某钾长石选矿除铁试验.pdf

第3 4 卷第1 期 2 0 1 4 年0 2 月 矿冶工程 d 町叮N GA N DM 哐T A I ．I ．U R G I C A LE N G 矾E E R 矾G V 0 1 ．3 4 №1 F e b m a r y2 0 1 4 某钾长石选矿除铁试验① 李文军1 ”，岳铁兵1 ”，吕良1 ”，曹飞1 ”，方利红1 ’2 1 ．中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所．河南郑州4 5 0 0 0 6 ；2 ．国家非金属矿资源综合利用工程技术研究中心，河南郑州4 5 0 0 0 6 摘要对某全铁含量o ．6 8 ％的钾长石样品进行了选矿除铁试验研究。结果表明，采用单一反浮选除铁工艺流程，以碳酸钠和水玻 璃为调整剂，油酸和7 3 1 为捕收剂，在磨矿粒度一0 ．0 7 4m m 粒级占5 5 ％的条件下，碳酸钠用量2 0 0 0g ／t 浮选矿浆p H 9 ，水玻璃用 量3 0 0g ／t ，油酸用量8 0 0g ／t ，7 3 1 用量6 0 0g ／t ，刮泡时间l Om i n ，得到了T F e 含量0 ．2 ％的钾长石精矿。2 0L 浮选机验证试验不添加 水玻璃，经过一粗两扫，得到了T F e 含量0 ．1 8 ％的钾长石精矿。 关键词钾长石；除铁；浮选 中图分类号7 I D 9 7文献标识码Ad o i 1 0 ．3 9 6 9 巧．i s s n ．0 2 5 3 6 0 9 9 ．2 0 1 4 ．0 1 ．0 1 2 文章编号0 2 5 3 6 0 9 9 2 0 1 4 0 卜0 0 4 4 一0 3 R e m o V a Io fI r o nI m p u r i t i e sf r o mP o t a s hF e l 凼p a r UW e n - j u n l ”，Y U ET i e ．b i n 9 1 ”，L OK 蚰9 1 ”，C A OF e i l ”，F A N GI J i ．h o n 9 1 ’2 1 ．z k ，l 舻幻“加协姚旷』l 轧玩中u 伊∞e 眈i Z 妇砌凡矿施n 僦Z 胍眦舰s ，“G s ，Z k ，l g 加“4 5 0 0 0 6 ，胁M 凡，劬i ，l 口； 2 ．饥i M 『口‘幻M ZE n ∥聊拥凡g 鼢e Ⅱn 如c e 砒r 如r 觇豇拓m 幻，l 旷删w 痂Z 施，l e m z s ，砒n 础仳4 5 0 0 0 6 ，胁M ，l ，劬i M A b s t r a c t B e n e f i c i a t i o nt e s tw a sc a r r i e do u tt 0r e m o V ei m ni m p u d t i e si naK - f e l d s p a ro r ef 南mH e n a nw i t l la7 I 下eg r a d e o f0 ．6 8 ％．T h er e s u l t ss h o wt l l a ta tt l l e 球n d i n gf i n e n e s so f O ．0 7 4m m5 5 ％。w i t hs o d i u mc 小o n a t eo f2 0 0 0 ∥t 肌d s o d i u ms i l i c a t e o f3 0 0g ／ta sc o n d i t i o n e r s w 汕ap u l pp H 9 ，o l e i ca c i do f8 0 0g ／t 锄d7 3 1o f6 0 0g ／t 船c o U e c t o r s ， t l l eT F eg r a d ei nt l l ef e l d s p a rc o n c e n t r a t ew 弱r e d u c e dt o0 ．2 0 ％b ya d o p t i n gas i n d er e v e r s en o t a t i o np r o e e s sw i t l laf 0 帅 s c r a p i n gt i m e0 f1 0m i n u t e s ．V e r i f i c a t i o nt e s tw a sc o n d u c t e di na2 0Ln o t a t i o nc e Uw h e r en os o d i u ms i l i c a t ew 鹊a d d e d 。 a n dt l l eT F ec o n t e n tw 酗r e d u c e dt o0 ．18 ％a f t e ro n es t a g eo fr o u g l l i n ga n dt w os t a g e so fs c a v e n g i n g ． K e yw o r d s K f e l d s p a r ；r e m o v a lo fi r o nm i n e r a l s ；n o t a t i o n 长石是一种重要的工业矿物，主要用作玻璃和陶 瓷的生产原料。美国约6 0 ％的长石用于玻璃制造业， 在欧洲和亚洲约有2 0 ％～4 0 ％。长石中的A l O ，在玻 璃中起防止析晶、提高玻璃机械强度和抗化学腐蚀能 力的作用，是普通玻璃不可缺少的化学组分；长石中的 钾、钠可以部分代替其他昂贵的碳酸钾和纯碱，从而降 低整个配料成本。钾钠长石在陶瓷工业中的用量占 3 0 ％，主要用在陶瓷坯体配料、陶瓷釉料及搪瓷中，其 次用于化工、磨料磨具、玻璃纤维、电焊条等其他行业。 我国由于可溶性钾资源十分贫乏，还出现了用钾长石 制取钾肥的工艺流程。2J 。 工业应用中，对长石原料的含铁量有一定限制，低 铁钾长石的需求量越来越大。受资源限制，高质量的 钾长石供不应求。我国钾长石资源丰富，但可直接开 采应用的低铁钾长石资源并不多，大多数矿石含铁量 较高，需要降铁提纯，才能满足工业生产的需求。目 前，国内外在钾长石除铁研究上，主要集中在磁选、浮 选与酸浸工艺心‘3J 。磁选利用矿石内铁质矿物的磁 性，可将大部分磁性的矿物除去。国内已成功应用的 磁选设备有永磁辊式强磁选机、永磁筒式中强磁场磁 选机、湿式平环强磁选机和高梯度强磁选机等。酸浸 也是去除长石的有效方法，它往往是处理长石中含有 极细微嵌晶结构的杂质，但酸浸废液中含有大量的铁、 铝、钾、镁等金属离子，必须要经过处理才能排放，增加 了生产成本。浮选工艺是利用不同矿物之间表面性质 的差异，应用浮选药剂分离出含铁矿物，降低长石中铁 的含量。此方法适用于伟晶花岗岩、半风化花岗岩、风 化花岗岩及硅砂等，使长石生产不再单纯依赖于粗粒 晶质伟晶岩，低品位长石矿床也能得到开发利用H ] 。 为有效除去某高铁长石样品中的铁矿物，经过探索试 ①收稿日期2 0 1 3 一0 9 一1 7 作者筒介李文军 1 9 8 5 一 ，男，河南登封人，硕士，工程师，主要研究方向为选矿工艺、矿产资源综合利用。 万方数据 第1 期 李文军等某钾长石选矿除铁试验 4 5 验，确定采用单一反浮选除铁工艺，并对反浮选工艺条 件进行了试验研究。 1 矿石性质及试验方法 1 ．1 矿石性质 原矿多元素分析结果见表1 ，原矿主要矿物组成 见表2 。 表1 化学多元素分析结果 质量分数 ／％ 钾长石斜长石石英云母蒙脱石高岭石 4 0 3 51 7222 该钾长石属微斜长石，含量在4 0 ％左右。大部分 微斜长石中都有细粒的铁矿物包体，或者边缘部分与 铁矿物连生。部分长石绢云母化或粘土矿化。斜长石 含量在3 5 ％左右，多以石英和钾长石连生产出。石英 含量1 5 ％一2 0 ％，粒状，原生粒度不能测量。绢云母含 量较低，为长石绢云母化的产物，粒度细小。金属矿物 主要是褐铁矿，粒度在0 ．0 1 一O ．0 5m m 之间，多被长 石、石英包裹，未见其他金属矿物。 1 ．2 试验方法 为确定适宜的选别方案，进行了湿式强磁选和反 浮选除铁的探索试验。结果表明，强磁选要达到理想 指标需要细磨，成本较高；而酸性条件 p H 4 5 下 的反浮选，除铁效果不佳，且生产上酸性浮选易造成浮 选机腐蚀和酸性废水排放问题；碱性条件下的反浮选， 除铁效果较好。最终确定采用碱性条件下的反浮选工 艺对该钾长石矿进行除铁处理。 2 试验研究 2 ．1 磨矿粒度试验 按照图1 所示流程，进行了磨矿粒度试验，结果见 图2 。由图2 可见，磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占 4 5 ％一5 5 ％左右时，精矿铁含量较低，除铁效果较好，故 此选择磨矿粒度为一0 ．0 7 4m m 粒级占5 5 ％。 2 ．2 水玻璃用量试验 按照图1 所示流程，进行了水玻璃用量试验，结果 见图3 。由图3 可见，水玻璃用量为3 0 0g ／t 时，精矿 铁含量较低，除铁效果较好，故此选择水玻璃用量为 3 0 0g ／t 。 杂质精矿 图l反浮选除铁试验流程 4 ∞ 2 帅 1 0 0 ．4 8 0 ．4 6 n 4 4 0 ．4 2 琴0 ．4 0 删n 3 8 誓o ．3 6 乜 ■0 ．3 4 n 3 2 0 ．3 0 0 ．2 8 0 ．2 6 m 0 7 4m m 粒级含量／％ 图2 磨矿粒度条件试验结果 水玻璃用量／ g f 1 图3 水玻璃用量试验结果 2 ．3 捕收剂用量试验 按图1 所示流程，进行了捕收剂用量试验，结果见 图4 。由图4 可见，捕收剂总用量为14 0 0g ／t 时，精矿 铁含量较低，除铁效果较好，故此选择捕收剂油酸用量 为8 0 0g ／t ，7 3 1 用量为6 0 0g ／t 。 2 ．4 浮选浓度试验 按照图1 所示流程，进行了浮选浓度试验，结果见 表3 。试验结果表明，浮选浓度为3 1 ．9 2 ％时，铁的去 除率达到了7 1 ．2 9 ％，精矿铁含量降至O ．2 4 ％，故此选 择浮选浓度为3 1 ．9 2 ％。 万方数据 矿冶工程 第3 4 卷 捕收剂用量／ g - t I 图4 捕收剂用■试验结果 表3 浮选浓度试验结果 2 ．5 浮选时间试验 按照图1 所示流程，进行了浮选时间试验，结果见 图5 。由图5 可见，随着浮选时间延长，精矿铁含量降 低，铁去除率上升。浮选1 0m i n 后，继续延长浮选时 间，杂质产率增幅不大，精矿铁含量降低的幅度已经较 小，因此浮选时间1 0I I l i n 较为合适。 浮选时间／m i n 图5 浮选时间试验结果 2 ．6 验证试验 为降低药剂成本及加快产品沉降速度，在2 0L 浮 选机上进行了验证试验。验证试验中取消了水玻璃的 添加，同样取得了较好的指标。验证试验工艺数质量 流程见图6 。 图6 验证试验数质量流程 验证试验结果表明，在一0 ．0 7 4m m 粒级占5 2 ％的 磨矿粒度下反浮选除铁杂质，经一粗两扫，钾长石精矿 中的吼可降至0 ．1 8 ％。 2 ．7 产品筛分分析 对原矿和浮选精矿进行了筛分分析，结果见表4 。 筛析结果表明，在一O ．0 7 4 衄粒级占5 2 ％的磨矿粒度 下， 0 ．0 7 4m m 粒级产品T F e 含量0 ．2 6 ％，无需再进入 浮选作业，可在浮选前直接通过筛分的方法获得含铁 量较低的粗级别钾长石精矿，一0 ．0 7 4m m 筛下产物进 入浮选作业反浮选除铁，处理量减少了一半，大量节约 设备和降低成本。原矿7 r F e 含量随粒级降低而逐渐增 加，一0 ．0 3 2m m 粒级吼含量为1 ．3 3 ％，T F e 分布率达 到5 7 ．6 0 ％，这表明原矿的铁杂质嵌布粒度极细。精矿 一0 ．0 7 4l I l I n 粒级含量约为4 0 ％，粗粒级T F e 含量低，细 粒级7 I F e 含量较高，一0 ．0 4 3 0 ．0 3 2n l I l l 粒级和一0 ．0 3 2 m m 粒级7 n l e 含量分别为0 ．2 7 ％和0 ．2 8 ％，要提高钾长 石精矿质量，应主要针对细粒级中的铁矿物杂质。 表4 筛分分析结果 O ．1 57 ．8 9O ．2 0 8 ．7 7 一O ．1 5 O ．0 7 45 2 ．4 30 ．1 5 4 3 ．6 9 浮选精矿翟篙嚣男麓 一0 ．0 3 2 8 ．7 40 ．2 88 ．2 7 浮选精矿 1 0 0 ．0 00 ．1 9 1 0 0 ．0 0 下转第5 0 页 万方数据 矿冶工程 第3 4 卷 2 针对抑碳一硫氧混选所得的尾矿和难选中矿进 行研究，结合物质组分和酸浸试验，发现尾矿不仅有用 铜矿物含量低，酸浸也不能经济地回收铜元素。难选 中矿大部分为自由氧化铜，钙镁含量低，酸浸试验结果 令人满意。中矿酸浸一置换一浮选试验使用羧甲基纤维 素能够克服细粒碳质、矿泥的不利影响，使碳质氧化铜 得到回收。准确定位中矿并对其单独处理，大大减少 了酸浸处理量，降低了酸耗，经济环保。 3 采用抑碳．硫氧混选工艺可以获得铜精矿含铜 1 8 ．5 1 ％，回收率为8 2 ．2 0 ％；采用抑碳- 硫氧混选一中矿 酸浸一置换一浮选 L P E 法 工艺流程，获得铜精矿品位 为1 8 ．5 5 ％，回收率8 7 ．1 9 ％。比抑碳一浮铜工艺流程增 加了铜的回收率近5 个百分点。抑碳- 硫氧混选一中矿 酸浸．置换．浮选工艺流程获得了令人满意的选别指 标，是处理含碳难选氧化铜矿较合理的选矿工艺流程 之一，为其他难选碳质铜矿提供了技术参考。 参考文献 [ 1 ] 王恒峰．某含碳铜矿回收铜的工艺试验研究[ J ] ．中国矿业，2 0 0 8 9 7 卜7 4 ． [ 2 ]王蓓，罗兴，杨晓峰．某地高碳难选氧化铜矿选矿试验研究 [ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 1 6 2 6 3 0 ． [ 3 ] 孔令强．刚果 金 某难选铜钴矿浮选试验研究[ J ] ．矿冶工程， 2 0 1 3 3 5 8 6 1 ． [ 4 ] 张仪．高海拔土状氧化铜矿湿法处理工艺研究及生产实践[ J ] ． 矿冶工程，2 0 1 l 4 1 0 0 1 0 3 ． [ 5 ] 杨威，刘有才，符剑刚，等．某高结合率氧化铜渣的浮选试验研 究[ J ] ．矿冶工程，2 0 1 l 3 5 卜5 4 ． [ 6 ] 余成，杜新，赵华伦，等．西藏某含钼混合铜矿硫氧混选工艺 试验研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 1 4 1 1 一1 5 ． [ 7 ] 李荣改，宋翔宇，乔江晖，等．含泥难选氧化铜矿石选矿工艺研究 [ J ] ．矿冶工程，2 0 0 8 1 4 6 5 0 ． [ 8 ]王世涛，曾茂青，罗兴，等．云南兰坪高含泥低品位氧化铜矿选 矿试验[ J ] ．云南地质，2 0 1 0 1 1 0 5 1 0 8 ． [ 9 ]沈旭．化学选矿技术[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 1 1 ． 上接第4 6 页 3 结论 1 采用反浮选除铁流程，以碳酸钠和水玻璃为调 整剂，油酸和7 3 1 为捕收剂，在磨矿粒度一0 ．0 7 4m m 粒 级占5 5 ％，碳酸钠用量2 0 0 0g ／t 矿浆p H 9 ，水玻璃 用量3 0 0g ／t ，油酸用量8 0 0g ／t 和7 3 1 用量6 0 0g ／t ，浮 选时间1 0m i n ，得到了全铁含量0 ．2 ％左右的钾长石 精矿。 2 2 0L 浮选机验证试验表明，不添加水玻璃也能 取得理想的浮选指标。在磨矿粒度一0 ．0 7 4m m 粒级占 5 2 ％，其他药剂制度不变的条件下，得到了全铁含量 O ．1 8 ％的钾长石精矿。 3 原矿筛分分析表明，在一O ．0 7 4m m 粒级占5 2 ％ 的磨矿粒度下， O ．0 7 4m m 粒级物料T F e 含量0 ．2 6 ％， 已达到钾长石精矿质量要求，浮选前可直接通过筛分 作业获得 0 ．0 7 4m m 合格钾长石精矿；一0 ．0 7 4m m 筛 下产物进入浮选作业反浮选除铁，处理量减少了 5 0 ％，大量节约设备和降低成本。原矿细级别铁含量 较高，铁杂质矿物嵌布粒度较细。精矿粗粒级r I F e 含 量低，细粒级T F e 含量较高，要提高钾长石精矿质量， 应主要针对细级别中的铁矿物。 参考文献 [ 1 ] 任子杰，罗立群，张凌燕．长石除杂的研究现状与利用前景[ J ] ． 非金属矿业导刊，2 0 0 9 1 1 9 2 2 ． [ 2 ] 李小静，张福存，方大文．长石精加工现状及发展趋势[ J ] ．金属 矿山，2 0 0 3 2 4 6 4 7 ． [ 3 ]矿产资源综合利用手册编委会．矿产资源综合利用手册[ M ] ．北 京科学出版社，2 0 0 0 ． [ 4 ]孙德四，张贤珍，孙剑奇．酸浸除铁提纯钾长石粉的工艺试验研究 [ J ] ．矿冶工程，2 0 1 0 ，3 0 3 4 3 4 5 ． 万方数据