廖雪華

（貴港市建設投資發(fā)展有限公司，廣西 貴港 537100）

助磨劑對磷礦石磨礦的影響研究

廖雪華

（貴港市建設投資發(fā)展有限公司，廣西 貴港 537100）

在普通過磷酸鈣生產(chǎn)磨礦前端使用助磨劑，試圖提高磨礦效率，降低能耗。試驗表明使用礦石助磨劑能降低礦漿水分，降低礦漿粘度，改善礦漿流動性。此外，因為其減水、助磨的作用，提高了礦漿細度，使鮮肥水分降低、轉(zhuǎn)化率提高，實現(xiàn)了節(jié)能降耗。

磷礦石；助磨劑；減水；助磨

礦石破碎、磨礦工藝是一個高耗能、高成本的加工過程。據(jù)報道，用于磨礦作業(yè)的能耗占世界總能耗的5%左右，而用于礦石加工過程的破碎與磨礦作業(yè)的能耗又占這一總能耗的60%。磷礦磨礦大多采用濕磨，為了保證礦漿的流動性和易輸送性，一般情況下礦漿水份占 30%～40%。當磷礦石風化嚴重，或是含雜質(zhì)含泥量多的情況下，含硅、鎂多的磷礦石更加難磨，磨礦濃度將更低，這就意味著磨礦效率更低，磨礦成本升高［1，2］。

廣西西江化工有限責任公司是廣西最大的過磷酸鈣磷肥產(chǎn)銷企業(yè)，每年產(chǎn)銷量穩(wěn)定在25萬噸以上。由于使用的磷礦石來源不同，特性有所差異，在磨礦工段經(jīng)常發(fā)現(xiàn)礦漿泥化現(xiàn)象嚴重，為保證礦漿流動性，在球磨過程中被迫添加更多的水分，這又衍生了鮮肥水分居高不下、肥料熟化期延長、產(chǎn)品結(jié)塊等問題。為了解決此問題，本文嘗試添加磷礦石助磨劑的策略，將助磨劑直接加入到磷礦石中，考察對磨礦效果的影響，以便減少磨礦加水量、提高礦漿流動性，保證后續(xù)產(chǎn)品水分合格，同時在礦石助磨，節(jié)能降耗，提高產(chǎn)量方面做一些探索。

1 實驗方法

1.1 磷礦石助磨劑種類

使用富邦磷礦石助磨劑，由湖北富邦科技股份有限公司開發(fā)，分別為液體助磨劑A，粉體助磨劑B，粉體助磨劑C。助磨劑A、B、C主要含助劑焦糖色素、陰離子分散劑聚丙烯酸鹽、螯合劑富里酸等，助磨劑A、B、C各組分含量不同。

1.2 試驗礦種

生產(chǎn)14%肥（生產(chǎn)含14%有效磷的普通過磷酸鈣（簡稱14%肥），使用云南礦+貴州礦，控制混合礦全磷在26%～28%；生產(chǎn)12%肥，使用云南礦+本地礦，控制混合礦全磷在22.5%～24.5%。其中，云南礦：全磷（P2O5）≥26%，CO2≤8%，MgO≤4.5%，H2O≤8%；貴州礦：全磷（P2O5）≥28%，CO2≤12%，MgO≤4%，H2O≤8%；本地礦全磷（P2O5）≥12%。

1.3 試驗方案

本試驗在廣西西江化工有限責任公司化肥廠3#球磨機上進行，控制磨機進礦量穩(wěn)定在12t干礦/h，助磨劑直接從球磨機入口添加，且計量。球磨機分別加純清水和清水加氟水試驗。富邦三種助磨劑分別在主要配礦上進行實驗，觀察在球磨機分別加純清水和清水加氟水試驗時，在磨機出漿正常，泥漿泵輸送正常，保證礦漿流動性的基礎(chǔ)上，試驗清水最大的減少量，以及相對應的礦漿水分、礦漿細度等數(shù)據(jù)，并跟蹤鮮肥的水分、轉(zhuǎn)化率等數(shù)據(jù)。氟水是過磷酸鈣生產(chǎn)產(chǎn)生的污水，加氟水目的是循環(huán)利用污水，探討加氟水時助磨劑對磷礦磨礦有何影響，減小排污處理量，減小排污量。

實驗1：生產(chǎn)14%肥，云南礦：貴州礦=5：3，全清水磨礦試驗，使用液體助磨劑A。

實驗2：生產(chǎn)14%肥，云南礦：貴州礦=5：3，清水+氟水磨礦試驗，分別使用粉體助磨劑B，分體助磨劑C。

實驗3：生產(chǎn)14%肥，云南礦：貴州礦=5：3，全清水磨礦試驗，分別使用液體助磨劑A，粉體助磨劑B，粉體助磨劑C。

實驗 4：生產(chǎn)12%肥，云南礦：本地礦=4：1，清水+氟水磨礦試驗，分別使用液體助磨劑A，粉體助磨劑B。

2 結(jié)果與分析

表1為不同實驗方案的球磨機出口礦漿的特性參數(shù)； 表2為不同方案生產(chǎn)的鮮肥產(chǎn)品的特性數(shù)據(jù)；表3、表4數(shù)據(jù)為采用助磨劑和沒有采用助磨劑生產(chǎn)的鮮肥產(chǎn)品的特性對比。

表1 球磨機出口礦漿數(shù)據(jù)

表2 試驗生產(chǎn)的鮮肥數(shù)據(jù)

表3 試驗生產(chǎn)及同期非試驗生產(chǎn)的鮮肥水份對比表

表4 試驗生產(chǎn)及同期非試驗生產(chǎn)的鮮肥轉(zhuǎn)化率對比表

實驗1：在生產(chǎn)14%肥，云南礦：貴州礦=5：3的礦種上，全清水磨礦試驗，液體助磨劑在用量1公斤/噸成品肥情況下，減水效果明顯，礦漿水份可減至25.7%，球磨機出漿正常，泥漿泵輸送正常。同時從礦漿流動性可以看出，加入助磨劑，在減少礦水量的前提下，礦漿粘度降低，磨礦礦漿濃度提高，礦漿流動性得到改善，磨礦細度不僅沒有降低反而有所提升，由此可以說明富邦液體助磨劑同時具有一定助磨效果。

實驗2：在生產(chǎn)14%肥，云南礦：貴州礦=5：3的礦種上，清水+氟水磨礦試驗粉體助磨劑 B、C，粉體助磨劑在用量1公斤/噸成品肥情況下，同樣減水效果明顯，礦漿粘度降低，礦漿流動性很好，磨礦礦漿濃度得到提高，球磨機出漿正常，泥漿泵輸送正常。在同樣條件下助磨劑B的減水助磨作用優(yōu)于粉體助磨劑C。

實驗3：在生產(chǎn)14%肥，云南礦：貴州礦=5：3的礦種上，全清水磨礦試驗，粉體助磨劑B的減水助磨作用優(yōu)于粉體助磨劑C。液體助磨劑A效果最好，減水效果明顯，礦漿可減水（3～5）%，礦漿水分可減至25.6%，球磨機出漿正常，泥漿泵輸送正常。粉體助磨劑B用量稍增加的情況下，減水效果提升，礦漿水分可減至24.4%，球磨機出漿正常，泥漿泵輸送正常。

實驗4：在生產(chǎn)12%肥，云南礦：本地礦=4：1的礦種上，清水+氟水磨礦試驗，液體助磨劑 A效果以及粉體助磨劑 B用量在1.4公斤/每噸成品肥時減水效果較好，礦漿水分可減至27%。

試驗表明在14%肥礦種上，液體助磨劑A及粉體助磨劑B用量均在1公斤/噸成品肥情況下，在12%肥礦種上，液體助磨劑A及粉體助磨劑B用量在1.4公斤/噸成品肥的情況下，在保證礦漿流動性的前提下，該助磨劑具有以下效果：14%肥礦漿水分可降至（24～25）%，12%肥礦漿水分可降至27%，同比沒有添加助磨劑的礦漿水平均降低（3～5）%；在降低礦漿水分的前提下，磨礦濃度增加的情況下，礦漿細度保持（94～98）%，與未添加助劑時相比，礦漿細度有一定程度提高；同比沒有添加助磨劑的鮮肥水分，14%鮮肥水分降至15.8%，降低2.01%，12%鮮肥水分降至15.37%，降低3%；沒有添加助磨劑的鮮肥轉(zhuǎn)化率為 90.86%，生產(chǎn)約耗礦全磷（P2O5）154kg/噸肥，而14%鮮肥使用助磨劑轉(zhuǎn)化率均在95.26%，生產(chǎn)約耗礦全磷（P2O5）145kg/噸肥，同比沒有添加助磨劑的鮮肥轉(zhuǎn)化率提升4.4%，耗磷降低9 kg/噸肥。按當前磷礦進價，每kg磷價值2.4元，故每噸14%肥耗磷降低21.6元。試驗同時顯示使用助磨劑的3#球磨機配套的電機（使用電壓6KV）在進料負荷維持12t干礦/h不變的情況下，運行電流由29～30A下降至27～28A，平均下降2A電流，每小時節(jié)約12KWH。按每噸14%肥耗礦0.58噸干礦計，折算得每噸14%肥磨礦成本電耗減小0.58度，價值0.3元。液體助磨劑A當前售價8000元/噸，每噸成品肥加入1kg液體助磨劑，僅需8元/噸肥。由上數(shù)據(jù)分析可知，助磨劑對磷礦磨礦起到減水、助磨、節(jié)能降耗的作用。

試驗分別加純清水和清水加氟水試驗。試驗表明兩種情況助磨劑對磷礦磨礦均起到減水、助磨、節(jié)能降耗的作用，且效果都不錯。這也為使用助磨劑時氟水的循環(huán)利用提供依據(jù)，是氟水減排的理想途徑。

磷礦磨礦是磷礦加工的必要工序，采用機械方法使磷礦細化，是粒度變化和機械力化學變化的過程，磷礦在鋼球介質(zhì)等發(fā)生碰撞而粉碎，顆粒內(nèi)部電價鍵被切斷，從而形成電荷單元，產(chǎn)生靜電，細小顆粒間容易重新凝聚成團或吸附在介質(zhì)表面，出現(xiàn)粉磨或包球糊磨現(xiàn)象。此外隨著我國磷資源的不斷開采，出現(xiàn)品位不降、資源匱乏的現(xiàn)象，許多涉磷企業(yè)為了實施資源綜合利用，降低生產(chǎn)成本，開始使用貧礦、風化礦等低品位礦。由于這些礦或含雜質(zhì)多或含泥量多或含硅、鎂多，更多難磨，磨礦濃度將更低，這就意味著磨礦效率更低，磨礦成本升高，也意味著會衍生了鮮肥水分居高不下、肥料熟化期延長、產(chǎn)品結(jié)塊等問題。磷礦助磨劑就能改善或克服這些現(xiàn)象或問題。磷礦助磨劑含助劑焦糖色素、陰離子分散劑聚丙烯酸鹽、螯合劑富里酸等，具有較強的表面活性和分散性能。在磨礦時這些助劑、陰離子分散劑可以改變礦石表面的物理化學特性，降低礦石界面能，使顆粒間距變大，從而使礦漿中的懸浮體分散，避免凝聚和礦泥罩蓋現(xiàn)象的發(fā)生，增大空間排斥能的同時，也可以減小顆粒間的摩擦力，促進了顆粒之間的分散，提高磨礦濃度，增加球磨進礦量，提高磨礦效率。所含螯合劑可以與礦石中的鈣，鎂等金屬離子螯合在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，削弱鈣鎂金屬離子對礦漿的泥化影響（1）。從而顯著提高磨礦效率，改善料漿流動性，節(jié)能降耗。該助磨劑直接添加到球磨機前段，操作簡單，可以提高磨礦效率，降低磨礦成本，具備以下優(yōu)點：第一，提高礦漿細度，在增加原礦給礦量的前提下，能保證原有磨礦細度，或進一步提高礦漿細度，提高磨礦效率，增加磨礦產(chǎn)能。第二，如前文所言能降低球磨工段能耗，在單位時間內(nèi)磨礦產(chǎn)能的提高，意味著每噸原礦的在磨礦時的能耗降低。第三，保證礦漿具有較好的流動性與易輸送性，利于后續(xù)工段操作，減小設備故障，減小設備維修維護時間，可提高設備開機率，達到增產(chǎn)的目的。第四，所得礦漿水分降低，節(jié)省后續(xù)工段礦漿輸送、濃縮的能耗，也避免了鮮肥水分居高不下、肥料熟化期延長、產(chǎn)品結(jié)塊、倉容緊張等問題。第五，減小單位礦石磨礦用水量以及磨礦產(chǎn)生廢水的處理費用（1）。第六，由于提高了礦漿細度，增加了磷礦顆粒的比表面，磷礦與硫酸反應更徹底，磷轉(zhuǎn)化率得以提高，降低了噸肥磷消耗，實現(xiàn)了節(jié)能降耗。第七，由于助磨劑的助磨作用，貧礦、風化礦等低品位礦能大量添加混用，實現(xiàn)了資源綜合利用，節(jié)約了社會資源。

3 結(jié)論

在不增加任何設備投入的前提下，在磨礦前端使用助磨劑，操作簡單，能降低礦漿水分，降低礦漿粘度，改善礦漿流動性。此外，因為其減水、助磨的作用，對后續(xù)工藝有非常積極的影響 ，如：提高礦漿細度，縮短熟化期，提高轉(zhuǎn)化率，防止肥料結(jié)塊，實現(xiàn)節(jié)能降耗等等。可見，在普通過磷酸鈣生產(chǎn)磨礦前端使用助磨劑，對于提高低品位磷礦的利用率、實現(xiàn)節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量是非常有前途和值得推廣價值的。

［1］ 操素芬，王仁宗.一種用于磷礦石濕磨的高效環(huán)保助磨劑［P］.中國：CN103333664 B，2014-11-12.

［2］ 劉春明，李惠萍，程曉晶.助磨劑的試驗研究［J］.化工礦物與加工，1998，（2）：21-23.

The effect of grinding agent on phosphate rock ore grinding

Grinding agent is employed during the ordinary superphosphate production， trying to improve the grinding efficiency，reducing energy consumption. The results showed that the agent can reduce slurry moisture， reduce the pulp viscosity， improving pulp liquid. In addition， because of the reduced water content and grinding effect， the fineness of pulp was improved， the water content of fresh fat was decreased， the conversion increased， saving energy and reducing consumption.

Phosphate rock； grinding agent； water reducing； grinding

TG73

A

1008-1151（2016）01-0020-03

2015-12-10

廖雪華（1968-），男，廣西貴港人，貴港市建設投資發(fā)展有限公司工程師，從事化工生產(chǎn)設計、管理、產(chǎn)品研發(fā)工作。