充填静态浮选柱在胶磷矿浮选中的应用.pdf

试验研究 I M＆P化I矿耪 与加I 2 0 0 1 年第 8期 文章编号 1 0 0 8 7 5 2 4 2 0 0 1 J 0 8 0 0 0 4 0 4 充填静态浮选柱在胶磷矿浮选 中的应用 任 慧， 丁一剐， 吴元欣， 李定或 武汉化工学院化工 系， 湖北 武汉4 3 0 0 7 3 摘要 考察了在 充填式静态浮选柱中} 选1 睡品位睦磷矿时， 药荆月 } 量 、 洗涤水 加入位置 厦用量及 各种撵 作因素对 浮选结果的影响． 得到 了音适的浮选条件． 为工业放大提供了依据。 关 键词 充填式 静态萍选柱 ； 低品位胶磷矿 ； 浮选药剂 中围分类号 T D 4 5 6 文献标识码 A 1 前言 浮选是选别磷矿的晟有效方法之一， 通常的 浮选是在 机械 搅拌 浮选机 中进行的。随着 自动 化、 最优化要求 的提高等， 人们越来越关注新型的 高效矿物分选设备． 充填式静态浮选柱正是其 中 之 一。 】 与传统的浮选设备 比较， 充填式 浮选柱具有 气泡均匀 、 能耗低、 强化传质过程、 产品调 整因素 多、 可实现深层次浮选、 能直线放大等待 电。 l 3 1 本文考察了充填式静态浮选柱在低品位胶磷 矿浮选应用中各种药剂条件及工艺条件的影响， 并与传统的浮选机进行了比较。 2 实验部分 2 1 实验样品及药剂 实验样品为湖北王集一、 三混台胶磷矿， 粒度 为 2 0 0目 9 5 4 8 ％， 进料 品 位 以 P 2 0 计 为 1 9 9 6％ 浮选实验采用 7 1 1 、 N o 2 C O3 、 水玻璃为浮选 药剂， w 0 3为起泡剂。 2 ． 2 流程 简述 及 分析方 法 进料浆体从柱体中部给入， 经压缩后的空气 从柱底部通入． 形成的离散相 气泡与连续给入的 浆体在回收区内逆流接触， 在药剂作用下． 泡沫相 收稿 日期 2 O O l 一0 22 8 4 颗粒粘附在气泡上， 并随之上升到精选区。从柱 顶加入的洗水与上升的气泡逆流接 触， 洗 涤牯附 不牢的颗粒和少量泡沫相颗粒。泡沫相颗粒随气 流从柱顶排出， 浆相颗粒从柱底通过渡 位控制 装 置排出。 得到的产品经过滤 、 干燥后采用钼酸铵法测 定矿样的 P z 含量。 3结果与讨论 3 ． 1 各种药荆用量对浮选结果的影响 3 ． 1 ． 1 N a 2 C O 3 用量实验 N a 2 C O 3 用量实验结果 见表 1 ， 表 1 N a 2 C O 用量实验结果 从实验结果可以看出 N a 2 C O ， 用量对精矿品 位和收率都有较大的影响， 这说 明作 为调 整剂， Na 2 C O 3 在浮选中的一个重要作用是调整整个体 维普资讯 试验研究 1 M-．P他I矿耪与加‘ 2 0 0 1 年第 8期 系的 p H值， 它的用量为7 7 0 k g ／ t 较为适宜． 这同 传统的机械浮选机用量基本相同， 因为不论是浮 选柱还是浮选机中药剂起作用的 p H 的范围是基 本一致的。 3 1 ． 2 W 一0 3用 量实驻 w 一0 3用量实验结果见表 2 。 表 2 W一0 3用量实验结果 从实验结果可 看出， 在一定范围内， 随着起 泡剂 w 一0 3用量减小， 精矿品位略有上升， 这是 因为过多的起泡剂会使夹带的脉矿石增多． 但是 过小的 w一0 3用量在操作上会导致泡 沫层的不 稳定， 同时泡沫会变清， 导致精矿品位降低。在我 们的实验操 作条 件下， w O 3适 宜用量为 1 ． 7 8 k g ／ t ． 较之传统的浮选机用量稍高， 这与传统的浮 选机的泡沫层的厚度显著低于充填式静态浮选柱 有关， 相对于单位高度的泡沫层厚度而言， 浮选柱 中起泡荆 W一0 3用量比传统浮选机要低得多． 这 说明柱中的填料对泡沫有很强的支撑作用。 3 ． 1 3 7 1 1 用量实验 7 1 l 用量实验结果见表 3 表 3 7 1 1 用量实验 实 验 结 果 表 明 s 7 1 1在 4 1 7 k g ／ t 时 泡 沫相 收率最高， 而在 4 ． 4 4 k g ／ t 时泡沫相 品位最高， 小 于此范围时， 泡沫相的品位和收率下降很快， 因此 选择 7 1 1用量在 4 1 7 ～4 ． 4 4 k g ／ t 范围之间， 与 传统的浮选机中的药剂用量相比． 要稍高一些。 3 1 ． 4 水玻璃用量实验 水玻璃用量实验结果见表 4 。 表 4 水玻璃用量实验 实验结果表明 水玻璃较适宜用量为3 8 9 k g ／ t ， 比传统浮选机 中的用量要高一些， 这是 由于浮 选柱的径向距离相对比较小， 因此单位高度需要 更多的分散剂以强化分散效果。 3 1 ． 5 适宜的药剂量 综上所述， 选择了充填式静 态浮选柱浮选低 品位腔磷矿时合适 的药剂用量， 并与传统浮选机 中用量及浮选结果进行了比较， 结果见表 5 。 表 5 充填静态浮选柱与浮选机的指标比较 品位收率 药剂 缎 机型产物 ％ k t 数 精矿 2 8 ． 3 5 8 8 7 4碳酸钠 8 6 5 7 1 】 2 3 0 浮选机 3 尾矿8 ． 2 l I 】 ． 2 6水 玻璃 2 4 0 w 一0 3 l 2 6 充 填柱 精矿 2 7 O 3 8 3 9 7碳酸钠 7 7 O S 7 l 1 4 4 4 尾矿8 4 5 1 6 0 3承玻璃 3 8 9 w 一0 3 【7 8 3 2 洗 水进料位 置及流 量大 小对浮选 的 影响 在浮选柱中， 洗水的进料位置和流量的大小 也是影响浮选指标的一个重要操作参数。因此本 文考察了在 固定捕集 区高径 比 1 0 ． 0 ． 表观 气速 1 ． 4 0 c m／ s ， 塔温 3 7 ℃的条件下， 洗水进料位置 及 流量大小对精矿品位的影响， 实验结果见表 6 。 由宴验结果可以看 出， 随着洗水入 口位置的 提高， 泡沫相品位和收率有所提高 ； 在相同的洗水 进料位置时， 随着洗水流量的增大， 泡沫相品位出 5 维普资讯 试验研究 I MP化I矿耪 与加I 2 0 0 1 年第 8期 表 6 洗水进料位置及流量大小对浮选的影响 整6中 F II为塔顶 加凡 n 2l为塔 高 1 2 2 c m 址 口 3 为塔高 【 0 5 _1 1 I 处。 现一个极值 ， 超过这个极值点． 随诜水流量的再 增大泡沫相品位又有所下降。这是因为在静态充 填浮选柱中， 气体是正压 鼓泡 进入的． 柱中的压 力随柱高的增加而下降， 因此高处加入的洗水在 相同的流速下对 泡沫 夹带的脉石的冲洗会更 完 全， 因此随洗水进料位置的增高， 泡沫相的品位和 收率都有所上升。对 同一加入位置而言． 随 着洗 水流速的增加， 被泡沫相夹杂的脉石更多的随洗 水流下来， 因此泡沫相的品位会有所提高． 但到达 一 定程度后． 再增加洗 水流速 会使 目的矿物从气 泡上脱落， 而此时能洗涤下来的脉石的增加量十 分有限， 因此洗水流速 的增加反而会使泡沫 相的 品位和收率下降。因此在充填式静态浮选柱中应 在较高处加入洗水． 适当增大洗水流速 有利 于洗 涤 更完 全。 3 ． 3 操 作 条件 对浮选 的影响 利用正交实验考察 了表观气速 、 液面 高／ 拄 径、 洗水流速等操作条件对浮选结果的影响， 实验 结 果 见表 7 。 表 7 操作因素对浮选的影响 从实验结果可 以看出在考察的集中因素中， 高径比和表观气速的交互作用对精矿品位和收率 的影响作用较大， 表观气速的增大使夹带的杂质 形成的矿化气泡的量增 大． 对泡沫相的品位有一 定的影响． 但过低的气速使气泡的初始动能较低， 使粘附了目的矿物颗粒的矿 化气泡难以通过回收 医到达精选区进行进 一步的精选 ； 高径 比的增大 使气泡在通过液面时膨胀的阻 力增大， 有利于延 6 长气泡在柱 内的停留时间， 提高气i ,flx 目的矿物 的捕集效率， 但过高的液面使整个柱子的压差增 大， 矿化气泡通过回收区的阻力也相应变大， 这对 于精矿品位的提高 又是不 利的， 因此这两者之间 存在最佳匹配的同题。单因素实验的结果也证明 了这一点． 在两者的 比值在 1 1 ～1 5的范围内， 泡1束相的品位和收率较好． 过大和过小的比值， 都 会使泡沫相的品位或收率迅速下降。洗水在精选 维普资讯 试验研 究 I Md } P化I矿物与加I 2 0 0 1 年第 8 期 的过程中与上 升的矿化气泡形成逆流接触， 经过 多次洗涤， 使粘 附不牢的夹杂脉矿石与泡沫相产 品有效分离， 提高丁泡沫相的品位， 适当增大洗水 流速有利于洗涤更完全。 4 结论 1 充填式静态浮选柱浮选低品位胶磷矿． 可 以以一段操 作代替传统 的多段浮选机的浮选操 作， 得到满足工业生产需要的浮选指标， 但在操作 中应注意， 两者的药剂条件有所不同 2 充填式静态浮选柱从理论上说提供 了无 限高的泡沫高度， 洗水的加入对泡沫中的非 目的 矿物起到了有效 的分离作用， 此分离作用的加强 有利于提高 目的产物的品位和收率。因此在操作 中宜选择合适的洗水加入位置和流速。 3 合适的表观气速与高径 比的匹配是充填 式静态浮选柱浮选工艺中得到较高浮选效率的关 键 因素 。 4 充填式静态浮选柱的特殊充填设计 ， 使之 从本质上解决了传统浮选设备的机械 放大问题， 只要填料规格保持不变． 可以认为小试 和工业设 备之间只是浮选单元数量上的变化。实验得到的 药剂条件、 表观气速、 高径比及洗水流速的范围为 工业化应用提供了有利的放大依据。 5 参考文献{ 略 S t u d y o n t h e a p p l i c a t i o n o f p a c k e d s t a t i c fl o t a t i o n c o l u mn i n p h o s p h a t e r o c k f l o t a t i o n REN Hu i ． DI NG Yi g a n g ． W U Yu a n x i n ， LI Di n g h u o c D e p a r t me n t o f C h e mi c a l E n g i n e e r i n g ． wu h a n[ n s t i t u t e o f C h e mi c a l Te c h n o l o g y Wu h a n Hu b e i 4 3 0 0 7 3 ， Ch i n a 】 Abs t r a c t Wh e n l o w e o l p h o p h a t e r o c k wa s f lo a t e d i n e p a c k e d s t a t i c ml u r a n ． t h e i n t l u e n c o f o p e r a t i a t c ,l-．-h h a s t h e r e a g e nt u s a g e ，p o s i t io n a n d q 1 - a n 【 l t ie s o f a d d in g a s h w l e r ．wp r e s t u d l e d S t h e s u i t a h i e f l o t a t i o n e o n d i t ion s f o u n d Ke y wo r ds p c k e d a t i c fl o t a t io n c olu mn ； p h o s p h t k i f lo c a t i o n r e ag t 上接 1 5页 节理裂隙加大并形成新的节理裂隙， 使 L 口方 向 的岩体成为薄弱层， 大爆破后， 爆轰气体易从此处 逸出， 带动岩块形成飞石 如果采用风动装药器装药， 且由于操作失误， 药粉可能吭不到药壶底部， 最小抵抗线的大小、 方 向发生变化而位于孔 口方 向， 这样将在迎 L 方向 产生大量的飞石， 因此采用风动装药器装药． 应确 保已将送药管送至药壶底部。 2 3 大爆破 时 最小抵抗 线方 向产生 飞石 在最小抵抗线方向上产生大量飞石的根本原 因是过量装药， 使爆破作用指数 一偏大。 对昂小抵抗线测算不准确， 实际最 小抵抗线 小， 而导致过量装药， 或者是炸药装好后外部情况 发生了变化， 如铲车在最小抵抗线方向上铲装， 使 最小抵抗线变小， 导致过量装药， 爆破后形成大量 飞石 。 因此在扩壶爆 破尤其是大孔径扩壶爆破， 应 精确地测算抵抗线， 按最小抵抗线来确定装药， 遵 守操作规程． 才会有理想的爆破效果 。 2 ． 4 大爆破时， 薄弱岩层方向产生 飞石 如果药壶处 于薄弱岩层当中， 多次扩壶的爆 轰作用将使薄弱岩层的岩块更 加破碎， 大爆破后 爆轰气体较容易地顺 着薄弱岩层逸 出形成飞石。 在药壶爆破的钻 L 、 定位施工过程中， 应精确 地定位， 避免药壶处于薄弱岩层之中， 同时增加药 壶的个数来达到预期的爆破效果。 La r g e h o l e c o y o t e b l a s t f l y r o c k c o n t r o l LI C h e n - f a ， HU W e n - mi a o Z h e j i a ng D a c h a n g B l a s t C c n p a n y ， Z h o u s h a n Z h i a n g 3 1 6 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c U C o mb in i n g e x p e r i m e o f mi n in g e a r t h a n d e ．au． t h o r p r e n t s c a ⋯o f p r o d u c i n g fl y r o c k i n la r g e h o l e c o y o t e b l m s t a n d b c o il [ r o l L l s Ke y wo r d s la r g e hol e∞y o _ b l a s t n i n i t t g o f e a t h d t ⋯ ．fl v c o n [ l 7 维普资讯