云南磷矿实验室选矿实验报告.doc

云南省磷矿实验室选矿试验报告2010年1月2010年3月承担单位：中化地质矿山总局地质研究院委托单位：公司项目负责人：吴艳妮试验人员：陈南华 吴艳妮 李艳报告编写：吴艳妮总工程师：夏学惠提交单位：中化地质矿山总局地质研究院提交时间：2010年3月目 录第1章 前 言11.1 项目来源11.2 目的任务11.3 技术路线及指标11.4 完成情况1第2章 矿石性质22.1 矿石类型及其特征22.2 矿石的结构与构造22.3 主要矿物的嵌布特征22.4 原矿化学成分及物理性质3第3章 选矿试验63.1 矿样的采取与制备63.2 试验主要设备及药剂63.3 条件试验63.4 开路流程试验103.5 闭路流程试验123.6 硫酸部分替代磷酸探索性试验16第4章 产品分析174.1 精矿多项分析174.2 精矿、尾矿粒度分析174.3 精矿、尾矿沉降试验174.4 精矿、尾矿比重测定194.5 尾矿水水质分析19第5章 精矿选矿成本估算20第6章 结 语21附件一：云南省磷矿岩矿鉴定报告附件二：中化地质矿山总局中心实验室检测报告第1章 前 言1.1 项目来源受公司委托，中化地质矿山总局地质研究院承担了云南省磷矿实验室选矿试验研究任务。1.2 目的任务试验目的：确定合理的联合工艺流程，进行实验室闭路试验，获得各种技术参数条件，为连续扩大试验提供依据，并达到作为小型选矿厂初步设计的依据。试验内容：确定该类型矿石的结构构造，矿物组成，有用组分含量，为选矿研究提供理论依据；进行浮选试验研究和其他选矿试验研究，确定选矿技术方案和工艺条件；对所获得的工艺路线进行经济评价分析；提供小型选矿厂设计所需其它物理参数。合同要求：当原矿品位P2O5为27左右时，达到磷精矿品位P2O530，其中MgO 1.0，磷回收率大于85。试验矿样：由甲方提供有代表性的矿样200公斤。1.3 技术路线及指标本试验采用反浮选工艺流程，磨矿细度-200目含量占66.4，用磷酸作为反浮选抑制剂，试验指标为原矿P2O5品位27.07，精矿P2O5品位32.91（碱溶为34.46）， MgO含量0.92，磷回收率92.88；用硫酸作为反浮选抑制剂，试验指标为原矿P2O5品位27.34，精矿P2O5品位32.23， MgO含量1.17，磷回收率94.65。1.4 完成情况矿样于2010年1月22日运抵我院，重量为400。试验研究于2010年2月完成，精矿产品质量合格，试验指标达到了合同要求。第2章 矿石性质2.1 矿石类型及其特征2.1.1 矿石的自然类型云南省磷矿属沉积型磷块岩矿床。根据矿石的结构构造特征，矿石自然类型为白云质条带状磷块岩和块状磷块岩。2.1.2 矿石的工业类型根据矿石的化学组分特征，工业类型为钙镁质磷矿石。2.2 矿石的结构与构造2.2.1 矿石的结构泥晶结构：由磷酸盐胶体沉积形成的一种质地均一结构，其矿物组成主要是泥晶磷灰石，集合体形态呈凝胶状，碎屑状，偏光显微镜下显均质性或弱非均质性。砂屑结构：由泥晶磷灰石组成的磷质砂屑呈次棱角状或次圆状，粒径在0.10.2mm之间，被微晶白云石胶结。鲕粒结构：磷质鲕粒呈同心圆状，鲕粒核心为磷质内碎屑或白云岩碎屑，鲕粒直径一般在0.20.6。2.2.2 矿石的构造条带状构造:灰黑色磷质条带与灰白色白云岩纹层呈相间分布，构成条带状构造。块状构造：由泥晶磷灰石组成的磷质砂屑颗粒大小分布均匀，被白云质和磷质胶结，构成块状磷块岩。2.3 主要矿物的嵌布特征泥晶磷灰石（胶磷矿）：单偏光镜下呈深灰色，正交偏光下显弱非均质性。通常为隐晶质集合体，由泥晶磷灰石组成的集合体颗粒以次棱角状砂屑为主，其次还有磷质鲕粒、磷质团粒、磷质团块、磷质生物碎屑等，磷质砂屑粒径一般在0.10.2。磷质鲕粒直径在0.20.6，磷质团块12。与泥晶磷灰石伴生的还有微量的粘土矿物、泥晶碳酸盐矿物、铁质氧化物和碳质物等杂质。白云石：镜下为微晶细粒集合体以胶结物的形式分布于磷质颗粒的孔隙中，或以条带的形式构成白云质条带状磷块岩。方解石：镜下为泥晶细粒集合体以填隙物基质的形式嵌布于磷质砂屑的孔隙中。石英：以自生石英或粉砂的形式散布于白云岩中。银星石：呈纤维状或柱状集合体分布于磷块岩的裂隙中。粘土矿物：呈隐晶质微粒集合体散布于白云岩内，或以杂质的形式混入泥晶磷块岩中。绢云母：呈细鳞片状，散布于磷质砂屑的胶结物中。黄铁矿：呈半自形或他形细粒，粒径0.010.03mm，以细粒浸染状嵌布于磷块岩中。褐铁矿：是黄铁矿风化的产物，常见他形粒状，聚集在磷块岩的裂隙缝中。碳质物：呈细分散状以杂质混入物的形式嵌布于磷块岩中。 2.4 原矿化学成分及物理性质2.4.1 原矿光谱半定量分析表1 原矿光谱半定量分析结果（10-6）元素BaBeAsPbSnMnCrBNiTiV含量6004.58.0482.160010035852000110元素ZrCuZnCoBiNbMoLaAgYSr含量1608075101.01002.0750.7160750注：由中化地质矿山总局中心实验室分析2.4.2 原矿化学多项分析表2 原矿化学多项分析结果（）项 目P2O51P2O52MgOCaOSiO2Al2O3Fe2O3K2ONa2OFCO2含 量27.1027.894.2047.246.430.920.950.240.162.909.73注：中化地质矿山总局中心实验室分析。其中1为钼酸铵容量法，2为磷钼酸喹啉容量法。2.4.3 原矿矿物组成表3 原矿矿物组成测定结果（）矿物种类泥晶磷灰石白云石方解石石英银星石碳质物粘土矿物绢云母黄铁矿褐铁矿含量65-702010-55微量微量1 微量少量微量资料来源：云南省磷矿岩矿鉴定报告2.4.4 原矿物理性质测定表4 原矿物理参数测定结果 项参 目数粒 度摩擦角安息角堆比重比重备 注15mm40382.103.08摩擦角为水泥板上的测定结果20mm37352.172.4.5 原矿相对可磨度测定设备采用XMB-68型160200棒磨机，磨矿浓度61.0，样品为20.074mm粒级的原矿，标准矿样为东鞍山铁矿。测定结果见图1。图1 相对可磨度测定曲线由图1可得，当新生成-200目含量为66.4时，相对可磨度系数K为：K=T0/T=5.89/5.43=1.08该矿石相对易磨。2.4.6 原矿粒度组成分析表5 -2mm原矿粒度分析结果粒 级（mm）产 率（）品 位（）分 布 率（）P2O5MgOP2O5MgO+120.8527.594.3121.2821.18-1+0.522.2428.454.1323.4121.65-0.5+0.2513.8028.743.6014.6711.71-0.25+0.167.7528.473.508.166.39-0.16+0.07112.0228.743.0712.788.69-0.071+0.0454.9726.694.204.914.93-0.045+0.0254.5724.045.454.075.87-0.02513.8020.996.0210.7219.58合 计100.0027.034.24100.00100.00注：由中化地质矿山总局中心实验室分析第3章 选矿试验3.1 矿样的采取与制备试验矿样由公司采取并运至我院，矿样重量为400。试验矿样的制备流程如图2所示。图2 矿样加工制备流程3.2 试验主要设备及药剂试验主要设备：XMB-68型160200棒磨机XFD-63型单槽式浮选机 0.75升XFD-63型单槽式浮选机 0.5升浮选试验药剂：磷酸（工业品），使用浓度10 硫酸（工业品），使用浓度10K-01（捕收剂），由地质研究院研制生产，使用浓度13.3 条件试验3.2.1 磨矿细度条件试验试验流程如图3所示，磨矿浓度为61，试验结果见表6。图3 磨矿细度条件试验流程表6 磨矿细度条件试验结果磨矿细度（-200目）产品名称产 率（）品 位（）回收率（）P2O5MgOP2O5MgO46.3精 矿73.6431.991.4186.7825.11尾 矿32.6623.445.622.303.61尾 矿27.7317.439.234.9617.25尾 矿115.9710.1413.985.9654.03原 矿100.0027.154.13100.00100.0058.3精 矿70.8532.561.0385.3817.77尾 矿33.3923.645.442.964.48尾 矿28.8317.559.485.7420.37尾 矿116.939.4413.925.9257.38原 矿100.0027.024.11100.00100.0066.4精 矿68.6732.970.8583.1614.30尾 矿33.6825.464.623.444.16尾 矿210.1818.208.786.8121.88尾 矿117.4710.2713.956.5959.66原 矿100.0027.224.09100.00100.0077.8精 矿67.6533.210.8082.4313.00尾 矿34.2325.474.413.954.49尾 矿210.2918.119.056.8422.37尾 矿117.8310.3714.046.7860.14原 矿100.0027.264.16100.00100.00注：中化地质矿山总局中心实验室分析。由表6试验结果看出：达到脱镁目的磨矿细度-200目含量占66.4为宜。3.2.2 磷酸用量条件试验粗选是整个选别过程的关键，所以本试验重点对粗选药剂用量进行条件试验。磨矿细度为-200目66.4，磷酸用量为变量，试验流程及其他条件如图4所示，试验结果见表7。图4 磷酸用量条件试验流程表7 磷酸用量条件试验结果磷酸用量（kg/t）产品名称产 率（）品 位（）回收率（）P2O5MgOP2O5MgO5.0精 矿68.2732.731.0182.5216.24尾 矿31.7314.9211.2217.4883.76原 矿100.0027.084.25100.00100.006.0精 矿68.1432.800.9382.6015.00尾 矿31.8614.7811.2817.4085.00原 矿100.0027.064.23100.00100.007.0精 矿68.9733.060.8383.6513.98尾 矿31.0314.3611.3416.3586.02原 矿100.0027.264.09100.00100.008.0精 矿69.4432.910.8184.3113.48尾 矿30.5613.9211.8015.6986.52原 矿100.0027.114.17100.00100.00注：中化地质矿山总局中心实验室分析。根据表7结果，磷酸用量为7.0kg/t为宜。3.2.3捕收剂用量条件试验磨矿细度为-200目66.4，磷酸用量为7.0kg/t，粗选段的捕收剂用量为变量，试验流程及其他条件如图4所示，试验结果见表8。表8 捕收剂用量条件试验结果捕收剂用量（kg/t）产品名称产 率（）品 位（P2O5）回收率（P2O5）0.5精 矿71.2432.9285.91尾 矿28.7613.3714.09原 矿100.0027.30100.000.7精 矿68.9632.9683.84尾 矿31.0414.1116.16原 矿100.0027.11100.000.9精 矿66.5233.1081.46尾 矿33.4814.9718.54原 矿100.0027.03100.00注：中化地质矿山总局中心实验室分析。根据表8结果，综合考虑各项指标和试验现象，捕收剂用量为0.7kg/t为宜。3.2.4 浮选机转速条件试验磨矿细度为-200目66.4，磷酸为7.0kg/t，捕收剂用量为0.7kg/t，改变浮选机转速，试验流程及其他条件如图4所示，试验结果见表9。表9 浮选机转速条件试验结果转 速（转/分）产品名称产 率（）品 位（P2O5）回收率（P2O5）2300精 矿68.7433.0183.61尾 矿31.2614.2316.39原 矿100.0027.14100.002500精 矿66.9833.0481.60尾 矿33.0215.1118.40原 矿100.0027.12100.002650精 矿66.2133.0980.85尾 矿33.7915.3619.15原 矿100.0027.10100.00注：中化地质矿山总局中心实验室分析。由表9试验结果看出，浮选机转速为2300转/分为宜。3.2.5 浮选浓度条件试验试验流程如图4所示，试验结果见表10。表10 浮选浓度条件试验结果浮选浓度（）产品名称产 率（）品 位（P2O5）回收率（P2O5）23精 矿68.8632.8083.64尾 矿31.1414.1816.36原 矿100.0027.00100.0029精 矿68.8333.0483.64尾 矿31.1714.2716.36原 矿100.0027.19100.0034精 矿68.5532.9883.50尾 矿31.4514.2116.50原 矿100.0027.08100.0038精 矿67.7433.0582.70尾 矿32.2614.5117.30原 矿100.0027.07100.00注：中化地质矿山总局中心实验室分析。由表10试验结果看出：浮选浓度高时，磷回收率有所降低；浮选浓度低时，处理能力低，因此，浮选浓度在2934适宜。本试验浮选浓度为29。3.4 开路流程试验为了提高精矿回收率，对粗选尾矿进行三次强化扫选作业。试验流程如图5所示，试验结果见表11。表11 开路流程试验结果产 品名 称产 率（）品 位（P2O5）回收率（P2O5）精 矿68.5833.0683.40中 矿 18.0727.708.22中 矿 24.1119.672.97中 矿 37.2611.142.98尾 矿 11.985.532.43原 矿100.0027.19100.00注：中化地质矿山总局中心实验室分析。图5 开路试验流程3.5 闭路流程试验在开路流程的基础上，对药剂制度进行了适当调整，分别进行了磷酸、硫酸闭路试验，试验流程如图6、图7所示，数质量流程见图8、图9。图6 磷酸闭路试验流程图7 硫酸闭路试验流程图8 磷酸闭路数质量流程图图9 硫酸闭路数质量流程图3.6 硫酸部分替代磷酸探索性试验为了降低选矿药剂费用，做了硫酸部分替代磷酸探索性试验。试验流程如图10所示，混酸为磷酸 ：硫酸=2 ：1，试验结果见表12。图10 硫酸部分替代磷酸探索性试验流程图表12 硫酸部分替代磷酸探索性试验结果产品名称产 率（）品 位（）回收率（）P2O5MgOP2O5MgO精 矿68.1932.950.8583.0114.42尾 矿14.0524.384.953.654.97尾 矿211.6517.129.157.3726.51尾 矿316.1110.0413.515.9754.10原 矿100.0027.074.02100.00100.00由表12试验结果看出，采用硫酸部分替代磷酸作为反浮选抑制剂，获得了氧化镁含量小于1的磷精矿。第4章 产品分析4.1 精矿多项分析表13 精矿多项分析结果（）项目P2O51P2O52MgOCaOSiO2Al2O3Fe2O3K2ONa2OFCO2精矿32.9134.460.9249.276.830.970.830.300.203.414.16注：中化地质矿山总局中心实验室分析。其中1为钼酸铵容量法，2为磷钼酸喹啉容量法。4.2 精矿、尾矿粒度分析表14 精矿、尾矿粒度分析结果产品粒 级（mm）产 率（）品 位（）分布率（）P2O5MgOP2O5MgO精矿+0.1030.6233.861.0031.2534.50-0.10+0.07112.0533.150.9212.0412.51-0.071+0.04518.5833.980.6819.0314.21-0.045+0.03623.6933.720.5724.0715.22-0.03615.0629.981.3913.6123.56合 计100.0033.180.89100.00100.00尾矿+0.07123.7814.2011.0040.5517.52-0.071+0.04521.959.2714.2224.4320.90-0.045+0.03617.895.5916.4112.0119.66-0.03636.385.2717.2123.0141.92合 计100.008.3314.93100.00100.00注：中化地质矿山总局中心实验室分析。4.3 精矿、尾矿沉降试验精矿、尾矿沉降试验的沉降浓度为15，矿浆温度为20。试验结果见图11、图12。图11 精矿沉降曲线图12 尾矿沉降曲线4.4 精矿、尾矿比重测定表15 精矿、尾矿比重测定结果产 品 名 称精 矿尾 矿比 重3.122.944.5 尾矿水水质分析表16 尾矿水水质分析结果（mg/L）项目pH溶解性固形物总硬度PO43-CODFS含量6.8847645614.2331.1817.9项目石油类HgAsZnPb CdCuCr含量11.40.000.00320.000530.00110.00260.0140.0029注：中化地质矿山总局中心实验室分析。第5章 精矿选矿成本估算参考同类型选矿厂生产成本