随着磷矿石富矿资源被不断地开采殆尽,我国将对中低品位胶磷矿进行大规模开发利用。处理中低品位胶磷矿时,传统浮选机存在着浮选流程长、投资大的问题。浮选柱技术的出现为中低品位胶磷矿短流程选矿技术的提供了新思路,该技术相对于槽式浮选技术,能简化选矿流程、减少占地面积和浮选设备数量、降低工程投资和设备操作管理费用,在产生明显经济效益的同时能提高磷矿资源的开发利用水平。迄今为止,浮选柱技术还未广泛应用于高镁中低品位磷矿选矿,研究适合此类胶磷矿特点的柱式高效分选设备及工艺对促进中低品位胶磷矿选矿技术进步的起到至关重要的作用。本课题对湖北省高镁中低品位磷矿开展了研究。第一,利用浮选机考察了磨矿时间、磷酸用量及捕收剂用量对浮选效果的影响。结果表明随着磨矿时间的增加,即矿物细度越来越细,精矿中P2O5的品位和精矿磷回收率都会增加,但磨矿时间高于14.5min以后,精矿品位增加幅度减小,回收率反而下降。随着磷酸用量的增加,精矿品位不断上升,精矿磷回收率也不断升高,但当磷酸用量高于12kg/t后,精矿品位开始下降。精矿的品位随着捕收剂用量增加而稳步上升,精矿的回收率变化较小。在捕收剂用量超过0.6kg/t后,精矿品位增加的幅度很小,然后逐渐降低,此时精矿磷回收率下降明显。第二,分别从表观气体流量、捕收剂用量、捕集区高径比三个方面考察了各因素对捕集区气含率的影响。随着表观气体流量的增大,捕集区气含率逐渐增大,但增幅随着表观气体流量增加而呈降低趋势,捕集区气含率在表观气体流量超过300L/h时趋于平缓。当捕收剂流量为240mL/h时,捕集区气含率取到最大值;在表观气体流量为300L/h~350L/h、捕集区高径比为8~10,所用捕收剂的流量在240mL/h~360mL/h时,捕集区气含率可以达到12.44%。高径比在6~8范围内时,捕集区气含率随着捕集区高径比的增大而迅速增大;高径比在8~10范围内时,捕集区气含率基本不变(表观气体流量100L/h除外);当捕集区高径比大于10时,捕集区气含率略有下降。浮选柱充填波纹孔板填料段捕集区的轴向分散模型可以用来表示,式中,ε为波纹孔板填料孔隙率,ε的取值范围0.3<ε≤1。第三,采考察了磨矿时间,捕收剂用量,磷酸用量,捕集区高径比,泡沫区高度等因素对柱式反浮选效果的影响。通过柱式单一反浮选,在磨矿时间14.5min(磨矿细度-75μm为89.5%),矿浆浓度30%(wt.%),矿浆pH=4.8(磷酸用量12kg/t),捕收剂用量0.75kg/t,高径比11,表观气体流量300L/h时,获得精矿P2O5品位为32.83%,P2O5回收率为94.56%,MgO品位为0.82%,同时尾矿P2O5品位可降低到8.64%。经过72小时连续浮选中试试验,精矿品位达到32.0%以上,镁含量下降到1.0%以下,同时尾矿磷品位降低到7.0%以下,这些工艺指标满足工业生产磷酸的要求,为柱式单一反浮高镁中低品位磷矿实现工业化提供了可能。