磷矿脱镁尾矿P2O5含量高的原因分析和优化措施

阮长希，李彦春，王思祥，唐湘林

（云南云天化红磷化工有限公司，云南 开远 661699）

磷矿作为一种重要的化工原料矿物，主要用于制造磷肥、磷酸、纯磷、化工原料及动物饲料等，具有不可再生性［1］。我国磷资源虽然丰富，储量居世界第二位，但80%的磷资源为中低品位磷矿石，目前对这些中低品位磷矿石多采用浮选法处理，因此产生大量的磷矿浮选尾矿［2］。在资源日益匮乏的今天，探索磷矿脱镁尾矿的成分和工艺控制指标，对降低尾矿中P2O5含量，提高资源利用率具有十分重要的意义。

1 尾矿组分分析

云南云天化红磷化工有限公司（以下简称公司）磷矿脱镁装置于2017年4月技改投产。公司磷矿脱镁装置有两个系列，分别为老系列和新系列，均采用一次粗选、一次扫选的反浮选工艺流程，老系列产能为新系列的2倍。研究尾矿样从扫选泡沫汇聚点取样，磨矿矿浆溢流细度≤0.074 mm占比为70%以上，取样比例m（老系列）/m（新系列）=2，取样频率为每2 h取1次，将每个操作班8 h 所取4 次样混合得到1 个样品，连续取样72 h。脱镁尾矿P2O5、MgO指标见表1。

编号编号12345 w（P2O5）/%9.28 8.52 8.78 10.04 9.14 w（MgO）/%14.01 15.03 13.62 13.32 13.53 6789 w（P2O5）/%9.49 9.04 8.54 8.41 w（MgO）/%14.07 13.53 14.42 14.45

将9个班尾矿样品混合得到的尾矿综合样进行多元素分析，结果见表2。

w（P2O5）8.82 w（MgO）14.54 w（Fe2O3）0.81 w（Al2O3）0.66 w（CaO）36.25 w（SiO2）6.83

2 尾矿细度对尾矿P2O5含量的影响

对尾矿进行筛分分析，粒级分布及指标见表2。

从表2粒度筛析结果可以看出，浮选机尾矿粒度越粗，P2O5含量越高，主要原因是粗粒级矿物单体解离较差，必须控制磷矿磨矿矿浆细度，提高磷矿单体解离度，降低尾矿细度，才能有效降低尾矿P2O5含量。

粒级/mm＞0.074＞0.045～0.074＞0.038～0.045＞0.025～0.038≤0.025占比/%28.23 14.42 15.79 4.19 37.37 w（P2O5）/%12.28 10.03 7.04 5.79 5.59 w（MgO）/%12.69 13.27 15.29 16.47 16.29 w（Fe2O3）/%0.67 0.68 0.76 0.77 0.93 w（Al2O3）/%0.52 0.45 0.54 0.54 0.82

3 pH控制对尾矿P2O5含量的影响

对扫选排出的尾矿进行再选实验，通过加酸作为抑制剂调浆，降低pH，与未加酸直接进行再选实验比较，结果见表3。

实验序号药剂用量/（kg·t-1）pH产品1 2 02 4.9 4.3精矿尾矿精矿尾矿w（P2O5）/%13.32 6.00 14.57 4.90 w（MgO）/%9.50 17.82 9.73 17.82 w（Fe2O3）/%1.27 0.70 1.25 0.70 w（Al2O3）/%1.43 0.49 1.40 0.49产率/%35.23 64.77 36.20 63.80

实验表明，尾矿不加酸再选，分选效果较差，添加酸2.0 kg/t，pH 控制在4.3 左右分选效果较好，精矿产率提高、品位升高，尾矿w（P2O5）降至4.90%，降低扫选pH可以有效降低尾矿P2O5含量。

4 扫选泡沫层厚度控制对尾矿P2O5含量的影响

在工业实际生产中，现场控制调整扫选浮选机泡沫层厚度，控制尾矿排出量，进行工业试验。取不同泡沫层厚度样品进行分析，结果见表4。

试验序号1尾矿泡沫层厚度/mm 200 2 160 3 120项目精矿尾矿合计精矿尾矿合计精矿尾矿合计w（P2O5）%17.31 6.10 8.65 18.11 6.17 8.61 19.67 5.93 8.58 w（MgO）%8.07 16.60 14.66 5.62 17.22 14.85 3.80 17.16 14.82产率/%22.77 77.23 100.00 20.41 79.59 100.00 18.83 82.17 100.00

试验表明，扫选泡沫层越厚，精矿产率越高，但是扫选泡沫层太厚，精矿品位下降、MgO指标上升较大，对精矿浆产品质量影响较大。浮选机泡沫厚度控制在160 mm，经济指标较好。因此磷矿扫选过程中扫选泡沫层厚度控制在160 mm左右较好。

5 优化措施

（1）磨矿细度控制。严格按m（补水量）：m（投矿量）=3 ∶1 对磨机补水，按1.5 年1 个周期定期更换旋流器，每2 h 分析1 次磨矿旋流溢流指标，确保矿浆细度≤0.074 mm占比75% ～ 80%。

（2）浮选机扫选pH 控制。在扫选搅拌槽新增加酸装置，调整浮选机扫选pH 控制在4.3～4.5 范围内。

（3）浮选机扫选泡沫层厚度控制。新增浮选机浮球液位计，通过气动调节阀自动调节浮选机扫选泡沫层厚度，设定泡沫层厚度值（160 ± 10）mm，气动阀自动根据液位调整阀门开度。

6 效果验证

通过调整控制矿浆细度≤0.074 mm 占比75% ～80%、扫选矿浆pH4.2和泡沫层厚度160 mm等优化工艺指标，取样跟踪浮选机排出尾矿指标结果见表5。

编号编号1234567 w（P2O5）%6.78 7.12 6.49 7.52 6.76 7.50 6.39 w（MgO）%17.63 16.93 17.37 16.69 17.04 16.72 17.24 891 0 11 12平均w（P2O5）%6.92 6.97 6.55 7.37 7.31 6.97 w（MgO）%16.83 16.86 17.26 16.56 16.56 16.97

由表5可知，优化工艺控制指标后，尾矿w（P2O5）基本能控制在7%左右，较优化前下降1.85 个百分点，达到了降低尾矿品位、提高资源利用率的目的。

7 结语

在磷矿反浮选脱镁过程中，通过控制调整磨矿矿浆细度≤0.074 mm 占比≥75%、扫选加酸控制pH 4.3 左右，并合理控制扫选泡沫层厚度和尾矿排出量，可以有效地降低尾矿P2O5含量，提高磷矿资源的综合利用率。