何家岩磷矿选矿中间试验

何家岩磷矿位于陕西省略阳县。1965～1975年间，曾先后对该矿进行过浮选法和焙烧法的试验室试验以及焙烧法的中间试验。

该区磷矿呈层状产于泥盆纪地层下部，属沉积型钙质磷块岩矿石。矿体分东、西两矿段，平均含量为P₂O₅21%。

矿石自然类型分为条带状灰质磷矿岩和假鲕状碎屑灰质磷块岩两种。呈隐晶质和假鲕状结构、板状及块状构造。有用矿物为胶磷矿、磷灰石；脉石矿物有白云石、方解石、石英、绢云母、炭质、泥质和黄铁矿等。

胶磷矿  多为隐晶质结构，大多组成条带状集合体赋存于矿石中，有时呈胶结物充填于假鲕粒和碎屑之间。

白云石  呈粒状或条带状，常与方解石伴生，且含泥质，炭质等。

方解石  常呈单独条带出现，在晚生裂隙中也有其细脉充填。

根据x射线衍射图谱，得知原矿主要为氟磷灰石、白云石；次要相位α－石英和少量方解石。单体磷矿物P₂O₅理论含量为41%～42%。

矿石的化学组分，列于下表。

表  矿石的化学组分（%）

在此基础上，进行了规模为日处理原矿5t左右的焙烧法中间试验，其工艺设备联系图，见图1。工艺过程描述如下：

粒度介于12～0或25～0mm的矿石，装入称量桶，用行车运到加料斗，由皮带加料计量机给入回转窑尾部。物料在窑中与高温炉气（燃料为轻柴油）逆流接触，在窑内停留100～140min。焙烧后产品卸于地下出料桶，用小车送往储斗，再经皮带计量机送入卧式双轴消化器。消化用水由热水高位槽经PCT转子流量计从斜螺旋运输机中部给入，与焙烧矿成逆流方向流入双轴消化器进行消化（是指：使焙烧后的熟料中的氧化镁、氧化钙转变成氢氧化物的过程），生成的石灰乳从溢流器流出，最终到尾矿池。磷精矿以推车运到堆场。从窑尾逸出的高温炉气经多段除尘降温后放空。

图1  何家岩磷矿焙烧法富集中间试验工艺设备联系

1－加料斗；2－皮带加料计量机；3－下料管；4－烟箱；5－ф600×9000回转窑；6－地下出料装置；7－熟料车；8－熟料储斗；9－皮带加料计量机；10－尾桨槽；11－卧式双轴消化器（L×h＝3000×305mm）；12－砂泵；13－斜螺旋输送机（ф200×3200mm）；14－热水测量及计量器；15－热水高位水槽；16－旁式除尘器；17－龙卷风除尘器；18－冲击式降温洗涤器；19－喷射型吸收器；

20－泡沫吸收塔；21－离心排风机

主要设备回转窑，进料端内径0.6m，长9m，出料端内径0.75m，长5m。总长即为14m。有效容积4.79m³。卧式双轴消化器的底部呈弧形，搅拌双轴各装有与轴成30°的桨叶38片。

各作业的优惠条件为：

焙烧：原矿品位含P₂O₅ 20.31%、粒度25～0mm。焙烧温度1050～1100℃，焙烧时间138～105min。焙烧炉残烧量0.3～0.6%。

消化：矿石温度300±50℃、水温50～60℃。消化时间5～10min，消化时液固比为5∶1～3∶1。

按照上述条件，得磷精矿含P₂O₅大于31%、MgO小于2.5%；对原矿计回收率大于90%，对焙烧矿计回收率大于95%。脱钙率大于80%。

以1000公斤原矿计，全系统物料平衡示于图2。

图2  何家岩磷矿焙烧法富集中间试验全系统物料平衡

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