磷矿选矿脱硅技术文献综述教材.doc

磷矿选矿脱硅技术文献综述 1．目前脱硅技术简介 硅质脉石矿物普遍存在于金属矿和非金属矿中，金属矿中硅含量高会提高加工成本和降低冶炼设备的利用率[1-2]，非金属矿中硅含量过高同样会影响产品深加工[3]，因此，脱硅除杂是金属矿和非金属矿选矿共同面临的问题，多少年来，通过大量选矿专家及选矿界同仁的共同努力、攻关，选矿脱硅技术已有一定的成果。 王世俊，董元篪等[4]采用脱硅熔剂在高温下脱除锰铁中的硅，取得了比较好的脱硅效果。付博，张婕等[5]对铁矿冶炼过程中固体脱硅剂进行了研究，运用氧化铁皮作为脱硅剂，其脱硅率可以达到47.26%。张清岑，刘建平等[6]运用高温碱法结合氢氟酸法脱除微晶石墨中的硅杂质，可以提高石墨纯度达到99.5%。这些都是高温化学脱除硅杂质的研究。对于铁矿、铝土矿等金属矿，还可以采用浮选法进行脱硅，包括正浮选和反浮选[7-9]。正浮选脱硅主要是采用阴离子捕收剂、中性捕收剂、螯合捕收剂以及复合捕收剂[10]，其中阴离子捕收剂研究较多，如脂肪酸及其皂、磺酸盐和某些改性药剂等，阴离子捕收剂脱硅常配合阳离子活化剂进行[11]；反浮选脱硅主要采用阳离子捕收剂，如脂肪胺、醚胺和改性胺类等[12-14]。 作为一种非金属矿，磷矿选矿脱除硅不能采用添加脱硅熔剂以及脱硅剂的熔炼方法，只能采用通常的选矿方法，主要有浮选法、重选法、浸出法及生物选矿等。浮选法包括正浮选脱硅和反浮选脱硅[15-17]；重选即重介质选矿，对含硅较高、条带状构造的胶磷矿，可以采用重介质选矿作预选作业，例如湖北宜昌已经重介质选矿已完成半工业试验；浸出法和生物选矿运用较少；目前已经进行工业化生产的只有浮选法[18]。 2．难选胶磷矿脱硅技术研究现状 对于中低品位难选的胶磷矿，从国家 “六五” 攻关开始，在无数选矿工作者不懈的努力下，经历“七五”、“八五”攻关，已经在工艺流程和药剂方面已有所突破。 比较成熟的选矿工艺有单一反浮选、单一正浮选、重-浮联合工艺、双反浮选工艺、正-反浮选工艺5种[19-23]。单一反浮选适用于硅质或钙质胶磷矿；单一正浮选适用于中品位硅钙质胶磷矿，主要是采用S系列药剂作为碳酸盐矿物的抑制在加热情况下浮选[24]；重-浮联合工艺适用于硅钙质胶磷矿，先用重介质选矿富集，粗精矿品位达到28%~29%，然后再利用浮选工艺进行常温浮选，使最终精矿品位达到32%以上[25]；双反浮选工艺适用于硅钙质胶磷矿，在常温下，先浮选富集碳酸盐，再浮选进行硅酸盐富集；正-反浮选工艺，该工艺是目前我国处理低品位硅钙质胶磷矿最为成熟的选矿方法，生产出的磷精矿可以达到我国酸法加工磷肥用磷矿的一类标准[26]。 浮选药剂的改良也是很大的进步，以前单一正浮选、单一反浮选工艺过程中均需要加热升温，因而要消耗大量蒸汽，能量消耗普遍较高。所以中低品位胶磷矿选矿发展趋势是实现常温浮选，主要是开放常温浮选的药剂，目前该项技术已经有所突破，浮选温度从原来的加温浮选（40℃左右）到现在的常温浮选（20℃左右）[27-28]，云南磷化集团海口磷矿、安宁两套200万吨/年浮选厂相继建成常温浮选装置并已投产。 2.1浮选法脱硅方法的优缺点 2.1.1正浮选脱硅的优缺点 针对硅（钙）质、钙（硅）质、以及硅质胶磷矿，目前正浮选脱硅主要是在碱性介质中完成的，通常采用水玻璃作为硅质矿物杂质的抑制剂，抑制硅质脉石矿物，用脂肪酸或脂肪酸皂捕收磷酸盐，有用矿物磷酸盐富集在泡沫上，该工艺技术已经很成熟，工艺技术关键主要是水玻璃种类和捕收剂种类的合理搭配，从而实现硅质脉石矿物和有用磷矿物的有效分选，已经用于工业化生产。 该工艺流程优点：药剂无毒、来源广；缺点：正浮选产品上浮量大，药剂种类多、用量大，泡沫量大、泡沫发粘、精矿中药剂残余高，最终精矿难于沉降，后序作业难处理。 2.1.2反浮选脱硅的优缺点 胶磷矿反浮选脱硅可以在酸性或者碱性介质中完成，（1）酸性介质中脱硅工艺，采用酸性抑制剂（如硫酸、磷酸等）抑制磷酸盐矿物，主要采用阳离子（如脂肪胺、醚胺或改性脂肪胺等）捕收硅质脉石矿物，对于胶磷矿选矿，该工艺流程主要是小型实验，到目前为止，尚未进行工业化生产的实例。该工艺流程优点：上浮量小，符合浮少抑多的选矿原则，最终精矿在酸性介质中完成，精矿易于沉降