钙离子对胶磷矿和白云石可浮性的影响研究.pdf

第3 3 卷第4 期 2 0 1 3 年0 8 月 矿冶工程 M I N I N GA N Dh ⅡⅡA L L U R G I C A LE N G 册E I 唧G V o l l 3 3 №4 A u g u s t2 0 1 3 钙离子对胶磷矿和白云石可浮性的影响研究① 卯松1 ”，何晓太1 ，一，张覃1 ，2 1 ．贵州大学矿业学院，贵州贵阳5 5 0 0 2 5 ；2 ．贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵州贵阳5 5 0 0 2 5 摘要以白云石j 胶磷矿体系为研究对象，在无机阴离子存在的条件下，研究了钙离子对胶磷矿和白云石浮选行为的影响。试验结 果表明F 一存在的条件下，c d 对两种矿物的可浮性影响并不大；而c o i 2 一存在的条件下，在强碱性环境中，c a 2 的加入使两种矿物的 可浮性趋于一致。同时，在c a 2 体系中，当p H i 7 时，s 0 4 2 ‘对胶磷矿的抑制效果较好；在p H 5 ～7 时，P 0 。卜对两种矿物有明显的选 择性抑制作用。F 一和C 0 ，“混合体系中，c a 2 对两种矿物的浮选均有一定的活化作用，C a 2 对胶磷矿的活化作用要优于白云石。 关键词胶磷矿；白云石；钙离子；无机阴离子；可浮性 中图分类号T D 9 2 3文献标识码A d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．0 2 5 3 - 6 0 9 9 ．2 0 1 3 ．0 4 ．0 1 3 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 3 0 4 0 0 5 6 0 3 S t u d yo fI n f l u e n c eo fC a l c i u mI o no n F l o a t a b i l i t yo fC o l l o p h a n i t ea n dD 0 l o m i t e u n d e rt h eP r e s e n c eo fI n o r g a n i cA n i o n s M A O S o n 9 1 ，- ，H EX i a o ．t a i l ，一，Z H A N GQ i n l ，2 1 ．M i n i n gC o l l e g e ，G u i z h o uU n i v e m i t y ， i y a n g5 5 0 0 2 5 ，G u i z h o u ，C h i n a ；2 ．G u i z h o uK e yL a b o r a t o r yo fC o m p r e h e n s i v e U t i l i z a t i o no fN o n m e t a l l i cM i n e r a lR e s o u r c e s ，G u i y a n g5 5 0 0 2 5 ，G u i z h o u ，C h i n a A b s t r a c t T h ee f f e c to fc a l c i u mi o no nt h ef l o t a t i o no fc o l l o p h a n i t ea n dd o l o m i t eu n d e rt h ep r e s e n c eo fi n o r g a n i ca n i o n s w a ss t u d i e dw i t hc o l l o p h a n i t e d o l o m i t ec o m p l e xs y s t e ma sr e s e a r c ht a r g e t ．T h es t u d yr e s u l t ss h o wt h a tu n d e rt h e e x i s t e n c eo fF 一，C a h a s n ’tb r o u g h ts i g n i f i c a n ti m p a c to nt h ef l o a t a b i l i t yo ft w om i n e r a l s ；w h i l eu n d e rt h ee x i s t e n c eo f C 0 32 一，t h ea d d i t i o no fC a 2 i nas t r o n ga l k a l i n ee n v i r o n m e n tr e s u l t si nt h ef l o a t a b i l i t yo ft w om i n e r a l st e n d i n gt o b e c o n s i s t e n t ．F u r t h e r m o r e ，i nt h eC a 2 s y s t e m ，w h e nt h ep Hi sa b o u t7 ，S 0 4 2 一h a sab e t t e ri n h i b i t i n ge f f e c t f o r c o l l o p h a n i t e ，w h e nt h ep Hv a l u ei sa r o u n d5 7 ，P 0 4 “h a sas e l e c t i v ei n h i b i t i o nf o rt w ok i n d so fm i n e r a l s ．I nt h e c o m p l e xs y s t e mo fF a n dC 0 3 卜，C a 2 h a sa na c t i v a t i o no nt h ef l o t a t i o no ft w ok i n d so fm i n e r a l sw i t hm o r ea c t i v a t i o n e f f e c tf o rc o U o p h a n i t et h a nd o l o m i t e ． K e yw o r d s c o l l o p h a n i t e ；d o l o m i t e ；c a l c i u mi o n s ；i n o r g a n i ca n i o n s ；f l o a t a b i l i t y 海相沉积型磷矿石作为贵州磷矿石的主要类型， 其复杂难选的主要原因是胶磷矿和白云石含有相同的 晶格离子C a 2 ，表面性质相似，而且白云石的溶解度 比胶磷矿更大0 1 1 ，在实际选矿过程中，矿浆离子的浓 度受其与矿物颗粒相互作用的影响变化明显嵋1 。作 为矿物溶解离子，钙离子对某些外加离子甚至是细菌 有不同的吸附特性[ 3 ] 。在矿物溶解组分钙离子体系 中，矿物其它溶解离子以及外加离子相互作用导致矿 物在水溶液中形成新的溶解体系，进一步影响了药剂 在矿物表面的选择性吸附[ 4 1 ；矿浆复杂阴离子环境也 会导致钙离子在矿物表面的吸附特性发生改变，从而 进一步影响胶磷矿和自云石的浮选分离”1 。 因此，在复杂阴离子环境中，研究钙离子对矿物浮 选行为的影响尤为重要。本文以白云石- 胶磷矿体系 为研究对象，研究在无机阴离子存在条件下，钙离子对 胶磷矿和白云石浮选行为的影响，讨论复杂阴离子在 钙离子体系中对矿物可浮性差异的影响，为实际矿石 的选别提供一定的理论基础。 1 试验矿样、药剂及试验方法 试验所用胶磷矿和白云石均采自贵州某典型磷矿 区，经手选后纯度达到9 0 ％以上。 试验所用无机阴离子试剂 主要有硫酸钠、磷酸 三钠、氟化钠、碳酸钠 和脂肪酸类捕收剂均为分析纯 ①收稿日期2 0 1 3 ．0 3 - 0 9 基金项目国家自然科学基金 5 1 1 6 4 0 0 5 ；国家高技术研究发展计划 8 6 3 计划 课题 2 0 1 3 A A 0 6 4 1 0 2 作者简介卯松 1 9 8 3 一 ，男，贵州毕节人，硕士，主要研究方向为难选矿石的选矿及资源综合利用。 万方数据 第4 期 卯松等钙离子对胶磷矿和白云石可浮性的影响研究 试剂，试验用水均为蒸馏水。 单矿物浮选试验在X F G 挂槽式充气小型浮选机 中进行，每次试验用量为0 ．2g ，无机阴离子溶液作用 2m i n ，捕收剂作用3m i n ，浮选时间为3m i n ，浮选结束 后烘干称重，计算上浮率。 2 试验结果与讨论 2 ．1 单一无机阴离子的影响 2 ．1 ．1 F 一和C O ，2 一的影响 固定捕收剂用量为2 0 0 m g ／L ，F 一和C O ，2 一用量分别为2 ．3 8 1 0 。3m o l ／L 和 1X 1 0 一m o l ／L ，C a 2 用量为1 1 0 ～m o l ／L ，考察F 一和 C O ，2 一分别存在时，C a 2 对胶磷矿和白云石可浮性的 影响，结果如图1 所示。 紧 ＼ * 娩 一 p H 值 图1F 一和G O ，2 一对胶磷矿和白云石可浮性的影响 由图1 可知，添加F 一时，两种矿物的上浮率随着 p H 值的升高均略有降低而后保持稳定，两种矿物的上 浮率均在5 0 ％以上，说明F 一存在的条件下，C a 2 对两 种矿物的可浮性影响并不大；添加C O ，2 一时，在强碱性 环境中，两种矿物的上浮率趋于一致，但两种矿物的可 浮性差异并没有明显缩小，可能是由于C O ，卜与9 1 - ] J n C a 2 作用，减缓了其与胶磷矿表面C a 2 发生反应的速 度，使胶磷矿表面只形成部分类似于白云石的覆盖层， 体现了部分碳酸盐的性质，进而导致两种矿物的可浮 性差异并没有明显缩小。 2 ．1 ．2 P O 。”和S O 。“的影响图2 为C a “用量为 1 1 0 。3m o l ／L 时，p H 值对s O 。2 ‘抑制效果的影响。 由图2 可以看出，加入C a “后，当p H 5 时，胶磷矿的 上浮率随p H 值升高而较低，在这一范围内，s O 。2 一对 胶磷矿有较好的抑制作用。在p H 一7 时，S O 。2 。对胶 磷矿的抑制效果较好。 图3 为c a 2 用量为1 1 0 ‘3m o l ／L 时，p H 值对 P O 。3 ‘抑制效果的影响。由图3 可以看出，加入C a 2 后，P O 。”对胶磷矿的抑制作用变强，在p H 5 ～7 时， P O 。卜对两种矿物有明显的选择性抑制作用。p H 6 ．2 时，两种矿物的可浮性差异最大。 l ∞ 9 0 8 0 7 0 逞6 0 篓S O u4 0 3 0 2 0 1 0 0 图2 l ∞ 9 0 8 0 7 0 逞6 0 篓s o ．- M4 0 3 0 2 0 1 0 0 p l I 值 S O 。2 一对胶磷矿和白云石可浮性的影响 p H 值 图3P O 。3 一对胶磷矿和白云石可浮性的影响 2 ．2 复杂阴离子的影响 2 ．2 ．1 F 一和C O ，2 。混合的影响考察了F 一和C 0 3 ’ 以1 1 配比共同作用时，c a 2 对胶磷矿和白云石可浮 性的影响，结果见图4 j 由图4 可知，复杂阴离子体系 中，在碱性环境中，胶磷矿和白云石的上浮率均有一定 程度的增加，在p H 8 9 时已达到9 2 ％，上浮率提高 了1 0 ％左右，而在p H 8 ～1 0 时，胶磷矿上浮率较白 云石上浮率提高幅度明显，说明在F 一和C O ，2 。混合体 系中，C a 2 对两种矿物的浮选均有一定的活化作用， C a 2 对胶磷矿的活化作用要优于白云石。 1 0 0 9 0 8 0 7 0 逞6 0 篓卯 u4 0 3 0 2 0 1 0 0 p Ⅱ值 图4F 一和C O ，2 一混合对胶磷矿和白云石可浮性的影响 2 ．2 ．2 P O 。3 一和S O 。2 一混合的影响考察了在P O 。3 一 和S O 。2 一以1 1 配比共同作用下，C a 2 对胶磷矿和白云 ∞如舯加∞钟钟∞加o 万方数据 5 8 矿冶工程 第3 3 卷 石可浮性的影响，结果见图5 。由图5 可知，同单一阴 离子相比，复杂阴离子条件下，白云石的上浮率在酸性 范围内明显降低，说明在复杂离子作用体系中，c a 2 对 白云石的浮选起到一定的抑制作用。同时在p H 5 7 时，胶磷矿的上浮率较单一阴离子作用体系明显提 高，说明在此p H 范围内，C a 2 对胶磷矿起到一定的活 化作用。 p H 值 图5P O 。3 。和S O 。2 一混合对胶磷矿和白云石可浮性的影响 3 结论 1 单一添加F 一条件下，C a 2 对胶磷矿和白云石 的可浮性影响并不大，而单一添加C O ，2 一条件下，在强 碱性环境中，C a 2 的加入使两种矿物的可浮性趋于一 致。同时在c a 2 体系中，当p H 一7 时，s o 。2 一对胶磷矿 的抑制效果较好，在p H 5 ～7 时，P o 。3 一对两种矿物 有明显的选择性抑制作用，p H 6 ．2 时，两种矿物的可 浮性差异最大。 2 在F 一和C O ，2 一混合体系下，C a 2 对两种矿物的 浮选均有一定的活化作用，c a 2 对胶磷矿的活化作用要 优于白云石。P O 。3 一和S 0 。2 一混合体系下，C a 2 对白云 石的浮选起到一定的抑制作用；同时在p H 5 7 时，胶 磷矿的上浮率较单一阴离子作用体系明显提高。 参考文献 [ 1 ] 冯寅．磷灰石与白云石正浮选分离研究[ D ] ．中南大学资源加 工与生物工程学院，2 0 11 ． [ 2 ] M a r i a n aAd o sS a n t o s ，R i c a r d oCS a n t a n a ，F a b i a n oC a p p o n i ，e ta 1 ． E f f e c to fi o n i cs p e c i e so nt h ep e r f o r m a n c eo f a p a t i t ef l o t a t i o n [ J ] ． S e p a r a t i o na n dP u r i f i c a t i o nT e c h n o l o g y ，2 0 1 0 ，7 6 1 1 5 2 0 ． [ 3 ] X i a p e n gZ h e n g a ，P e g g yJA r p s b ，R o s sWS m i t h c ．A d h e s i o no f t w o b a c t e r i ao n t od o l o m i t ea n da p a t i t e t h e i re f f e c t0 nd o l o m i t ed e p r e s s i o n i na n i o n i cf l o t a t i o n [ J ] ．I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fM i n e r a lP r o c e s s i n g ， 2 0 0 1 ，6 2 1 4 1 5 9 1 7 2 ． [ 4 ] JO f o r iA m a n k o n a h ，PS o m a s u n d a r a n ，KPA n a n t h a p a d m a b h a n ． E f f e c t so fd i s s o l v e dm i n e r a ls p e c i e so nt h ed i s s o l u t i o np r e c i p i t a t i o n c h a r a c t e r i s t i c so fc a l c i t ea n da p a t i t e [ J ] ．C o l l o i d sa n dS u r f a c e s ，1 9 8 5 ， 1 5 2 9 5 3 0 7 ． [ 5 ] 葛英勇，张敏，张元龙，等．新型螫合剂Y H - 2 浮选低品位胶磷 矿研究fJ ] ．矿冶工程，2 0 1 2 1 2 5 2 8 ． ～ 一一～ 一 一一‰一一～ ㈣～ ～ 万方数据