新型药剂胶磷矿脱镁的研究
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本文作者：张国松 葛英勇 曾李明 熊学恒 单位：武汉理工大学
磷矿是主要的化工原料，它是制造磷肥、黄磷、含磷复合肥、磷酸盐及磷系列食品添加剂等产品的主要磷来源，而磷矿石的选矿方法中最主要的就是浮选法。在磷矿浮选工艺中，反浮选又是主要的浮选工艺，该工艺主要用于胶磷矿和白云石的分离，常在弱酸性介质中用脂肪酸作捕收剂将白云石浮起［1－2］。脂肪酸作为一类非常经典的浮选捕收剂广泛应用于磷矿的浮选，由于其来源广、价格低等优势而备受青睐。但由于其选择性差，对硬水和低温浮选的适应性较差，在使用推广中受到很大的限制［3］。在脂肪酸类捕收剂的研发中，为了提高其性能和效率，常常会引入特定功能的官能团合成新型捕收剂，或将两种或多种不同的脂肪酸类衍生物混合使用，已达到取长补短的目的［4－7］。早在1954年就有人提出将油酸和磺酸盐混合使用;1955年，印度也曾报道用油酸铵与油酸钠(1∶1)的混合物作为捕收剂，并在磷矿浮选中取得了很好的浮选效果。本文采用的MG－7捕收剂即两种不同的组分A、B按一定比例配比而成，两种组分中，A为深度氧化脂肪酸，B为长链脂肪酸。其中组分A具有很好的捕收性能，但选择性较差，而组分B则具有良好的选择性。两种组分按一定比例配比而成的新型捕收剂MG－7弥补了两种组分各自的不足之处，取得了良好的脱镁效果，具有很好的应用前景。
1原料性质及试验方法
1．1矿石性质胶磷矿浮选实验室小型试验试样取自湖北宜昌地区，呈灰白色，组成成分较为复杂，含有胶磷矿、长石、白云石和石英等。经检测原矿化学多元素分析结果见表1。原矿经过两道颚式破碎机破碎后进入－2mm振动筛。筛下产品直接作为实验矿样，筛上产品则经过对辊式破碎机破碎后返回振动筛，形成闭路。矿样经破碎后采用环割法制取试验样，每份400g。制取的试验样用自动振筛机对其进行筛分试验，粒度分析结果见表2。
1．2浮选药剂试验中，H2SO4作为pH调整剂、H3PO4作为磷矿抑制剂，MG－7作为反浮脱镁捕收剂。H2SO4和H3PO4均为工业品，使用时配成10%浓度的溶液添加，MG－7捕收剂为两种不同组分的改性脂肪酸A、B按一定比例配比制得，并配成4%浓度的溶液使用。
2实验结果与讨论
2．1药剂配比试验为确定两种组分的最佳配比，在H2SO4、H3PO4及MG－7总量不变的情况下，改变A、B组分的配比，并进行粗选脱镁试验。根据以往同类矿石反浮脱镁试验经验，初步确定H2SO4、H3PO4及MG－7用量分别为3000g/t、2500g/t和3000g/t。在A、B两种组分比例分别为2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3及8∶2的条件下，按图1所示流程进行粗选试验，试验结果如表3所示。从表3可知，随着组分A的比例增大，精矿产率逐渐减小，精矿品位呈上升趋势，当两种药剂A、B按4∶6配比时，浮选效果最好，此时取得了精矿P2O5品位30.24%，尾矿P2O5含量为4.75%，回收率91.53%的良好指标。因此确定MG－7中两种组分A、B的最终配比为4∶6。
2．2H2SO4用量试验为确定最佳的矿浆pH值，进行了一个单因素水平实验，拟定H3PO4用量为3000g/t、MG－7用量为3000g/t，H2SO4用量试验结果见表4。从表4可以看出，随着H2SO4用量增加，脱镁精矿品位和回收率均呈现先增长后降低的趋势，在H2SO4用量为3500g/t时，pH=4．8，精矿指标最优，取得了精矿P2O5含量29．38%、回收率91．07%的良好指标。由此确定pH调整剂H2SO4的用量为3500g/t。
2．3脱镁扫选开路试验结果与讨论为了进一步降低尾矿中P2O5的含量，对脱镁尾矿进行了一次扫选，扫选时加入500g/tH2SO4以调节矿浆pH值，并加入1000g/tH3PO4作为抑制剂。脱镁扫选开路流程如图2所示，结果如表5所示。由表5可以看出，脱镁精矿P2O5品位达到29.88%，回收率91．43%，脱镁扫选尾矿P2O5品位降至3．09%。开路实验结果比较理想。
2．4闭路试验结果与讨论为了验证上述条件试验确定的最佳试验条件的可靠性和稳定性，以上述最佳试验条件进行闭路试验。闭路试验工艺流程见图3，试验结果见表6。由表6可以看出，当闭路试验达到质量平衡时，各个产品的指标均比较理想，因此整个试验是成功的，闭路试验得到了最终精矿P2O5品位29．92%，MgO含量0.93%，回收率92．5%的良好指标。这也再次证明了MG－7捕收剂对白云石和胶磷矿具有良好的分选效果。
3结语
1)经过系统的条件试验，确定了胶磷矿反浮脱镁药剂MG－7中两种不同组分A、B的配比为4∶6，H2SO4、H3PO4及MG－7用量分别为3500g/t、3000g/t和3000g/t。2)试验确定的胶磷矿反浮选脱镁流程为一次粗选，一次扫选。3)原矿P2O5品位为20．65%，MgO含量7．95%，SiO2含量9．64%的矿样，用MG－7作脱镁捕收剂，通过一粗一扫反浮脱镁可以得到精矿产率63．69%、P2O5品位29．92%、回收率92．55%，精矿含MgO0.93%的良好指标。试验取得良好结果，说明MG－7对胶磷矿和白云石具有很好的选择性，是一种良好的胶磷矿脱镁捕收剂。