氟磷灰石属微溶性盐类矿物,其浮选除易受到自身溶解晶格离子的影响外,还会被同一浮选体系中其它盐类矿物溶解组分影响。此外,由于脂肪酸类捕收剂选择性差,对浮选中溶解离子敏感。因此,系统地研究复杂离子对磷矿浮选的影响,对选矿厂开展有针对性的废水处理及回水清洁利用具有重要的意义。本文以贵州地区两个有代表性的磷矿样为研究对象,通过浮选条件试验确定了合适的浮选工艺;利用单因素试验和正交试验考察复杂离子对磷矿反浮选指标的影响,并确定有害离子影响浮选指标的最低离子浓度;通过溶液化学计算、XRD分析、SEM分析以及表面张力测定研究复杂离子影响反浮选指标的作用机理。试验选取的两个磷矿样中有用矿物均为氟磷灰石、脉石矿物主要为白云石并含少量石英1#磷矿样中P2O5、Mg O和Si O2品位分别为28.72%、5.78%和2.11%,2#磷矿样中P2O5、Mg O和Si O2品位分别为22.67%、7.58%和4.30%。针对1#磷矿样,试验确定合适的磨矿细度为-75μm占80.67%,H2SO4和捕收剂用量分别为14 kg/t和0.6 kg/t。在此条件下,获得的精矿P2O5品位和回收率分别为35.82%和95.43%,Mg O品位为1.05%。对于2#磷矿样,试验确定合适的磨矿细度为-75μm占70.76%,H2SO4和捕收剂用量分别为18 kg/t和0.8 kg/t。在此条件下,获得的浮选指标为精矿P2O5品位33.81%、P2O5回收率87.16%、Mg O 1.20%、Si O2 5.48%、Al2O3 0.63%、Fe2O3 1.10%。将精矿滤液返回浮选后,随着滤液循环次数的增加,回水中Ca2+、Mg2+、SO42-、TP和F-浓度逐渐增加,存在离子“积累效应”;同时回水利用会对浮选指标产生影响,尤其是对精矿P2O5回收率。单一离子体系下,回水中Ca2+和Mg2+会降低精矿P2O5品位并提高精矿Mg O品位。SO42-对磷矿反浮选指标的影响较大,尤其是对精矿P2O5回收率。Ca2+和SO42-对2#磷矿样浮选的影响大于1#磷矿样。PO43-和F-对浮选指标影响较小。Ca2+、Mg2+、SO42-和PO43-对精矿Si O2、Fe2O3和Al2O3品位影响较小。为了降低有害离子对浮选指标的影响,1#磷矿样浮选回水中Ca2+、Mg2+和SO42-浓度应分别控制在1610 mg/L、550 mg/L和5500 mg/L以内。2#磷矿样浮选回水中Ca2+、Mg2+和SO42-浓度应分别控制在1640 mg/L、600 mg/L和4800 mg/L以内。浮选溶液化学计算表明:在矿浆p H为3~4时,难免离子主要以Ca2+、Mg2+和H2PO4-的形式存在。捕收剂GJBW主要以可溶的RCOOH分子形式存在,在白云石表面产生分子吸附。Ca2+和Mg2+能沉淀解离的RCOO-,降低捕收剂的有效浓度,且Ca2+对捕收剂的沉淀作用强于Mg2+,导致Ca2+对精矿P2O5品位影响大于Mg2+。SO42-能与Ca2+相互作用生成硫酸钙沉淀,XRD分析和SEM分析均表明硫酸钙能沉淀在氟磷灰石表面。硫酸钙的吸附会增强氟磷灰石的可浮性,导致氟磷灰石随白云石一起浮出,进而降低精矿P2O5回收率。此外,SO42-的加入会增加GJBW溶液的表面张力,进而影响浮选指标。