浮選柱在選礦的運(yùn)用探究

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本文作者：彭操劉江林作者單位：云南省化工研究院

實(shí)驗(yàn)部分

1礦樣性質(zhì)

礦樣采自云南省某磷礦礦區(qū)，主要礦物以膠磷礦為主，共生礦物為碳酸鹽礦物(白云石、方解石)，硅質(zhì)礦物有石英，硅酸鹽礦物有粘土等，顏色呈青黑色，其原礦化學(xué)分析結(jié)果如表1。從表1中可以看出，原礦屬于中高品位高鎂磷礦，選礦過程中主要考濾脫除磷礦中的氧化鎂(MgO)雜質(zhì)。

2實(shí)驗(yàn)藥劑及分析方法

實(shí)驗(yàn)選用YJ系列磷礦捕收劑;水玻璃、硫酸、磷酸、碳酸鈉為調(diào)整劑，經(jīng)反浮選所得的磷精礦用鉬酸銨法測定礦樣中的P2O5含量。實(shí)驗(yàn)過程中磨礦細(xì)度，磨礦濃度，藥劑制度，給礦量均保持不變，以小實(shí)驗(yàn)時為準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)在常溫下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)過程中主要考慮浮選柱的充氣量，沖洗水流量和泡沫層厚度對磷礦選礦指標(biāo)的影響。試驗(yàn)采取連續(xù)操作，待實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，每1h取一次樣。

3試驗(yàn)裝置及操作

實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。浮選柱直徑30cm，高度5．6m，柱體下部有一發(fā)泡器裝置，經(jīng)藥劑處理后的礦漿從浮選柱上部約1/3處位置給入。氣泡發(fā)生器產(chǎn)生的微泡在浮力作用下自由上升，而礦物顆粒在重力作用下自由下降，上升的氣泡與下降的礦粒在捕收區(qū)接觸碰撞，疏水性礦粒被捕獲、附著于氣泡上升且礦化(捕收區(qū));載有有用礦物的礦化氣泡繼續(xù)浮升進(jìn)入精選區(qū)，并在柱體頂部聚集成厚度達(dá)1m左右的泡沫層，從而實(shí)現(xiàn)磷礦分選的目的。添加適量的沖洗水清洗泡沫層中被夾帶的脈石顆粒，可以獲得高品位泡沫產(chǎn)品(精選區(qū))，沒有在泡沫上附著的礦粒為尾礦從下部排出。浮選柱選礦操作要保持在“正偏流”條件下進(jìn)行。

結(jié)果與討論

1充氣量的影響

充氣量對浮選柱選礦是一個重要的操作參數(shù)，浮選柱浮起的物料量對由氣泡發(fā)生器引入的空氣的流量大小是很敏感的，浮起的物料量取決于顆粒的大小和氣泡的表面積，在顆粒大小一定的條件下，浮起單位固體顆粒的量與單位體積中氣泡的表面積成正比，而氣泡的表面積又與單位體積中氣體體積和氣泡大小有關(guān)。空氣流速太小，泡沫區(qū)容量發(fā)生聚集而形成死區(qū)，影響精礦量，進(jìn)而影響回收率;空氣流速太大，會造成浮選柱“溢泡”，影響精礦品位。充氣量增加，氣體通過泡沫與礦液面界面時，脈石顆粒被挾帶現(xiàn)象增多，非選擇性礦泥的泡沫也就增加，從而影響磷精礦品位，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。在一定的范圍內(nèi)，充氣量增加，夾帶的有用礦物也增加，從而精礦品位也提高;當(dāng)充氣量超過一定值時，隨著充氣量的增加，夾帶的脈石礦物和雜質(zhì)增多，導(dǎo)致精礦品位下降。同時，在其它參數(shù)不變的情況下，當(dāng)充氣量太大時，非選擇性的精礦泡沫太多會造成浮選柱“溢泡”，從而會導(dǎo)致浮選柱負(fù)偏流，影響浮選柱正常操作。綜上所述，對氣體流量的控制應(yīng)在一定的范圍，過小或過大的氣體流量對浮選柱的操作都是不利的。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果，充氣量在6～10L/h時，可以得到w(P2O5)=30%以上磷精礦。

2沖洗水流量的影響

在浮選柱分選過程中，沖洗水水量的控制不僅影響浮選柱的正常運(yùn)行，同時也影響著浮選的精礦品位和回收率。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3。沖洗水流量從1．5L/h～3．5L/h之間，隨著沖洗水的增加，精礦品位也一直上升。沖洗水流量較小時，精礦泡沫會帶走礦漿中的水分和雜質(zhì)，造成浮選柱在負(fù)偏流狀態(tài)下運(yùn)行，會影響精礦的品位;沖洗水流量較大時，泡沫區(qū)向上的泡沫同向下的洗水強(qiáng)烈的逆流混合，導(dǎo)致礦漿環(huán)流和再循環(huán)，返混增加;沖洗水流量太大還會使泡沫破裂，抑制了挾帶的固體顆粒進(jìn)入泡沫區(qū)，使得礦化氣泡的粘附力下降，從而影響泡沫相的回收率。因此，添加適量的沖洗水有利于泡沫的清洗，減少精礦中雜質(zhì)的夾帶，提高精礦品位和保持適度的回收率。結(jié)果表明，沖水量在2L/h～3L/h時，可以得到w(P2O5)=30%以上磷精礦。

3泡沫層厚度的影響

泡沫層厚度的變化是由浮選柱界面高度來調(diào)節(jié)的，是影響浮選柱分選能力的因素之一。泡沫層厚度變化的影響見圖4。隨著泡沫層厚度的增加，也就是降低界面，精礦浮選區(qū)增加，精礦品位和回收都會增加;泡沫層厚度減少(界面的提高)，富集區(qū)也相應(yīng)減少，精選區(qū)分選不夠，會導(dǎo)致回收率降低;當(dāng)泡沫層厚度超過一定量時，有用礦物在通過過厚的泡沫層時，回落增加，從而降低了泡沫相的回收率。所以保持一定厚度的泡沫層(500～800mm)，有利于提高磷精礦品位，浮選柱的分選效果和回收率。

結(jié)論

根據(jù)浮選柱在膠磷礦選礦中的實(shí)驗(yàn)研究情況，可以得出以下結(jié)論:①浮選柱應(yīng)用于磷礦選礦是可行的，研究國內(nèi)外浮選柱在磷礦中的應(yīng)用情況，浮選柱用于磷礦分選基本還處于實(shí)驗(yàn)室階段，用于磷礦的大規(guī)模生產(chǎn)還有待大量研究。②從浮選柱用于磷礦選礦的實(shí)驗(yàn)研究來看，浮選柱操作系統(tǒng)比較直觀，選礦時的充氣量，沖洗水，泡沫厚度等重要參數(shù)可以直觀地反應(yīng)出來，為磷礦選礦提供了大量有用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。③根據(jù)浮選柱用于磷礦選礦的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，通過不斷改變工藝流程和浮浮選柱操作參數(shù)，可以獲得品位高的磷礦精礦:充氣量在6～10L/h，沖水量在2L/h～3L/h，保持一定厚度的泡沫層(500～800mm)，可以得到w(P2O5)=30%以上磷精礦。