组合药剂对方铅矿浮选性能的影响.pdf

第 2 1卷第 3期 2 0 0 7 ． 9 沈阳化工学院学报 J O UR NAL O F S H E NYA NG I NS TI TU TE 0F C H EMI C AL T E C HNOL O GY V0 I _ 2 1 N o ． 3 S e p ． 2 0 0 7 文章编号 1 0 0 4 4 6 3 9 2 0 0 7 0 3 0 1 8 3 0 4 组合药剂对方铅矿浮选性能的影响 张万忠 ， 杨勇， 车晓飞 沈 阳化工学院 环境 与生物工程学院 ， 辽宁 沈阳 1 1 0 1 4 2 摘要 利用纯矿物研究单一捕收剂黄药和组合药剂对方铅矿浮选行为的影响． 首先确定黄药 的试验条件， 在此基础上添加 p e p a药剂， 进一步考察组合药剂的最佳试验条件、 P e p a 药剂对方铅矿 的黄药浮选有明显的活化作用、 试验结果表明 组合药剂比黄药对方铅矿具有更好的捕收性能， 在 最佳的工艺条件下， 把浮选回收率从 8 0％提高到了9 6％． 关键词 方铅矿； 组合药剂； 浮选 中图分类号 T D 9 2 3 ． 1 3 文献标识码 A 随着矿物浮选工艺研究不断深入和发展， 单 一 成分的捕收剂已不能满足成份复杂及粒度不均 匀的矿石的浮选要求 ， 尽管 目前浮选药剂的研究 已进入了寻找或制备适应性较强 、 药源广泛且高 效药剂的阶段， 可是研制出的新药往往成本很高， 难于被生产实践所接受， 而组合药剂却能弥补这 一 缺点[ 卜2 1 ． 单一成分的捕收剂在矿物表面的作 用有物理吸附、 化学吸附及表面化学反应等 ， 而当 两种或多种捕收剂组合在一起后 ， 它们协同作用 于矿物表面 3， 大大提高了矿物的浮选 回收率． 螯合剂作矿物浮选的活化剂 ， 与黄药组合浮 选矿物已有文献报道． 冷娥等 J 将 8 一 羟基 喹啉 和水杨醛肟分别与黄药组合浮选锡石 ， 试验结果 表明， 8 一 羟基喹啉和水杨醛肟对锡石的黄药浮选 有明显的活化作用 ， 经此两种螯合剂活化后锡石 可在弱酸性至中性介质 中被黄药很好地捕收 ； 赵 援等 J 的试验结果表 明， 在适 当的 p H 范围 内， D 2 药剂对于所试验的 4种类型的氧化铜矿物黄 药浮选 ， 都有明显活化作用 ； 张覃等 J 的吸附试 验结果表 明， 硫 酸铵活化孔雀石浮选 ， 是通过提 高吸附黄药能力来实现的 ， 在孔雀石一 黄药浮选 体系中加入硫酸铵 ， 可大幅度提高黄药的吸附量 和吸附速度 ， 饱 和吸附量提高 了 1 倍 ， 吸附速度 常数由 0 ． 5 6提高到 1 0 ． 1 6 ； J T - 2 3 5药剂是一种 对铜选择性较强 的新型捕收剂 ， 刘光镜等 将 它与黄药混合使用 ， 在永平铜矿选矿厂进行的选 矿试验及应用结果表明， 混合使用不但可以提高 该矿的铜回收率 ， 而且还可以大幅度提高硫 回收 率 ； 徐晓军[ 8 ] 更是研究 了9种有机螯合剂作活化 剂 ， 与黄药组合使用浮选氧化铜矿 ， 而螯合剂对 黄药的活化作用的原因可能是两者与 C u I I 离 子作用形成三元混配型配合物． 本文使用的 p e p a药剂， 结构上也属 于螯合 剂 ， 但其对方铅矿 的浮选效果并不理想 ， 于是把 p e p a 药剂与黄药组合使用考察对方铅矿的浮选 性能 ， 并与单独使用黄药相 比较 ， 结果表明组合 捕收剂 比黄药对方铅矿有更好的捕收性能 ， 回收 率有了明显提高． 1 试样、 药剂及研究方法 1 ． 1 试样 实验中所使用 的方铅矿取 自某矿山， 经破 碎、 拣选 、 瓷球磨成 1 5 0目的试样存放于干燥器 中备用． 方铅矿经化学分析 ， 纯度大于 8 0％． 1 ． 2 药剂 实验中所使用的主捕收剂为异丁基黄药、 辅 收稿 日期 2 0 0 60 9 1 1 作者简介 张万忠 1 9 6 8 一 ， 男， 安徽宿州人， 副教授， 博士研究生在读， 主要从事资源综合利用的研究 维普资讯 1 8 4 沈阳化工学院学报 2 0 0 7钲 捕收剂为 p e p a ， 均为工业纯 ， p H调整剂为盐酸和 氢氧化钠 ， 均为分析纯 ， 试验用水为一次蒸馏水． 1 ． 3 实验方法 实验在容积为 4 0 mL的挂槽 式浮选机中进 行 ， 单元试验量 5 g ． 将矿样置于浮选槽内， 加入 4 0 mL蒸馏水， 然后加药调浆进行浮选 ， 浮选结束后 ， 分别将上浮和不浮产品烘干、 称重 ， 计算回收率． 浮选加药顺序 p H调整剂 1 mi n 一捕收剂 3 mi n 一起泡剂 2 mi n 一浮选 5 mi n 2 实验结果及讨论 2 ． 1 单一捕收剂黄药对矿物可浮性的影响 2 ． 1 ． 1 p H值对浮选的影响 固定捕收剂黄药用量为 7 0 g ／ t ， 矿浆温度为 2 5℃ ． 从 图 1可以看出， 矿浆 p H值 在 8 ～1 0具 有很好的可浮性 ． 随着 p H值 的增加 ， 回收率呈 上升趋势 ， 但在 p H值 大于 9以后 ， 回收率开始 下降． 黄药捕收方铅矿是因为黄药与方铅矿作用 生成了金属黄原酸盐 ， p H降低会导致黄药分解 ， 减少了其有效成分 ， 而碱性过大易生成金属氢氧 化物 ， 阻碍了黄原酸盐 的产生． p H值 图 1 p H值对方铅矿可浮性 的影 响 2 ． 1 ． 2 黄药用量对浮选的影响 调节矿浆 p H9 ， 矿浆温度为 2 5℃ ． 黄药用 量对方铅矿可浮性的影响见图 2 ． ＼ 讲 固 黄药用 量／ g ’ r 图2 黄药用量对方铅矿可浮性的影响 从图 2可以看出， 随着黄药用量的增大， 回 收率在增加， 在用量为 8 0 g ／ t 时回收率最大， 继 续增加黄药用量 ， 回收率则开始缓慢下降． 这是 因为方铅矿对黄药具有一定的吸附量 ， 当黄药用 量为 8 0 g ／ t 时 ， 吸附量达到饱和， 此时的浮选 回 收 率最大 ． 2 ． 1 ． 3 矿浆温度对浮选的影响 固定黄药用量 8 0 g ／ t ， 矿浆 p H9 ． 矿浆温 度对方铅矿可浮性 的影响见图 3 ． ＼ 料 回 矿 浆温 度 ／ ℃ 图3 矿浆温度对方铅矿可浮性的影响 从图 3可以看出 ， 随着矿浆温度的提高， 回 收率呈下降趋势． 这是因为温度的升高导致了黄 药变性 ， 从 而 减 小 了 药效 ． 由 于 当 时 室 温 为 2 5 ℃， 所 以无从考察矿浆温度在低于 2 5 ℃时回 收率的大小． 但为节省能源、 减少投资， 矿物浮选 均在室温下进行 ． 2 ． 2 组合药剂对矿物可浮性的影响 2 ． 2 ． 1 辅捕收剂 p e p a 用量对浮选的影响 根据 2 ． 1的实验 结果 ， 在 黄 药用量 为 8 0 g ／ t ， 矿浆 p H9 ， 矿浆温度为 2 5℃的条件下 ， 额 外加入辅捕收剂考察对方铅矿 回收率 的影响． p e p a 用量对方铅矿可浮性的影响见图 4 ． 1 00 90 8 0 垂 50 40 30 20 5 l o l 5 2 0 2 5 3 0 35 4 0 p e p a 用量／ g ’ t 图 4 p e p a 用量对方铅矿可浮性 的影响 从图 4可以看 出， 辅捕收剂加入量在 1 0 ～ 3 0 g ／ t ， 对方铅 矿 回收率起 到 了很好 的提 高作 维普资讯 第 3期 张万忠， 等 组合药剂对方铅矿浮选性能的影响 用， 最高达到了9 6％， 说明药剂之间产生了明显 的协同效应． 继续增加 p e p a 药剂的用量 ， 药剂问 的竞争效应逐渐 占据主导作用 ， 抑制了黄药对方 铅矿的捕收性能， 浮选 回收率开始下降 ； 而 p e p a 用量为 5 g ／ t 时回收率迅速下 降的原因 目前还 不清楚 ， 有待进一步研究． 2 ． 2 ． 2 p H值对组合药剂浮选行为的影响 固定 黄药 用量 为 8 0 g ／ t ， p e p a用 量 为 1 0 g ／ t ， 矿浆温度为 2 5℃， 考察 p H值对方铅矿 回收 率的影响． p H值对方铅矿可浮性的影响见图 5 ． 1 0 0 9 0 ＼ 墼8 0 回 7 0 6 0 7 8 9 l 0 p H值 图 5 p H值对方铅矿 司浮性的影 响 从图 5可 以看 出， 矿浆 p H值在 7 ～9范 围 内具有很高 的回收率 ， 且 随着 p H值的增加 ， 回 收率呈上升趋势 ， 但在 p H值大于 9以后 ， 回收 率开始下降 ， 这 与 2 ． 1 ． 1中的实验结果基本一 致， 只是适于浮选的 p H范围有所扩大 ． 2 ． 2 ． 3 矿浆温度对组合药剂浮选行为的影响 固定黄药用量为 8 0 g ／ t ， p e p a 用量为 1 0 g ／ t ， 调节矿浆 p H9 ． 矿浆温度对方铅矿可浮性的影 响见图 6 ． 从图 6可 以看出 ， 随着矿浆 温度 的提 高 ， 回收率呈下降趋势 ， 其原因在 2 ． 1 ． 3中已作 说明． 由于当时室温为 2 5℃ ， 所以无从考察矿浆 温度在低于 2 5℃时回收率的大小 ． 但 为节省能 源 、 减少投资， 矿物浮选均在室温下进行 ． ＼ 褂 回 25 30 3 5 4 0 矿浆温度／ ℃ 图6 矿浆温度对方铅矿可浮性的影响 2 ． 3 组合药剂对矿物浮选的机理分析 P e p a 药剂 与黄药组 合后 ， 明显提高 了黄药 对方铅矿 的浮选效率 ， 其可能原 因是 1 p e p a 药剂通过形成表面螯合物吸附于矿物表面， 造成 矿物表面的初步疏水性； 2 p e p a的吸附进一步 促使黄药吸附于矿物表面 ． 至于 p e p a药剂在方 铅矿上的吸附为什 么能促进黄药的吸附则需今 后进一步研究 ． 3 结论 1 实验研究表 明， 用单一 黄药作捕 收剂 时， 方铅矿的最佳回收率约为 8 0％； 而使用组合 药剂时， 方铅矿的回收率有 了显著提高， 可达到 9 6％． 其最优工艺条件为 矿浆 p H9 ， 矿浆温 度为 2 5℃， 黄药用量为 8 0 g ／ t ， p e p a 药剂用量为 1 0 g ／ t ， 黄药与 p e p a 药剂的最佳配比为 8 1 ． 2 P e p a 药剂的加入首先造成方铅矿表面 初步疏水 ， 从而促进 了黄药对方铅矿的捕收 ， 有 关作用机理有待进一步深入研究 ． 参考文献 [ 1 ] 卢颖 ． 关于组合药剂在浮选工艺应用的探讨 [ J ] ． 中国矿业 ， 2 0 0 0 ， 9 4 9 2 6 9 2 7 1 ． [ 2 ] 刘述忠， 李晓阳， 徐晓军， 等． 捕收剂组合使用的研 究概况[ J ] ． 云南冶金， 2 0 0 2 ， 3 1 4 1 72 0 ． [ 3 ] 朱建光， 周春山， 刘德全． 捕收剂混合使用的协同 效应[ J ] ． 国外金属矿选矿， 1 9 9 5 1 0 3 43 8 ． [ 4 ] 冷娥 ， 毕兆鸿 ， 刘邦瑞． 8 一 羟基喹啉和水杨醛肟对锡 石黄药浮选的活化作用研究 [ J ] ． 云南冶金， 1 9 9 4 3 1 5 1 7 ． [ 5 ] 赵援 ， 杨温琪， 姚建成 ， 等． 螯合活化剂对石青、 水 胆矾、 砷钙铜矿及硅孔雀石浮选活化的研究[ J ] ． 有 色金属， 1 9 9 4 ， 4 6 4 3 23 6 ． [ 6 ] 张覃 ， 张文彬 ， 刘邦瑞． 硫酸铵对黄药在孔雀石表 面吸附的促进作用[ J ] ． 昆明理工大学学报， 1 9 9 7 ， 2 2 4 5 8 ． [ 7 ] 刘光镜． 新型铜选择剂捕收剂 J T 一 2 3 5与黄药混合 使用的研究与实践[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ， 2 0 0 5 1 4 5 4 6 ． [ 8 ] 徐晓军， 刘邦瑞． 黄药浮选氧化铜矿物时螯合剂的 协同活化作用[ J ] ． 中国有色金属学报， 1 9 9 5 ， 5 2 616 4． 维普资讯 1 8 6 沈阳化工学院学报 2 0 0 7薤 E f f e c t o f Co mbi n e d Re a g e n t o n Gal e n a Fl o t a t i o n Z H AN G Wa n ． z h o n g ， Y ANG Y 0 n g ， C HE X i a o 4 e i S h e n y a n g I n s t i t u t e o f C h e mi c a l T e c h n o l o g y ， S h e n y a n g 1 1 0 1 4 2 ， C h i n a A b s t r a c t Th e e f f e c t o f x a n t a t h a t e a n d c o mb i n e d r e a g e n t o n f l o t a t i o n b e h a v i o r o f g a l e n a wa s i n v e s t i g a t e d wi t h p u r e mi n e r a 1 ．Fi r s t ma k e a c e r t a i n e x p e r i me n t c o n d i t i o n o f x a n t a t h a t e ，a n d t h e n mi x wi t h p e p a t o f u r t h e r r e v i e w t h e o p t i mu m c o n d i t i o n o f c o mb i n e d r eag e n t ．Th e t e s t r esu l t s s h o w t h a t c o l l e c t c a p a b i l i t y o f comb i n e d r eag e n t i s b e t t e r t h a n x a n t a t h a t e ，u n d e r t h e o p t i mu m c o n d i t i o n， a n d t h e r e cov e r y o f f l o t a t i o n h a s i mp r o v e d f r o m 8 0％ t o 9 6 ％ ．B e c a u s e i t h a s t wo c a r b o x y 1 ．p e p a h a s o b v i o u s a c t i v a t i o n f o r g a l e n a ．F i r s t i t i s a d s o r b e d b y mi n e r a l s u r f a c e a n d c a u s e s t h e mi n e r a l s u r f a c e h y d r o p h o b i c ，a n d t h e n p r o mo t es t h e f l o t a t i o n e f f e c t o n g a l e n a ． Ke y wo r d s g a l e n a ； c o mb i n e d r eag e n t ； f l o t a t i o n 上接第 1 6 2页 [ 2 ] 张文华， 郑煜， 秦永启． 包钢选矿厂尾矿的选土选 矿[ J ] ． 湿法冶金， 2 0 0 2 ， 2 1 3 3 6 ～3 8 ． [ 3 ] 田俊德， 刘跃． 从包钢选矿厂选铁尾矿中回收稀土 研究概况与生产实践[ J ] ． 稀土， 1 9 9 9 ， 2 0 5 5 4 5 8． [ 4 ] 李英霞． 从包钢强磁尾矿中回收稀土和铌的研究 [ J ] ． 广东有色金属学报， 1 9 9 9 ， 9 2 1 0 1 ～1 0 5 ． [ 5 ] 大连理工大学无机教研室． 无机化学 下册 [ M] ． 第三版． 北京 高等教育出版社， 1 9 9 0 5 4 8 ． [ 6 ] 武汉大学． 无机化学 下册 [ M] ． 第三版． 北京 高 等教育出版社 ， 1 9 9 4 3 8 4 ． [ 7 ] 周静， 严纯华， 廖春生． 冕宁氟碳铈矿除氟萃取铈 Ⅳ 工艺研究[ J ] ． 稀土， 1 9 9 8 ， 1 9 3 91 7 ． Re s e ar c h o n W e t Pr e t r e a t me n t o f Fl u o r i t e i n Ba o t o u St e el ’ S Ta i l i n g s Y U X i u ． 1 a n ， WA NG Z h i ． c h a n g 2 1 ． S h e n y a n g I n s t i t u t e o f C h e mi c a l T e c h n o l o g y ， S h e n y a n g 1 1 0 1 4 2 ， C h i n a ； 2 ．No r t h eas t e r n Un i v e r s i t y ， S h e n y a n g 1 1 0 0 0 4 ， C h i n a A b s t r a c t A l a r g e a mo u n t o f r a r e ea r t h e x i t s i n t a i l i n g s o f B a o t o u S t e l l ’ S c o n c e n t r a c t o r a n d c a n b e r e u s e d b y l o w t e mp e r a t u r e c h l i r i n a t i o n ．Ho we v e r ，c h l o r i n a t i n g R E o b t a i n e d b y c h l o r i na t i o n c o n t a i n s mo r e c a l c i u m c h l o r i d e t h a t a f f e c t e d t h e q u a l i t y o f t h e p r o d u c t s ．I n o r d e r t o r e mo v e fl u o r i t e f r o m t h e t a i l ． i n g s p o s s i b l y，a p r o c e ss for r e s o l v i n g f l u o r i t e wi t h A1 C1 3 a s l eac h i n g r eag e n t wa s i n v e s t i g a t e d ．A1 C1 3 i s a s t r o n g c o mp l e x i n g a g e n t w h i c h c a n e f f i c i e n t l y p r o mo t e t h e sol u b i l i t y o f f l u o r i t e C a F 2 i n t h e t a i l i n g s ．I n t h i s p a p e r ， d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n s o f A1 C1 3 a r e u s e d t o l eac h t h e t a i l i n g s t o i n v e s t i g a t e t h e sol u b i l i t y o f C a f t e r l e a c h i n g a n d a c i d t r eat me n t ． Ex p e r i me n t a l r e s u l t s s h o w t h a t wh e n 2 4 g t a i l i n g s a r e l eac h e d wi t h t h e 1 0 0 mL 2． 6 mo l ／ L A1 C1 3 ．t h e c o n t e n t o f c a l c i u m o x i d e d e c r e a s e s f r o m 2 0 ． 9 8 ％ t o 1 4． 6 5％ ． K e y wo r d s B a o t o u S t e e l ’ S t a i l i n g s ； l eac h i n g ； f l u o r i t e c a l c i um f l u o r i d e ； a l um i n u m c h l o r i d e 维普资讯