一种低品位硅钙质胶磷矿选矿工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及选矿工艺，特别是一种低品位硅钙质胶磷矿选矿工艺。
【背景技术】
[0002] 磷矿石是生产化肥的主要原料。近年来，世界各国的高品位低镁易选磷矿资源越 来越少，因此，磷矿的选矿技术是磷矿开发利用的不可缺少的技术。目前，磷矿的选矿技术 主要有："擦洗脱泥"工艺、"焙烧消化"工艺、"化学浸取"工艺、"重介质分选"工艺、"浮选"工 艺等。
[0003] 我国磷矿贫矿多、富矿少，难选矿多、易选矿少，80 %以上的磷矿属难选的胶磷矿。 湖南省是磷矿资源大省，磷矿床类型以海相沉积磷块岩矿床为主，沉积变质型、风化淋滤型 和洞穴堆积型次之。湖南磷矿石以胶磷矿为主，且有害杂质含量高，开发利用难度较大，磷 矿资源基本上都属难选的低品位胶磷矿，该种矿石中的镁、铁、铝氧化物的含量高，要得到 满足制肥要求的磷精矿，必须突破选矿的技术难关。
[0004] 据《化工矿物与加工》2010年第12期刊文，武汉工程大学黄齐茂等教授发表了《湖 北某硅钙质胶磷矿反正浮选工艺与研究》，针对湖北某中低品位硅钙质胶磷矿的矿石性质， 通过优化浮选流程的药剂制度，获得了较好地选别指标:原矿P 2O5品位17.09%，MgO质量分 数5.29%，磷精矿P2O 5品位29.03%，回收率78.22%，MgO质量分数0.71 %，为该中低品位硅 钙质胶磷矿的开发利用提供了参考。
[0005] 该选矿工艺采用反-正浮选工艺。首先将原矿磨至细度为-200目占95.52%，用混 合酸为PH值调整剂和磷矿物抑制剂，HY-I作为碳酸盐捕收剂反浮选出碳酸盐矿物。然后用 氢氧化钠和碳酸钠将溶液PH值调至碱性，用硅酸钠和六偏磷酸钠作为硅酸盐矿物抑制剂， HP-I为磷酸盐捕收剂浮选出磷酸盐。
[0006] 碳酸盐捕收剂HY-I和磷酸盐捕收剂HP-I为自制药剂，混合酸是由硫酸和磷酸按照 2:1配制成的10%的溶液。通过多次试验和比较，确定混合酸的用量为14kg/t，碳酸盐捕收 剂HY-I用量为1.5kg/t，磷酸盐捕收剂HP-I用量为2.0kg/t，此时的浮选精矿指标以及回收 率为最好。
[0007] 由于该硅钙质胶磷矿中磷酸盐矿物与脉石矿物嵌布粒度细，分选难，简单的浮选 工艺很难达到满意的分选效果，浮选过程中的泡沫粘度稍大，较难消泡，返回中矿夹带严 重，品位较低，分选性差，故选择将精选和扫选的中矿再选后返回，最后确定反-正浮选工艺 最佳。
[0008] 但是此现有工艺仍存在一些缺点：1)、无脱碳环节，不能有效去除矿石中的碳元 素。尽管在反浮选和正浮选环节中可以去除部分碳元素，但由于没有专门的脱碳环节，除碳 不够彻底，影响浮选效果，导致精矿品位下降，选矿成本较高。
[0009] 2)、采用反-正浮选工艺得出的产品是泡沫产品，浓缩存在问题，同时磷矿在第一 个环节中采用反浮选工艺，磷矿被抑制之后，再进行正浮选时，较难浮选，选矿效果不理想。 [0010] 中国专利CN103909017A公开了一种含有机炭质硅钙混合型胶磷矿浮选工艺，所述 的有机炭质硅钙混合型胶磷矿中有机炭质质量百分含量在1-10%;所述浮选工艺包括依次 进行浮选脱炭、正浮选脱硅和反浮选脱镁;其特征在于:其中，所述的浮选脱炭工艺包括将 有机炭质硅钙混合型胶磷矿加水破碎粉磨得到质量浓度20-40%的矿浆，在矿浆中加入捕 收剂以及起泡剂混合，搅拌调浆并利用浮选机浮选，所得泡沫产品为含炭尾矿，槽内产品进 入正浮选脱硅工艺;所述的正浮选脱硅工艺包括以碳酸钠为调整剂调整PH值为9-11，以水 玻璃为抑制剂，并采用阴离子型脂肪酸类捕收剂在浮选机中进行正浮选粗选，所得泡沫产 品进入反浮选脱镁工艺;所述的反浮选脱镁工艺包括以硫酸为调整剂调整PH值为4-6,以磷 酸为抑制剂，并采用阴离子型脂肪酸类捕收剂在浮选机中进行反浮选粗选，所得槽内产品 为磷精矿。
[0011]该申请虽然公开了先浮选脱碳，然后正浮选脱硅、反浮选脱镁的工艺，但所使用的 浮选药剂的效果有待进一步改进，尤其对于低品位磷矿原料。此外，该专利申请还不能解决 浮选在常温下进行的问题。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种低品位硅钙质胶磷矿选矿工 艺。所述工艺包括脱碳和正-反浮选，使用特别设计的捕收剂和起泡剂的组合，不仅流程设 计合理，分选效果好，对低品位硅钙质胶磷矿兼有高回收率和高产率，而且可在常温下进 行，降低了生产成本，提高了选矿效率。
[0013] 本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。一种低品位硅钙质 胶磷矿选矿工艺，其特征在于包括以下步骤：
[0014] (A)粉碎工序:采掘来的原矿经过筛分，达到细度要求的直接进入球磨工段;没有 达到细度要求的，经过破碎机粗碎、细碎到规定的细度(一般需破碎至最大粒度15mm以下， 尤其IOmm以下)要求后进入球磨工段；
[0015] (B)球磨工序:粉碎后的原矿输送到球磨机进行球磨，球磨后的原矿进入分级机， 分级后达到细度要求(例如-110目占80-95质量％，优选约95%)的原矿进入第二段磨矿，没 有达到细度要求的原矿返回第一段球磨机进一步磨碎;第二段磨矿后的粉料进行分级，没 有达到细度要求的原矿返回第二段球磨机进一步磨碎，达到细度要求(例如-200目占80-95 质量％，优选约95%)的进入浮选脱碳工序；
[0016] (C)浮选脱碳:第二段磨矿分级合格的产品加水调浆至质量浓度为20-40%，在矿 浆中加入捕收剂酰基酸酯和油酸钠的混合物(加入量是1-1.5kg/t(吨)处理的原矿)和起泡 剂松醇油(加入量是0.15-0.50kg/t处理的原矿)混合，搅拌均匀并进行浮选脱碳;所得泡沫 产品为含碳的尾矿，进入第一次反浮选扫选;槽内产品，进入正浮选粗选；
[0017] (D)正浮选粗选：用碳酸钠为调整剂调整pH值为9-11，优选pH值为9.9-10.2，同时 以水玻璃为抑制剂（用量为3.5-5.5kg/t所使用的原矿，优选4-4.5kg/t所使用的原矿），并 采用酰基酸酯和油酸钠的混合物（用量为2-4kg/t所处理的原矿，优选约2.48kg/t)在浮选 机中进行正浮选粗选;浮选后槽内是正浮选尾矿，直接进入尾矿库；泡沫产品是正浮选精 矿，进入反浮选工段；
[0018] (E)反浮选:包括反浮选粗选和反浮选扫选，反浮选粗选是以硫酸为调整剂调整pH 值为4-6，优选pH值为4.2-4.8，以磷酸(浓度为50-90 %，例如约85%，用量为3.5-5.5，优选 4.0-4.5kg/t所处理的原矿)为抑制剂，并用黄油为捕收剂(用量为0.5-1.5kg/t所处理的原 矿，优选约〇.88kg/t)在浮选机中进行粗选，所得槽内产品为反浮选精矿，反浮选精矿经过 浓缩、过滤后得到精矿饼，反浮选粗选所得泡沫产品进入第一级反浮选扫选，其中使用硫酸 (浓硫酸，浓度为70-97%，例如93% )调节pH值为3.5-3.9，第一级反浮选扫选的槽内产品为 反浮选中矿，返回进入反浮选粗选工序，第一级反浮选所得泡沫产品进入第二级反浮选扫 选，第二级反浮选扫选的槽内产品为反浮选中矿，返回进入第一级反浮选扫选工序，第二级 反浮选所得泡沫产品进入第三级反浮选扫选，第三级反浮选扫选的槽内产品为反浮选中 矿，返回进入第二级反浮选扫选工序，第三级反浮选所得泡沫产品作为反浮选尾矿进入尾 矿库。每次反浮选扫选的硫酸用量调节PH值为3.5-3.9即可。进入尾矿库的浮选尾矿经澄清 后，上清废水进入废水处理站，处理后的废水循环利用，回收清水后的泥浆返回尾矿库。
[0019] 磷精矿饼经称量后人工用编织袋进行包装，包装后入库待售。
[0020] 优选地，在脱碳浮选中，所述捕收剂高级脂肪酸酰基酸酯和油酸钠的混合物的平 均用量为1.17kg/t，起泡剂的平均用量为0.29kg/t。所述高级脂肪酸酰基酸酯与油酸钠的 重量比优选是1.5~4:1，更优选2-3:1。
[0021] 脱碳浮选和正浮选粗选中的所述酰基酸酯例如选自油酸柠檬酸酯、硬脂酸柠檬酸 酯和棕榈酸柠檬酸酯，其通过硬脂酸、棕榈酸、油酸等高级脂肪酸与亚硫酰氯反应，制得相 应的酰氯，然后与柠檬酸等简单酸反应，制得相应的高级脂肪酸酯。其制备可参照中国专利 201310072388.1中公开的方法。
[0022]优选地，在正浮选粗选中，所述碳酸钠的平均用量为7.49kg/t，水玻璃的平均用量 为4.32kg/t，捕收剂酰基酸酯和油酸钠的混合物的平均用量为2.48kg/t。正浮选粗选中，与 脱碳浮选相同，所述高级脂肪酸酰基酸酯与油酸钠的重量比优选是1.5~4:1，更优选2-3: 1〇
[0023] 优选地，在反浮选粗选中，硫酸的平均用量为9.57kg/t，磷酸的平均用量为 4.38kg/t，捕收剂黄油的平均用量为0.88kg/t。第一次反浮选扫选中硫酸的平均用量为 2.64kg/t，第二次反浮选扫选中硫酸的平均用量为1.44kg/t，第三次反浮选扫选中硫酸的 平均用量为1.27kg/t。
[0024] 根据本发明，由于使用了常温捕收剂，生产在自然温度下进行，白天平均气温为 15-30摄氏度，水温17-25摄氏度，磨矿之后矿浆温度20-30摄氏度。
[0025] 进一步地，浮选精矿通过精矿