新型捕收剂在萤石浮选中的应用研究.pdf

第3 3 卷第5 期 2 0 1 3 年l O 月 矿冶工程 M I N I N GA N DM E T A L L U R G I C A LE N G I N E E R I N G V 0 1 ．3 3 №5 O c t o b e r2 0 1 3 新型捕收剂在萤石浮选中的应用研究① 吕子虎1 ⋯，卫敏1 一，吴东印1 ”，刘长淼1 ”，赵登魁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 摘要在低温条件下，将新型捕收剂x L 一2 应用于某低品位萤石矿浮选，采用两段磨矿，七次精选，开路试验得到含C a F 9 8 ．5 9 ％ 的精矿产品，闭路试验得到萤石精矿品位9 7 ．8 2 ％，回收率8 7 ．2 6 ％的选别指标，显示了X L 一2 良好的萤石选别效果和较强的抗低温 性能。 关键词萤石；浮选；新型捕收剂 中图分类号T D 9 2 3文献标识码Ad 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 5 ．0 1 4 文章编号0 2 5 3 - 6 0 9 9 2 0 1 3 0 5 - 0 0 5 6 - 0 3 A p p l i c a t i o no fN e wC o l l e c t o ri nF l u o r i t eF l o t a t i o n L UZ i ．h u l ”，W E IM i n l 一，W UD o n g ．y i n l ”，L i uC h a n g m i a o ∽，Z H A OD e n g ．k u i l ’2 1 。Z h e n g z h o uI n s t i t u t eo fM u l t i p u r p o s e U t i l i z a t i o no fM i n e r a lR e s o u r c e s ，c A G S ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 6 ，H e n a n ，C h i n a ； 2 ．N a t i o n a lE n g i n e e r i n gC e n t e rf o rM u l t i p u r p o s eU 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 ，Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 6 ， H e n a n ，C h i n a A b s t r a c t T h eb e n e f i c i a t i o no fal o w g r a d ef l u o r i t e o r ew a sp e r f o r m e dw i t han e w - t y p eo fc o l l e c t o rX L - - 2a tl o w t e m p e r a t u r eb ya d o p t i n gat e c h n o l o g i c a lf l o w s h e e tc o n s i s t i n g o ft w os t a g e so fg r i n d i n ga n ds e v e f ls t a g e so fc l e a n i n g ．A f l u o r i t ec o n c e n t r a t ew i t hC a F 2c o n t e n to f9 8 ．5 9 ％w a so b t a i n e di n o p e n c i r c u i tt e s t ，w h i l ec l o s e d c i r c u i t t e s tr e s u l t e di n t h ef l u o r i t ec o n c e n t r a t ew i t hg r a d eo f9 7 ．8 2 ％C a F 2a tar e c o v e r yo f8 7 ．2 6 ％，s h o w i n gt h a tc o l l e c t o rX L 一2c a nb r i n g f a v o r a b l ee f f e c tf o rf l u o f t ef l o t a t i o na tl o wt e m p e r a t u r e ． K e yw o r d s f l u o r i t e ；f l o t a t i o n ；n e w t y p eo fc o l l e c t o r 萤石矿浮选常用的捕收剂油酸捕收性能好，已经 在工业生产上成熟应用多年，但油酸水溶性差，在低温 矿浆中溶解度低，难以分散，选矿过程中需要加热矿浆 至3 0 ℃以上才能正常生产‘1 。油酸的代用品氧化石 蜡皂，来源广，价格低，但同样在矿浆中溶解度小，分散 性能差，若矿浆温度低，浮选效果将显著变坏心j 。因 此，寻找一种新型耐低温萤石捕收剂具有重要意义。 新型捕收剂X L ．2 是中国地质科学院郑州矿产综合利 用研究所自行复配的一种脂肪酸类阴离子型捕收剂， 分散性能好，具有较强的抗低温性能，在环境温度1 0 c | C 以上即能发挥优良的捕收性能，应用于某低品位萤 石矿浮选，获得了理想的选矿指标。 1 矿石性质 矿石的主要矿物为石英、萤石，其次为绢云母、钾 长石，并含有少量的赤铁矿、褐铁矿、方解石、黄铁矿 等。有用矿物萤石大部分呈块状分布，颗粒粒度一般 都在0 ．5m m 以上；部分萤石与石英、绢云母、黄铁矿等 矿物紧密共生，或包裹微细粒石英、绢云母等脉石矿 物，包裹体粒度多在0 ．0 4m m 以下，平均0 ．0 1m m 。石 英主要为他形粒状，脉状分布，与萤石、赤铁矿和绢云 母关系紧密。赤铁矿、褐铁矿主要为他形粒状，多呈浸 染状，粒度极细，平均O ．0 1m m ，但与萤石嵌布关系不 密切。原矿化学多元素分析结果见表1 。 表l 原矿化学多元素分析结果 质量分数 ／％ ①收稿日期2 0 1 3 0 4 1 3 基金项目国土资源部公益性行业科研专项 2 0 1 2 1 1 0 6 9 作者简介吕子虎 1 9 8 0 一 ，男，河南信阳人，硕士，工程师，主要从事矿物加工与综合利用研究工作。 万方数据 第5 期吕子虎等新型捕收剂在萤石浮选中的应用研究 2 浮选试验研究 2 ．1 试验方法 浮选设备为X F D Ⅲ系列实验室1 ．5L 粗选 和1 ．0 L 精选 单槽浮选机。浮选试验采用一次一因素试验 方法，即固定其他条件，每次只改变某一个条件进行浮 选试验，找到条件的最优值便固定下来，再依次考查其 他因素。浮选试验时将一定磨矿粒度的矿浆置于浮选 机内，依次加入碳酸钠、水玻璃、单宁酸，搅拌4m i n ，最 后加入新型捕收剂X L ．2 ，搅拌3m i n 后，开始刮泡，粗 选刮泡时间为5m i n ，产品分别过滤、烘干、称重、制样 送化学分析。 2 ．2 试验及结果分析 2 ．2 ．1磨矿粒度对萤石粗选的影响磨矿粒度是影响 萤石选矿指标的主要因素之一。萤石摩氏硬度为4 ，硬 度小且性脆，解理面丰富，而石英摩氏硬度为7 ，硬度大， 坚硬，必须适当磨矿才能使萤石与石英及其他脉石矿物 既能单体解离，萤石又不过粉碎，同时回收率又高。先 固定碳酸钠用量10 0 0g ／t ，单宁酸用量2 0 0g ／t ，水玻璃 用量10 0 0g ／t ，X L ．2 用量10 0 0g ／t 进行磨矿粒度条件 试验，试验结果见表2 。 表2 磨矿粒度试验结果 环境温度1 2 ℃ 从表2 可以看出，随着磨矿粒度变细，精矿产率、 品位及回收率先增后降，综合考虑精矿品位、回收率， 选择磨矿粒度- 0 ．0 7 4m m 粒级占6 5 ％为宜。同时发现 磨矿粒度较细时，萤石已过磨，影响浮选上浮率。 2 ．2 ．2 调整剂用量对萤石粗选的影响萤石浮选以 碳酸钠为p H 值调整剂，水玻璃和单宁酸为脉石抑制 剂。碳酸钠与水玻璃配合使用时，解离出的H C O ，一、 C O ，2 一与H S i O ，一、S i O ，2 。之间产生竞争吸附，H C O ，一、 C 0 ，2 一优先吸附在萤石表面，可防止H S i O ，一、S i O ，2 。的 吸附及其产生的抑制作用，而H S i O ，一、S i 0 3 2 - 则优先吸 附在石英及其他硅酸盐矿物表面，并使它们强烈亲水， 于是可成功地使用脂肪酸类捕收剂浮出萤石。3o 。单 宁酸 分子中同时带有羧基和酚羟基 依靠分子一端 的羧基与方解石矿物表面发生作用，分子另一端的酚 羟基通过氢键结合水分子在矿物表面形成水化膜，从 而引起矿物的亲水化而受到抑制。经过大量的条件试 验并优化，最终确定碳酸钠用量15 0 0g ／t p H 8 ．5 ， 单宁酸用量2 0 0g ／t ，水玻璃用量10 0 0g ／t 时较有利于 萤石的浮选。 2 ．2 ．3 捕收剂种类对萤石粗选的影响在确定了磨 矿粒度及调整剂用量之后，进行捕收剂种类对比试验， 试验结果见表3 。 表3 捕收剂种类试验结果 环境温度1 2 ℃ 从表3 可知，新型捕收剂X L ．2 浮选效果明显优于 油酸和氧化石蜡皂，同时兼顾了萤石粗精矿的品位和 回收率，具有较强的选择性和优良的捕收性能，且抗低 温性能好。 2 ．2 ．4X L 一2 用量对萤石粗选的影响确定X L 一2 作为 萤石浮选的捕收剂，考查其用量对萤石粗选的影响，试 验结果见表4 。 表4 捕收剂X L - 2 用量试验结果 环境温度1 2 ℃ 万方数据 矿冶工程 第3 3 卷 从表4 可知，随着捕收剂X L 一2 用量增加，精矿产 率、回收率都随之增加，且尾矿品位越来越低，但综合 考虑药剂成本及低温时用量稍高，选取其用量10 0 0 g ／t 为宜。 2 ．2 ．5 矿浆温度对X L ．2 浮选萤石的影响虽然捕收 剂X L - 2 在低温下具有良好的捕收性能，但为考察温度 对其分选效果的影响，进行浮选温度试验，试验结果见 表5 。 表5 浮选温度试验结果 从表5 可知，随着浮选温度升高，萤石精矿品位及 回收率随之增加，但增幅不大。充分说明捕收剂X L ．2 对环境温度的变化具有较强的适应性，但低温时回收 率低，生产时可稍稍加大用量。 2 ．2 ．6 浮选全流程试验经过磨矿粒度、粗选和精选 条件试验及浮选流程结构试验等，制定了两段磨矿、一 次粗选、一次扫选、七次精选的浮选开路试验，试验条 件及流程见图1 ，试验结果见表6 。闭路试验采用中矿 1 返回扫选，其余中矿顺序返回的试验流程，试验结果 见表7 。 闭路试验可获得C a F 品位9 7 ．8 2 ％、回收率 8 7 ．2 6 ％的萤石精矿产品，说明捕收剂X L 一2 是萤石良 好的捕收剂。 3 结论 新型捕收剂X L - 2 具有分散性能好和较强的抗低 温性能，应用于萤石浮选，采用两段磨矿、一次粗选、一 次扫选、七次精选、中矿1 返回扫选、其余中矿顺序返 回的闭路流程，可得到含C a F 9 7 ．8 2 ％，回收率 8 7 ．2 6 ％的萤石精矿产品，该工艺流程稳定可靠，简单 易实施。 情矿中矿7 图1 浮选开路试验流程 表6 浮选开路试验结果 参考文献 [ 1 ] 史玲，谢建宏．萤石常温浮选新技术研究[ J ] ．矿业快报，2 0 0 7 [ 2 ]罗溪梅，童雄，王云帆．萤石浮选药剂的研究状况[ J ] ．湿法冶 金，2 0 0 9 ，2 8 3 1 4 6 1 5 3 ． [ 3 ]胡熙庚，黄和慰，毛钜凡．浮选理论与工艺[ M ] ．长沙中南工业 大学出版社，1 9 9 1 ． 万方数据