一种镁硅质磷矿混反浮选用捕收剂、制备方法及选矿方法与流程

本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种镁硅质磷矿混反浮选用捕收剂、制备方法及选矿方法。

背景技术：

磷矿石经过破碎—磨矿—搅拌—浮选工艺可以获得合格的磷精矿产品，可用于制备磷酸质肥料及磷化合物原料。目前磷矿石选矿富集的方法主要为浮选法，浮选法包括正浮选和反浮选。浮选过程中目标产物磷矿物在泡沫中被刮出来的工艺称为正浮选，而脉石矿物被刮出来的工艺称为反浮选。正浮选使用的调整剂为碳酸钠或氢氧化钠调浆，用合适的抑制剂抑制硅酸盐类脉石矿物，采用脂肪酸类药剂为捕收剂，进行磷酸盐类矿物浮选。反浮选是在“浮少抑多”的过程中进行的，这样不仅能保证浮选过程较高的选择性，而且浮选过程容易控制和稳定，减少浮选过程的机械夹杂与浮选泡沫输送的困难。

我国磷矿资源以成矿年代古老、含p2o5中低品位、镁硅质难选沉积磷矿石为主体。对于镁硅质磷矿石，为了提高精矿的质量，引入反浮选脉石矿物(碳酸盐矿物或硅酸盐矿物)是目前比较有效方法。单一镁质磷矿石反浮选采用硫酸、磷酸或硫磷混酸作为磷酸盐矿物抑制剂，用脂肪酸类药剂为捕收剂反浮选碳酸盐类脉石矿物；硅质磷矿石反浮选在碱性介质中采用胺类捕收剂直接浮选硅酸盐类脉石矿物。而镁硅质磷矿石一般采用正-反浮选联合工艺或双反浮选联合工艺进行分步法选矿富集。正-反浮选时先选出磷酸盐矿物和碳酸盐矿物的混合粗精矿，混合粗精矿再采用反浮选选出碳酸盐矿物，剩下即为磷精矿产品。双反浮选时先选出碳酸盐矿物再选出硅酸盐矿物，剩下即为磷酸盐矿物。目前对于镁硅质磷矿石采用正-反浮选和双反浮选分步富集工艺均具有流程长、药剂多、成本高、操作不方便等缺点。现有的双反浮选操作中很难同时进行，只能分布将碳酸盐类矿物和硅酸盐类矿物浮选出来，且用于超低品位原矿的选矿效果较差，难以获得高品质的磷精矿产品。

因此，能否简化目前双反浮选的工艺流程，并能提高双反浮选所得磷精矿的品质，获得高品位和高回收率的磷精矿产品，成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种镁硅质磷矿混反浮选用捕收剂、制备方法及选矿方法。本发明的选矿方法结合捕收剂的选择，采用混反浮选工艺，不需要对反浮选工艺分布进行，而是在一步反浮选过程中使得碳酸盐类矿物和硅酸盐类矿物同时混合浮选出来，并获得了高品质的磷精矿产品。本发明的捕收剂和选矿方法达到了简化现有双反浮选工艺、降低了成本的目的，同时在极低原矿品位下采用本发明的捕收药剂和选矿方法，也可以获得高品质的磷精矿产品。

本发明的目的之一是提供一种镁硅质磷矿混反浮选的选矿方法，所述选矿方法包括以下步骤：

(1)将镁硅质磷矿石原矿经磨细到浮选要求的粒度后，加水调制成矿浆；

(2)向步骤(1)所得矿浆中加入硫酸和专用捕收剂，进行“一粗一扫二精”混合反浮选工艺，所述专用捕收剂按重量份数计由以下组分组成：氧化石蜡皂10-20份，醚胺5-15份，煤油20-30份；所述硫酸的用量为15kg/t，所述专用捕收剂的用量为300g/t；

其中，所述混合反浮选工艺经过一次粗选，一次扫选，两次精选，两次精选后所得槽底产物即为磷精矿产品；一次粗选，一次扫选后所得泡沫产物即为尾矿。

本发明的上述工艺以本发明捕收剂为基础，采用“一粗一扫两精”的混合反浮选工艺，该混合反浮选工艺与现有的双反浮选工艺相比有如下优点：在反浮选过程中结合本发明的捕收剂，能够采用一步法将碳酸盐类矿物和硅酸盐类矿物同时混合浮选出来。经过研究发现，该捕收剂在一步混反浮选过程中具有“协同复合效应”，能够同时捕收碳酸盐类和硅酸盐类脉石矿物，可以简化镁硅质磷矿石浮选工艺、减少药剂种类和用量、降低药剂成本，提高磷精矿产品中p2o5含量，降低产品中有害成分mgo和sio2的含量。

本发明的捕收剂具有很好的选择性，在酸性介质中进行混合反浮选步骤时，能够对硅酸盐及碳酸盐脉石矿物具有很强的选择捕收性能，而对磷酸盐矿物捕收能力较弱。同时，本发明捕收剂可以在入选矿石p2o5品位很低的情况下也能获得高品质磷精矿产品，达到资源高效利用目的。

进一步的是，步骤(1)中将原矿磨细至粒度为-0.074mm占比达85％。

进一步的是，步骤(1)中是先将镁硅质磷矿石破碎至-2mm，然后将破碎后的矿石与水按质量比5:3给入磨机，再进行磨细。

进一步的是，步骤(1)中加水调制成液固比为2l:1kg的矿浆。

进一步的是，步骤(2)中进行一次粗选作业后，刮泡5分钟，得到粗选泡沫产物和粗选槽底产物；向粗选泡沫产物中添加硫酸5kg/t，进行一次扫选作业。

进一步的是，步骤(2)中进行一次扫选作业后，刮泡4分钟，得到扫选泡沫产物即为尾矿，将扫选槽底产物返回粗选作业。

进一步的是，向步骤(2)所得粗选槽底产物中添加专用捕收剂120g/t，进行混反浮选精选ⅰ作业，然后刮泡4分钟，得到精选ⅰ泡沫产物和精选ⅰ槽底产物，将精选ⅰ泡沫产物返回粗选作业。

进一步的是，步骤(2)中将精选ⅰ槽底产物进行混反浮选精选ⅱ作业，刮泡3分钟，得到精选ⅱ泡沫产物和精选ⅱ槽底产物，将精选ⅱ泡沫产物返回精选ⅰ作业，精选ⅱ槽底产物即为磷精矿产品。

具体而言，本发明的镁硅质磷矿混反浮选的选矿方法，包括如下步骤：

(1)将镁硅质磷矿石磨细至粒度-0.074mm占比为85％，然后加水调成矿浆，进行步骤(2)～(5)的混反浮选操作；

(2)向步骤(1)所得矿浆中加入硫酸15kg/t，然后加入专用捕收剂300g/t，进行粗选作业，然后刮泡，得到粗选泡沫产物和粗选槽底产物；所述专用捕收剂按重量份数计由以下组分组成：氧化石蜡皂10-20份，醚胺5-15份，煤油20-30份；

(3)向步骤(2)所得粗选泡沫产物中添加硫酸5kg/t，进行混反浮选扫选作业，然后刮泡，刮出的扫选泡沫产物即为尾矿，扫选槽底产物返回粗选作业；

(4)向步骤(2)所得粗选槽底产物中添加专用捕收剂120g/t，进行混反浮选精选ⅰ作业，然后刮泡，刮出的泡沫返回粗选作业，槽底产物进入精选ⅱ作业；

(5)将步骤(4)所得精选ⅰ槽底产物进行混反浮选精选ⅱ作业，然后刮泡，刮出的泡沫产物返回精选ⅰ作业，槽底产物即为磷精矿产品。

本发明的另一个目的是提供一种用于镁硅质磷矿混反浮选的专用捕收剂，所述专用捕收剂按重量份数计由以下组分组成：氧化石蜡皂10-20份，醚胺5-15份，煤油20-30份，其中的镁硅质磷矿混反浮选工艺的选矿方法如本发明上文所述。

本发明的第三个目的是提供一种专用捕收剂的制备方法，其包括如下步骤：

(1)按重量份数，先称取煤油20-30份，在超声波搅拌下向煤油中缓慢加入氧化石蜡皂10-20份，进行搅拌乳化，所述搅拌乳化的时间为5-20分钟；

(2)向步骤(1)所得物中缓慢加入5-15份的醚胺，继续超声波作搅拌乳化10-20分钟；即得镁硅质磷矿混合反浮选脉石专用捕收剂；

(3)向步骤(2)所得物中缓慢加入9-99份的水，继续超声波搅拌乳化10-30分钟，得到镁硅质磷矿混合反浮选捕收剂原液。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：以本发明的药剂为脉石矿物反应浮选捕收剂，采用“一粗一扫二精”的简化混合反浮选工艺，磷精矿产品指标优于传统分步反浮选工艺指标，而且药剂种类及用量均比传统分步反浮选工艺要少，大大降低了药剂成本。

附图说明

图1为本发明实施例的混合反浮选工艺；

图2为传统分步双反浮选工艺。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

一种镁硅质磷矿石混合反浮选的选矿方法，以四川某地镁硅质磷矿石为原料，原矿中p2o5含量19.56％，sio2含量19.63％，mgo含量7.65％，选矿中采用的捕收剂由以下方法制备而得：

(1)称取原料，氧化石蜡皂30g，煤油60g；

(2)把称取好的上述煤油在超声波作用下不断搅拌同时缓慢加入氧化石蜡皂，搅拌乳化时间10分钟，使其充分溶解及乳化；

(3)在步骤(2)操作后缓慢加入醚胺15g，继续在超声波作用下不断搅拌，搅拌乳化时间15分钟，使其充分溶解及乳化；

(4)在步骤(3)操作后缓慢添加水2000g，继续在超声波作用下不断搅拌，搅拌乳化时间20分钟，即为镁硅质磷矿石混合反浮选硅酸盐及碳酸盐脉石矿物的捕收剂原液，待用；

采用上述捕收剂原液对上述矿石进行混合反浮选的操作如下：

(1)将上述镁硅质磷矿石破碎至-2mm，然后将破碎后的矿石与水按质量比5:3给入磨机，磨细至-0.074mm占85％，添加水至矿浆液固比为2:1，进行混反浮选；

(2)添加硫酸15kg/t，添加捕收剂300g/t，进行粗选作业，刮泡5分钟；

(3)粗选泡沫产物添加硫酸5kg/t，进行混反浮选扫选作业，刮泡4分钟，刮出的泡沫产物即为尾矿，槽底产物返回粗选作业；

(4)粗选槽底产物添加捕收剂120g/t，进行混反浮选精选1作业，刮泡4分钟，刮出的泡沫返回粗选作业，槽底产物进入精选2作业；

(5)精选1槽底产物进行混反浮选精选2作业，刮泡3分钟，刮出的泡沫产物返回精选1作业，槽底产物即为磷精矿产品；

按照上述选矿方法，最终可以获得p2o5含量为33.26％的优质磷精矿产品，回收率为85.48％。与采用传统分步双反浮选工艺进行比较，传统工艺流程见图2，试验数据和药剂用量见表1。对比所得结果如表1所示。

从表1中数据可以看出，以中低品位原矿p2o5进行选矿，结合本发明的脉石矿物捕收剂，按照本发明的选矿方法采用“一粗一扫二精”的简化混合反浮选工艺，磷精矿产品指标优于传统分步反浮选工艺指标，而且药剂种类及用量均比传统分步反浮选工艺要少，大大降低了药剂成本，同时达到了资源的高效利用目的。

表1

实施例2

一种镁硅质磷矿石混合反浮选的选矿方法，以四川某地镁硅质磷矿石为原料，其中p2o5含量15.64％，sio2含量23.58％，mgo含量9.37％，选矿中采用的脉石矿物捕收剂由以下方法制备而得：

(1)称取原料，氧化石蜡皂25g，煤油50g；

(2)把称取好的上述煤油在超声波作用下不断搅拌同时缓慢加入氧化石蜡皂，搅拌乳化时间15分钟，使其充分溶解及乳化；

(3)在步骤(2)操作后缓慢加入醚胺20g，继续在超声波作用下不断搅拌，搅拌乳化时间15分钟，使其充分溶解及乳化；

(4)在步骤(3)操作后缓慢加入水2000g，继续在超声波作用下不断搅拌，搅拌乳化时间20分钟，即为镁硅质磷矿石混合反浮选硅酸盐及碳酸盐脉石矿物的捕收剂原液，待用。

采用上述捕收剂原液对上述矿石进行混合反浮选的操作如下：

(1)将矿石破碎至-2mm，然后将破碎后的矿石与水按重量比5:3给入磨机，磨细至-0.074mm占90％，添加水至矿浆液固比为2:1，进行混反浮选；

(2)添加硫酸20kg/t，添加捕收剂350g/t，进行粗选作业，刮泡6分钟；

(3)粗选泡沫产物添加硫酸6kg/t，进行混反浮选扫选作业，刮泡5分钟，刮出的泡沫产物即为尾矿，槽底产物返回粗选作业；

(4)粗选槽底产物添加捕收剂150g/t，进行混反浮选精选1作业，刮泡5分钟，刮出的泡沫返回粗选作业，槽底产物进入精选2作业；

(5)精选1槽底产物进行混反浮选精选2作业，刮泡4分钟，刮出的泡沫产物返回精选1作业，槽底产物即为磷精矿产品。

最终可以获得p2o5含量为31.28％的优质磷精矿产品，回收率为80.56％。与采用传统分步双反浮选工艺进行比较，传统分步双反浮选工艺流程见图2，试验数据和药剂用量见表2。

从表2中数据可以看出，在原矿p2o5品位极低下入选，以本发明的脉石矿物捕收剂，按照本发明的选矿方法采用“一粗一扫二精”的简化混合反浮选工艺，磷精矿产品指标优于传统分步反浮选工艺指标，而且药剂种类及用量均比传统分步反浮选工艺要少，大大降低了药剂成本，同时达到了资源的高效利用目的。

表2