磷石膏反浮选剂脱色工艺探讨

磷石膏反浮选剂脱色工艺探讨

　　磷石膏反浮选脱色工艺探讨

　　一、工艺原理

　　磷石膏反浮选脱色的核心思路是：在碱性矿浆中加入捕收剂，使有机质、含铁矿物、碳质等有色杂质表面疏水化，附着在气泡上浮出矿浆，而洁白的石膏颗粒因亲水性留在槽底，从而实现脱色提白。

　　与正浮选相比，反浮选的优势在于不需要预先脱泥，工艺流程短，对细粒杂质（尤其是碳质）的去除效率更高。

　　二、工艺流程设计

　　典型工艺流程分为五段：

　　第一段：原料预处理。磷石膏经旋流器脱泥，去除大于75微米的粗颗粒和大部分泥质，脱泥后矿浆浓度调至30%至35%。

　　第二段：调浆与加药。在搅拌槽中依次加入石灰调pH至9.5至10.0，加入捕收剂（油酸与煤油复配液），加入起泡剂（甲基异丁基甲醇或2号油），加入抑制剂（淀粉）。搅拌时间3至5分钟，确保药剂充分分散。

　　第三段：粗选反浮选。矿浆进入浮选机，充气搅拌3至4分钟，含杂质泡沫刮出，槽底为脱色后的石膏矿浆。粗选回收率控制在92%至96%。

　　第四段：精选反浮选（可选）。对粗选底流再进行一次反浮选，进一步去除残留有色杂质，精选时间2至3分钟。此段可使白度再提升3至5个单位。

　　第五段：浓缩与脱水。脱色石膏经浓缩机脱水至含水率40%至50%，即可作为建材原料外售。

　　三、关键工艺参数优化

　　参数一：矿浆浓度

　　浓度25%时处理量低但脱色效果好，白度可达85以上。

　　浓度30%至35%是工业最佳区间，兼顾处理量和脱色率，白度稳定在80至85。

　　浓度超过40%时黏度增大，气泡与细粒杂质碰撞概率降低，白度下降5至8个单位。

　　参数二：浮选时间

　　粗选时间3至4分钟为宜。低于2分钟脱色不彻底，白度仅70至75。超过5分钟石膏随泡沫流失增加，损失率从5%升至10%以上。

　　精选时间2至3分钟。此段主要去除残留碳质和铁矿物，时间过长无明显收益。

　　参数三：充气量

　　充气量0.8至1.2立方米每平方米每分钟。气量过小则泡沫量不足，杂质去除不彻底；气量过大则泡沫过于松散，石膏夹带增加。

　　参数四：搅拌强度

　　搅拌转速在浮选机中控制在1200至1500转每分钟。转速过低捕收剂分散不均，转速过高则已吸附的捕收剂被剥离，脱色效果下降。

　　四、分级脱色工艺

　　针对不同杂质特性，采用分段处理可显著提升脱色效果。

　　第一级：有机质去除。pH 10，油酸500克每吨加煤油200克每吨，浮选3分钟。此步去除80%以上的有机质，白度从55提升至72。

　　第二级：铁矿物去除。将第一级底流调pH至6至7，加入十二胺300克每吨，浮选3分钟。此步去除70%以上的残留铁矿物，白度从72提升至80。

　　第三级：碳质去除。将第二级底流调回pH 9.5，加入油酸300克每吨加煤油150克每吨，浮选3分钟。此步去除60%以上的残留碳质，白度从80提升至85以上。

　　三级联合工艺总脱色率可达88%至92%，比单一工艺提高8至12个百分点，是目前最优的工艺路线。

　　五、药剂制度对比

　　工艺方案捕收剂组成总用量脱色率白度石膏损失药剂成本

　　单一油酸油酸600克每吨600克每吨78%至85%78至85 5%至8%5至8元每吨

　　油酸加煤油油酸500加煤油210 710克每吨85%至92%82至88 4%至6%4至6元每吨

　　油酸加煤油加茶皂素油酸500加煤油210加茶皂素30 740克每吨88%至93%85至90 4%至5%4.2至5.5元每吨

　　废弃油脂皂化皂加煤油皂化皂550加煤油240 790克每吨82%至88%80至85 5%至7%2.5至3.5元每吨

　　三级分级工艺分段加药合计约1400克每吨1400克每吨88%至94%85至92 3%至5%6至9元每吨

　　六、工艺中常见问题与对策

　　问题一：冬季脱色效果下降。低温下捕收剂活性降低，脱色率下降10至15个百分点。对策是设置矿浆预热装置，将温度维持在30摄氏度以上，或在冬季将捕收剂用量增加15%至20%。

　　问题二：原料波动导致白度不稳定。不同批次磷石膏杂质含量差异大，固定工艺参数难以适应。对策是在线安装白度检测仪，根据进料白度实时调整捕收剂用量和浮选时间。

　　问题三：废水中残余药剂超标。选矿废水含油酸和煤油，COD偏高。对策是在尾水系统中设置气浮加生物处理联合装置，气浮去除浮油，生物法降解残余有机物，出水COD可控制在100毫克每升以下。

　　问题四：碳质去除不彻底导致白度难破90。碳质是最难去除的杂质。对策是在工艺中增设超声波预处理环节，频率25千赫兹处理3分钟，可使碳质去除率提高10至15个百分点，白度可突破90。