專利名稱：一種從膠磷礦中回收燃料的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磷礦的選礦工藝，尤其是涉及一種中低品位碳質(zhì)膠磷礦中回收燃料的工藝。
背景技術(shù)：
湖南省西部洗溪磷礦資源量有5億噸，已探明儲量1. 1億噸。該磷礦屬含碳鈣硅質(zhì)磷塊巖，主要有用礦物為膠磷礦，極少磷灰石；脈石礦物以含碳白云石為主，次為石英、長石、碳泥質(zhì)和水云母等，方解石和黃鐵礦少見。礦體呈層狀，其頂板和夾層以含磷白云巖居多，含磷層與含磷白云巖層以不等厚度相間、形成條帶狀或?qū)蛹y狀構(gòu)造；磷礦物多為微—— 低碳氟磷灰石，呈鮞狀、假鮞狀或凝膠狀結(jié)構(gòu)，其中裹有不等量的細(xì)散脈石礦物。該磷礦原礦中含較高的碳質(zhì)，原因是礦體中含碳或礦體圍巖含碳。對浮選造成影響的主要是以石墨和可燃碳(煤)形態(tài)存在的碳，這部分碳在總碳中占有率不等，差別較大，但對浮選的影響卻非常明顯，這些細(xì)粒的碳，由于其表面性質(zhì)獨特，在浮選過程中，一方面碳粒表面優(yōu)先吸附大量的浮選藥劑，使碳粒自身的可浮性發(fā)生變化，變得差別較大，同時消耗掉大量的浮選藥劑；另一方面，碳粒也極易吸附到礦物顆粒表面，影響藥劑在礦粒表面的選擇性吸附，從而使各種礦物的可浮性變得混亂，這就是通常所說的碳污染礦物表面的實質(zhì)。其次，由于礦石中不可避免地含有一定量的礦泥(包括礦石含泥和磨礦過程產(chǎn)生的礦泥)，這部分礦泥很容易與細(xì)粒的碳相互吸附或發(fā)生泥碳團(tuán)聚現(xiàn)象，形成泥碳質(zhì)，使部分礦泥在礦漿中具有與細(xì)粒碳類似的行為，變得難以分散和抑制而進(jìn)入泡沫。此外，碳本身的可浮性也存在較大差異，在采取預(yù)先脫碳時，碳不能較徹底脫除，造成碳存在于整個浮選過程，在各階段選別中都會受到碳的不利影響，最終使磷礦物不能有效分離。因此，碳質(zhì)膠磷礦浮選分離硅、鈣質(zhì)前需脫碳。硅鈣質(zhì)膠磷礦選礦研究在我國有數(shù)十年歷史，但膠磷礦選礦的工業(yè)應(yīng)用尚沒有實質(zhì)性的突破，國外在這方面亦沒有成熟的經(jīng)驗。近幾十年來對湘西磷礦做過大量的研究，主要工藝有
(1)正浮選工藝原礦含五氧化二磷15. 22%、有害雜質(zhì)氧化鎂4. 08%，經(jīng)磨礦磨細(xì)到-200目93. 5 的細(xì)度后，采用碳酸鈉為調(diào)整劑，S808 (磺化粗蒽)為抑制劑、紙漿廢液為捕收劑，經(jīng)過一粗二掃二精的正浮選流程選別，得到含五氧化二磷29. 03%，氧化鎂2. 04%, 回收率84. 43%的磷精礦。因藥劑有較大毒性，精礦雜質(zhì)氧化鎂含量較高，該工藝生產(chǎn)中未使用。(2)正-反浮選工藝原礦五氧化二磷品位17. 97%，通過正-反浮選獲得精礦品位為 29. 59%，總回收率63. 7洲。精礦產(chǎn)率36. 40%，選礦比2. 58。因成本較高，該工藝生產(chǎn)中未使用。(3)重介質(zhì)選礦洗溪磷礦經(jīng)重介質(zhì)選礦后的磷精礦，含五氧化二磷25. 43%，氧化鎂 2. 95%，磷收率為70. 73%。精礦未達(dá)到酸法磷酸對原料的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種中低品位碳質(zhì)膠磷礦中回收燃料的選礦工藝。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，其包括以下步驟(1)將礦石破碎，濕磨至-200目含量為92 97%的細(xì)度；(2)浮選法富集碳，采用浮選槽或浮選柱串聯(lián)連接。磷礦原礦經(jīng)破碎、磨礦和分級后制成20% 45%的礦漿，在礦化槽中與浮選藥劑充分混勻后進(jìn)入浮選槽(或浮選柱)內(nèi)浮選，浮選槽(或浮選柱)上部泡沫層為需再選的富碳粗精礦，底部的漿料為貧碳尾礦。將粗精礦在另一個礦化槽中與選藥劑混勻后進(jìn)入另一個浮選槽(或浮選柱)，底部的漿料為貧碳中礦，粗精礦需進(jìn)一步富集。進(jìn)行3 5次精選后的上部泡沫層即為含碳量較高的燃料。浮選一般在中性介質(zhì)中進(jìn)行，采用的主要藥劑為煤油、柴油、燃料油、重油、變壓器油等，用量為0. 25 0. 75Kg/t，浮選時間5 30分鐘。所得燃料干燥基高位發(fā)熱量(Qgr，ν, d)5 20MJ/Kg。本發(fā)明提供了膠磷礦綜合利用的一種途徑，具有工藝簡單穩(wěn)定，易自動控制。燃料燃燒后的尾渣可回收磷酸鹽，減少了磷的損失。(3)磷酸鹽富集， 浮選法脫碳后的礦漿(或與本技術(shù)方案回收的燃料燃燒后尾渣混合)進(jìn)入磷礦浮選富集流程。磷礦浮選富集流程主要包括磷酸鹽正一反浮選工藝、直接浮選工藝、反浮選工藝等。這里使用磷酸鹽正一反浮選工藝磷酸鹽正浮選在堿性介質(zhì)中進(jìn)行，調(diào)整劑選自碳酸鈉、水玻璃、氫氧化鈉、多聚磷酸鹽中的一種或它們的混合物，碳酸鹽抑制劑(如FY-8)，捕收劑選自脂肪酸類、氧化石蠟皂、塔爾油、皂類或其衍生物中的一種或它們的混合物(如FZ-6)。經(jīng)過一次粗選，一次掃選的浮選作業(yè)排出硅酸鹽尾礦，浮選藥劑用量和時間為粗選碳酸鈉2 8Kg/t，水玻璃 0 8Kg/t，F(xiàn)Y-8 用量 0. 2 0. 7 Kg/t，F(xiàn)Z-6 用量 0. 3 0. 9 Kg/t，浮選時間 3 20分鐘；掃選FZ-6用量0. 2 0. 4 Kg/t，浮選時間3 15分鐘；正浮選的泡沫產(chǎn)品進(jìn)入碳酸鹽反浮選作業(yè)，反浮選在PH4 6的弱酸性介質(zhì)中進(jìn)行，浮選藥劑一般以混酸為抑制劑，以脂肪酸類(如FZ-6)為捕收劑。經(jīng)過一次粗選，一次反掃選，一次反精選作業(yè)，排出碳酸鹽尾礦，浮選藥劑用量與時間為粗選混酸(一般為磷酸和硫酸的混合物)用量3 IOKg/ t原礦，F(xiàn)Z-6用量0. 5 !3Kg/t原礦，浮選時間5 25分鐘；掃選FZ-6用量0. 2 4Kg/t 原礦，浮選時間2 15分鐘；精選混酸用量0. 5-3 Kg/t原礦，浮選時間5 15分鐘；反浮選掃選作業(yè)后的槽內(nèi)產(chǎn)品為最終產(chǎn)品磷精礦，可達(dá)到濕法磷酸精礦三級標(biāo)準(zhǔn)。將本發(fā)明用于湘西碳質(zhì)中低品位膠磷礦，可綜合回收熱值較高的燃料，所得燃料可用于燒磚、燒石灰或其它方面，并可從燒渣中回收部分磷。本發(fā)明克服了煅燒一消化一螺旋選礦精礦回收率低，能耗高的缺點，五氧化二磷回收率比單純的正-反浮選提高1 5%。本發(fā)明能有效提高湘西碳質(zhì)膠磷礦的選礦回收率，使湘西碳質(zhì)膠磷礦及其它類似的磷礦石可以得到有效開發(fā)利用，為我國磷化工行業(yè)的持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。
具體實施例方式以下結(jié)合試驗例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但它們并不是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。試驗例1
(1)湘西某礦區(qū)開采出來的礦石，五氧化二磷品位為16.53%，有害雜質(zhì)氧化鎂7. 03%, 有機(jī)碳含量5. 22%。經(jīng)過破碎一磨礦，將礦石濕磨至-200目含量為96. 1%的細(xì)度；
(2)浮選法富集碳在常溫?zé)o堿的介質(zhì)中進(jìn)行，采用一次粗選二次精選，精選尾礦返回與原礦礦漿合并，精選精礦即為燃料，燃料干燥基高位發(fā)熱量達(dá)7. 10MJ/Kg，產(chǎn)率為8. 6%。粗選加捕收劑0. 55Kg/t原礦，浮選時間3 10分鐘。精選加藥劑(TO. 25Kg/t原礦，浮選時間10 20分鐘。燃料殘渣水化，分級脫除鈣鎂氫氧化物后進(jìn)入磷酸鹽浮選流程；
(3)磷酸鹽正浮選，浮選法脫碳后的槽內(nèi)產(chǎn)品進(jìn)行磷酸鹽正浮選，磷酸鹽正浮選在18 攝氏度左右的堿性介質(zhì)中進(jìn)行，經(jīng)過一次粗選，一次掃選的浮選作業(yè)排出硅酸鹽尾礦。粗選碳酸鈉用量8Kg/t原礦，F(xiàn)Y-8抑制劑0. 5 Kg/t原礦，F(xiàn)Z-6捕收劑0. 6Kg/t，浮選時間5 15分鐘；掃選碳酸鈉用量Ig/t原礦，F(xiàn)Y-8抑制劑0. 1 Kg/t原礦，F(xiàn)Z-6捕收劑0. 3Kg/t, 浮選時間5 12分鐘；
(4)碳酸鹽反浮選，正浮選泡沫產(chǎn)品進(jìn)入碳酸鹽反浮選作業(yè)，反浮選在pH=4 6的弱酸性介質(zhì)中進(jìn)行，經(jīng)過一次粗選，一次掃選，一次精選作業(yè)，排出碳酸鹽尾礦和細(xì)泥，浮選藥劑用量和時間為粗選混酸用量7. 5Kg/t,FZ-6用量為零，浮選時間5 15分鐘；混酸掃選混酸用量1. OKg/t, FZ-6用量為0. 6Kg/t，浮選時間3 12分鐘；反浮選掃選作業(yè)后，可獲得五氧化二磷含量大于30%，有害雜質(zhì)氧化鎂含量小于1. 5%的合格精礦。試驗例2
(1)湘西某礦區(qū)開采出來的礦石，五氧化二磷品位為16.53%，有害雜質(zhì)氧化鎂7. 03%, 有機(jī)碳含量5. 22%。經(jīng)過破碎一磨礦，將礦石濕磨至-200目含量為93. 7%的細(xì)度；
(2)浮選法脫碳在常溫?zé)o堿的介質(zhì)中進(jìn)行，采用一次粗選三次精選，精選尾礦與原礦礦漿合并，精選精礦即為燃料，燃料干燥基高位發(fā)熱量達(dá)10. 59 MJ/Kg，產(chǎn)率為5. 8% ；可選擇將燃料殘渣水化，分級脫除鈣鎂氫氧化物后進(jìn)入磷酸鹽浮選流程。脫碳后的礦漿粗選加捕收劑0. 55Kg/t原礦，浮選時間3 10分鐘。精選加藥劑 (TO. 25Kg/t原礦，浮選時間10 20分鐘。試驗例3
(1)湘西某礦區(qū)開采出來的礦石，五氧化二磷品位為15.83%，有害雜質(zhì)氧化鎂5. 01%, 有機(jī)碳含量7. 12%。經(jīng)過破碎一磨礦，將礦石濕磨至-200目含量為94. 8%的細(xì)度；
(2)浮選法脫碳在常溫?zé)o堿的介質(zhì)中進(jìn)行，采用一次粗選三次精選，精選尾礦與原礦礦漿合并，精選精礦即為燃料，燃料干燥基高位發(fā)熱量達(dá)10. 59 MJ/Kg，產(chǎn)率為6. 9% ；可選擇將燃料殘渣水化，分級脫除鈣鎂氫氧化物后進(jìn)入磷酸鹽浮選流程；脫碳后的礦漿采用浮選工藝生產(chǎn)磷精礦。
權(quán)利要求
1.一種中低品位碳質(zhì)膠磷礦選礦工藝，其特征在于該方法包括以下步驟(1)浮選法富集碳，在常溫中性介質(zhì)中進(jìn)行，選擇浮選槽或浮選柱為浮選分離裝置；(2)膠磷礦原礦經(jīng)破碎、磨礦和分級，磨礦細(xì)度為-200目大于90%，使組成礦物單體解離，控制礦漿濃度為20% 45% ；(3)將步驟(2)的礦漿引入礦漿槽中，并加入常規(guī)的浮選藥劑與礦漿充分混合；(4)將步驟(3)的所得物引入步驟(1)所述的浮選裝置中，進(jìn)行浮選作業(yè)；(5)浮選槽或柱下部的礦漿即為貧碳尾礦，貧碳尾礦送往后續(xù)的磷酸鹽分選流程；(6)浮選槽或柱上部的泡沫層為粗精礦，將粗精礦引入另一調(diào)漿槽中，并加入常規(guī)的浮選藥劑與礦漿充分混合；(7 )將步驟(6 )所得物弓I入所述的浮選設(shè)備中，進(jìn)行碳質(zhì)富集浮選作業(yè)；(8)浮選槽或柱上部的泡沫層為粗精礦，浮選槽或柱下部的礦漿即為貧碳尾礦，貧碳尾礦送往磷酸鹽浮選流程；(9)將步驟(8)的粗精礦引入另一調(diào)漿槽中，并加入常規(guī)的浮選藥劑與礦漿充分混合；(10)重復(fù)進(jìn)行(7)、(8)、(9)步驟2次至5次，浮選槽或柱上部的泡沫層即為精礦，精礦經(jīng)濃縮、過濾脫水得到所需成品燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膠磷礦中回收燃料的選礦方法，其特征在于膠磷礦礦石的組成為五氧化二磷品位15 30%，氧化鎂含量2 10%，有機(jī)碳含量29TlO%，碳酸鹽含量不等；根據(jù)權(quán)利要求1所述膠磷礦中回收的燃料，其特征在于，得到的干基燃料可燃碳含量 159Γ55%，干基燃料產(chǎn)率29Γ20%，燃料干燥基高位發(fā)熱量達(dá)5 20MJ/Kg，燃料產(chǎn)率和熱值視礦石成分含量和干基燃料可燃碳含量而定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述膠磷礦中回收燃料的選礦方法，其特征在于所采用的主要設(shè)備為浮選槽或浮選柱，浮選過程中充氣量等參數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述從膠磷礦中回收燃料的選礦方法，其特征在于所采用的主要藥劑種類與常見浮選工藝的藥劑相同，即煤油、柴油、燃料油、重油、變壓器油等。
5.浮選藥劑用量和時間為浮選捕收劑用量0.l(T0.8^(g/t原礦，輔助藥劑用量 0. 00 0. 65Kg/t原礦，單次浮選時間3 30分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述膠磷礦中回收的燃料，燃燒后的殘渣中含較多的磷，可用消解法、浮選法等工藝綜合回收。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種膠磷礦中回收燃料的選礦方法。采用浮選槽或浮選柱串聯(lián)連接。磷礦原礦經(jīng)破碎、磨礦和分級后制成20%~45%的礦漿，在礦化槽中與浮選藥劑充分混勻后進(jìn)入浮選槽(柱)內(nèi)浮選，浮選槽(或浮選柱)上部泡沫層為富碳原料(粗精礦)，底部的漿料為貧碳尾礦。將粗精礦在另一個礦化槽中與選礦藥劑混勻后進(jìn)入另一個浮選設(shè)備，底部的漿料為貧碳尾礦，上部泡沫層中的碳進(jìn)一步富集。重復(fù)進(jìn)行3-5次浮選后的上部泡沫即為熱值較高的燃料。本發(fā)明提供了膠磷礦綜合利用的一種途徑，具有工藝簡單穩(wěn)定，易自動控制，燃料熱值可調(diào)，燃料燒渣中的磷可綜合回收等優(yōu)點。
文檔編號B03D1/08GK102319634SQ20111030731
公開日2012年1月18日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者周永興, 易曉明, 曹建, 鄧圣為, 陳錚 申請人:湖南省礦產(chǎn)測試?yán)醚芯克?br>