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磷、钾作是植物生长必需的营养元素,对农作物的生命代谢起着十分重要的作用。我国多氮少磷缺钾的现象严重,使化肥工业受到资源限制,极大制约了我国农业发展。同时,我国磷矿大多是中低品位磷矿或共生矿,开发利用上存在较大的技术难题。我国储有大量的中低品位磷矿和难溶性钾矿,大力开发和利用这些资源是促进我国化肥工业发展的必由之路。宜昌地区拥有丰富的含钾磷矿,此含钾磷矿具有磷钾伴随而生的特性,磷、钾资源可进行综合回收,具有较大的经济优势。经济合理地开发利用这一资源,对我国含钾磷矿的综合利用具有重要的意义。本文首先对宜昌地区含钾中低品位磷矿的矿物组成、形貌、粒度及嵌布特征进行了研究,而后基于矿石特性,进行了浮选研究。主要结论如下:(1)此含钾中低品位磷矿石中主要有用矿物为胶磷矿、钾长石,脉石矿物为石英、白云石及黄铁矿。其中有用组分P2O5含量为20.92%,K2O含量为4.59%。矿石中胶磷矿为隐晶质集合体呈纹层状分布;长石多呈不规则粒状结构,部分为板状晶体形态,大部分次生成绢云母呈微细鳞片状结构;石英呈不规则粒状结构零散分布。(2)在磨矿细度-0.074 mm 93.64%,药剂用量为碳酸钠6 kg/t、水玻璃3 kg/t、TSM-46 1.8 kg/t,浮选时间5 min,浮选温度20±1℃时,经过一次粗选,P2O5品位由20.92%提升至27.72%。通过精选、扫选实验进一步富集磷、钾后,得到精矿P2O5品位31.84%、P2O5回收率70.53%,尾矿K2O品位9.53%、K2O回收率52.80%的选矿指标。(3)对原矿及浮选后的矿样进行粒度筛析,发现在相同的浮选工艺参数下,浮选后的磷精矿和钾精矿中,矿物粒级越细,浮选回收率越高;不同粒级矿物的磷精矿、钾精矿与原矿的回收率无明显差异。对比粗粒级物料和细粒级物料的磷精矿、钾精矿品位发现,分选效果随着物料粒级的增大而变差。(4)以单矿物浮选实验为依据,对浮磷后的K2O品位为9.41%的钾精矿(即磷尾矿)进行浮选实验,在pH值约为2,十二胺浓度为3×10-4 mol/L时K2O品位提升至10.94%,游离的石英降至4.76%;pH值约为8,N-十二烷基-1,3-丙二胺浓度为4×10-4mol/L时K2O品位提升至10.53%,游离的石英降至2.57%。两种捕收剂基本能除去钾精矿中的石英。(5)经分析,造成脱硅实验后精矿中K2O回收率较低、尾矿中K2O品位较高的原因可能有如下三点:第一,由于胺类捕收剂主要以静电力作用于矿物表面,而长石石英表面电荷机理基本相同,仅靠物理吸附为主的胺类捕收剂,可能会因缺乏选择性而分离效果较差;第二,实际入选矿物中含大量泥质及铁质杂质,长石大多被绢云母交代,而强酸性条件下会优先浮选出云母,因此造成精矿中杂质较多而K2O含量低;第三,实际入选矿物中细粒级长石含量较多,而细粒级长石会吸附在粗粒级石英表面,使浮选尾矿中含有细粒级长石,造成尾矿中K2O含量较高。