钾矿反浮选脱泥技术初探.pdf

‘4 2 。 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第3 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 - 9 4 9 2 ．2 0 1 3 ．0 3 ．0 1 1 钾矿反浮选脱泥技术初探 陈晓庆1 ，一，安莲英，，一，李陇岗，，黎春阁 1 ．成都理工大学材料与化学化工学院，成都6 1 0 0 5 9 ；2 ．成都理工大学矿产资源化学四川省高校 重点实验室，成都6 1 0 0 5 9 ；3 ．青海中信国安科技发展公司，青海格尔木8 1 6 0 0 0 摘要为了脱除钾混盐中的黏土矿泥，对反浮选脱泥工艺进行了初步探索，考察了浮选药剂和擦洗对脱泥效果的影 响。研究结果表明，原矿经过两次擦洗，采用1 0 砂的高分子聚合物x 和2 ．5W t 的含乙氧基的脂肪胺c ，矿泥的脱除率可 达到6 8 ．5 6 ％。 关键词矿泥；捕收剂；絮凝剂；矿泥脱除率 中图分类号T D 9 2 3 ．3 ；T D 9 7 1 ．1文献标志码A文章编号1 6 7 1 9 4 9 2 2 0 1 3 0 3 0 0 4 2 0 4 S t u d yo nD e s l i m i n gT e c h n i q u eo fP o t a s hO r e sb yR e v e r s eF l o t a t i o n C H E NX i a o q i n 9 1 一，A ⅣL i a n y i n 9 1 一，L IL o n g g a n g s ，L IC h u n g e l 1 ．C o l l e g eo fM a t e r i a l sa n dC h e m i c a l ＆C h e m i s t r yE n g i n e e r i n g ，C h e n g d uU n i v e r s i t yo f T e c h n o l o g y ．C h e n g d u6 1 0 0 5 9 ，C h i n a ；2 ．M i n e r a lR e s o u r c e sC h e m i s t r yK e yL a b o r a t o r yo f S i c h u a nH i g h e rE d u c a t i o nI n s t i t u t i o n s ，C h e n g d uU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y ，C h e n g d u 6 10 0 5 9 ，C h i n a ；3 ．Q i n g h a iZ h o n g x i nG u o a nS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yD e v e l o p m e n t C o m p a n y ，G o l m u dQ i n g h a i8 16 0 0 0 ，C h i n a A b s t r a c t T or e m o v et h ec l a y sa n ds l i m e sf r o mt h ep o t a s ho r e s ，e x p l o r et e s t sw e r ec o n d u c t e do n d e s l i m i n gp r o c e s sb y r e v e r s ef l o t a t i o n ，t h ee f f e c to fr e a g e n tt y p ea n ds c r u b b i n go p e r a t i o no nd e s l i m i n gw a s a l s o i n v e s t i g a t e d ．I tw a ss h o w e dt h a tt h er e m o v a lr a t e o fs l i m i n gc o u l dr e a c ht o6 8 ．5 6 ％b yt w i c es c r u b b i n g w i t hm a c r o m o l e c u l a rp o l y m e rX 2 1 0 舭 a n da l i p h a t i ca m i n eC 2 2 ．5g ／t a sf l o c c u l a n t ． K e yw o r d s s l i m e ；c o l l e c t o r ；f l o c c u l a n t ；r e m o v a lr a t eo fs l i m i n g 青海盐湖大规模盐田生产的钾混盐中，混入部 分黏土矿泥，在浮选氯化钾时，阳离子活性捕收剂 会吸附部分矿泥，增加了选矿成本和矿物浮选难 度，生产指标普遍存在“两低两高”的问题，即精 矿品位低、回收率低，药剂消耗高、精矿水分高⋯， 所以预先脱除混盐中的矿泥对于钾盐的后续加工有 很重要的意义。 本文以某钾盐矿钾石盐为研究对象，借鉴国外 同类矿物的加工工艺，开展反浮选工艺研究，初步 探索含泥钾矿的浮选脱泥技术。 1 试验研究 1 ．1 原料及设备 原料的成分如表1 所示，主要试验药剂如表2 收稿日期2 0 1 2 0 9 1 7修回日期2 0 1 3 0 3 1 6 作者简介陈晓庆 1 9 8 7 一 ，女，四川资阳人，硕士研究生。 所示，主要试验设备如表3 所示。 表1钾混盐的化学成分 T a b l e1T h ec h e m i c a lc o m p o s i t i o no fp o t a s ho r e s ，％ 四苯硼钠分析纯成都市科龙化工试剂厂 氧化胺C 。化学纯上海经纬化工有限公司 含乙氧基的脂肪胺c 化学纯江苏南通海安石油化工厂 1 ．2 试验原理 矿泥经浮选药剂作用后获得疏水 亲气或油 特性，可在液气或水一油界面发生聚集[ 2 ] 。药 万方数据 2 0 1 3 年第3 期陈晓庆等钾矿反浮选脱泥技术初探 4 3 表3主要试验设备 T a b l e3T h em a i ne x p e r i m e n t a le q u i p m e n t s 仪器型号生产厂家 单槽浮选机X F D 一1 L石城县绿洲选矿设备制造有限公司 真空干燥箱D Z F 一2 北京市永光明医疗仪器厂 循环式多用真空泵S H B 一ⅢA 临海市谭氏真空设备有限公司 剂吸附于被浮颗粒表面改变颗粒的表面性质，增强 颗粒表面疏水性，以促进颗粒与气泡的黏附，黏附 矿泥颗粒的气泡上升，形成气一液一固三相组成的 矿化泡沫层，经机械刮取或从矿浆面溢出[ 3 ] 。不 能浮起的钾盐颗粒，随矿浆从浮选槽底部排出，达 到浮选提纯的目的。 1 ．3 试验流程及方法 1 ．3 ．1 试验流程 由于含钾混盐是可溶性的，所以反浮选脱泥过 程需要在饱和溶液中进行⋯] 。将含钾混盐和水以 3 1 质量比 混合，搅拌1 2h ，静置4h ，固液 分离得到饱和液体，取1L 饱和液体与5 1 1 ．5g 的 混盐调浆，依次加人絮凝剂和捕收剂进行浮选，泡 沫进行固液分离，滤液返回浮选槽，进行二次浮 选，浮选泡沫分离后的固体用水清洗后，放人 1 0 5 ℃烘箱中干燥2h ，自然冷却至室温，得到不 溶物质量形7 ，测滤液中钾的含量，得到钾的损失 质量形7 钾。具体流程见图l 。 原矿} l 破碎 - o ．2 5m m 卜_ ，I 搅拌H 浮选卜_ 泡沫产品 l 一丁 浮选药剂槽内产品 泡沫产品 槽内产品 图1 试验原则流程 F i g ．1 T h eb l o c kd i a g r a mo fe x p e r i m e n t 1 ．3 ．2 评价方法 以’K 脱和矿泥的脱除率叼泥、钾的损失率叼钾评 价浮选效果。K 脱是泡沫产品中有用组分 钾 的 损失率与矿泥的脱除率之比值；矿泥的脱除率叼泥 是指泡沫中矿泥的质量与原样中矿泥质量之比⋯； 钾的损失率叼钾是指泡沫中夹带的钾的质量与原矿 样中钾的质量之比。计算公式 坼嚣，忙缶嘲 甓 形是泡沫中矿泥 g ；W 总是原样中矿泥的质 量 g ；W 7 钾是泡沫中夹带的钾离子的质量 g ； 形’总是原样中钾离子的质量 g 。 2 试验结果与讨论 2 ．1 捕收剂种类及用量对矿泥反浮选的影响 用高分子聚合物X 。作絮凝剂 1 5 趴 ，分别 考察氧化胺C 。和含乙氧基的脂肪胺C 的用量对矿 泥反浮选的影响，大致确定它们的较适宜的用量。 试验结果见图2 与图3 。 由图2 、图3 可见，随着捕收剂用量的增加， 矿泥的脱除率逐渐增大。根据对K 脱值的定义， K 脱越小，钾的损失率越小，矿泥的脱除率越大， 药剂对矿泥的捕收性能越好。由图4 可知，K 脱值 均小于1 ，表明两种捕收剂均对矿泥有捕收性能。 综合考虑脱除率和K 脱值，当C 。和C 的用量分别 为1 5 趴和2 ．5e d t 时较合适，矿泥的脱除率分别 达到4 6 ．3 9 ％和4 7 ．8 9 ％。考虑到药剂成本，认为采 用C 作为矿泥捕收剂更合适。 零 、 赠 P 甜 篮 馨 蛊 赠 奄 冰 、 鼙 P 姗 水 辑 器 皋 氧化胺C - 用量／ g t ‘1 图2 氧化胺C 。用量对脱泥效果的影响 F i g ．2 T h ei n f l u e n c eo fd o s a g eo fC lo nd e s l i m i n g 堡 赠 P 斟 篮 錾 星 赠 b 脂肪胺C z 用量／ g - t 。 图3C 用量对脱泥效果的影响 F i g ．3 T h ei n f l u e n c eo fd o s a g eo fC 2o nd e s l i m i n g 2 ．2 擦洗的影响 擦洗是用饱和盐水调浆至7 0 ％的固体浓度，利 用浮选机上的转子带动转子上的叶片，叶片推动矿 物在定子和转子间摩擦及由离心力作用后向外挤 动，对矿物产生搓、擦的作用，使黏土杂质从矿物 观蚰船稻舛舵∞弛拍 万方数据 4 4 有色金属 选矿部分2 0 1 3 年第3 期 越 配 型 辙 蝈 药剂用量／ g t 4 图4 捕收剂种类及用量对选择性的影响 F i g ．4 T h ei n f l u e n c eo fa g e n tt y p ea n dc o l l e c t o r d o s a g eo ns e l e c t i v i t y 上剥离、破碎[ 7 J 。由于转子的高速搅拌，使得粒度 小的颗粒悬浮于饱和溶液中，在短时间的擦洗后， 含悬浮物的饱和液经溢流槽排出，大颗粒钾盐，随 矿浆从浮选槽底部排出，达到分选的目的。 以高分子聚合物x 。为絮凝剂 1 5 卧 ，C 2 ．5g ／t 为捕收剂，经擦洗后进行两段浮选，考察 擦洗次数对矿泥反浮选的影响。试验结果见表4 。 表4擦洗次数对脱泥效果的影响 T a b l e4T h ei n f l u e n c eo fs c r u b b i n gt i m e so nd e s l i m i n g ／％ 由表4 可知，矿泥的脱除率随着擦洗次数的增 加而增大，不经过擦洗直接进行浮选脱泥，此时不 溶物脱除率仅为5 0 ．8 7 ％，经过两次擦洗后，不溶 物的脱除率高达6 8 ．1 1 ％，此时产品含泥量为 2 ．0 3 ％。 2 ．3 絮凝剂种类及用量对矿泥反浮选的影响 根据以上试验结果，固定捕收剂C 的用量为 2 ．5 趴，两次擦洗，两段浮选，考察高分子聚合物 x 。和高分子聚合物x 的用量对浮选矿泥的影响， 试验结果见图5 和图6 。 由图5 、图6 可知，在试验区间内，取得了较 为理想的反浮选效果，在固定捕收剂用量的条件 下，矿泥的脱除率随着絮凝剂用量的增加均有不同 程度的增大x 。的用量为1 5 趴时，矿泥脱除率 可达6 8 ．1 1 ％；X 的用量为1 0 鼽时，矿泥脱除率 可达6 8 ．5 6 ％。图7 为絮凝剂种类及用量对选择性 的影响试验结果。由图7 可知，采用x 。作絮凝剂 零 、 赠 聋 褂 篮 鼙 窖 赠 b 堡 皋 夸 褥 水 辎 蛊 取 高分子聚合物X t 用量／ g t ‘1 图5X 。用量对脱泥效果的影响 F i g ．5 T h ei n f l u e n c eo fd o s a g eo fX 1o nd e s l i m i n g 堡 赠 p 褂 篮 婆 器 赠 奄 堡 皋 皆 褂 水 鞲 蛊 取 高分子聚合物X 2 用量／ g r 1 图6X 用量对脱泥效果的影响 F i g ．6 T h eI n f l u e n c eo fd o s a g eo fX 2o nd e s l i m i n g 翟 龅 棼 靴 蝈 图7 絮凝剂种类及用量对选择性的影响 F i g ．7 T h ei n f l u e n c eo fa g e n tt y p ea n dd o s a g eo f f l o c c u l a n t so ns e l e c t i v i t y 时的K 脱值均低于x 的，x 。的用量为1 0 舭时K 脱 值最小。因此，认为采用l O 趴的X 。作为脱泥絮 凝剂较为合适。 两种絮凝剂均可使矿泥的脱除率增大，钾的损 失也随之增加，分析其原因可能是由于饱和溶液 组分复杂，黏度越大，溶液中存在M 9 2 啥量高，溶 液离子强度增大，溶液中离子间的牵制作用变大， 溶液中可交换阳离子的增多改变了矿泥颗粒的负电 位，矿泥分散性被提高，随着絮凝剂的用量增大， 絮凝剂的分子中有些极性基可以通过静电引力、氢 键或其他作用力附着在细泥上[ 8 】。由于其分子很 下转第5 3 页 加醯砸舛酡∞鼹弱钳记 M鸵加捧场H挖m 0 加醯的斛酡∞鼹弱舛髭 万方数据 2 0 1 3 年第3 期王漪靖等钼精矿干燥与焙烧预处理对接工艺研究 。5 3 处理工艺对接后，为多膛炉提供了合格物料，焙烧 工艺稳定，氧化钼质量提高，后续加工产品质量和 附加值提高，实现了金钼集团钼产业链技术的全面 升级和跨越，与国内同行业形成差异化竞争。 5 结论 1 针对多膛炉用钼精矿水分小于5 ％的要求， 开展了系列试验研究和工艺设计，并进行了工业实 施。实施效果明显，经济、社会效益显著。 2 首次在钼矿山成功应用拉罗克斯压滤机， 将钼精矿三段脱水工艺简化为两段脱水工艺，省去 干燥环节，改善工作环境，提升装备水平。 3 首次应用空心桨叶干燥机干燥有色矿产品， 突破了国内外仅应用于化工领域的局限。 4 首次采用空心桨叶干燥机与余热蒸汽配合 使用，解决了焙烧预处理能源供给与环境污染难 题，实现了设备效能与能源利用的最佳匹配，系统 运行高效低耗。 参考文献 [ 1 ] 尹孝刚，符新科．多膛炉焙烧可溶氧化钼与反射炉产品 比较[ J ] ．中国钼业，l 0 0 6 5 2 6 3 0 ． [ 2 ] 中国恩菲工程技术有限公司．金堆城钼业股份有限公司 工业氧化钼生产线技术改造项目初步设计说明书[ R ] ． 北京中国恩菲工程技术有限公司．2 0 0 9 ． [ 3 ] 张继宇，王文昌．闪蒸干燥气流干燥技术手册[ M ] ．沈阳 东北大学出版社，2 0 0 5 ． [ 4 ] 乔森，程巨．旋转闪蒸干燥机在白钨精矿干燥中的 应用[ J ] ．中国钼业，2 0 0 6 6 1 8 2 0 ． [ 5 ] 金堆城钼业集团有限公司．钼精矿干燥与焙烧预处理对接 工艺研究报告[ R ] ．华县金堆城钼业集团有限公司．2 0 1 1 ． 、 ／乱 ／；＼ ／乱 ／乱 ／；＼ ／乱 ／乱 ／乱 ／玉 ／a ／n ／乱 ／又 ／；、 ／会 ／佘 ／佘 石、 ／孓 ／玉 ／佘 ／玉 ／叠 ／玉 ／玉 ／仝 ／≯ ／≯ ／仝 ／；、 ／≯ ／孓 ／仝 ／} 上接第4 4 页 长很大，可以在两个细泥颗粒之间起连接作用，从 而把许多分散的细泥黏合在一起，形成絮凝体，从 而利于矿泥的浮选。矿泥团聚过程中，对氯化钾颗 粒发生包裹，从而随矿泥浮出。 3 结论 对矿泥反浮选技术进行了初步研究，取得了如 下结果 1 两种捕收剂对矿泥均具有捕收性能，含乙 氧基的脂肪胺C 的捕收性能更为优异，因此C 是 含钾混盐反浮选脱泥较合适的捕收剂，其合适用量 为2 ．5g ／t ，可以脱除混盐中5 0 ．8 7 ％的矿泥； 2 浮选前进行预先擦洗可以提高浮选指标， 经过两次擦洗可脱除6 8 ．1 1 ％的矿泥； 3 两种絮凝剂均有助于提高浮选指标，认为 采用1 0g ／t 的高分子聚合物X ，较为合适，矿泥 的回收率达到6 8 ．5 6 ％，且此时钾的夹带损失也 较少。 参考文献 [ 1 ] 戴惠新．选矿技术问答[ M ] ．北京化学工业出版社， 2 0 0 7 1 6 3 1 6 4 ． [ 2 ] 王晶岩，姜国积．浮选药剂的作用及应用[ J ] ．煤炭技术， 2 0 0 6 ，2 5 4 8 5 8 7 ． [ 3 ] 朱玉霜，朱建光．浮选药剂的化学原理[ M ] ．修订版．长 沙中南工业大学出版社，1 9 9 6 1 2 ． [ 4 ] P a w h kM ，L a s k o w s k iJS ，A n s a r iA ．E f f e c to f e a r b o x y m e t h y lc e l l u l o s ea n d i o n i c s t r e n g t h o n s t a b i h t y o fm i n e r a l s u s p e n s i o n s i np o t a s ho r ef l o t a t i o n s y s t e m s l JJ ．C o l l o i da n dI n t e r f a c eS c i e n c e ，2 0 0 3 ，3 0 6 2 5 1 2 5 8 ． [ 5 ] Y a l a m a n c h i l iMR ，M i l l e rJD ．R e m o v a lo fi n s o l u b l e s l i m e sf r o m p o t a s h o r e b ya i r - s p a r g e nh y d r o c y c l o n e f l o t a t i o n [ J ] ．M i n e r a l sE n g i n e e r i n g ，1 9 9 5 ，8 3 2 1 6 9 1 7 7 ． [ 6 ] EH 阿列克谢娃．高黏土钾矿石浮选脱泥工艺的完善 [ J ] ．国外金属矿选矿，2 0 0 7 1 0 1 7 2 0 ． [ 7 ] 姜全新，盛永华，唐燕华．连续原砂擦洗及脱泥机的研究 与试验[ J ] ．荆门职业技术学院学报，2 0 0 1 ，3 1 6 5 4 5 6 ． [ 8 ] 程芳琴，赵仲鹤，马金元，等．含泥钾矿浮选分离技术研 究[ J ] ．环境工程学报，2 0 1 1 ，5 3 7 0 3 7 0 8 ． 万方数据