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磷灰石的浮选试验研究
摘要：
根据磷灰石出现的状态和属性的分析，通过反浮选工艺进行了研究GZ1捕收剂用量，用量调节，样本集中于指标矿浆浓度和粒径分布的影响分析。稀土氧化（REO）的品位和精矿也进行了分析工作。回收率双反浮选技术应用于选磷灰石矿。根据GZ1综合最佳单因素条件GZ1捕收剂 0.9kg/t，磷酸调节剂14 kg/t，矿浆浓度为35wt.%，对minus;74mu;M的颗粒质量分数85 wt.%、浮选11 min和pH5.5浮选条件下，精矿品位从14.64 wt. P2O5品位增加到26.82wt%，回收率72.09wt%，而稀土品位提高0.08wt%的原矿石中的0.175wt%的精矿，和回收率为86.08wt%。
Keywords: 钙质硅质磷矿,REO,反浮选, 赋存状态。
1.绪论
磷酸盐矿石是至关重要的不可再生的资源，并在农业肥料和和磷化工作为基本组分（Mohammadkhani等，2011）。在贵州织金磷电基岩是含有大量的复合矿石depositwith磷矿稀土元素。探索磷矿储量1.33十亿吨，约占一半贵州的磷矿总矿石储量。同时，稀土氧化量（REO）为1.45万吨。钙质–硅质磷矿在织金新华在探索P2O5和中国稀土的储备占有重要的地位(Zhang et al.,2003;Zhang et al.,2006;Zhang et al.,2007; Zhang amp; Zhang, 2008)。因为稀土特殊的电子结构是光、电、磁的基础，合理的P2O5萃取和其他有价值的综合利用元素同样重要。此外，世界各地的许多研究人员希望在各方面取得突破突破性进展新的属性，功能，材料和稀土元素的优良性能设备。
贵州省磷矿资源十分丰富。因为类似的理化主要成分的表面特征，碳酸盐和磷酸盐，钙质–硅质型磷矿是非常困难由浮选浓缩。在过去的几十年中，从磷酸盐中分离碳酸盐浮选是普遍使用的。从磷酸盐矿石中分离碳酸盐，这些研究主要集中在改性的技术，控制矿浆环境，和寻找新的试剂。
因为碳酸盐岩和碳酸盐岩的难分离，钙质–硅质磷矿尚未合理开发。钙质–硅质磷矿加工仍然是一个连续的工业世界的挑战(Al-Fariss et al.,2013; Boulos et al., 2014).碳酸盐矿物的存在影响磷酸盐和二氧化硅的浮选，特别是方解石(Guo et al.,2011)。虽然这一过程也许已经在商业上得到规模性实施。但最佳策略实现有很多差异的选择性，这归因于表面上的相似性磷酸盐和碳酸盐矿物的性质(Abdel-Khalek, 2000)。钙质–硅质磷矿不仅受磷的溶液化学的影响，还受溶解的Ca2 、Mg2 与其它盐类矿物的系统的影响(Amankonah amp; Sumasundaran, 1985)。
根据上面的讨论，钙质硅质的磷矿石捕收剂应表现出良好的选择性和能力强收集。为了提高品位和P2O5的回收率，GZ1混合捕收剂的开发考虑白云石和磷灰石表面属性。提高P2O5品位和回收率，GZ1混合应考虑白云石和磷灰石表面的捕收剂的开发性能。此外，开发的关键制约因素钙质–硅质磷矿是曹赋存状态和二氧化硫的矿物质和分离过程(Lu, 2006; Jin et al.,2011; Abouzeid et al., 2009; Tian et al., 2011)。因此，了解磷的存在形式、磷矿石中CaO和SiO2，独立矿物或同构是非常重要的。通过分析在工作状态中P2O5、CaO和SO2，对硅质磷矿石浮选分离进行了研究。
2.材料和方法
2.1.样品成分分析
样品为淡蓝色钙质硅质磷矿石生物质白云石和粒状结构。X射线衍射分析结果图1。磷酸盐矿物主要有磷灰石和小微晶磷灰石。伴生矿物具有白云石、石英、方解石等样品。成分分析结果在表1、2。表1列出，P2O5品位为14.64wt.%，Sigma;REO品位为0.08wt.%和CaO、SiO2、MgO品位，Al2O3和Fe2O3为46.46wt.%，10.32wt.%，7.86wt.%，0.62wt.%，0.86wt.%，分别。因此，品位和回收磷应考虑分离技术磷矿石的ICP-MS分析-如表2所示，该级La2O3、CeO2和Nd2O3分别是236times;10minus;6，138.17times;10minus;6， 178.73times;10minus;6。其他单独REO品位低于81.93times;10minus;6。
图1.钙质–硅质磷块岩矿石的XRD图
2.2.样品筛析
原矿破碎到2毫米minus;研磨在xmq-240times;90锥形球磨机。然后在套管中进行了筛析屏幕。结果被列为表3。样品的颗粒尺寸被划分到五个等级。从表3可以看出，比例minus;75mu;M - 44mu;m为4.62wt.%，而Sigma;REO和P2O5品0.088wt.%和16.86wt.%，分别。44米的minus;mu;比粒度为10.95wt.%，而Sigma;REO和P2O5品0.074wt.%和16.53wt.%，分别。的Sigma;REO和P2O5品minus;75mu;M– 44mu;M级为0.079wt.%，和14.21wt.%的–14.73wt.%，分别用P2O5品位综合考虑，Sigma;RE磷酸盐矿物的分级及其分布在minus;75mu;M– 44mu;mgrade是最好的，所以最佳的磨矿细80wt.%的minus;75mu;M– 44mu;M，这是用在单因实验。
2.3.钙质–硅质磷矿分离
双反浮选工艺图如图2所示，这是适用于单独的磷酸盐在研究碳酸盐脉石。
由矿物颗粒和水组成的矿浆与适当的捕收剂。然后将矿浆灌入浮选槽中用收集器搅拌。这会导致疏水性差异的增加疏水性矿物与亲水矿物。因此，矿物含P2O5留在矿浆等脉石矿物附着气泡浮到矿浆表面，使分离含脉石矿物磷矿物的价值。
图2.钙质–硅质磷矿反浮选技术的两阶段
2.4.浮选药剂
浮选药剂见表4。反浮选钙质–硅质磷矿捕收剂应具有以下特点。一方面，它对碳酸盐具有良好的收集效果，和高级脂肪酸皂具有的功能，另一方面，钙质–硅质磷矿捕收剂应含有配位氧氮因为P2O5不硬碱氧反应电子，以及氮。这是一个商业混合捕收剂GZ1，它的主要成分是90wt.%的高级脂肪酸皂（石蜡切片肥皂）和10 wt.%的表面活性剂。基于上述的磷灰石和白云石性质的机理和表面，GZ1混合捕收剂是捕收剂。GZ1捕收剂能选择性地作用在白云石表面，增加白云石颗粒表面疏水性，并具有发泡能力，实现白云石的分离磷灰石。此外，GZ1混合捕收剂也是起泡剂。强劲氢键的磷酸根离子和水分子之间形成周围使用磷酸盐矿石颗粒时H3PO4，并生成可溶性磷酸氢钙，它可以提高磷酸盐矿的亲水性粒子，因此H3PO4是选择抑制剂和pH调节剂。
表1样品成分分析结果（wt%）。
表2稀土ICP-MS分析（times;10minus;6）。
表3样品的筛析结果（wt%）。
表4浮选药剂的组成。
3结果与讨论
3.1集热影响
浮选工艺条件为：捕收剂用量为0.8kg/t，0.9kg/t，1kg/t和1.1kg/t，分别磷酸调节剂量为16kg/t，矿浆浓度为30wt.%，浮选时间11min、浮选pH值为5.5(Jin et al., 2011; Abouzeid et al., 2009)。
结果如图3所示，当在0.8 kg/t GZ1捕收剂用量的增加到1.1 kg/t，P2O5品位提高到第一25.1wt.%，然后逐渐减小到22.61 wt.%。P2O5的回收率增加至最大的65.67 wt.%作为GZ1捕收剂用量值为0.9 kg/t，然后下降与捕收剂剂量的上升。因此，根据P2O5指标最佳GZ1捕收剂用量为0.9 kg/t。REO品位和回收率逐渐随着捕收剂用量为1L这是不到0.9kg/t，并逐渐减少与增加GZ1捕收剂用量。
由于GZ1捕收剂用量小于0.9 kg/t，白云岩能很好地吸附在捕收剂和坚持气泡，白云石吸附当GZ1捕收剂用量为0.9 kg/t泡沫达到最大值。当GZ1捕收剂用量高于0.9 kg/t，过度泡泡启用浮动白云石的上升，以及少量磷酸盐矿物，这导致P2O5回收率的下降。气-液界面上的表面活性剂分子的存在可以防止气泡的聚结和液体在气泡膜流动。此外，在白云石表面均匀的表面活性剂吸附捕收剂可以消除可溶性离子对捕收剂的有害影响，加强浮选结果。
图3.1捕收剂用量对磷和稀土的精矿指标的影响。
图4.调节剂用量对精矿P2O5和REO指标的影响。
3.2调节剂量的影响
在反浮选实验中，捕收剂主要是用于加强对有用矿物的选择性，提高了捕收效果和矿物表面的影响。竞争吸附和相互排斥的调节器和捕收剂也采取放置在矿物表面上，调节剂是否会妨碍吸收对矿物表面的捕收剂，并进一步导致解离从矿物表面的集电极直接决定浮选精矿指标。磷酸（H3PO4）是用作捕收剂在工作中，也对磷酸的影响相反浮选精矿指标如下。
两阶段反浮选实验的条件下进行13kg/t，14kg/t，15 kg/t和16 kg/t磷酸用量，分别为0.9千克/吨捕收剂剂量，为30％（重量）的矿浆密度，浮选的11分钟和浮选pH为5.5的时间。该浮选分离结果被列在图4中。
如图4所示，作为调节剂量的增加，既P2O5和REO品位先增大后减小。作为磷酸剂量增大到最大值16 kg/t，P2O5等级为23.74wt.％和REO品位0.149wt％。此外，无论是P2O5和REO回收率也先增加，然后下降。P2O5和REO的回收率达到的65.67wt.％和81.08wt.％。当磷酸用量为14公斤/吨。显然，用磷酸酸用量的增加，P2O5和REO品位的变化趋势是一致的。
由于磷酸的用量不到14kg/t，根据常识磷酸解离为H 和HPO4-在室温温度，强氢键形成之间的磷酸盐磷酸盐矿粒周围的离子和水分子磷酸钙离子对磷酸钙的物理和化学吸收矿石颗粒表面增强了磷酸盐的亲水性矿石颗粒。此外，二氧化碳气泡被释放的碳酸盐在酸介质表面，可防止氢的形成对矿物表面键和抑制浮起有用矿物。此外，气泡和煤矸石之间的粘结力的增加是有益的浮选。
当磷酸的用量超过14kg/t，少量的吸附在煤矸石颗粒表面的磷酸盐。磷酸盐的用量可以帮助形成亲水膜或胶体颗粒上的煤矸石颗粒表面，这使得捕收剂煤矸石颗粒表面解吸或阻碍捕收剂的吸附。因此，浮选精矿的各项指标逐渐降低磷酸盐的用量为14kg/t。
3.3.矿浆密度影响
矿浆浓度的实验结果图5。捕收剂和调节剂量为0.9kg/t和14kg/t，分别浮选11分钟的时间和浮选的pH值为5.5。反向浓缩指数浮选研究矿浆密度为25 wt.%，30 wt.%，35 wt.%和40 wt.%，分别如图5所示，当矿浆浓度低于35wt.%时，在精矿P2O5和REO回收率和品位逐渐随它升起。然而，当矿浆浓度超过35wt.%，继续增加，品位和回收率的P2O5和REO逐渐减少。这个主要原因是矿浆浓度的增加对试剂体积浓度。它随着矿浆的增加而增加密度为固定单位试剂剂量，导致过多的试剂投加量，不利于浮选。此外，增加矿浆密度可以降低矿浆膨胀，影响气泡矿浆中的一代直接影响浮选指标。当矿浆密度增大到一定值后，P2O5回收率和品位和REO精矿会减少基于以上原因。
图3.捕收剂用量对磷和稀土的精矿指标的影响。
图5。矿浆浓度对精矿P2O5和REO指标的影响。
图6.颗粒大小对精矿P2O5和REO指标的影响
3.4粒径影响
粒度对矿物分离有重要影响。矿物分离不是理想的
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