云南省某磷矿实验室选矿试验报告_百科知识_行业资讯

第1章前言

1.1 项目来源

1.2 目的任务

1.3 技术路线及指标

1.4 完成情况

第2章矿石性质

2.1 矿石类型及其特征

2.2 矿石的结构与构造

2.3 主要矿物的嵌布特征

2.4 原矿化学成分及物理性质

第3章 选矿试验

3.1 矿样的采取与制备

3.2 试验主要设备及药剂

3.3 条件试验.

3.4 开路流程试验.

3.5 闭路流程试验.

3.6 硫酸部分替代磷酸探索性试验.

第4章产品分析.

4.1 精矿多项分析

4.2 精矿、尾矿粒度分析.

4.3 精矿、尾矿沉降试验.

4.4 精矿、尾矿比重测定.

4.5 尾矿水水质分析.

第5章精矿选矿成本估算.

第6章结语.

附件一：《云南省ＸＸＸ磷矿岩矿鉴定报告》

附件二：中化地质矿山总局中心实验室《检测报告》

第1章前言

1.1 项目来源

受ＸＸＸ公司委托，中化地质矿山总局地质研究院承担了云南省ＸＸＸ磷矿实验室选矿试验研究任务。

1.2 目的任务

试验目的：确定合理的联合工艺流程，进行实验室闭路试验，获得各种技术参数条件，为连续扩大试验提供依据，并达到作为小型选矿厂初步设计的依据。

试验内容：确定该类型矿石的结构构造，矿物组成，有用组分含量，为选矿研究提供理论依据；进行浮选试验研究和其他选矿试验研究，确定选矿技术方案和工艺条件；对所获得的工艺路线进行经济评价分析；提供小型选矿厂设计所需其它物理参数。

合同要求：当原矿品位P₂O₅为27％左右时，达到磷精矿品位P₂O₅≥30％，其中MgO≤ 1.0％，磷回收率大于85％。

试验矿样：由甲方提供有代表性的矿样200公斤。

1.3 技术路线及指标

本试验采用反浮选工艺流程，磨矿细度-200目含量占66.4％，用磷酸作为反浮选抑制剂，试验指标为原矿P₂O₅品位27.07％，精矿P₂O₅品位32.91％（碱溶为34.46％）， MgO含量0.92％，磷回收率92.88％；用硫酸作为反浮选抑制剂，试验指标为原矿P₂O₅品位27.34％，精矿P₂O₅品位32.23％， MgO含量1.17％，磷回收率94.65％。

1.4 完成情况

矿样于2010年1月22日运抵我院，重量为400㎏。试验研究于2010年2月完成，精矿产品质量合格，试验指标达到了合同要求。

第2章矿石性质

2.1 矿石类型及其特征

2.1.1 矿石的自然类型

云南省ＸＸＸＸＸＸ磷矿属沉积型磷块岩矿床。根据矿石的结构构造特征，矿石自然类型为白云质条带状磷块岩和块状磷块岩。

2.1.2 矿石的工业类型

根据矿石的化学组分特征，工业类型为钙镁质磷矿石。

2.2 矿石的结构与构造

2.2.1 矿石的结构

泥晶结构：由磷酸盐胶体沉积形成的一种质地均一结构，其矿物组成主要是泥晶磷灰石，集合体形态呈凝胶状，碎屑状，偏光显微镜下显均质性或弱非均质性。

砂屑结构：由泥晶磷灰石组成的磷质砂屑呈次棱角状或次圆状，粒径在0.1～0.2mm之间，被微晶白云石胶结。

鲕粒结构：磷质鲕粒呈同心圆状，鲕粒核心为磷质内碎屑或白云岩碎屑，鲕粒直径一般在0.2～0.6㎜。

2.2.2 矿石的构造

条带状构造:灰黑色磷质条带与灰白色白云岩纹层呈相间分布，构成条带状构造。

块状构造：由泥晶磷灰石组成的磷质砂屑颗粒大小分布均匀，被白云质和磷质胶结，构成块状磷块岩。

2.3 主要矿物的嵌布特征

①泥晶磷灰石（胶磷矿）：单偏光镜下呈深灰色，正交偏光下显弱非均质性。通常为隐晶质集合体，由泥晶磷灰石组成的集合体颗粒以次棱角状砂屑为主，其次还有磷质鲕粒、磷质团粒、磷质团块、磷质生物碎屑等，磷质砂屑粒径一般在0.1～0.2㎜。磷质鲕粒直径在0.2～0.6㎜，磷质团块1～2㎜。与泥晶磷灰石伴生的还有微量的粘土矿物、泥晶碳酸盐矿物、铁质氧化物和碳质物等杂质。

②白云石：镜下为微晶细粒集合体以胶结物的形式分布于磷质颗粒的孔隙中，或以条带的形式构成白云质条带状磷块岩。

③方解石：镜下为泥晶细粒集合体以填隙物基质的形式嵌布于磷质砂屑的孔隙中。

④石英：以自生石英或粉砂的形式散布于白云岩中。

⑤银星石：呈纤维状或柱状集合体分布于磷块岩的裂隙中。

⑥粘土矿物：呈隐晶质微粒集合体散布于白云岩内，或以杂质的形式混入泥晶磷块岩中。

⑦绢云母：呈细鳞片状，散布于磷质砂屑的胶结物中。

⑧黄铁矿：呈半自形或他形细粒，粒径0.01～0.03mm，以细粒浸染状嵌布于磷块岩中。

⑨褐铁矿：是黄铁矿风化的产物，常见他形粒状，聚集在磷块岩的裂隙缝中。

⑩碳质物：呈细分散状以杂质混入物的形式嵌布于磷块岩中。

2.4 原矿化学成分及物理性质

2.4.1 原矿光谱半定量分析

表1 原矿光谱半定量分析结果（×10^-6）

元素	Ba	Be	As	Pb	Sn	Mn	Cr	B	Ni	Ti	V
含量	600	4.5	8.0	48	＜2.1	600	100	35	85	2000	110
元素	Zr	Cu	Zn	Co	Bi	Nb	Mo	La	Ag	Y	Sr
含量	160	80	75	＜10	＜1.0	100	2.0	75	0.7	160	750

注：由中化地质矿山总局中心实验室分析

2.4.2 原矿化学多项分析

表2 原矿化学多项分析结果（％）

项目	P₂O₅^[1]	P₂O₅^[2]	MgO	CaO	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	K₂O	Na₂O	F	CO₂
含量	27.10	27.89	4.20	47.24	6.43	0.92	0.95	0.24	0.16	2.90	9.73

注：中化地质矿山总局中心实验室分析。其中[1]为钼酸铵容量法，[2]为磷钼酸喹啉容量法。

2.4.3 原矿矿物组成

表3 原矿矿物组成测定结果（％）

矿物种类	泥晶磷灰石	白云石	方解石	石英	银星石	碳质物	粘土矿物	绢云母	黄铁矿	褐铁矿
含量	65-70	20	10-5	5	微量	微量	﹤1	微量	少量	微量

资料来源：《云南省ＸＸＸ磷矿岩矿鉴定报告》

2.4.4 原矿物理性质测定

表4 原矿物理参数测定结果

粒度	项目
	摩擦角	安息角	堆比重	比重	备注
	参数
－15mm	40°	38°	2.10	3.08	摩擦角为水泥板上的测定结果
－20mm	37°	35°	2.17	3.08	摩擦角为水泥板上的测定结果

2.4.5 原矿相对可磨度测定

设备采用XMB-68型160×200棒磨机，磨矿浓度61.0％，样品为－2＋0.074mm粒级的原矿，标准矿样为东鞍山铁矿。测定结果见图1。

图1 相对可磨度测定曲线

由图1可得，当新生成-200目含量为66.4％时，相对可磨度系数K为：

K=T₀/T=5.89/5.43=1.08

该矿石相对易磨。

2.4.6 原矿粒度组成分析

表5 -2mm原矿粒度分析结果

粒级（mm）	产率（％）	品位（％）		分布率（％）
粒级（mm）	产率（％）	P₂O₅	MgO	P₂O₅	MgO
+1	20.85	27.59	4.31	21.28	21.18
-1+0.5	22.24	28.45	4.13	23.41	21.65
-0.5+0.25	13.80	28.74	3.60	14.67	11.71
-0.25+0.16	7.75	28.47	3.50	8.16	6.39
-0.16+0.071	12.02	28.74	3.07	12.78	8.69
-0.071+0.045	4.97	26.69	4.20	4.91	4.93
-0.045+0.025	4.57	24.04	5.45	4.07	5.87
-0.025	13.80	20.99	6.02	10.72	19.58
合计	100.00	27.03	4.24	100.00	100.00

注：由中化地质矿山总局中心实验室分析

第3章选矿试验

3.1 矿样的采取与制备

试验矿样由ＸＸＸ公司采取并运至我院，矿样重量为400㎏。试验矿样的制备流程如图2所示。

图2 矿样加工制备流程

3.2 试验主要设备及药剂

试验主要设备：XMB-68型160×200棒磨机

XFD-63型单槽式浮选机 0.75升

XFD-63型单槽式浮选机 0.5升

浮选试验药剂：磷酸（工业品），使用浓度10％

硫酸（工业品），使用浓度10％

K-01（捕收剂），由地质研究院研制生产，使用浓度1％

3.3 条件试验

3.2.1 磨矿细度条件试验

试验流程如图3所示，磨矿浓度为61％，试验结果见表6。

图3 磨矿细度条件试验流程

表6 磨矿细度条件试验结果

磨矿细度（-200目％）	产品名称	产率（％）	品位（％）		回收率（％）
磨矿细度（-200目％）	产品名称	产率（％）	P₂O₅	MgO	P₂O₅	MgO
46.3％	精矿	73.64	31.99	1.41	86.78	25.11
	尾矿3	2.66	23.44	5.62	2.30	3.61
	尾矿2	7.73	17.43	9.23	4.96	17.25
	尾矿1	15.97	10.14	13.98	5.96	54.03
	原矿	100.00	27.15	4.13	100.00	100.00
58.3％	精矿	70.85	32.56	1.03	85.38	17.77
	尾矿3	3.39	23.64	5.44	2.96	4.48
	尾矿2	8.83	17.55	9.48	5.74	20.37
	尾矿1	16.93	9.44	13.92	5.92	57.38
	原矿	100.00	27.02	4.11	100.00	100.00
66.4％	精矿	68.67	32.97	0.85	83.16	14.30
	尾矿3	3.68	25.46	4.62	3.44	4.16
	尾矿2	10.18	18.20	8.78	6.81	21.88
	尾矿1	17.47	10.27	13.95	6.59	59.66
	原矿	100.00	27.22	4.09	100.00	100.00
77.8％	精矿	67.65	33.21	0.80	82.43	13.00
	尾矿3	4.23	25.47	4.41	3.95	4.49
	尾矿2	10.29	18.11	9.05	6.84	22.37
	尾矿1	17.83	10.37	14.04	6.78	60.14
	原矿	100.00	27.26	4.16	100.00	100.00

注：中化地质矿山总局中心实验室分析。

由表6试验结果看出：达到脱镁目的磨矿细度-200目含量占66.4％为宜。

3.2.2 磷酸用量条件试验

粗选Ⅰ是整个选别过程的关键，所以本试验重点对粗选Ⅰ药剂用量进行条件试验。磨矿细度为-200目66.4％，磷酸用量为变量，试验流程及其他条件如图4所示，试验结果见表7。

图4 磷酸用量条件试验流程

表7 磷酸用量条件试验结果

磷酸用量（kg/t）	产品名称	产率（％）	品位（％）		回收率（％）
磷酸用量（kg/t）	产品名称	产率（％）	P₂O₅	MgO	P₂O₅	MgO
5.0	精矿	68.27	32.73	1.01	82.52	16.24
	尾矿	31.73	14.92	11.22	17.48	83.76
	原矿	100.00	27.08	4.25	100.00	100.00
6.0	精矿	68.14	32.80	0.93	82.60	15.00
	尾矿	31.86	14.78	11.28	17.40	85.00
	原矿	100.00	27.06	4.23	100.00	100.00
7.0	精矿	68.97	33.06	0.83	83.65	13.98
	尾矿	31.03	14.36	11.34	16.35	86.02
	原矿	100.00	27.26	4.09	100.00	100.00
8.0	精矿	69.44	32.91	0.81	84.31	13.48
	尾矿	30.56	13.92	11.80	15.69	86.52
	原矿	100.00	27.11	4.17	100.00	100.00

注：中化地质矿山总局中心实验室分析。

根据表7结果，磷酸用量为7.0kg/t为宜。

3.2.3捕收剂用量条件试验

磨矿细度为-200目66.4％，磷酸用量为7.0kg/t，粗选Ⅰ段的捕收剂用量为变量，试验流程及其他条件如图4所示，试验结果见表8。

表8 捕收剂用量条件试验结果

捕收剂用量（kg/t）	产品名称	产率（％）	品位（P₂O₅％）	回收率（P₂O₅％）
0.5	精矿	71.24	32.92	85.91
	尾矿	28.76	13.37	14.09
	原矿	100.00	27.30	100.00
0.7	精矿	68.96	32.96	83.84
	尾矿	31.04	14.11	16.16
	原矿	100.00	27.11	100.00
0.9	精矿	66.52	33.10	81.46
	尾矿	33.48	14.97	18.54
	原矿	100.00	27.03	100.00

注：中化地质矿山总局中心实验室分析。

根据表8结果，综合考虑各项指标和试验现象，捕收剂用量为0.7kg/t为宜。

3.2.4 浮选机转速条件试验

磨矿细度为-200目66.4％，磷酸为7.0kg/t，捕收剂用量为0.7kg/t，改变浮选机转速，试验流程及其他条件如图4所示，试验结果见表9。

表9 浮选机转速条件试验结果

转速（转/分）	产品名称	产率（％）	品位（P₂O₅％）	回收率（P₂O₅％）
2300	精矿	68.74	33.01	83.61
	尾矿	31.26	14.23	16.39
	原矿	100.00	27.14	100.00
2500	精矿	66.98	33.04	81.60
	尾矿	33.02	15.11	18.40
	原矿	100.00	27.12	100.00
2650	精矿	66.21	33.09	80.85
	尾矿	33.79	15.36	19.15
	原矿	100.00	27.10	100.00

注：中化地质矿山总局中心实验室分析。

由表9试验结果看出，浮选机转速为2300转/分为宜。

3.2.5 浮选浓度条件试验

试验流程如图4所示，试验结果见表10。

表10 浮选浓度条件试验结果

浮选浓度（％）	产品名称	产率（％）	品位（P₂O₅％）	回收率（P₂O₅％）
23	精矿	68.86	32.80	83.64
	尾矿	31.14	14.18	16.36
	原矿	100.00	27.00	100.00
29	精矿	68.83	33.04	83.64
	尾矿	31.17	14.27	16.36
	原矿	100.00	27.19	100.00
34	精矿	68.55	32.98	83.50
	尾矿	31.45	14.21	16.50
	原矿	100.00	27.08	100.00
38	精矿	67.74	33.05	82.70
	尾矿	32.26	14.51	17.30
	原矿	100.00	27.07	100.00

注：中化地质矿山总局中心实验室分析。

由表10试验结果看出：浮选浓度高时，磷回收率有所降低；浮选浓度低时，处理能力低，因此，浮选浓度在29％～34％适宜。本试验浮选浓度为29％。

3.4 开路流程试验

为了提高精矿回收率，对粗选尾矿进行三次强化扫选作业。试验流程如图5所示，试验结果见表11。

表11 开路流程试验结果

产品名称	产率（％）	品位（P₂O₅％）	回收率（P₂O₅％）
精矿	68.58	33.06	83.40
中矿 1	8.07	27.70	8.22
中矿 2	4.11	19.67	2.97
中矿 3	7.26	11.14	2.98
尾矿	11.98	5.53	2.43
原矿	100.00	27.19	100.00

注：中化地质矿山总局中心实验室分析。

图5 开路试验流程

3.5 闭路流程试验

在开路流程的基础上，对药剂制度进行了适当调整，分别进行了磷酸、硫酸闭路试验，试验流程如图6、图7所示，数质量流程见图8、图9。

图6 磷酸闭路试验流程

图7 硫酸闭路试验流程

图8 磷酸闭路数质量流程图

图9 硫酸闭路数质量流程图

3.6 硫酸部分替代磷酸探索性试验

为了降低选矿药剂费用，做了硫酸部分替代磷酸探索性试验。试验流程如图10所示，混酸为磷酸：硫酸=2 ：1，试验结果见表12。

图10 硫酸部分替代磷酸探索性试验流程图

表12 硫酸部分替代磷酸探索性试验结果

产品名称	产率（％）	品位（％）		回收率（％）
产品名称	产率（％）	P₂O₅	MgO	P₂O₅	MgO
精矿	68.19	32.95	0.85	83.01	14.42
尾矿1	4.05	24.38	4.95	3.65	4.97
尾矿2	11.65	17.12	9.15	7.37	26.51
尾矿3	16.11	10.04	13.51	5.97	54.10
原矿	100.00	27.07	4.02	100.00	100.00

由表12试验结果看出，采用硫酸部分替代磷酸作为反浮选抑制剂，获得了氧化镁含量小于1％的磷精矿。

第4章产品分析

4.1 精矿多项分析

表13 精矿多项分析结果（％）

项目	P₂O₅^[1]	P₂O₅^[2]	MgO	CaO	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	K₂O	Na₂O	F	CO₂
精矿	32.91	34.46	0.92	49.27	6.83	0.97	0.83	0.30	0.20	3.41	4.16

注：中化地质矿山总局中心实验室分析。其中[1]为钼酸铵容量法，[2]为磷钼酸喹啉容量法。

4.2 精矿、尾矿粒度分析

表14 精矿、尾矿粒度分析结果

产品	粒级（mm）	产率（％）	品位（％）		分布率（％）
产品	粒级（mm）	产率（％）	P₂O₅	MgO	P₂O₅	MgO
精矿	+0.10	30.62	33.86	1.00	31.25	34.50
	-0.10+0.071	12.05	33.15	0.92	12.04	12.51
	-0.071+0.045	18.58	33.98	0.68	19.03	14.21
	-0.045+0.036	23.69	33.72	0.57	24.07	15.22
	-0.036	15.06	29.98	1.39	13.61	23.56
	合计	100.00	33.18	0.89	100.00	100.00
尾矿	+0.071	23.78	14.20	11.00	40.55	17.52
	-0.071+0.045	21.95	9.27	14.22	24.43	20.90
	-0.045+0.036	17.89	5.59	16.41	12.01	19.66
	-0.036	36.38	5.27	17.21	23.01	41.92
	合计	100.00	8.33	14.93	100.00	100.00

注：中化地质矿山总局中心实验室分析。

4.3 精矿、尾矿沉降试验

精矿、尾矿沉降试验的沉降浓度为15％，矿浆温度为20℃。试验结果见图11、图12。

图11 精矿沉降曲线

图12 尾矿沉降曲线

4.4 精矿、尾矿比重测定

表15 精矿、尾矿比重测定结果

产品名称	精矿	尾矿
比重	3.12	2.94

4.5 尾矿水水质分析

表16 尾矿水水质分析结果（mg/L）

项目	pH	溶解性固形物		总硬度	PO₄^3-	COD	F	S
含量	6.88	476		456	14.2	33	1.18	17.9
项目	石油类	Hg	As	Zn	Pb	Cd	Cu	Cr
含量	11.4	0.00	0.0032	0.00053	0.0011	0.0026	0.014	0.0029

注：中化地质矿山总局中心实验室分析。

第5章精矿选矿成本估算

参考同类型选矿厂生产成本的核算资料，依据实验室试验指标，作了精矿选矿成本估算，仅供参考。结果见表16。

表17 精矿选矿成本估算

项目	单位	单价（元）	单耗		单位成本（元/t精矿）
项目	单位	单价（元）	用磷酸	用硫酸	用磷酸	用硫酸
一、原矿	t	80.00	1.31	1.25	104.80	100.00
二、辅助材料
1.钢球	kg	6.00	1.20	1.15	7.20	6.90
2.衬板	kg	6.25	0.45	0.43	2.81	2.69
3.油脂	kg	9.87	0.39	0.37	3.85	3.66
三、药剂
1.磷酸	kg	3.40	11.53		39.20
2.硫酸	kg	0.38		16.25		6.18
3.捕收剂	kg	4.50	1.42	1.88	6.39	8.46
四、生产用水、电
1.水	M³	0.20	6.50	6.20	1.30	1.24
2.电	kW·h	0.50	80.00	80.00	40.00	40.00
五、工资及附加费					12.00	12.00
六、企业管理费					15.00	15.00
七、维修及大修费					15.00	15.00
合计					247.55	211.13

第6章结语

1、云南省ＸＸＸ磷矿属沉积型磷块岩矿床。矿石的结构构造主要为磷质砂屑结构，泥晶～微晶结构，条带状、块状构造。工业类型为钙镁质磷矿石。

2、磷块岩中含磷矿物主要是泥晶磷灰石（胶磷矿），脉石矿物以白云石、方解石为主。

3、本试验采用反浮选工艺流程，磨矿细度-200目含量占66.4％，用磷酸作为反浮选抑制剂，试验指标为原矿P₂O₅品位27.07％，精矿P₂O₅品位32.91％（碱溶为34.46％）， MgO含量0.92％，磷回收率92.88％；用硫酸作为反浮选抑制剂，试验指标为原矿P₂O₅品位27.34％，精矿P₂O₅品位32.23％， MgO含量1.17％，磷回收率94.65％。

4、本试验浮选工艺采用了无毒、无害、生物降解性能好的常规药剂，不会对环境造成污染。

5、本报告选矿工艺参数、试验流程和选矿技术指标，可作为连续扩大试验的依据，亦可作为小型选矿厂初步设计的依据。

6、本报告仅对委托方提供的矿样负责。

云南省某磷矿实验室选矿试验报告

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