一种含磷矿重选尾矿的磷矿球团及其制备方法与流程

本发明属于磷尾矿资源化利用，具体涉及一种含磷矿重选尾矿的磷矿球团及其制备方法。

背景技术：

1、重选是指利用矿物比重的不同及其在介质中具有不同的沉降速度来进行分选的方法，其可以将高品位的矿石与低品位的矿石分开，从而提高矿石的品味，但是经过重选后的重选尾矿中不仅含有可再选的金属矿和非金属矿等有用组分，而且就是不可再选的最终尾矿也有不少用途，因此直接将尾矿废弃会造成大量矿产资源的严重浪费，同时废弃的尾矿堆存需要占用大量的土地，还容易造成环境污染、水土流失、植被破坏，且大量堆存的尾矿易流动和塌漏，在雨季极易因袭塌陷和滑坡，造成严重的安全隐患。因此对尾矿进行资源化利用是目前常用的手段之一。而磷矿经过浮选、螺旋溜槽重选后产生的磷矿重选尾矿，其p2o5含量只有22％左右，属于中低品味的磷矿石，且粒度小于74μm的占比高达89％，因此常规的选矿方法不能有效回收其中的磷矿资源，仍然会造成大量磷资源的浪费。

2、为了提高磷矿资源的利用率和经济效益，目前一般采用将磷矿粉制备磷矿球团用以生产黄磷，如cn102602900a公开了一种磷矿粉消化碳化成球的方法，其将磷矿粉和生石灰粉混合均匀后加水进行消化反应，然后加入焦炭粉混合压制、碳化得到具有较高的冷热态强度及良好矿压强度的球团，可以作为电炉法制磷的原料，且具有良好的经济和环境效益。cn104925773a公开了利用泥磷渣和磷矿粉生产黄磷的方法，将泥磷渣、磷矿粉和粘结剂，经压制、干燥、固结可以直接送入黄林电炉中制备黄磷，实现了对泥磷渣和磷矿粉的综合利用。cn116216669a公开了一种磷尾矿粉富集复配成球的方法，其将重选旋流分离出的低品位磷尾矿与硅石粉、煤粉或焦炭粉混合，加入湿法磷酸净化磷酸生产中的副产的萃余酸或萃余酸渣作为粘接剂，用水调节浓度后经压制、干燥得到磷矿球团，制备得到了入炉品味为1-8％的高强度球团，且在高温下无龟裂、co2量少，能够降低黄磷生产能耗的同时实现磷资源的综合利用。

3、但是上述技术中在制备磷矿球团的过程中均加入了多种其他物质和粘结剂，造成制备得到的磷矿球团中化学成分复杂，磷品味较低，同时制备过程较为复杂繁琐，因此在后续处理和应用中存在较多不确定因素，给生产利用带来负面影响。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供含磷矿重选尾矿的磷矿球团及其制备方法，在磷矿重选尾矿中引入无机粘结剂和有机粘结剂，通过圆盘造粒、干燥和焙烧制备得到磷矿球团，其中有机粘结剂为羧甲基纤维素钠，需要配制成水溶液后再圆盘造粒时通过喷洒的方式加入磷矿球团中。制备过程中生球团的落下强度可以达到7-12次/球，抗压强度达到60-80n/球，干燥后的干球团的抗压强度可以达到160-260n/球，符合黄磷生产的要求，同时实现了磷矿重选尾矿的资源化利用，避免了矿产资源的浪费，降低了对环境的污染。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种含磷矿重选尾矿的磷矿球团，所述磷矿球团由磷矿重选尾矿、球团粘结剂和有机溶液组成，其中磷矿重选尾矿和球团粘结剂的质量比为100：1-4，有机溶液的用量为原料重量的10-15％。

3、优选的，所述的球团粘结剂为无机粘结剂，具体为氧化钙、硅酸钠和膨润土中的一种或多种。

4、优选的，所述有机溶液为质量分数为0.5-1％的羧甲基纤维素钠溶液。

5、优选的，所述磷矿重选尾矿为磷矿石经浮选、螺旋溜槽后产生的重选尾矿，其细度＜0.074mm的质量百分比为80-90％，磷品位为20％-25％。

6、本发明还提供一种含磷矿重选尾矿的磷矿球团的制备方法，具体包括以下步骤：

7、(1)磷矿石经过浮选、螺旋溜槽重选分选出重选尾矿；

8、(2)配制球团粘结剂：将羧甲基纤维素钠溶于水中得到羧甲基纤维素钠水溶；

9、(3)将步骤(1)得到的重选尾矿与无机粘结剂按比例混合，得到混合料；

10、(4)将混合料进行圆盘造粒，并喷洒步骤(2)中制备得到的羧甲基纤维素钠水溶液，滚动成型制备得到生球团；

11、(5)将生球团在100-120℃下干燥1-4h，得到干球团；

12、(6)将干球团在600-800℃下焙烧2-3h，冷却后得到磷矿球团。

13、优选的，步骤(2)所述的羧甲基纤维素钠在50-60℃下搅拌0.5-1h溶解得到羧基纤维素钠水溶液，其中羧甲基纤维素钠的质量分数0.5％-1％；羧甲基纤维素钠水溶液的用量为混合料质量的10-15％。

14、优选的，步骤(4)所述圆盘造粒的转速为30-40rpm/min，倾角为45-50°；所述生球团的粒径为10-30mm。

15、本发明的有益效果在于：本发明利用磷矿的重选尾矿与粘结剂混合，通过造粒、干燥、焙烧制备得到了磷矿球团，其中造粒后直接得到的生球团离钢板50cm的落下强度可以达到7次/球以上，最高可达12次/球，抗压强度最高可达80n/球；干燥得到的干球团的抗压强度最高可达260n/球，制备得到的磷矿球团强度能够满足后续用于生产黄磷的要求。

16、本发明在磷矿重选尾矿中只加入了无机粘结剂和有机粘结剂羧甲基纤维素钠，且用量均较少，对重选尾矿的磷品位影响较小，减少了其他化学成分的引入，降低了磷矿球团以及焙烧后产生的废弃物在后续的利用、处理上难度，易于掌握。

17、本发明中的磷矿球团的制备方法简单，原料简单易得，且制备得到的磷矿球团能够满足生产黄磷的强度要求，可以广泛推广应用。

技术特征：

1.一种含磷矿重选尾矿的磷矿球团，其特征在于：所述磷矿球团由磷矿重选尾矿、球团粘结剂和有机溶液组成，其中磷矿重选尾矿和球团粘结剂的质量比为100：1-4，有机溶液的用量为原料重量的10-15%。

2.根据权利要求1所述的一种含磷矿重选尾矿的磷矿球团，其特征在于：所述球团粘结剂为无机粘结剂，具体为氧化钙、硅酸钠和膨润土中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种含磷矿重选尾矿的磷矿球团，其特征在于：所述有机溶液为质量分数为0.5-1%的羧甲基纤维素钠溶液。

4.根据权利要求1所述的一种含磷矿重选尾矿的磷矿球团，其特征在于：所述磷矿重选尾矿为磷矿石经浮选、螺旋溜槽后产生的重选尾矿，其细度＜0.074mm的质量百分比为80-90%，磷品位为20%-25%。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的含磷矿重选尾矿的磷矿球团的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的羧甲基纤维素钠在50-60℃下搅拌0.5-1h溶解得到羧基纤维素钠水溶液，其中羧甲基纤维素钠的质量分数0.5%~1%；羧甲基纤维素钠水溶液的用量为混合料质量的10-15%。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述圆盘造粒的转速为30-40rpm/min，倾角为45-50°；所述生球团的粒径为10-30mm。

技术总结
本发明公开了一种含磷矿重选尾矿的磷矿球团及其制备方法，将磷矿重选尾矿与无机粘结剂混合，然后边进行圆盘造粒边通过喷洒的方式加入有机粘结剂，然后通过干燥、焙烧制备得到磷矿球团，制备得到的磷矿生球团落下强度为7‑12次/球，抗压强度为40‑80N/球，磷矿干球团的抗压强度在160‑260N/球，符合后续用于黄磷生产中的强度要求。本发明仅利用无机粘结剂和羧甲基纤维素钠水溶液与磷矿重选尾矿制备得到的磷矿球团，化学成分简单，磷品位高，对磷矿重选尾矿实现了资源化利用，降低了堆存压力和对环境的污染，同时制备方法简单易推广，具有广阔的应用前景。

技术研发人员：袁晨光,刘鑫,彭亚利,李杰元,陈慧,王旭东,李盼武,黄彪林
受保护的技术使用者：湖北兴宏矿业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15