宜昌某条带状磷块岩重介质选矿工艺研究与实践

1、宜昌某条带状磷块岩重介质选矿工艺研究与实践中化地质矿山总局地质研究矿物加工中心 宋彦青 李艳 黄友良 张岩摘 要：宜昌某磷块岩矿床以条带状结构为主要特点，其条带宽218mm，P2O5条带纯度较高。在实验室试验的基础上，采用分选精度较高的工业生产用三产品重介质选矿旋流器（磷矿专用），磁铁矿做为介质加重剂，经过重介质选矿半工业试验，在较粗的入选粒度即实现了磷矿物富集，分别获得了P2O5 28、30的选矿工艺指标。关键词：条带状结构、重液浮沉、重介质、三产品重介质旋流器Abstract: The Warehouse phosphate rock deposit in Yichang is mainl

2、y Characterized with banded structure,its bandwidth of 2 18 mm and P2O5 with high purity. On the basis of laboratory tests,we have realized the Phosphate materialss enrichment and gained P2O5 28%, 30% of the beneficiation process indicators in premise of coarse selected particle size after a heavy m

3、edium semi-industrial beneficiation test,in which we adopted high-precision three-products industrial heavy medium beneficiation cyclone (phosphate) and magnetite as medium weighting agent.Keywords: banded structure，heavy-liquid drifting，heavy media，three-product heavy medium cyclone引言 宜昌磷矿资源储量丰富，是我

4、国磷矿富集地之一。伴随着开采技术水平和选矿技术的提高，资源利用率也在不断提高。为了更高效经济的开发某磷矿，除了采用浮选外，利用重介质选矿对矿山建设有更明显的优势。该地区矿床很多矿段因属条带状结构磷块岩，在较粗粒度下进行矿石选别的可能性极大，因此在已开发并应用与生产实践的三产品重介质旋流器基础上进行扩大试验研究，为开发该磷矿资源、实现工业化奠定基础。1. 矿石性质该磷矿属海相沉积型磷块岩矿床，磷矿石工业类型为碳酸盐型。所需的磷酸盐矿物为胶磷矿和微晶磷灰石，脉石矿物主要为白云石、石英、玉髓以及少量粘土矿物、方解石、碳质物和金属矿物等。矿石结构主要为磷质砂屑结构和胶状结构。脉石矿物中白云石具泥晶-细

5、晶结构，玉髓呈微晶细粒集合体、针柱状，石英呈他形粒状。磷质砂屑被胶磷矿、白云石、石英、玉髓、粘土矿物和碳质物胶结，构成块状磷块岩、白云质条带状磷块岩、泥质条带状磷块岩；该结构反映了磷块岩的结构特征。胶状泥晶结构中其矿物成分主要由胶磷矿组成，集合体形态呈凝胶状，该结构反映了泥晶磷块岩的组构特征。矿石构造有条带状构造及块状构造。磷块岩与白云岩呈条带状相间互层分布，构成条带状构造，磷块岩条带宽0.201.00cm，具胶状结构、砂屑结构。与磷块岩互层的白云岩，具微晶结构，其矿物成分主要的为白云石，少量的石英、方解石、粘土矿物和碳质物。磷块岩与碳质泥岩呈互层产出构成泥质条带状磷块岩，磷块岩条带宽0.24

6、1.8cm，具砂屑结构。磷质砂屑矿物成分主要为胶磷矿，少量的碳质物、粘土矿物、白云石、玉髓等。填隙物主要为粘土矿物和碳质物，含少量的玉髓、白云石。与磷块岩互层的碳质泥岩，具泥状结构，矿物成分为主要为粘土矿物以及石英、玉髓、碳质物和金属矿物等，含少量的磷质砂屑。原矿化学多项分析结果见表1。表1 原矿化学多项分析结果项 目P2O5MgOSiO2CaOFe2O3Al2O3含 量22.167.448.6340.430.590.47项 目K2ONa2OFCO2烧失量酸不溶物含 量0.330.191.6815.5216.417.962. 实验室试验研究通过对该矿进行实验室选矿试验研究(表2)，当原矿品位P

7、2O5 21.37，MgO 7.26，入选原矿粒级-15+0.5mm、重液密度2.83g/cm3 时，精矿产率66.16，精矿品位P2O5 28.78、MgO 4.63，回收率89.48。重选可选性曲线见图1。表2 -15+0.5mm原矿重液浮沉试验结果重液比重各单元组分沉物累计浮物累计产率（）品位（）分布率（）产率（）品位（）分布率（）产率（）品位（）分布率（）P2O5MgOP2O5MgOP2O5MgOP2O5MgOP2O5MgOP2O5MgO-2.655.441.262.940.322.33100.0021.206.87100.00100.005.441.262.940.322.33+2.

8、65-2.753.193.926.530.593.0494.5622.347.0999.6897.678.632.244.270.915.37+2.75-2.8526.952.5218.173.2071.3191.3722.997.1199.0994.6335.582.453.244.1176.68+2.85-2.905.908.4713.292.3611.4264.4231.552.4995.8923.3241.483.3114.586.4788.10+2.90-2.963.7718.638.503.314.6758.5233.881.4093.5311.9045.254.5914.089.

9、7892.77+2.96-3.017.4730.152.2210.632.4154.7534.930.9190.227.2352.728.2112.4020.4195.18+3.0147.2835.680.7079.594.8247.2835.680.7079.594.82100.0021.206.87100.00100.00合 计100.0021.20 6.87100.00100.00图1 -15+0.5mm原矿重选可选性曲线重液浮沉试验表明：三种粒级中选择-15+0.5mm作为入选原矿是合理的。采用2.83g/cm3的分离比重时，获得了较好的重液选矿指标，因此该矿采用重介质选矿获得品位P2

10、O5 28.00左右的磷精矿实现工业化的可能性非常大。由所得的理论分选指标可知，获得精矿品位P2O5为26、28、以及28以上时，相应的分选密度为2.82g/cm3、2.83g/cm3和2.84g/cm3，其分选密度相差不大，因此对重选设备的分选精度和介质密度控制的要求都比较高，需采用比较先进的重介选矿装置。从矿石可选性曲线来看，该磷矿石邻近比重矿物的含量在35以上，根据重选可选性分类，该矿石属于难选矿石，但对于磷矿物的重介质选矿，试验结果表明该磷矿具有重介质选矿的可能性，但是可行性还必须通过重介质扩大试验(半工业试验)来验证。3. 重介质选矿半工业试验3.1原则工艺流程及设备由实验室选矿试验

11、结果，以及该矿与宜昌宝石山磷矿、宜昌云台观磷矿、宜昌丁东磷矿、保康楚烽磷矿等多家磷矿相比，其重选难度更大。因此本次半工业试验采用单一重介质选矿工艺获得较好的选矿工艺指标有一定的难度。针对该矿的特点，参考了处理类似难选矿石重介质选矿试验的经验，采用如下的选矿工艺原则流程：原矿经两段一闭路破碎后，得到-17mm入选原矿，然后进入三产品重介质旋流器选别，底流经脱介筛脱介后获得精矿，筛下物经磁选浓缩工艺流程后回收重介质；一段溢流和二段溢流合并，经脱介筛脱除重介质后获得尾矿，筛下物经磁选浓缩工艺流程后回收重介质，其流程图见图1。图1 重介质选矿扩大试验原则工艺流程主要设备：无压给料三产品重介质旋流器3P

12、NWX850/610(磷矿专用)=30V=650m3/h ，圆振动分级筛YA3648 17mm，脱介筛ZK2448，磁选机9142972 型750 高斯，介质自动控制为微机核密度计FB-2300，原矿给料FB-1330F型微机核子称。3.2 试验工艺流程考察 试验在按原则工艺流程进行的基础上，主要进行分选介质密度试验。为了考察细粒级物料对选别效果的影响，在进行全粒级入选试验后，-17mm原矿在入选前进行洗矿作业，经筛洗矿脱弃-1mm粒级矿砂，然后进入三产品重介质旋流器选别。原矿经筛分分析测定：入选矿石-17+1mm粒级产率为88.26,品位P2O5 21.78，MgO 7.44，-1mm粒级矿

13、砂产率为11.74,品位P2O5 25.03，MgO 6.22。分选介质密度试验是在12小时的连续运行中进行，试验共选取5个不同分选介质密度点（2.390、2.402、2.410、2.420、2.430）获得本次试验所需的试验数据和试验样品，当P2O5 30以上时，介质密度为2.420g/cm3。较为理想的试验结果的数质量流程见图2、图3、图4。图2 预先洗矿分选介质密度2.402g/cm3重介质选矿数质量流程图3 全粒级分选介质密度2.402g/cm3重介质选矿数质量流程图4 全粒级分选介质密度2.420g/cm3重介质选矿数质量流程 在分选介质密度为2.402g/cm3时的选矿工艺流程中重

14、介质消耗量Gm经测定和计算为2.77/t精矿。进行了分选精度的测定，分选精度Ep 为0.049，说明其分选效果较好。产品检查：主要对预先洗矿分选介质密度为2.402g/cm3时的扩大试验的精矿和尾矿进行了重液浮沉试验分析，重液浮沉试验结果见3。表3 2.402g/cm3分选介质密度试验精矿、尾矿重液浮沉分析结果产 品名 称密 度（g/cm3）产 率（）品 位（）回 收 率（）个别累积P2O5MgOP2O5MgO精 矿-2.750.000.00 0.000.000.00 0.00 +2.75-2.800.640.64 1.1713.990.03 2.23 +2.80-2.8510.2110.85

15、 1.3119.060.47 48.36 +2.85-2.906.9617.81 7.4415.671.81 27.10 +2.90-2.962.8720.68 22.106.402.22 4.57 +2.9679.32100.00 34.360.9095.47 17.74 合计100.0028.55 4.02 100.00 100.00 尾 矿-2.7518.4518.45 1.873.843.52 6.20 +2.75-2.808.96 27.411.7616.981.61 13.31 +2.80-2.8536.95 64.362.1119.497.97 63.03 +2.85-2.907

16、.39 71.75 9.3714.907.07 9.64 +2.90-2.967.79 79.5419.227.6815.30 5.24+2.9620.46 100.0030.871.4464.53 2.58合计100.009.79 11.43 100.00 100.00 结果表明：本次扩大试验的入选粒度上限为17mm，虽然其粒度上限比小试推荐的-15mm入选粒度要粗，但从产品检查的浮沉试验及其-17mm原矿筛分分析结果来看，采用-17mm粒度上限是可行的，有利于该矿今后的工业化。增加预先洗矿作业与全粒级重介质选矿实验结果相当，在分选介质密度为2.402g/cm3时可得到较好的选矿工艺指标。增

17、加洗矿作业获得的精矿产率为59.13，品位P2O528.50，MgO4.62，回收率76.04，全粒级重介质选矿获得的精矿产率为59.43，品位为P2O528.45，MgO4.76，回收率76.29。因产品中MgO含量较高，不利于精矿深加工利用，从实验室选矿试验可确定，本矿的MgO含量较高，不利于精矿深加工利用，而反浮选除镁效果很好。另外全粒级重介质选矿过程中，-1mm粒级没有达到理想的分选效果，采用重介质-反浮选工艺流程，能获得优质磷精矿，同时提高精矿回收率。4. 结论 通过对该磷矿的物质组成、工艺性质的研究，该条带状磷块岩属重介质选矿难选矿石。经重介质选矿半工业试验，在较粗的粒度下即能实现磷矿物富集，减少磨矿等耗能较高的工序，选矿流程简单。采用单一的重介质选矿工艺要获得高质量（