乳酸浸出中低品位磷块岩富集P2O5的新工艺研究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0237

无机盐工业 ›› 2024, Vol. 56 ›› Issue (3): 56-63.doi: 10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0237

乳酸浸出中低品位磷块岩富集P₂O₅的新工艺研究

王建蕊¹(), 张松²^,³(), 张杰⁴^,⁵

^1.贵阳学院，贵州贵阳 550005
^2.毕节市大数据产业发展中心，贵州毕节 551700
^3.北京科技大学;冶金与生态工程学院，北京 100083
^4.贵州大学矿业学院，贵州贵阳 550025
^5.贵州省优势矿产资源高效利用工程实验室，贵州贵阳 550025

收稿日期:2023-04-26 出版日期:2024-03-10 发布日期:2024-03-14
通讯作者: 张松（1989— ），男，博士，高级工程师，研究方向为选矿、资源综合利用、球团；E-mail：402169727@qq.com。
作者简介:王建蕊（1984— ），女，博士，研究方向为矿物资源综合利用；E-mail： 342675019@qq.com。
基金资助:
博士科研启动经费项目(市科技局K1631000163);2019年贵阳市科学技术局-贵阳学院科技专项资金(GYU-KYZ［2019-2020］XB-04);贵州省普通高等学校青年科技人才成长项目(黔教合KY字［2019］084)

Study on new process for beneficiation phosphate of low-grade phosphate rock leaching via lactic acid

WANG Jianrui¹(), ZHANG Song²^,³(), ZHANG Jie⁴^,⁵

^1.Guiyang University，Guiyang 550005，China
^2.Bijie Big Data Industry Development Center，Bijie 551700，China
^3.School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China
^4.Mineral College，Guizhou University，Guiyang 550025，China
^5.National & Local Joint Laboratory of Engineering for Effective Utilization of Regional Mineral Resources from Karst Areas，Guiyang 550025，China

Received:2023-04-26 Published:2024-03-10 Online:2024-03-14

摘要/Abstract

摘要：

贵州织金中低品位含稀土型磷矿石中P₂O₅的质量分数为15.47%，其主要矿物成分为氟磷灰石、胶磷矿、白云石、石英等属难选磷矿石。采用传统的选矿方法不能对该类磷矿石中的有用矿物与脉石矿物进行有效分离，为解决这一难题，利用相对分子质量较低的乳酸作为浸出剂对矿石中的碳酸盐组分进行选择性溶解，其中有用组分磷灰石因不溶于乳酸而得以保留，过滤除去滤液后，达到富集P₂O₅的目的。系统考察了乳酸质量分数、反应时间、反应温度、液固质量比、矿石粒度等因素对P₂O₅富集效果的影响。结果表明，在乳酸质量分数为9%、反应温度为50 ℃、反应时间为3 h、液固比（体积质量比，mL/g）为30∶1、矿石粒度为0.075~<0.09 mm的条件下，获得的磷精矿中P₂O₅质量分数为33.99%，达到了市场要求的磷矿石品位。利用乳酸选择性浸出磷矿石中碳酸盐脉石组分从而富集P₂O₅的工艺，具有富集率高、工艺简便、经济节能等特点，可有效提高含稀土磷矿资源的综合利用率，具有良好的推广应用前景。

关键词: 中低品位含稀土磷块岩, 乳酸, 选择性浸出, 富集, P₂O₅

Abstract:

The P₂O₅ content in the low-grade rare earth-containing phosphate ore in Guizhou Zhijin is 15.47%.This ore is mainly composed by fluorine apatite，colloidal phosphate site，dolomite，quartz，etc.It is difficult to separate P₂O₅ from this kind of ore effectively by using traditional method.In order to solve this problem，low molecular weight lactic acid was used as leaching agent to selectively dissolve the carbonate components in the ore，and the useful component was retained because it was insoluble in lactic acid，and the purpose of enriching P₂O₅ was achieved after filtering the filtrate.The effects of lactic acid concentration，reaction time，reaction temperature，liquid-solid ratio，ore particle size on the enrichment effect of P₂O₅were investigated in details.The results showed that under the conditions of lactic acid concentration of 9%，reaction temperature of 50 °C，reaction time of 3 h，liquid-solid ratio （V/m，mL/g）of 30∶1，ore particle size of 0.075~<0.09 mm，the P₂O₅ content in phosphate ore was 33.99%，which was met the market standard.The process of using lactic acid to selectively leach carbonate gangue components in phosphate ore to enrich P₂O₅ had the characteristics of high enrichment rate，simple，economic and energy saving，which could effectively improve the comprehensive utilization rate of rare earth phosphate ore resources，and showed good application prospects.

Key words: low and middle grade phosphate ore, lactic acid, selective leaching, beneficiation, P₂O₅

中图分类号:

TQ126.43

王建蕊, 张松, 张杰. 乳酸浸出中低品位磷块岩富集P₂O₅的新工艺研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(3): 56-63.

WANG Jianrui, ZHANG Song, ZHANG Jie. Study on new process for beneficiation phosphate of low-grade phosphate rock leaching via lactic acid[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2024, 56(3): 56-63.

图/表 15

表1

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

表2

图8

图9

表3

表4

表5

表6

参考文献 21

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样品名称	w（氟磷灰石）/%	w（白云石）/%	w（石英）/%
GL-T（原矿）	14.9	82.2	3
GL-T（酸浸后）	86	0	14

元素	w（测点1）	w（测点2）	w（测点3）	w（测点4）	w（测点5）	w（测点6）	w（测点7）	w（测点8）	w（测点9）
C	12.74	11.80	20.80	19.13	23.07	14.60	36.02	22.38	26.64
O	25.71	22.89	27.24	49.27	48.85	33.76	28.40	47.52	33.86
Mg	0.59	0.95	2.96	14.60	12.16	1.34	0.54	13.08	1.13
Ca	39.47	42.24	38.05	16.30	12.47	27.40	21.24	14.46	5.47
P	20.25	20.90	9.08	—	—	14.96	10.49	—	—
Al	0.78	0.45	—	—	—	7.94	3.31	1.26	13.82
Si	0.45	0.77	1.86	0.69	2.96	—	—	0.35	17.26
总量	99.99	100.00	99.99	99.99	99.51	100.00	100.00	99.05	98.18

元素	w（测点1）	w（测点2）	w（测点3）	w（测点4）	w（测点5）	w（测点6）	w（测点7）	w（测点8）	w（测点9）
C	11.38	42.33	30.26	19.61	—	—	32.82	20.34	24.70
O	30.26	20.13	22.11	23.45	30.16	35.32	41.42	48.94	49.76
Mg	—	—	7.94	12.85	5.96	0.59	6.94	1.70	11.03
Ca	34.50	22.28	32.67	35.77	58.04	39.53	16.62	13.79	13.37
P	17.17	11.28	6.41	—	5.40	21.90	—	6.52	0.55
Si	1.51	0.86	0.64	1.09	0.44	2.66	2.20	8.15	0.33
F	5.18	3.11	—	0.98	—	—	—	—	—
Fe	—	—	—	2.06	—	—	—	—	—
总量	100.00	99.99	100.03	95.81	100.00	100.00	100.00	99.44	99.74

样品名称	ρ（Al）	ρ（Ba）	ρ（Be）	ρ（Ca）	ρ（Cd）	ρ（Co）	ρ（Cr）	ρ（Cu）	ρ（Fe）	ρ（K）	ρ（Mg）
GL-T（原矿）	3.26	2.62	0.005	2 025	0.004	0.024	0.025	0.182	20.85	3.37	920
GL-T（酸浸后）	2.47	3.25	0.005	2 228	0.004	0.025	0.155	0.202	22.53	4.68	1 020
样品名称	ρ（Mn）	ρ（Na）	ρ（Ni）	ρ（Pb）	ρ（Sb）	ρ（Sr）	ρ（Ti）	ρ（V）	ρ（Zn）	ρ（Li）
GL-T（原矿）	8.20	3.96	0.033	1.15	0.010	1.94	0.106	0.12	0.268	0.028
GL-T（酸浸后）	9.64	14.49	0.092	0.81	0.010	2.15	0.093	1.66	0.297	0.046

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