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本文作者：彭操劉江林作者單位：云南省化工研究院

實驗部分

1礦樣性質

礦樣采自云南省某磷礦礦區，主要礦物以膠磷礦為主，共生礦物為碳酸鹽礦物(白云石、方解石)，硅質礦物有石英，硅酸鹽礦物有粘土等，顏色呈青黑色，其原礦化學分析結果如表1。從表1中可以看出，原礦屬于中高品位高鎂磷礦，選礦過程中主要考濾脫除磷礦中的氧化鎂(MgO)雜質。

2實驗藥劑及分析方法

實驗選用YJ系列磷礦捕收劑;水玻璃、硫酸、磷酸、碳酸鈉為調整劑，經反浮選所得的磷精礦用鉬酸銨法測定礦樣中的P2O5含量。實驗過程中磨礦細度，磨礦濃度，藥劑制度，給礦量均保持不變，以小實驗時為準。實驗在常溫下進行，實驗過程中主要考慮浮選柱的充氣量，沖洗水流量和泡沫層厚度對磷礦選礦指標的影響。試驗采取連續操作，待實驗裝置運轉穩定后，每1h取一次樣。

3試驗裝置及操作

實驗裝置如圖1所示。浮選柱直徑30cm，高度5．6m，柱體下部有一發泡器裝置，經藥劑處理后的礦漿從浮選柱上部約1/3處位置給入。氣泡發生器產生的微泡在浮力作用下自由上升，而礦物顆粒在重力作用下自由下降，上升的氣泡與下降的礦粒在捕收區接觸碰撞，疏水性礦粒被捕獲、附著于氣泡上升且礦化(捕收區);載有有用礦物的礦化氣泡繼續浮升進入精選區，并在柱體頂部聚集成厚度達1m左右的泡沫層，從而實現磷礦分選的目的。添加適量的沖洗水清洗泡沫層中被夾帶的脈石顆粒，可以獲得高品位泡沫產品(精選區)，沒有在泡沫上附著的礦粒為尾礦從下部排出。浮選柱選礦操作要保持在“正偏流”條件下進行。

結果與討論

1充氣量的影響

充氣量對浮選柱選礦是一個重要的操作參數，浮選柱浮起的物料量對由氣泡發生器引入的空氣的流量大小是很敏感的，浮起的物料量取決于顆粒的大小和氣泡的表面積，在顆粒大小一定的條件下，浮起單位固體顆粒的量與單位體積中氣泡的表面積成正比，而氣泡的表面積又與單位體積中氣體體積和氣泡大小有關。空氣流速太小，泡沫區容量發生聚集而形成死區，影響精礦量，進而影響回收率;空氣流速太大，會造成浮選柱“溢泡”，影響精礦品位。充氣量增加，氣體通過泡沫與礦液面界面時，脈石顆粒被挾帶現象增多，非選擇性礦泥的泡沫也就增加，從而影響磷精礦品位，試驗結果如圖2所示。在一定的范圍內，充氣量增加，夾帶的有用礦物也增加，從而精礦品位也提高;當充氣量超過一定值時，隨著充氣量的增加，夾帶的脈石礦物和雜質增多，導致精礦品位下降。同時，在其它參數不變的情況下，當充氣量太大時，非選擇性的精礦泡沫太多會造成浮選柱“溢泡”，從而會導致浮選柱負偏流，影響浮選柱正常操作。綜上所述，對氣體流量的控制應在一定的范圍，過小或過大的氣體流量對浮選柱的操作都是不利的。實驗優化結果，充氣量在6～10L/h時，可以得到w(P2O5)=30%以上磷精礦。

2沖洗水流量的影響

在浮選柱分選過程中，沖洗水水量的控制不僅影響浮選柱的正常運行，同時也影響著浮選的精礦品位和回收率。其實驗結果如圖3。沖洗水流量從1．5L/h～3．5L/h之間，隨著沖洗水的增加，精礦品位也一直上升。沖洗水流量較小時，精礦泡沫會帶走礦漿中的水分和雜質，造成浮選柱在負偏流狀態下運行，會影響精礦的品位;沖洗水流量較大時，泡沫區向上的泡沫同向下的洗水強烈的逆流混合，導致礦漿環流和再循環，返混增加;沖洗水流量太大還會使泡沫破裂，抑制了挾帶的固體顆粒進入泡沫區，使得礦化氣泡的粘附力下降，從而影響泡沫相的回收率。因此，添加適量的沖洗水有利于泡沫的清洗，減少精礦中雜質的夾帶，提高精礦品位和保持適度的回收率。結果表明，沖水量在2L/h～3L/h時，可以得到w(P2O5)=30%以上磷精礦。

3泡沫層厚度的影響

泡沫層厚度的變化是由浮選柱界面高度來調節的，是影響浮選柱分選能力的因素之一。泡沫層厚度變化的影響見圖4。隨著泡沫層厚度的增加，也就是降低界面，精礦浮選區增加，精礦品位和回收都會增加;泡沫層厚度減少(界面的提高)，富集區也相應減少，精選區分選不夠，會導致回收率降低;當泡沫層厚度超過一定量時，有用礦物在通過過厚的泡沫層時，回落增加，從而降低了泡沫相的回收率。所以保持一定厚度的泡沫層(500～800mm)，有利于提高磷精礦品位，浮選柱的分選效果和回收率。

結論

根據浮選柱在膠磷礦選礦中的實驗研究情況，可以得出以下結論:①浮選柱應用于磷礦選礦是可行的，研究國內外浮選柱在磷礦中的應用情況，浮選柱用于磷礦分選基本還處于實驗室階段，用于磷礦的大規模生產還有待大量研究。②從浮選柱用于磷礦選礦的實驗研究來看，浮選柱操作系統比較直觀，選礦時的充氣量，沖洗水，泡沫厚度等重要參數可以直觀地反應出來，為磷礦選礦提供了大量有用的實驗數據。③根據浮選柱用于磷礦選礦的實驗研究結果，通過不斷改變工藝流程和浮浮選柱操作參數，可以獲得品位高的磷礦精礦:充氣量在6～10L/h，沖水量在2L/h～3L/h，保持一定厚度的泡沫層(500～800mm)，可以得到w(P2O5)=30%以上磷精礦。