高磷锰矿化学选矿除磷研究.docx

高磷猛矿化学选矿除磷研究丽文采用机械选矿方法对岛磷猛矿进行了强磁选-反浮选、稀酸活化-类Fenton 氧化-反浮选实鲨研究从实验结果町以看出，通过上述机械选矿工艺仅能除公该 高磷怯矿中的部分磷兀素，无法使该钱矿石P/Mn降低至钢铁冶炼要求(P/Mn< 0.003)・因此，本章采用高温氧化焙烧-酸浸方法冋收低磷经矿石，以及采用电场 强化酸浸•除磷-除铁工艺制备电解雀合格液，并进行了电解怯试验5」高温氧化焙烧-酸浸除磷实验5」」实验原理在镂的氧化物中，MnO：和Mn3O4均难溶于酸，因此，考虑首先将高磷铭矿于 高温F氧化焙烧，使症;矿中的飯全部转化为MnCh和Mn3O4的形式，然后用俺酸 浸取，将胶磷矿等物质溶解进入溶液中，以达到回收怯矿的H的MnCO3300〜40g♦ MnO+CO：(5.1)MnO+ 丄()2MnO：4MnO2400 ~7(X)C » 2Mn2O3+O26Mn2<)3800〜1000"C ► 4Mn3O<*O2(5.2)(5.3)(5.4)5.1.2实验流程本实验具体流程力：甘先将簡磷钱矿石原旷破碎至-3mm,用球磨机磨细后过 筛(-200 0 ).然后取：®g矿石T" 400-1000V焙烧3h,取出冷却后，用0.5 mol/L H2SO4浸取lh,用蒸诸水多次洗涤未溶解的矿石，抽滤使固液分离，得到脱磷后 的猛矿石.图5」实验流梓Fig.5J The technique route in this research5.1.3实验结果及vj论本实验采用图5.1中实验流程进行，实验选择于4009、450£、550V, 8009 和1000C下焙烧高磷钱矿，焙烧后的怯矿经0.5mol/LH2SO4^取后，用燕馆水多 次洗涤后］■ 1051C烘干2 h以上，分析烘干后猛矿中的磷链含后,所得数据见衣5.1：表5.1烙烧-檢浸降磷实鲨结果Tab e 5」Reruh of roasting acid leaching eKpcrimcni焙烧温度兀Mn品位p品位Mn冋收率/%p玄除率/%矿石冋收率/%P/Mn40014.039.268.361.50.08245016.50.8244.674.769.00.05055022.10.4863.784.273.50.02280029.30.2293.392.57650.007100030.70」997.093.379.00.006

在400-C, 450'C 和55OP下焙烧-酸浸F怯品位降低，磷链比〉0.02而在80(TC和10009卜-焙烧后 的高磷猛矿猛胡位与民矿相比均有所提高，分别升高了 14.5%和19.9%为焙烧 温度为1000'C时，高硏猛旷中P/Mn低至0.006.璘去除率达到91.4%,而铉的何 收率达到95%以上这说明我们可以通过高温培烧-酸浸的方法有效降低该閒磷铭 矿石中的磷含駅5.2电场强化加酸曼取液除磷实验本实验拟在外加电场作用下|佝，用硫酸浸収高磷怯矿石，将猛矿中的锈以硫 酸链的形式浸出，同圧投加一定駅的软链矿，利用软岳矿的强氧化作用促进高磷 链矿的浸出.然后采用石灰-磷酸林凝聚法时I脱除溶液中的磷，实验考察了两矿比 和外加电场对岛磷铭矿磷、包浸出辜的彩响，以及石灰浆投加固液比、溶液pH值 对脱磷率的彫响5.2.1实验流程图5.3实验流榨Fig.5.3 The technique route in this research5.2.2实验结果及讨论① 电场强化两矿加酸汉取实验结果本实验考察了在有无电场时，原矿以及两矿比（软链矿：岛磷铤矿）为1:10, 1:2 和1:1的实验中错和磷旳浸出怙况。

丈验条件为：用lmd/LH2SO4浸取怯矿，电 流控制在0.1〜O.3A,时间lh,常温下电解,阴阳电极均采用Pb-Ag-Sn-Sb四元合 金.实验结果见衣5.2：衣5.2电场强化酸浸实验结果Tabic: .2 Resull acid leaching cxperimcni in electric fkld两矿质址比有无电场Mn浸出率/%P浸出率/%99.185.1iOiW5ti旷馀矿无98.785.9有9&285.0软锂矿：岛績怯矿=1:10无9&085.3有80.285.4软链矿:朗旳0 ；；1:2无77」84.9有69.392.7软:店;磷5,1：1无65.892.2从农5.2可以看出，无论是否存在外加电场，用lmol几H2SO4浪取岛磷怯矿 时，怯的浸出率可达99%以上，備的浸出率仅为85%左右，这是因为有部分胶磷 矿被牢牢包疵在矿石中因而无法被酸溶出，也给后续酸浸液除磷I：作降低了 •定 难度.然而,出两矿比为1:1时，矿石中磷的浸出率达到90%以上，可能足因为 软饪矿的强氧化作用使得矿石中部分难溶物溶解所致对比不同两矿比实验中有 无电场时的总链没取率结果，町以得出在有外加电场的情况卜空的浸取率较高， 这说明电场有一定的强化作用.② 浸取液除磷实验结果用加入混凝剂的才法脱除水溶液中的磷.是绘简唯且最高效的方法.常便用 能与磷酸盐结合而生成不溶性盐类的诜盐、镁盐、石灰等作为混凝剂，磷酸盐pK、p 见表53.因此，本实检不仅利用猛矿石在浸出过程中溶出的Ca2\ Mg?-和Fe» 除去部分磷.也投加 定虽的石灰乳，在不同pll值F考察它们的除磷效果。

衣5.3嫌戕盐pK*Tabic 5.3 pK® of phosphatePG磺酸盐PK»Mg3(PO4h63.66H2PO4+H =H3PO4pH 产2.125Cai(PO4h30.89HPO4>H=H2PO4pHj-7.20«FePO<17.82po/+h=hpo42-pH 冃 2.00Mg(NH4)PO412.66060402001 2 3 4 51-1:100 2-1:50 3-1:25 4-1:155-1:10图5•乙石灰浆投加同液比对脱磷率和掘损失率的影响Fig.5.4 The influence of d flfereni solid liquid ratio with lime slurry to dephosphorization ratio andloss rate of manganese02025 ao 35 4084020图5・5溶液pH値对脱磷率和猛损欠率的影响Fig.5.5 The influence of d fferent pH value to dephosphorization ratio and loss rale of manganese山图5.4和图5.5可以看出，半石灰浆投加固液比为1:15,溶液pH值为3.0 时，浸出液除磷率可达98.1%,而此时镂的损失率仅为4%.从而町以得到低磷硫酸衽浸取液，该溶液经过•系列除杂工序可制得高浓度的电解怯合格液，投入电 解添加刑即可用于金屈链的生产.③ 除磷浸取液电解金届怯实验恒电流电解铤实验所用的电餅装置是实骗室自行组建的。

材质是有机玻璃， 能容纳1 L电解液，纤继织物隔膜将整个电解槽分成两个一个阴极室和对称的阳极 室，两个阳极室的底旳是联通的.阴极板为不锈钢板，阳极板为Pb-Sn-Ag-Sb四元 合金)，在电解过程中，电解槽置于401Cte温水浴中以保持恒定的电解温度除铁过科要考虑离产不会发生水解的前提卜•进行.本试验采用的除铁方 法是：用：氧化融粉和空气作为氧化剂，把溶液中的Fe"氧化为Fe”，通过加氨水， 使Fe"生成溶解度小、沉淀粒度大的Fe(OH)3,通过抽滤除去.除铁原理见式5.557： 2Fe2*+MnO2+4H*=2 Fe3++Mn2++2H2O (5.5)4Ft 2++O2+4H'=4Fe>+2H1O (5.6)R"+3H2O=Fe(OH)3+3ir (5.7)将匕述除铁后的銃酸怯溶液制备成电解经合格液后进行电解实验，方法步骤 为：HOL硫战铉溶沼，向其中加入130 g(NH4hSO4溶解，然后加入3mLSeO2溶 液(lOg/LSeOj),并用稀H2SO4和NHj-HzO调节pH值到7.0・将制备好的合格 液倒入隔膜电解精中.将电解槽进于恒温水浴中，水浴温度设为4o r,通入使阴 极电流密度为360-380 A-m'2的立渝电进行恒电流电解，金属链便在阴极开始沉积. 电解2小时后，将沉积了金皿铉的阴极板(见图5.6)从电解槽中取出.沥干电解 液后，放入钝化液(3%重辂酸钾溶液)中钝化，然后用热水冲洗洗，电吹风快速 吹干，Z后放入70P的烘箱烘F，称重。

将烘干的金属包从阴极板上剥离下来. 剥离下的怯片放入样占袋储存以备后续分析图5.6电解链照丿；Fig.5.6 lhe photograph of Mn deposits（1） 高温輒化焙烧战浸除磷实验本实验首先将鬲隊掘矿在不同温度F进行焙烧，然后用一定浓度的磺酸浸出, 实验结果衷明.经各个温度焰烧-酸浸后的猛矿石磷钱比均有所降低髙磷链矿在 400*C、450'C和550X'下焙烧-酸浸后铤胡位降低，磷怯比〉0.02,而在800V和 lOOOt E焙烧-酸浸后任品位有所提高，与原矿相比分别升高了 14.5%和19.9%° 半焙烧温度为Ioooraf,高磷怯矿中磷品位低至0.006,磷去除率达到91.4%・（2） 电场强化两矿.川酸浸取除磷实验本实验考察了有电场和无电场时，软怯矿对离磷猛矿中鱗链倉轼浸出率的妙 响结果衣明，直接用陌酸浸取髙磷镭矿时，有电场的情况下猛的浸取率较岛， 说明电场冇•定的强化作用.与添加软猛矿的实验相比，锂浸岀率也较応，磷的 浸出率随着两矿比（软储矿：高磷怯矿）的增大而升高.这不利于后续浸取液除 催，因此考虑浸取时彳添加软镂矿在电场作用下进行.实验利用酸浸过科中溶出的Ca2\ Mg2+等离（与磷酸盐岂接生成难溶物除去 部分磷，并在此基础I：采用投加石灰浆以及调节5H值的方法综合考察对浸取液的 除磺效果＜ 结果衣明，当行灰浆投加固液比为1:15,溶液pH值为3.0时，浸出液 除磷率可达98」％,而此时铉的损失率仅为4%.将除磷后得到的硫酸猛溶液除铁 并投加一运的电解添加剂制备成电解链合格液，通过电解实验表明，金属钱能够 在阴极板I：沉积.高磷钱矿石脱磷上锂冶金行业急需解决的直耍问题z-・本文以城【I高磷链 矿为廉料，在分析商砕粧矿中各化学组分及矿物组成的基础E.采用机械选矿和 化学选矿方法对该高砖链矿进行了脱磷试验.并详细讨论了各阶段对工艺效果起 主耍作用的参数条件。

得出的结论如下：(1) 本章通过化学分析，宏观、微观分析等手段对高岳酸钾液的基本性质进 行了详细分析，结果左明：高磷链矿含水率较低，仅为0.2%,密度1.2g/cm^l.5 g/cm3.通过XRD测iZj•知，高磷猛矿中含有的晶相物质主耍为MnP』、MnCOj 相、gPzO。