张朝旺，张路莉，陈赐云
（1. 国家磷资源开发利用工程技术研究中心，云南 昆明 650600；
2. 云南磷化集团有限公司，云南 昆明 650600）
我国是磷资源大国，保有磷矿资源储量排名世界第二［1］，但经济价值较大的磷矿资源为数不多。我国磷矿的特点是丰而不富，以中低品位磷矿为主［2］。
云南东川磷矿厂经过多年开采后，富矿不断消耗，可直接用于生产磷肥的磷矿储量已经很少，急需对其所属矿山中低品位磷矿石进行开发利用。
1.1 原矿分析
云南东川磷矿厂有2个矿区，分别为矿区一和矿区二，其代表性磷矿样采用X 射线荧光光谱仪（XRF）进行分析，分析结果见表1。由表1 可知，矿区一的原矿m（CaO）/m（P2O5）＜1.60，属于碳酸盐型磷矿；
矿区二的原矿m（CaO）/m（P2O5）＞1.60，m（SiO2）/m（CaO）＜1.60，属于混合型磷矿。
表1 代表性磷矿样多元素分析结果%
碳酸盐型磷矿常采用反浮选方法处理，而混合型磷矿处理采用比较多、成熟又经济的方法是将其按照一定的比例混入碳酸盐型磷矿中进行应用。
1.2 实验药剂
H2SO4，工业纯，配制成w（H2SO4）40.0%添加；
捕收剂NECP，自制，配制成质量分数5.0%添加。
根据XRF 分析结果，实验方案选择以碳酸盐型磷矿为研究对象，对其进行浮选研究，得到最佳工艺路线；
然后将碳酸盐型磷矿与混合型磷矿按照不同质量比例混合后浮选，寻找最优工艺路线。
2.1 碳酸盐型磷矿粗选细度实验
在常温、浮选机转速2 100 r/min、粗选硫酸用量20 kg/t、捕收剂NECP 用量2.0 kg/t、扫选硫酸用量2.0 kg/t 条件下，对碳酸盐型磷矿进行反浮选实验，工艺流程见图1。以单因素法研究磨矿细度对磷精矿w（P2O5）和P2O5回收率的影响，结果见图2。
图1 碳酸盐型磷矿浮选实验工艺流程
图2 磨矿细度对磷精矿w（P2O5）和P2O5回收率的影响
从图1可知，随着磨矿细度＜0.074 mm的颗粒占比升高，磷精矿w（P2O5）不断升高，P2O5回收率先升后降，当＜0.074 mm的颗粒占比为73.09%时，磷精矿w（P2O5）为30.27%，P2O5回收率为约89.4%，效果较佳。
2.2 碳酸盐型磷矿粗选硫酸用量实验
在常温、浮选机转速2 100 r/min、磨矿细度＜0.074 mm 的颗粒占比73.09%、捕收剂NECP 用量2.0 kg/t、扫选硫酸用量2.0 kg/t 条件下，采用单因素法研究粗选硫酸用量对磷精矿w（P2O5）和P2O5回收率的影响，结果见图3。
图3 粗选硫酸用量对磷精矿w（P2O5）和P2O5回收率的影响
从图3 可知，随着硫酸用量升高，磷精矿w（P2O5）先升后降，P2O5回收率先降后升，当硫酸用量为20 kg/t时，磷精矿w（P2O5）为30.03%，P2O5回收率为89.56%，效果较佳。
2.3 碳酸盐型磷矿粗选捕收剂用量实验
在常温、浮选机转速2 100 r/min、磨矿细度＜0.074 mm 的颗粒占比73.09%、粗选硫酸用量20 kg/t、扫选硫酸用量2.0 kg/t条件下，采用单因素法研究捕收剂NECP 用量对磷精矿w（P2O5）和P2O5回收率的影响，结果见图4。
图4 捕收剂NECP用量对磷精矿w（P2O5）、P2O5回收率的影响
从图4 可知，随着捕收剂NECP 用量升高，磷精矿w（P2O5）基本呈升高趋势，P2O5回收率不断降低，当NECP用量为1.5 kg/t时，磷精矿w（P2O5）为30.32%，P2O5回收率为85.96%，效果较佳。
2.4 碳酸盐型磷矿扫选硫酸用量实验
在常温、浮选机转速2 100 r/min、磨矿细度＜0.074 mm 的颗粒占比73.09%、粗选硫酸用量20 kg/t、捕收剂NECP 用量1.5 kg/t 条件下，采用单因素法研究扫选硫酸用量对磷精矿w（P2O5）和P2O5回收率的影响，结果见图5。
图5 扫选硫酸用量对磷精矿w（P2O5）和P2O5回收率的影响
从图5可知，随着扫选硫酸用量升高，磷精矿w（P2O5）不断升高，但变化幅度不大，P2O5回收率先降低后升高。当扫选不添加硫酸时，磷精矿w（P2O5）为29.81%，P2O5回收率为88.23%，效果较佳。
2.5 碳酸盐型磷矿与混合型磷矿混合浮选实验
在常温、浮选机转速2 100 r/min、磨矿细度＜0.074 mm 的颗粒占比73.09%、粗选硫酸用量20 kg/t、NECP 用量1.5 kg/t、扫选不加硫酸的条件下，将碳酸盐型磷矿与混合型磷矿以不同比例混合后浮选，研究碳酸盐型磷矿和混合型磷矿配比对磷精矿w（P2O5）和P2O5回收率的影响，结果见图6。
图6 碳酸盐型磷矿和混合型磷矿质量比对磷精矿w（P2O5）和P2O5回收率的影响
由图6可知，随着混合型磷矿比例增大，磷精矿w（P2O5）呈现下降的趋势，P2O5回收率变化不明显，在碳酸盐型磷矿与混合型磷矿质量比为0.43时，精矿w（P2O5）为28.56%，P2O5回收率为86.91%，满足其下游化工企业对磷精矿w（P2O5）的最低要求。
2.6 碳酸盐型磷矿与混合型磷矿混合浮选闭路实验
碳酸盐型磷矿与混合型磷矿以质量比0.43混合，在常温、磨矿细度＜0.074 mm的颗粒占比73.09%、粗选硫酸用量20.00 kg/t、NECP用量1.5 kg/t、扫选不添加硫酸条件下，将扫选中矿返回粗选进行闭路浮选，结果见表2。
表2 闭路浮选实验结果
从表2可知，碳酸盐型磷矿与混合型磷矿按质量比0.43 配矿后，经过反浮选一次粗选、一次扫选、扫选中矿返回粗选形成闭路，所得磷精矿w（P2O5）28.76%、w（MgO）0.90%，P2O5回收率为92.03%。
碳酸盐型磷矿与该混合型磷矿按质量比0.43混合后，原矿w（P2O5）23.64%、w（MgO）3.90%，通过反浮选一次粗选、一次扫选、中矿返回粗选的闭路工艺流程，可以得到磷精矿w（P2O5） 28.76%、w（MgO）0.90%，P2O5回收率92.03%的工艺指标。
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