趙丙輝 史有俊 康志謙 葛 敏 田江濤 危 剛

(河北省地礦中心實驗室)

我國較高品位的磷礦資源主要分布在云南等南部省區(qū)，河北地區(qū)缺乏較高品位的磷礦資源，僅分布有大量低品位磷鐵共生礦，屬磁鐵礦－磷灰石型共生礦。該類資源具有分布廣、出露地表、風化程度較高、開采與碎磨成本低等特點。開發(fā)利用此類資源不僅生產(chǎn)成本較低、經(jīng)濟效益較好，而且對緩解我國鐵礦資源的不足以及南磷北調成本高等問題具有重要意義。

1 礦石性質

1.1 礦石成分

河北某磷鐵礦石中主要礦物為輝石，約占礦石礦物總量的63%，黑云母、磁鐵礦、磷灰石、正長石等含量均在5% ～12%之間，赤鐵礦、鈦鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦等少量或微量。礦石主要化學成分分析結果見表1，鐵物相分析結果見表2。

從表1、表2可以看出，礦石中磷含量較高，達2.39%;鐵含量達13.58%，以磁性鐵為主，占總鐵量的50.44%，硅酸鐵含量也較高，其他鐵含量較低。磷和鐵有回收價值。

表1 礦石主要化學成分分析結果 %

表2 礦石鐵物相分析結果 %

1.2 礦石結構構造

礦石為含磷鐵黑云母輝石巖，具有超基性巖的結構構造特點，結構為自形－他形晶粒狀結構、海綿隕鐵結構、包含結構、填隙結構、固溶體分解結構;構造為浸染狀構造。

礦石中的磷灰石自形程度較高，大多呈自形－半自形晶粒狀，少數(shù)為他形晶粒狀，粒度大小不等，磷灰石在礦石中呈均勻、無定向的浸染狀分布。磁鐵礦呈半自形－他形晶粒狀，多數(shù)呈均勻、無定向浸染狀分布，局部填隙于早結晶的輝石粒間，其顆粒中包含磷灰石顆粒，或粒間分布有磷灰石，和輝石、黑云母連生。

2 試驗結果與分析

考慮“先磁后浮”流程浮選作業(yè)礦漿濃度較低，浮選成本較高，且磁選鐵精礦含磷較高等因素，決定采用“先浮后磁”流程進行試驗研究。

2.1 選磷試驗

磷粗選試驗按圖1所示的流程進行。

圖1 磷粗選試驗流程

2.1.1 磨礦細度試驗

磨礦細度試驗的碳酸鈉用量為2 kg/t，水玻璃為 1 kg/t，CMC 為 200 g/t，H907為 500 g/t，試驗結果見圖2。

圖2 磨礦細度試驗結果

從圖2可以看出，隨著磨礦細度的提高，磷粗精礦P2O5品位和回收率均先上升后下降，當磨礦細度為－0.074 mm占58.5%時，磷粗精礦P2O5品位和回收率同時達到最高值。因此，確定磨礦細度為－0.074 mm 58.5%。

2.1.2 H907用量試驗

H907用量試驗的磨礦細度為 －0.074 mm 58.5%，碳酸鈉用量 2 kg/t，水玻璃為 1 kg/t，CMC為200 g/t，試驗結果見圖3。

圖3 H907用量試驗結果

從圖3可以看出，H907用量從250 g/t增加至500 g/t，磷粗精礦P2O5品位和回收率均上升;繼續(xù)增加H907用量，磷粗精礦P2O5品位下降，回收率維持在高位。因此，確定磷粗選的H907用量為500 g/t。

2.1.3 碳酸鈉用量試驗

碳酸鈉用量試驗的磨礦細度為－0.074 mm 58.5% ，H907用量為 500 g/t，水玻璃為 1 kg/t，CMC為200 g/t，試驗結果見圖4。

圖4 碳酸鈉用量試驗結果

從圖4可以看出，隨著碳酸鈉用量的增加，磷粗精礦P2O5品位上升，回收率先上升后下降。綜合考慮，確定磷粗選的碳酸鈉用量為1.5 kg/t。

2.1.4 水玻璃用量試驗

水玻璃用量試驗的磨礦細度為－0.074 mm 58.5%，碳酸鈉用量 1.5 kg/t，CMC 為 200 g/t，H907用量為500 g/t，試驗結果見圖5。

圖5 水玻璃用量試驗結果

從圖5可以看出，隨著水玻璃用量的增加，磷粗精礦P2O5品位上升，回收率下降。綜合考慮，確定磷粗選的水玻璃用量為1 kg/t。

2.1.5 CMC用量試驗

CMC用量試驗的磨礦細度為－0.074 mm 58.5%，碳酸鈉用量1.5 kg/t，水玻璃為1.0 kg/t，H907用量為500 g/t，試驗結果見圖6。

圖6 CMC用量試驗結果

從圖6可以看出，隨著CMC用量的增加，磷粗精礦P2O5品位下降，回收率上升。綜合考慮，確定磷粗選的CMC用量為200 g/t。

2.1.6 浮磷閉路試驗

在選磷條件試驗和開路試驗基礎上進行了閉路流程試驗，試驗流程見圖7，試驗結果見表3。

圖7 浮磷閉路試驗流程

表3 浮磷閉路試驗結果 %

從表3可以看出，采用圖7所示的閉路流程處理該礦石，可以獲得P2O5品位為34.19%、回收率為95.24%的磷精礦;浮磷尾礦 P2O5品位為0.12%，鐵品位為15.05%，鐵回收率為99.89%。浮選尾礦較低的磷品位為獲得低磷鐵精礦創(chuàng)造了條件。

2.2 弱磁粗選磁場強度試驗

弱磁選鐵試驗的給礦為閉路選磷試驗的尾礦，試驗設備為50 mm磁選管，弱磁粗選磁場強度試驗采用1次弱磁選流程，試驗結果見表4。

表4 弱磁粗選磁場強度試驗鐵粗精礦指標

從表4可以看出，提高弱磁粗選作業(yè)磁場強度，鐵粗精礦鐵品位小幅下降、鐵回收率小幅上升。綜合考慮，確定弱磁粗選作業(yè)的磁場強度為119.43 kA/m。

2.3 全流程試驗

在上述試驗基礎上進行了圖8所示的全流程試驗，試驗結果見表5。

圖8 全流程試驗流程

表5 全流程試驗結果 %

從表5可以看出，該礦石采用圖8所示的流程處理，可以獲得P2O5品位為34.19%、含鐵0.23%、P2O5回收率為95.24%的磷精礦，以及鐵品位為64.31%、P2O5含量0.11%、全鐵回收率48.86%、磁性鐵回收率97.88%的鐵精礦。

3 結語

(1)河北某低品位磷鐵礦石出露地表、風化程度較高、開采與碎磨成本較低，具有一定的開發(fā)利用價值。

(2)礦石為含磷鐵黑云母輝石巖，有用礦物為磷灰石和磁鐵礦;脈石礦物主要有輝石和黑云母等，其他礦物含量較少。磷灰石自形程度較高，在礦石中呈均勻、無定向的浸染狀分布;磁鐵礦多數(shù)呈均勻、無定向浸染狀分布，局部填隙于早結晶的輝石粒間，輝石顆粒中包含磷灰石顆粒，或粒間分布有磷灰石，和輝石、黑云母連生。

(3)采用1粗3精1掃、中礦順序返回流程優(yōu)先選磷，選磷尾礦1粗1精弱磁選選鐵，可以獲得P2O5品位為34.19%、含鐵0.23%、P2O5回收率為95.24%的磷精礦，以及鐵品位為64.31%、P2O5含量0.11%、全鐵回收率48.86%、磁性鐵回收率97.88%的鐵精礦。

［1］ 楊麗珍.我國北方低品位磷礦資源及開發(fā)利用［J］.中國地質，2007(2):315-323.

［2］ 楊麗珍，王竹生.新型捕收劑用于礬山磷礦的選礦試驗研究［J］.化工礦山技術，1993(2):32-33.