，步骤（3）中，所述搅拌的时间为1～3min。
优选地，步骤（3）中，所述消泡剂的用量为50～150g消泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿。若消泡剂用量过少，则消泡效果不明显，流程不能稳定运行，若消泡剂用量过多，则反浮选脱硅不易起泡，导致脱硅作业难以完成。
优选地，步骤（3）中，所述消泡剂为磷酸三丁酯和/或磷酸三辛酯。所述消泡剂的添加能降低阳离子反浮选脱硅泡沫的粘度，含水率下降，提高泡沫的脆性，从而降低泡沫的稳定性，且有用矿物的机械夹带率降低，提高了精矿品位和回收率。
优选地，步骤（3）中，所述搅拌的时间为1～3min。
优选地，步骤（3）中，扫选中矿返回本步骤进行脱硅反浮选。
本发明方法的有益效果如下：
（1）本发明方法采用脱碳工艺去除矿石中具有稳定泡沫效果的碳质，脱泥工艺消除微细粒矿物对泡沫稳定性的影响，脱硅工艺采用泡沫脆性较好的捕收剂，并与消泡剂联合使用，实现了联合消泡，有效降低了泡沫的粘度和稳定性，增加了泡沫脆性，消泡效率≥81%，泡沫动态稳定性系数≤0.25min，泡沫产品的流动性提高，易消泡，无需大量的冲洗水，节约了水资源，使其能顺利的进入下一个浮选作业，浮选工艺流程能够稳定高效运行；
（2）经本发明方法浮选所得磷精矿中，p2o5的品位≥30%、回收率≥70%，碳质的质量含量≤0.8%，sio2的质量含量≤14%，说明消泡后所得磷精矿品位高、杂质少。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例所使用的醚胺醋酸盐、醚多胺醋酸盐购于湖南长炼岳阳兴长集团股份有限公司；本发明实施例所使用的矿石原料或化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
实施例1
（1）脱碳浮选：在0.3kg碳硅质胶磷矿原矿（p2o5的质量百分数为20.43%、碳质的质量百分数含量为3.58%、cao的质量百分数为28.80%、sio2的质量百分数为29.30%）中，加入0.18kg水，湿法磨矿至0.074mm筛下矿的质量为总原矿质量的80.23%，再加水调浆至矿浆的质量浓度为22%，在所得矿浆中，以350g起泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入起泡剂松醇油，搅拌1.5min，充气浮选，浮选泡沫作为尾矿抛尾，得脱碳浮选矿浆；
（2）脱泥浮选：将步骤（1）所得脱碳矿浆以进料速度为2m/s，进料质量浓度为25%，加入旋流器分级器，先进行旋流分级脱泥，溢流部分作为尾矿抛尾（-10μm矿物的脱出率为65.50%），在底流中，以125g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入捕收剂醚胺醋酸盐，搅拌2.5min，充气浮选，浮选泡沫作为尾矿抛尾（-10μm矿物的脱出率为18.60%），得脱泥浮选矿浆；
（3）脱硅反浮选：用ph值调节剂氢氧化钠调节步骤（2）所得脱泥浮选矿浆的ph值至7.5，然后先以215g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入捕收剂醚胺醋酸盐，搅拌1.5min，再以80g消泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入消泡剂磷酸三丁酯，搅拌2.5min，充气浮选，扫选浮选泡沫，浮选泡沫作为尾矿抛尾，扫选中矿返回本步骤进行脱硅反浮选，得磷精矿矿浆。
经检测，步骤（3）扫选后的浮选泡沫的动态稳定性系数为0.20min，有效降低了泡沫的粘度和稳定性，增加泡沫脆性，消泡效率≥83%，泡沫产品的流动性提高，易消泡，使其能顺利的进入下一个浮选作业，浮选工艺流程能够稳定高效运行。
经本发明实施例浮选所得磷精矿中，p2o5的品位为30.56%、回收率为72.68%，碳质的质量含量为0.76%、cao的质量含量为33.58%、sio2的质量含量为12.08%，说明泡沫调控后所得磷精矿品位高、杂质少。
实施例2
（1）脱碳浮选：在0.3kg碳硅质胶磷矿原矿（p2o5的质量百分数为22.15%、碳质的质量百分数含量为2.26%、cao的质量百分数为30.21%、sio2的质量百分数为27.05%）中，加入0.2kg水，湿法磨矿至0.074mm筛下矿的质量为总原矿质量的82.50%，再加水调浆至矿浆的质量浓度为28%，在所得矿浆中，以225g起泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入起泡剂甲基异丁基甲醇，搅拌2min，充气浮选，浮选泡沫作为尾矿抛尾，得脱碳浮选矿浆；
（2）脱泥浮选：将步骤（1）所得脱碳矿浆以进料速度为3m/s，进料质量浓度为20%，加入旋流器分级器，先进行旋流分级脱泥，溢流部分作为尾矿抛尾（-10μm矿物的脱出率为68.80%），在底流中，以100g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入捕收剂醚胺醋酸盐，搅拌2min，充气浮选，浮选泡沫作为尾矿抛尾（-10μm矿物的脱出率为18.46%），得脱泥浮选矿浆；
（3）脱硅反浮选：用ph值调节剂碳酸钠调节步骤（2）所得脱泥浮选矿浆的ph值至8.4，然后先以250g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入捕收剂醚胺醋酸盐，搅拌2min，再以65g消泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入消泡剂磷酸三辛酯，搅拌2min，充气浮选，扫选浮选泡沫，浮选泡沫作为尾矿抛尾，扫选中矿返回本步骤进行脱硅反浮选，得磷精矿矿浆。
经检测，步骤（3）扫选后的浮选泡沫的动态稳定性系数为0.25min，有效降低了泡沫的粘度和稳定性，增加泡沫脆性，消泡效率≥81%，泡沫产品的流动性提高，易消泡，使其能顺利的进入下一个浮选作业，浮选工艺流程能够稳定高效运行。
经本发明实施例浮选所得磷精矿中，p2o5的品位为30.70%、回收率为71.42%，碳质的质量含量为0.54%、cao的质量含量为33.88%、sio2的质量含量为13.55%，说明泡沫调控后所得磷精矿品位高、杂质少。
实施例3
（1）脱碳浮选：在0.3kg碳硅质胶磷矿原矿（p2o5的质量百分数为18.98%、碳质的质量百分数含量为4.50%、cao的质量百分数为26.10%、sio2的质量百分数为34.22%）中，加入0.21kg水，湿法磨矿至0.074mm筛下矿的质量为总原矿质量的83.70%，再加水调浆至矿浆的质量浓度为32%，在所得矿浆中，以400g起泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入起泡剂邻苯二甲酸二乙酯，搅拌2.5min，充气浮选，浮选泡沫作为尾矿抛尾，得脱碳浮选矿浆；
（2）脱泥浮选：将步骤（1）所得脱碳矿浆以进料速度为4m/s，进料质量浓度为15%，加入旋流器分级器，先进行旋流分级脱泥，溢流部分作为尾矿抛尾（-10μm矿物的脱出率为64.50%），在底流中，以150g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入捕收剂醚多胺醋酸盐，搅拌1.5min，充气浮选，浮选泡沫作为尾矿抛尾（-10μm矿物的脱出率为20.15%），得脱泥浮选矿浆；
（3）脱硅反浮选：用ph值调节剂碳酸钠调节步骤（2）所得脱泥浮选矿浆的ph值至8.4，然后先以325g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入捕收剂醚多胺醋酸盐，搅拌2.5min，再以125g消泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入消泡剂磷酸三丁酯，搅拌1.5min，充气浮选，扫选浮选泡沫，浮选泡沫作为尾矿抛尾，扫选中矿返回本步骤进行脱硅反浮选，得磷精矿矿浆。
经检测，步骤（3）扫选后的浮选泡沫的动态稳定性系数为0.18min，有效降低了泡沫的粘度和稳定性，增加泡沫脆性，消泡效率≥85%，泡沫产品的流动性提高，易消泡，使其能顺利的进入下一个浮选作业，浮选工艺流程能够稳定高效运行。
经本发明实施例浮选所得磷精矿中，p2o5的品位为30.15%、回收率为70.12%，碳质的质量含量为0.65%、cao的质量含量为32.87%、sio2的质量含量为12.89%，说明泡沫调控后所得磷精矿品位高、杂质少。
对比例1
（1）脱泥浮选：在0.3kg碳硅质胶磷矿原矿（p2o5的质量百分数为20.43%、碳质的质量百分数含量为3.58%、cao的质量百分数为28.80%、sio2的质量百分数为29.30%）中，加入0.18kg水，湿法磨矿至0.074mm筛下矿的质量为总原矿质量的80.23%，再加水调浆至矿浆的质量浓度为22%，将所得矿浆以进料速度为2m/s，进料质量浓度为25%，加入旋流器分级器，先进行旋流分级脱泥，溢流部分作为尾矿抛尾（-10μm矿物的脱出率为65.50%），在底流中，以125g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入捕收剂醚胺醋酸盐，搅拌2.5min，充气浮选，浮选泡沫作为尾矿抛尾（-10μm矿物的脱出率为18.6%），得脱泥浮选矿浆；
（2）脱硅反浮选：用ph值调节剂氢氧化钠调节步骤（1）所得脱泥浮选矿浆的ph值至7.5，然后先以215g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入捕收剂醚胺醋酸盐，搅拌1.5min，再以80g消泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入消泡剂磷酸三丁酯，搅拌2.5min，充气浮选，扫选浮选泡沫，浮选泡沫作为尾矿抛尾，扫选中矿返回本步骤进行脱硅反浮选，得磷精矿矿浆。
经检测，步骤（2）扫选后的浮选泡沫的动态稳定性系数为1.28min，泡沫粘度大，稳定性高，泡沫脆性小，消泡效率仅41.82%，泡沫产品的流动性差，不易消泡，难以进入下一个浮选作业，浮选工艺流程受到阻碍。
经本对比例浮选所得磷精矿中，p2o5的品位为28.23%、回收率为65.23%，碳质的质量含量为1.55%、cao的质量含量为31.43%、sio2的质量含量为15.78%，说明消泡后所得磷精矿品位较低、杂质多。
对比例2
（1）脱碳浮选：在0.3kg碳硅质胶磷矿原矿（p2o5的质量百分数为22.15%、碳质的质量百分数含量为2.26%、cao的质量百分数为30.21%、sio2的质量百分数为27.05%）中，加入0.2kg水，湿法磨矿至0.074mm筛下矿的质量为总原矿质量的82.50%，再加水调浆至矿浆的质量浓度为28%，在所得矿浆中，以225g起泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入起泡剂松醇油，搅拌2min，充气浮选，浮选泡沫作为尾矿抛尾，得脱碳浮选矿浆；
（2）脱硅反浮选：用ph值调节剂碳酸钠调节步骤（1）所得脱碳浮选矿浆的ph值至8.4，然后先以250g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入捕收剂醚胺醋酸盐，搅拌2min，再以65g消泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入消泡剂磷酸三丁酯，搅拌2min，充气浮选，扫选浮选泡沫，浮选泡沫作为尾矿抛尾，扫选中矿返回本步骤进行脱硅反浮选，得磷精矿矿浆。
经检测，步骤（2）扫选后的浮选泡沫的动态稳定性系数为2.58min，泡沫粘度大，稳定性高，泡沫脆性小，泡沫大量堆积，消泡效率仅15%，泡沫产品的流动性差，不易消泡，难以进入下一个浮选作业，浮选工艺流程受到阻碍。
经本对比例浮选所得磷精矿中，p2o5的品位为29.42%、回收率为61.58%，碳质的质量含量为0.50%、cao的质量含量为32.64%、sio2的质量含量为13.22%，说明所得磷精矿p2o5品位虽然达标，但磷回收率低，且浮选泡沫不适用于工业生产。
对比例3
（1）脱碳浮选：在0.3kg碳硅质胶磷矿原矿（p2o5的质量百分数为18.98%、碳质的质量百分数含量为4.50%、cao的质量百分数为26.10%、sio2的质量百分数为34.22%）中，加入0.21kg水，湿法磨矿至0.074mm筛下矿的质量相当于总矿物质量百分比的83.70%，再加水调浆至矿浆的质量浓度为32%，在所得矿浆中，以400g起泡剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入起泡剂松醇油，搅拌2.5min，充气浮选，浮选泡沫作为尾矿抛尾，得脱碳浮选矿浆；
（2）脱泥浮选：将步骤（1）所得脱碳矿浆以进料速度为4m/s，进料质量浓度为15%，加入旋流器分级器，先进行旋流分级脱泥，溢流部分作为尾矿抛尾（-10μm矿物的脱出率为64.50%），在底流中，以150g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入捕收剂醚多胺醋酸盐，搅拌1.5min，充气浮选，浮选泡沫作为尾矿抛尾（-10μm矿物的脱出率为17.98%），得脱泥浮选矿浆；
（3）脱硅反浮选：用ph值调节剂碳酸钠调节步骤（2）所得脱泥浮选矿浆的ph值至8.4，然后先以325g捕收剂/t碳硅质胶磷矿原矿的用量，加入捕收剂醚多胺醋酸盐，搅拌2.5min，充气浮选，扫选浮选泡沫，浮选泡沫作为尾矿抛尾，扫选中矿返回本步骤进行脱硅反浮选，得磷精矿矿浆。
经检测，步骤（3）扫选后的浮选泡沫的动态稳定性系数为1.88min，泡沫粘度大，稳定性高，泡沫脆性小，泡沫大量堆积，消泡效率仅37.42%，泡沫产品的流动性差，不易消泡，难以进入下一个浮选作业，浮选工艺流程受到阻碍。
经本对比例浮选所得磷精矿中，p2o5的品位为29.15%、回收率为66.58%，碳质的质量含量为0.55%、cao的质量含量为32.18%、sio2的质量含量为13.56%，说明所得磷精矿p2o5品位虽然达标，但泡沫过稳定，不适用于工业生产。
综上，对比例1不进行脱碳浮选时，所得磷精矿品位较低、杂质多，且消泡效率仅41.82%；对比例2不进行脱泥浮选时，所得磷精矿p2o5品位虽然达标，但磷回收率低，且浮选泡沫不适用于工业生产，且消泡效率仅15%；对比例3脱硅浮选步骤不加入消泡剂时，所得磷精矿p2o5品位虽然达标，但泡沫过稳定，不适用于工业生产，且消泡效率仅37.42%。由此可见，脱泥工艺对泡沫的消泡效率影响最大，脱硅浮选中的消泡剂次之，脱碳工艺影响最小，但脱碳工艺对磷精矿质量影响最大。因此，对于碳硅质胶磷矿，要保证阳离子脱硅磷精矿品质及工艺的稳定运行，必须将脱碳工艺、脱泥工艺和消泡剂联合使用。