本發(fā)明涉及一種高梯度磁選--單一反浮選耦合脫出磷礦中倍半氧化物及鎂的方法，屬于化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磷礦中含有包括倍半氧化物(R2O3)、鎂、硅、氟等在內(nèi)的多種雜質(zhì)，其中鐵、鋁、鎂對(duì)磷酸生產(chǎn)影響較大，若這些雜質(zhì)含量過(guò)高，則需要在加工前脫除。這些雜質(zhì)在濕法磷酸及酸法磷復(fù)肥的生產(chǎn)過(guò)程中，不但會(huì)增加硫酸的消耗，降低產(chǎn)品品質(zhì)和增加生產(chǎn)成本，而且還會(huì)加劇設(shè)備材料的腐蝕和磨蝕，降低設(shè)備開(kāi)車率，影響生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)能力。特別地，在濕法磷酸生產(chǎn)中磷礦有害雜質(zhì)含量太高，還會(huì)影響磷礦的反應(yīng)過(guò)程和硫酸鈣的結(jié)晶，甚至可能造成磷酸無(wú)法生產(chǎn)，無(wú)法進(jìn)行濃縮或后續(xù)加工。如何實(shí)現(xiàn)低品位高雜質(zhì)磷礦的高效利用對(duì)磷復(fù)肥生產(chǎn)企業(yè)尤為重要。
在濕法磷酸生產(chǎn)過(guò)程中，倍半氧化物(R2O3)及MgO不僅干擾硫酸鈣的結(jié)晶，而且在磷酸濃縮或凈化過(guò)程中生成各種溶解度極低的磷酸鐵鋁鎂復(fù)鹽，形成沉淀即通常稱為磷酸於渣，使水溶性P2O5退化為枸溶性或不溶性P2O5，造成磷資源的浪費(fèi)。磷酸鐵鋁鎂復(fù)鹽進(jìn)入到后續(xù)產(chǎn)品(如磷酸鈣鹽、磷酸一銨、磷酸二銨等)之中，造成產(chǎn)品造粒和干燥困難、結(jié)塊性能變差和養(yǎng)分不達(dá)標(biāo)等問(wèn)題。目前，以酸分解磷礦制磷肥對(duì)磷礦中R2O3含量的要求是：一類磷精礦R2O3＜2.5％；二類磷精礦R2O3＜3.0％。
目前，磷礦的預(yù)處理為：磷礦原礦經(jīng)破碎、研磨、浮選得到精礦漿，單一反浮選技術(shù)主要脫除磷礦中的大部分鎂；重選、正反選和雙反選等技術(shù)雖有工業(yè)化應(yīng)用，但其磷收率低，加工成本高。
如專利文獻(xiàn)CN101829634A公開(kāi)了一種高低品味磷礦浮選工藝，其步驟如下：(1)將原礦石破碎，濕法磨礦至-400目含量占90-99％，磨礦濃度為40-70％，加入浮選藥劑，再加水調(diào)漿至25-35％的礦漿濃度；所述的浮選藥劑為水玻璃和脂肪酸，水玻璃的用量為1-8公斤/噸.原礦，脂肪酸的用量為0.5-3公斤/噸.原礦；(2)將調(diào)漿后的物料投入浮選系統(tǒng)，按下述方法在15-35℃下進(jìn)行浮選：先進(jìn)行粗選，粗選槽內(nèi)產(chǎn)品為浮選尾礦Ⅰ，粗選泡沫產(chǎn)品進(jìn)行3次精選；第1次精選的中礦掃選泡沫產(chǎn)品返至粗選，第1次精選的中礦掃選槽產(chǎn)品為尾礦II，第2次精選的中礦返至第1次精選，第3次精選的中礦返至第2次精選；第3次精選泡沫產(chǎn)品即為磷精礦，尾礦Ⅰ及尾礦II合并為最終尾礦；第1、2次精選時(shí)浮選藥劑為水玻璃和萘磺化縮合物，水玻璃的用量為0.5-3公斤/噸.原礦，萘磺化縮合物的用量為0.1-3公斤/噸.原礦；第3次精選的浮選藥劑水玻璃的用量為0.2-2公斤/噸.原礦；第1次精選的中礦掃選藥劑為脂肪酸，其用量為0.2-1.5公斤/噸.原礦。
CN102179308A公開(kāi)了一種脫除膠磷礦中鐵、鋁倍半氧化物的選礦方法其工藝為：(1)將含鐵、鋁倍半氧化物R2O3的膠磷礦石原礦破碎、磨礦，磨細(xì)為0.038mm≥76wt％，使磷礦物與R2O3充分解離，控制調(diào)漿濃度為25～40wt％；(2)將礦漿引入浮選機(jī)礦化攪拌槽中，添加用于常規(guī)中低品位膠磷礦浮選的藥劑進(jìn)行充氣浮選，浮選機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為1800～2100r/min，浮選充氣量為0.05～0.10m3/h，浮選刮板轉(zhuǎn)速為20～30r/min，在槽內(nèi)獲得粗選磷精礦；(3)將上述槽內(nèi)獲得粗選磷精礦控制在pH為4.5～5.5，加入脫除R2O3的捕收劑，進(jìn)行充氣浮選，浮選時(shí)間4～8min，泡沫產(chǎn)品為雜質(zhì)R2O3，槽內(nèi)底流產(chǎn)品為高品級(jí)磷精礦產(chǎn)品。
CN102716806A公開(kāi)了一種雙反浮選工藝同時(shí)脫除中低品位磷礦中氧化鎂、氧化鐵及氧化鋁倍半氧化物的方法，本發(fā)明采用雙反浮選工藝同時(shí)脫除MgO、Fe2O3、Al2O3，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化裝置連續(xù)生產(chǎn)；其工藝步驟為：將磷礦石原礦磨細(xì)為-200目≥85％，礦漿含固量為20％～45％；向礦漿中加入1#混合抑制劑，將調(diào)整好的礦漿引入浮選機(jī)，同時(shí)加入捕收劑CB-1，經(jīng)充氣，刮泡后即得脫鎂磷精礦；在獲得的脫鎂磷精礦中加入2#混合抑制劑，加入捕收劑CB-2，經(jīng)充氣，刮泡后即得脫除氧化鐵及氧化鋁的粗選磷精礦；向脫除氧化鐵及氧化鋁的粗選磷精礦中加入捕收劑CB-3，經(jīng)充氣，刮泡后即得高品質(zhì)磷精礦。
它們都是通過(guò)雙反浮選或者正反浮選、反正浮選等兩段浮選的方式脫除磷礦中的鐵、鋁、鎂等雜質(zhì)，工藝復(fù)雜，需額外消耗選礦藥劑、生產(chǎn)成本高
CN103962214A公開(kāi)了一種綜合回收伴生鐵磷礦物的聯(lián)合選礦方法及系統(tǒng)。該綜合回收伴生鐵磷礦物的聯(lián)合選礦方法，包括如下步驟:將原礦依次經(jīng)三段、兩閉路、破碎、篩分流程，干選出粉礦；將所述粉礦經(jīng)過(guò)二段閉路磨礦流程，三次精磁選、淘洗機(jī)精選，選出鐵精礦，排出尾礦；在10-15℃下，將所述尾礦經(jīng)過(guò)一次粗選，一次掃選，三次精選，浮選出磷精礦。針對(duì)的是伴生鐵磷礦物，應(yīng)用范圍窄，不適用于中低品位磷礦。
CN104826740A公開(kāi)了一種磷礦的浮選工藝，(1)將膠磷礦原礦進(jìn)行研磨；(2)將步驟(1)的磨礦產(chǎn)物進(jìn)行反浮選脫鎂，得到含鎂的浮選泡沫和浮選底流；(3)將步驟(2)的浮選底流進(jìn)行反浮選脫硫，得到第一個(gè)含硫的浮選泡沫和浮選底流；(4)將步驟(3)的浮選底流進(jìn)行反浮選脫硅，得到含硅的浮選泡沫和浮選底流；(5)將步驟(4)的浮選底流進(jìn)行強(qiáng)磁選脫鐵，得到磁性產(chǎn)物和非磁性產(chǎn)物；(6)步驟(5)的非磁性產(chǎn)物進(jìn)行再磨；(7)將步驟(6)的磨礦產(chǎn)物與脫硫浮選藥劑作用，進(jìn)行反浮選脫硫，得到第二個(gè)含硫的浮選泡沫和浮選底流；(8)將步驟(7)的浮選底流與脫鋁浮選藥劑作用進(jìn)行反浮選脫鋁，得到含鋁的浮選泡沫和浮選底流。是浮選脫鎂、脫硫、脫硅后再進(jìn)行磁選脫鐵，再進(jìn)行脫硫脫鋁，工藝流程長(zhǎng)，藥劑消耗高，且該磁選采用的為強(qiáng)磁磁選，磁選強(qiáng)度為20～25T，磁選場(chǎng)強(qiáng)要求高，設(shè)備成本及生產(chǎn)成本高。
因此我們需要開(kāi)發(fā)一種設(shè)備及工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)維護(hù)成本低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，脫除效果好，具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用效果的脫出磷礦中倍半氧化物及鎂的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種高梯度磁選--單一反浮選耦合脫出磷礦中倍半氧化物及鎂的方法，設(shè)備及工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)維護(hù)成本低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，脫除效果好，具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用效果。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種高梯度磁選--單一反浮選耦合脫出磷礦中倍半氧化物及鎂的方法，針對(duì)倍半氧化物(R2O3)含量為1.1％～3.67％的非金屬低品位磷礦，其特征在于：具體工藝如下：
(1)將含倍半氧化物和鎂的磷礦原礦磨細(xì)過(guò)篩，調(diào)漿后控制礦漿濃度為20～35％；
(2)將礦漿引入高梯度磁選機(jī)攪拌槽中，加入分散劑堿金屬磷酸鹽，選用磁強(qiáng)度為1.0～1.7T，磁選分離磷礦中倍半氧化物，得到粗磷礦與粗尾礦；
(3)將粗磷礦導(dǎo)入球磨機(jī)中再次進(jìn)行磨礦，然后添加浮選藥劑，采用單一反浮選脫出鎂，得到低鐵鋁鎂含量的高品質(zhì)磷精礦，浮選時(shí)控制pH4.0-6.0；
(4)按照步驟(3)對(duì)粗尾礦進(jìn)行浮選脫鎂后，得次精礦，用于生產(chǎn)料漿法磷酸一銨或重鈣或普鈣。
在上述方案中：步驟(1)中，磷礦磨細(xì)后需全過(guò)0.38mm的篩。破碎至該種粒度，磷礦物已與R2O3充分解離，有利于磁選除去。
步驟(2)中，堿金屬磷酸鹽為三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉。在此類分散劑的作用下，使得磁選效果更佳，達(dá)到一類磷精礦的要求。
在上述方案中：所述分散劑的加入量為礦漿質(zhì)量的0.01％-0.05％。
在上述方案中，步驟(3)中，采用球磨機(jī)再次進(jìn)行磨礦后需要達(dá)到85％通過(guò)0.075mm的篩。使得鎂與磷礦充分解離。
在上述方案中：對(duì)粗磷礦和粗尾礦進(jìn)行浮選時(shí)，所選用的浮選藥劑由重量份數(shù)的以下組分組成：鄰苯二甲酸二乙酯4～12份、脂肪酸鈉70～85份、聚異戊二烯1～3份。采用該種浮選藥劑，在本工藝的配合下，能到達(dá)更好的浮選去除鎂的效果。
優(yōu)選的：對(duì)粗磷礦進(jìn)行浮選時(shí)，浮選藥劑的添加量為每噸磷礦300～800g，對(duì)粗尾礦進(jìn)行浮選時(shí)，浮選藥劑的添加量為每噸磷礦200～500g。
優(yōu)選的：浮選時(shí)采用磷酸或硫酸調(diào)節(jié)pH。
與現(xiàn)有技術(shù)相比：本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、實(shí)現(xiàn)了在礦漿過(guò)程中脫出倍半氧化物和鎂，滿足一類磷精礦R2O3＜2.5％的要求，獲得雜質(zhì)含量低的高品質(zhì)磷精礦，減少對(duì)磷酸生產(chǎn)和凈化的難度，降低硫酸消耗，提高產(chǎn)品品質(zhì)，使產(chǎn)品附加值增加。
2、該工藝采用先磁選再浮選的工藝，分別脫出倍半氧化物和鎂，設(shè)備及工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)維護(hù)成本低，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，分選效果好，操作簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用效果。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述：
實(shí)施例1
湖北某磷礦，原礦P2O5含量29.63wt％，MgO含量3.34wt％，R2O3含量3.67wt％。
按照如下工藝處理：
(1)將含倍半氧化物和鎂的磷礦磨細(xì)使得全部過(guò)0.38mm篩，調(diào)漿后控制礦漿濃度為20～35％。
(2)將礦漿引入高梯度磁選機(jī)攪拌槽中，加入礦漿質(zhì)量0.01％的分散劑三聚磷酸鈉。選用磁強(qiáng)度為1.0T，磁選分離磷礦中倍半氧化物，得到粗磷礦與粗尾礦；
(3)將粗磷礦導(dǎo)入球磨機(jī)中再次進(jìn)行磨礦，需要達(dá)到85％通過(guò)0.075mm的篩。然后按照每噸磷礦原礦300g添加浮選藥劑，浮選藥劑由重量份數(shù)的以下組分組成：鄰苯二甲酸二乙酯4份、脂肪酸鈉70份、聚異戊二烯1份。采用單一反浮選脫出鎂，得到低鐵鋁鎂含量的高品質(zhì)磷精礦，浮選時(shí)控制pH4.0-6.0，采用磷酸調(diào)節(jié)。
(4)粗尾礦按照步驟(3)進(jìn)行浮選，粗尾礦按照每噸磷礦原礦200g添加浮選藥劑。浮選藥劑由重量份數(shù)的以下組分組成：鄰苯二甲酸二乙酯4份、脂肪酸鈉70份、聚異戊二烯1份。經(jīng)浮選脫鎂后，得次精礦，用于生產(chǎn)料漿法磷酸一銨或重鈣或普鈣。
經(jīng)過(guò)本工藝獲得磷精礦P2O5含量32.40wt％，MgO含量0.94wt％，R2O3含量1.17wt％。次精礦P2O5含量31wt％，MgO含量1.05wt％，R2O3含量6.65wt％。
實(shí)例2
云南某磷礦，原礦P2O5含量30.17wt％，MgO含量3.19wt％，R2O3含量2.05wt％。
按照如下工藝處理：
(1)將含倍半氧化物和鎂的磷礦磨細(xì)使得全部過(guò)0.38mm篩，調(diào)漿后控制礦漿濃度為20～35％。
(2)將礦漿引入高梯度磁選機(jī)攪拌槽中，加入礦漿質(zhì)量0.02％的分散劑六偏磷酸鈉。選用磁強(qiáng)度為1.7T，磁選分離磷礦中倍半氧化物，得到粗磷礦與粗尾礦；
(3)將粗磷礦導(dǎo)入球磨機(jī)中再次進(jìn)行磨礦，需要達(dá)到85％通過(guò)0.075mm的篩。然后按照每噸磷礦原礦800g添加浮選藥劑，浮選藥劑由重量份數(shù)的以下組分組成：鄰苯二甲酸二乙酯12份、脂肪酸鈉85份、聚異戊二烯3份。采用單一反浮選脫出鎂，得到低鐵鋁鎂含量的高品質(zhì)磷精礦，浮選時(shí)控制pH4.0-6.0，采用硫酸調(diào)節(jié)。
(4)粗尾礦按照步驟(3)進(jìn)行浮選，粗尾礦按照每噸磷礦原礦500g添加浮選藥劑。浮選藥劑由重量份數(shù)的以下組分組成：鄰苯二甲酸二乙酯12份、脂肪酸鈉85份、聚異戊二烯3份。經(jīng)浮選脫鎂后，得次精礦，用于生產(chǎn)料漿法磷酸一銨或重鈣或普鈣。
獲得磷精礦P2O5含量33.65wt％，MgO含量0.89wt％，R2O3含量0.98wt％。粗尾礦再次浮選后，P2O5含量31.12wt％，MgO含量1.43wt％，R2O3含量4.44wt％。
實(shí)例3
湖北某磷礦，原礦P2O5含量24.20wt％，MgO含量4.84wt％，R2O3含量1.13wt％，按照如下工藝處理：
(1)將含倍半氧化物和鎂的磷礦磨細(xì)使得全部過(guò)0.38mm篩，調(diào)漿后控制礦漿濃度為20～35％。
(2)將礦漿引入高梯度磁選機(jī)攪拌槽中，加入礦漿質(zhì)量0.05％的分散劑三聚磷酸鈉。選用磁強(qiáng)度為1.5T，磁選分離磷礦中倍半氧化物，得到粗磷礦與粗尾礦；
(3)將粗磷礦導(dǎo)入球磨機(jī)中再次進(jìn)行磨礦，需要達(dá)到85％通過(guò)0.075mm的篩。然后按照每噸磷礦原礦600g添加浮選藥劑，浮選藥劑由重量份數(shù)的以下組分組成：鄰苯二甲酸二乙酯8份、脂肪酸鈉80份、聚異戊二烯2份。采用單一反浮選脫出鎂，得到低鐵鋁鎂含量的高品質(zhì)磷精礦，浮選時(shí)控制pH4.0-6.0，采用硫酸調(diào)節(jié)。
(4)粗尾礦按照步驟(3)進(jìn)行浮選，粗尾礦按照每噸磷礦原礦300g添加浮選藥劑。浮選藥劑由重量份數(shù)的以下組分組成：鄰苯二甲酸二乙酯8份、脂肪酸鈉80份、聚異戊二烯2份。經(jīng)浮選脫鎂后，得次精礦，用于生產(chǎn)料漿法磷酸一銨或重鈣或普鈣。
獲得磷精礦P2O5含量31.06wt％，MgO含量1.01wt％，R2O3含量0.71wt％。粗尾礦再次浮選后，P2O5含量30.05wt％，MgO含量1.1wt％，R2O3含量2.09wt％。
本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。