專利名稱：浮選法制磷灰石精礦的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一項礦石工程領域的方法，具體來講是在礦石處理領域中，通過使用機械浮選設備或柱池，從來自沉積巖和火成巖源的主要帶有碳酸硅基質(zhì)的磷礦中獲取磷灰石精礦的一項方法。
背景技術：
含有不等量硅酸鹽和碳酸鹽巖的礦石中的磷灰石選礦在世界范圍內(nèi)被公認為是許多磷礦中的一項挑戰(zhàn)，無論該礦石是屬于沉積源或磁源。在過去的幾十年中，全世界都在致力于研究磷灰石和碳酸鹽(主要是方解石和白云石)之間的選擇性分離方法。在巴西，Bunge !^ertilizantes在Cajati-SP有一臺工業(yè)選礦裝置，在這臺工業(yè)選礦裝置中，通過在合成收集器中進行的磷灰石直接浮選法，將磷灰石礦從碳酸鹽、硅酸鹽、 氧化鐵和其他礦石分離出來，使用玉米淀粉作為碳酸鹽及其它脈石礦石的抑制劑。這一磷灰石選礦方法也常用于巴西不同地區(qū)其它火成巖源礦石中，但是所有關于這個過程的研究都顯示出不利的結(jié)果，主要是磷灰石和碳酸鹽之間進行選擇性分離的困難。鑒于二氧化硅碳酸礦石中磷灰石直接浮選的難度，一些研究開始關注通過碳酸鹽的反浮選進行磷灰石選礦，具體地，使用一種脂肪酸作為凈化反應劑，玉米淀粉作為抑制反應劑，在堿性PH條件下進行浮選。使用硫酸和磷酸對反應漿進行調(diào)節(jié)與調(diào)制，將pH值范圍控制在4. 0至5. 0之間。隨后進行碳酸鹽浮選，在碳酸鹽巖反浮選的深化分餾部分獲得磷灰石精礦。將磷灰石與碳酸鹽分離這一過程中的主要困難是，這些礦石在使用脂肪酸或合成反應物進行陰離子浮選方法中表現(xiàn)出的類似性狀。因此，只有在碳酸鹽巖反浮選中使用大量包含可溶性磷或氟作為磷灰石抑制劑，這些礦石的分離才能變得有效，但這樣會造成水的污染，同時在其他包含磷灰石和碳酸鹽的浮選流程中無法重新利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括在磷灰石浮選之前，經(jīng)過破碎、均質(zhì)、磨粉和脫泥，對包含不等量的硅酸鹽和碳酸鹽巖的磷礦石進行粉碎處理。磨粉之后的礦石粒度測定應達到能夠使要被分離的礦石，即磷灰石和脈石礦石得以有效釋放。浮選方法的開始要先用諸如氫氧化鈉溶液膠化植物淀粉之類的抑制反應劑對預先經(jīng)磨粉和脫泥處理的礦漿進行調(diào)制。在使用抑制反應劑進行調(diào)制之后，礦漿還需用諸如磺基琥珀酸鹽或磺基琥珀酰胺酸鹽之類的凈化反應劑進行調(diào)制。浮選流程可包括“粗選”、“凈化”、“清潔”與“再清潔”等步驟，這取決于礦石中磷灰石的含量及需要從該過程中排除的雜質(zhì)的種類。通常情況下，“粗選”與“凈化”步驟負責磷灰石的回收，而“清潔”與“再清潔”步驟則是對回收步驟的浮選部分進行清潔。浮選流程可僅采用帶有浮選塔或混合系統(tǒng)的機拌池。
在浮選流程的所有步驟中，二氧化碳用量可作為磷灰石和碳酸鹽表面的改性劑。 二氧化碳氣體通過浮選機中常用的泡沫產(chǎn)生系統(tǒng)加入礦漿中，所述的泡沫產(chǎn)生系統(tǒng)包括諸如多孔板、多孔管、“噴灑器”，“空化管”等。應控制二氧化碳的用量以確保在礦漿浮選條件的溫度與氣壓條件下二氧化碳能溶解進液相并達到飽和，且形成與碳酸鹽巖和磷灰石表面進行反應的CO2微泡。以大氣壓力供氣的自吹氣池獨立系統(tǒng)和使用壓縮空氣的其他模式的機拌池與浮選塔用于形成浮選所需的泡沫。
具體實施例方式以下提供的一些實施例僅用于說明上述方法，但并非構(gòu)成對本方法的限制實施例1一份帶有碳酸-硅膠基質(zhì)的磷礦石樣本，名稱為金云母，來自Cataiao-GO的 ChapadSo礦，包含 9. 5% P2O5, 20. 3% CaO, 9. 3% Fe2O3^O. 8% Si02&18.3% MgO,對其進行粉碎，均質(zhì)，磨粉和脫泥操作。制備樣品的小份試樣lOOOg，對其進行重新制漿，使其成為固體含量約為50%的礦漿，之后使用NaOH溶液膠化的玉米(淀)粉對其進行調(diào)制，隨后再使用磺基琥珀酸鈉對其進行調(diào)制。浮選在工作臺的機拌池中，在開放流程的“粗選”與“清潔”步驟中進行，在兩步步驟中均要吹入二氧化碳氣體。最終精礦含量為37. 3% P2O5，磷灰石回收為66. 5%。實施例2一份根據(jù)實施例1中公開的信息制備的金云母樣本，對其進行中試規(guī)模的連續(xù)試驗。首先，使用抑制反應劑對在按重量計算含有45%固體的礦漿進行調(diào)制，然后，使用磺基琥珀酸鈉對NaOH溶液膠化的玉米(淀)粉進行調(diào)制。浮選在配備直徑為2英寸的浮選塔、 具備“粗選”與“清潔”步驟的流程里進行，在這兩個浮選步驟中吹入二氧化碳氣體。最終精礦含量為36. 1% P2O5，磷灰石回收為69. 4%。實施例3一份帶有碳酸-硅土基質(zhì)(carbonated-silica matrix)的磷礦石樣本，名為金云母，來自 CataISo-QO的ChapadSo礦，包含 8，24% P2O5，28. 61% CaO, 17. 43% Fe2O3, 6. 65% SiO2,9. 84% MgO，lOOOg，對其進行重新制漿，使其成為固體含量高于50%的礦漿， 然后，使用NaOH溶液膠化的玉米(淀)粉對其進行調(diào)制，隨后再使用磺基琥珀酸鈉對其進行調(diào)制。浮選在工作臺的機拌池中開放流程的“粗選”與“清潔”步驟進行，在兩步步驟中均要吹入二氧化碳氣體。最終精礦含量為37. 3% I32O5,磷灰石回收為72. 5%。實施例4一份根據(jù)實施例3中公開的信息制備的金云母樣本，對其進行中試規(guī)模的連續(xù)試驗。首先，使用抑制反應劑對在按重量計算含有45%固體的礦漿進行調(diào)制，然后，使用磺基琥珀酸鈉對NaOH溶液膠化的玉米(淀)粉進行調(diào)制。浮選在配備直徑為2英寸的浮選塔、 具備“粗選”與“清潔”步驟的流程里進行，在這兩個浮選步驟中吹入二氧化碳氣體吹氣。最終精礦含量為34. 4% P2O5，磷灰石回收為64. 3%。
權利要求
1.一種浮選法制磷灰石精礦的方法，適用于火成巖或沉積巖源帶有碳酸-硅土基質(zhì) (carbonated-silica matrix)磷礦的幾種巖性，其特征包括以下幾個步驟a.在棒磨粉機或球磨機中通過破碎、均質(zhì)和磨粉對礦石進行粉碎，以便使礦石中的磷灰石和脈石礦石的適于釋放；b.在不同大小的旋液分離器(hydrociclons)中進行脫泥，以便有效地除去對磷灰石浮選過程有害的泥漿；c.首先，采用氫氧化鈉溶液膠化的植物聚合物對礦漿進行調(diào)制；隨后，使用磺基琥珀酸鹽或磺基琥珀酰胺酸鹽之類的凈化反應劑對礦漿進行調(diào)制；d.在由機拌池、浮選塔構(gòu)成的具備“粗選”、“凈化”、“清潔”，“再清潔”步驟的流程中，或帶有兩種設備的混合流程中對磷灰石進行浮選。
2.根據(jù)權利要求1所述的浮選法制磷灰石精礦的方法，其特征是使用二氧化碳作為碳酸鹽巖和磷灰石表面的改性劑，以便通過浮選將磷灰石從碳酸鹽中選擇性分離出。
3.根據(jù)權利要求1所述的浮選法制磷灰石精礦的方法，其特征是使用二氧化碳氣體用作為反應劑調(diào)制礦漿的pH，為浮選提供從5，8至6，8的pH值范圍。
4.根據(jù)權利要求1，2和3所述的浮選法制磷灰石精礦方法，其特征是在浮選的所有步驟，或者僅在清潔階段，即“清潔”與“再清潔”步驟，采用二氧化碳氣體，并為這一目的通過合適的機制將二氧化碳吹入浮選池。
5.根據(jù)權利要求1，2，3和4所述的浮選法制磷灰石精礦方法，其特征是使用二氧化碳氣體作為浮選反應劑，在以大氣壓力供氣的自吸氣浮選池中產(chǎn)生泡沫，或者將其作為壓縮空氣在浮選塔中產(chǎn)生浮選所需的泡沫，或者作為浮選所需的空氣吹入機拌池中。
全文摘要
本發(fā)明適用于火山巖或沉積巖源帶有碳酸-硅膠基質(zhì)磷礦的幾種巖性，包括磷灰石浮選之前的通過粉碎、均質(zhì)、磨粉和脫泥粉碎礦石的過程。經(jīng)過脫泥與磨粉的固體濃度超過40％的礦漿最初通過一種抑制反應劑——植物性聚合物與氫氧化鈉的凝膠溶液——進行調(diào)制；之后，再使用硫酸鈉或硫酸鹽作為凈化反應劑對其進行調(diào)制。經(jīng)過反應劑調(diào)制的礦漿被送入含有“粗選”、“凈化”、“清潔”與“再清潔”步驟的流程中進行磷灰石浮選。在礦漿的溫度與壓力條件下，所有浮選流程的步驟中，二氧化碳都可被添加至飽和狀態(tài)。為浮選生成泡沫的系統(tǒng)獨立工作，自吹氣機器中充滿大氣，帶有吹氣與浮選塔的浮選池中也充滿壓縮空氣。磷灰石的最終選礦是浮選流程中最后一步清潔步驟中懸浮的部分。
文檔編號C01B25/32GK102482090SQ201080026400
公開日2012年5月30日 申請日期2010年6月9日 優(yōu)先權日2009年6月9日
發(fā)明者E·馬提奧羅, J·希爾維亞馬丁斯, L·阿基拉特卡塔, S·愛德華多雷森德 申請人:福斯弗蒂肥料股份有限公司, 邦奇投資股份有限公司