[发明专利]从粗选、扫选后的磷尾矿中柱式再选回收有效磷的方法及设备

说明书

本发明涉及一种从粗选、扫选后的磷尾矿中柱式再选回收有效磷的方法及设备。首先将粗选、扫选所得磷尾矿输送到调浆槽，配制成一定固含量的矿浆，再与捕收剂、磷酸等混合并调节矿浆的pH值，接着将矿浆、喷淋清净水、气泡分别从浮选柱的中上部、上部、底部送入浮选柱内进行反浮选，从柱底流出再选富磷精矿从柱顶流出再选尾矿。实验发现P₂O₅含量为4％‑6％的磷尾矿经柱式一段反浮选后，能够得到P₂O₅含量高达23.0％‑26.0％的再选磷精矿，该磷精矿可直接返回到浮选机的粗选、扫选作业流程中。本发明实现了磷资源的高效回收，显著提高了磷矿中磷、镁的利用率，降低了磷尾矿的堆存量，实现了良好的工业化价值和社会环境效益。

技术领域

本发明涉及磷尾矿固废治理及浮选技术领域，具体涉及一种从粗选、扫选后的磷尾矿中柱式再选回收有效磷的方法及设备。

背景技术

我国绝大部分磷矿的平均品位较低(不足17％)，必须通过选矿提高品位后才能进一步用于生产磷酸。在选矿过程中，除了获得磷精矿外还会产生大量磷尾矿，这些磷尾矿品位太低，其中P₂O₅含量通常在4％-6％。对于磷尾矿目前还没有简单有效的利用方法，一般是直接弃用并露天堆存。这种处置方式不但造成了磷尾矿中大量磷、镁等有用元素的流失浪费，而且对生态环境也造成了很大的影响。从磷尾矿中回收磷元素，不仅能解决堆放产生的土地占用和环境污染问题，还能产生较高的经济效益，降低磷矿的消耗速度，有助于磷矿资源的可持续开发利用。

目前从磷尾矿中回收磷元素的方法主要包括煅烧法、化学浸出法和再浮选法。煅烧法需要在高温下操作且流程长、能耗高、效率低；酸浸法需要使用大量化学试剂，极大的增加了环境污染风险和处理成本，明显得不偿失；相比之下，再浮选法工艺简单且主要为物理过程，更有市场前景。然而传统槽式浮选工艺和设备普遍存在泡沫层薄(仅20-30cm)、机械挟带严重、药剂消耗量大、能耗高以及占地面积大等缺点，如果用于P₂O₅含量为4％-6％的磷尾矿浮选回收，那么经济效益显然不足、得不偿失。因此迫切需要开发一套新的针对磷尾矿的高效浮选工艺和设备，在提高磷回收率的同时降低浮选的投资和生产成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有磷尾矿处置方式方法存在的上述种种问题，提供一种从粗选、扫选后的磷尾矿中柱式再选回收有效磷的方法，该方法主要包括以下步骤：(a)将经浮选机粗选、扫选后的磷尾矿配制成一定固含量的矿浆；(b)向步骤(a)所述矿浆中加入浮选剂并调节pH值；(c)将步骤(b)得到的矿浆输送至浮选柱中进行反浮选，分别得到再选富磷精矿和再选尾矿，其中再选富磷精矿作为原料直接回到浮选机的粗选-扫选系统中，再选尾矿进一步加工回收镁。

进一步的，步骤(a)所述磷尾矿中P₂O₅、MgO的含量分别为4％-6％、12％-15％，磷尾矿粒度控制在-200目大于70％，配制得到的矿浆固含量为30％-40％。

进一步的，步骤(b)中加入的浮选剂具体为脂肪酸皂类浮选捕收剂，包括含羟基、羧基的多官能团脂肪酸，如月桂酸、豆蔻酸、油酸等。浮选剂使用时加水配制成质量分数为2％-5％的水溶液，浮选剂用量为0.2-0.6kg/t精矿。

进一步的，步骤(b)中向矿浆中加入质量分数为15％-30％的磷酸水溶液或硫酸水溶液进行调浆，优选为磷酸；制得的矿浆pH值控制在4.0-5.0范围之内，优选pH值为4.8。加入的磷酸或硫酸兼具抑制含磷矿物成分上浮以及调控矿浆pH值的双重作用。

进一步的，步骤(c)中矿浆过滤后从浮选柱中上部进入柱内，以距离泡沫相界面下方30cm处为最优注入位置。柱内距柱底约35cm处的矿浆被变频循环矿浆泵循环抽送并吸入空气后形成向上运动的气泡，清净水从距柱顶约25cm处的位置经喷淋环管向下喷出。经此反浮选得到的再选富磷精矿从柱底排出，再选尾矿从柱顶随泡沫层逸出。