优选浮选锆英石的新工艺研究.pdf

- 3 - 、 优先浮选锆英石的新工艺研究 牛玉勤姜 成 良李翠云 肖 洁 扭耍 通过对海南海准砂矿的大量试验，提出了从砂矿中优先浮选锆英石的新 工 艺a 选用新型挤收剂B s 一1 及矿物抑制剂D s 一1 ，在极简单的浮选流程条件下即能获得高 质 量锫精矿 和根高的叵收率。在万宁建成的5 0 吨， 日选矿厂已应用了谖工艺，工业试验指 标 为 锆 精 矿 品 位 6 5 ． o o ％1i ，回收串9 0 以上。新工艺的特点是工艺简单，选别指标高，选用的新药荆 对 锚 精 矿没荐染，设备投资少，担为传统工艺的十分之一 美 ■霸 锆英石、海滨砂矿 ，捕收剂B s l ，抑制剂Ds 一1 金属锆在航天 、核 能和 电子等现代工业 中的用途 非常广泛 。 目前， 对锆 英石精矿 的 需要 量迅速增加 ，同时对其质量要求更为严 格 。国产 的锫精矿 品位一股 很 难 达 到6 5 Z r O 的 出 lZ l 标准 。因此， 研 究 有效 的 选 别锆英石新 工艺 ，获 取高质量锆精矿具有 重要 的现 实意 义。 海滨砂矿是 提取 锆英石的最重要原料来 源。这类砂矿 中的金 属矿物有钛铁矿 、金 红 石 、锫 英石和独居石等，主要 睐石矿物是石 英。虢国拥有丰富 的海 滨砂矿资源，主要 分 布于 海南 、广 东、广西 、福 建和山东 沿海一 措， 尤 以海 南储 量最大。 目前国 内选 剐锫 英 石的传 统流程主要是 重选一磁选一 电选联合 流 程。一般是将 选过钛 以后的磁选尾矿 含 锆 英石、金 红石 、独居 石、石英和少量钛铁 矿 经摇 床抛 弃石英等小 比重脉 石矿物，富 集锫英石 。富集后的锆英石粗精矿，再经 磁 选和 电选多次选 别，除 去磁性 矿物如钛铁 矿 和独居 石， 以及 导 电的金 红石 。所获得的非 磁性 和非导 电产 品印为 锆精 矿。生产实践表 明，重选 一磁 选一 电选联合 流程分选锫英石 的传统漉程 ，梳程 复杂 ， 设备多，锆英石损 失大 ， 中问产 品数量 多，锆英石 回收率 低 。 如海 南大部 分生产错英石 的选矿 厂锆精矿 品 位没达到6 5 以上，锆回收率一般只有a O -- 5 5 。另外， 由于摇 床选别难以完垒除去石 英， 总有部分石英 混入摇床 精矿，在磁选和 电选时均不能 选出无磁性和非导 电的石英 ， 最终只能进入锆 精矿产 品，致使锆英石的精 矿 品位很低 ，一 般只有8 l 一6 3 。 众所周知，浮选工艺比较简单，能除净 混入 锆精 矿 中的石英等杂质 ，是提高锆精矿 品位和回收率 的有技 工艺。关键是要 有针对 性 很强 的高效新 药剂 ，这正是本文研究 的出 发点。 一话英石 浮选方涪的研兜 琨状 最 早出现的锆英石浮选方 法是以矿浆加温 ，酸 碱 处理为基础的 。 如澳 大利亚的B y r o n B o y 锆英石金红石公 司采用 了浮选法 分离 磁选尾 矿 中的锆英 石和 金红石 。该方法是在 9 5 C温 度下把磁选尾矿在氢氧化钠 的碱性 介质 中用 0 ． 5 浓度 的肥皂液 搅拌处理，然后 用 稀 硫 酸4 次洗涤， p H1 ． 9 条件 下用 按 树油作 起 泡剂浮选。工业上获得 了含锆英 石纯度9 8 的锆精矿和9 0 以上 回收率 。也 有用油酸和 硬脂酸浮选 的。类似 加温矿浆 的方法还有 以 硅酸钠作调整剂的分选锆英石和金红石粗精 矿 的方法。该 方法首先在8 0 --9 0 C温度下将 l l 浓 度矿浆 用硅 酸 钠 搅 拌 处 理 l 5 6 0分 钟 ，然后 用水稀 释井 分批加油酸 浮 选 锫 英 石。槽内产品为余红石。共工业试验秘得了 维普资讯 T 4 铅 精矿 品位6 3 ． 4 6 5 ． 8 和 回收率9 0 9 3 ％ 的 较好指标 。上述两 种加温浮选方法 ，尽 管 选 别指标较高， 但由于能耗大、过程复杂和 难控 制等缺 点限制 了广泛应 用。 常温下浮选锆英 石的方法 曾 有 许 多 报 道 。如 在分离锆英石金红石精矿时 用环烷 酸 皂 作捕收剂，在碱性 介质 中以硅 酸钠 或淀 粉 抑 制金红石浮选锆英石 ，再如 用硫酸铝抑 制 金红石 ， 在碱 性介质 中以油 酸浮 选锫 英石 。 另 外 ，苏 联专 利报谨 了反浮选分离锆英石和金 红石 的方法，它 以油 酸作捕收 剂和中性 油作 促 进剂 浮选金红石，氟硅 酸钠 为锆英石的抑 制剂 。 目前 浮选锆荚石的各方法 中， 采用的捕 收剂均为 油酸、油 酸钠 ，环烷 酸、氧化石蜡 皂和肥皂等脂 肪酸类捕 收荆。这些药剂选择 性较差， 常温 下难 以获 得含钛低 的高品位锆 精矿。同时，配台使 用的硅酸钠、硫酸铝和 淀糖 等抑制剂 对锫英石也有 一定 抑制作用。 由于上述浮选锆英 石方 法的缺 点和局 限性 ， 所以 目前在提 取锆 荚石方 面绝大部 分仍采用 传统的重选一磁选一 电选联 合工 艺。尤其 在 海南 的众 多锆 英石选矿厂。 我们对选钛屠 的尾矿进行 了大量 的锆英 石 浮选试验研究， ． 提出 了在 常温 下采 用新 型 高效捕收剂 B l 和钛矿物的 特效抑 帝 鹰 剂 DS l 为主要药剂的简单优先 浮选锆英石新 工艺。小型和工业试 验取得 了非常好 的分选 指标，并在万宁5 0 吨， 日的 锆英石浮选广中 得 到应 用。 糖黄石潭 蓬新 工艺 的研 究 1 ．原料性质。藤矿取 白海南万宁的经 螺旋 溜榴，湿式 强磁选选 出钛精矿 的尾 矿。 眉f 料台锆英右 、盘 红石 、钛铁矿 ， 白钛矿 、 锐 款矿、独居石和 石英 等矿 物。主要化学成 分 为z f O 2 2 日 ． 8 、T1 0z 1 1 ． 8 。原矿 筛 析 表明，在 --0 ． 2 0 ． 0 4 5 毫米粒级中锆英石占 0 8 ． 日 ，钛矿 物占9 日 8 。 2 ．浮选试 验 及 结 果。小 型 试 验 用 XFD--6 3 型单槽浮 选机。矿浆 浓 度3 0 ， 先 加入规 定量的硫酸搅拌3 分钟 ，然后 加 入 Bs l 非脂肪酸类 阴离子捕收 剂搅 拌 3 分钟 ，浮选3 分钟 ，得 粗 精 矿。再 加 适 量 Bs l 浮选 2分钟， 得扫选精矿。粗选精矿 与扫选精矿合 井为精 矿，槽内产 品为尾矿 。 浮选过程中的主要影响因素 1 矿浆 p H。在固定B s l 用 量8 0 0 克， 吨的条件下， p H对锆英石浮 选的影响如 图 l所 示 。 置 1 p H对话英石浮选的影鞠 1 一锆 英石I 2 一二氧 化钍 I 3 -- 锆精矿 品位 。 由图l 看 出，矿 浆 p H在 低 于5． 2 的广 泛 酸性 介质 中可完垒有效地 分离锆英石 与钛 矿 物。锆英石回收率接近1 0 0 ，而二氧 化 钛 回收率 均在l 4 以 F 。锆英 石 精 矿 品位达 5 0 6 2 。在p H4 ，二氧化钛回收率有所 上 升 ；p H4 时，p H越 低分离 效 果越 好。 p H2 ． 9 时的分选结果见表l 。 表 l结 果 表 明，在p H2 ． 9 时，锆 英 石 粗 选 回 收 率8 1 ． 4 3 ，精 矿 品 位 高 达 6 3 ． 4 5 ％，说明低p H条件 F对锆英石浮 选很 有 利。在 高p H时二氧化钛上浮 的增 加 将导 致锫精矿 中Ti Ot 含量升高。为 解 决 这一问 题，我们通过广泛探索研究找 到 了钛矿物的 有效 抑制剂DS l 。 2DS l 。在 p H4 ． 3 ， BS l 用 量8 0 0 克， 吨条件下，DS l 对锆英石浮选的 影 响如 图 2 孽 | 。 N 理嘤 *目 维普资讯 t 6 矿浆p H2 ． 9 时锫英石的浮选结果 寰 1 品 位 回 收 串 产品名称 声 班 Zr o l Ti O Zf o TI Oi D 9 -l 胍髋 ／ ． E ， 圈 2 DS l 对话英石浮选 的影 一 l 一错英石J 2 一二氧化钍J 3 一锆精矿中T i O 含量。 从 图2 看 出， 不 添 加DS l 时， 氧化 钛 回收率 和锫 精矿 中Ti O 含量都 比较高 。随 着 Ds l 用量 增加虽然 锫英石回收率 略有下 降 ，但氧 化钛几乎完全 披抑制，锫精矿 中 的Ti O 含量 从4 ． 3 降 至l 以 F 。 表 明DS l 对钛 矿物具有 较好 的选择性 抑制作用 ， 是锆 英石浮选时 不可缺 少的有效 调整剂 。 兰工业试 验按小 型试验研究提 出 的锫英石浮选新工艺在海 南万宁 天利矿冶厂 进行了工业试验。给矿有两种 1 矿样 1 含Z r O 5 9 ． 9 8 ％，Ti O 3 ，石英8 ％以及少 量独居石 。采用3 A浮选机 ，一次 粗 选和 一 次扫选简单流 程，粗扫选作业备 2台。 2 矿 样 2含Zf O2 3 2 ． 6 4 ，Ti O 1 4 和 石 英 3 0 以上 。 采 用一 次粗选 、 一 次扫选 和两次精 选的流程。工业试验 药剂 制度，粗选 作业 ， 硫酸4 公斤／ 吨，B s 一1 1 ． 2 公斤， 吨，D s 一1 1 4 o 竞／ 吨， 水玻璃2 6 0 克／ 吨， 扫选 作业B s 一 2 0 0 克／ 吨 ，DS一 1 9 5 克， 吨， 水 玻 璃1 2 0 克 ／ 吨 。工业试验结果 见表2 。 工业 试验结果 ％ 囊 2 培矿 鳊号 培矿品位 锆精矿产率 锆精矿品位 锆回收璋 1 5 9． 9 8 8 4． 9 8 65． 1 7 9 2． 3 3 矿 2 5 9 ． 9 8 8 4 ． 4 4 6 4 ． 5 4 9 0 ． 8 6 3 5 9． 98 8 5． M 65． 1O 9 2． 3 O 样 4 5 9 ． 9 8 9 0 ． 1 5 6 4 ． 3 2 9 6 ． 6 7 5 5 9． 9 8 8 3． 1 3 6 6． 27 9 1． 8 5 1 6 5 9． 98 7 9． o o 6 5 ． 63 8 6． 44 平均 5 9 ． 9 8 8 4 ． 4 6 6 5 ． 1 7 9 1 ． 7 4 矿 1 3 6 ． 5 5 4 O ． 6 5 6 5 ． 2 1 7 2 ． 5 3 样 2 2 8 ． 7 2 3 1 ． 5 2 6 5 ． 1 4 7 1 ． 4 8 2 平均 3 2 ．6 4 36 ． 0 9 6 5． 1 8 7 2． 0 1 表 2工业 试验结果 表 明，采 用 本 文 研 究 的锫 英石弹选 新工艺具有很好 的 分 选 效 果 ，锆精矿 中 含z r O 可 达6 5 以上 ，个别 达 6 6 以上 。可 以预 见若再增加精选作业 次 数 即可获得含 Z r O 6 6 以 上 的 特 级 锆 精 矿。 阿个矿样 均获得 了较高的锆回收率 。这 是传统 的工艺没法相 比的。另外，新 工艺流 程极 为简单， 易操 作 ，设备 投资 低 约 为传 统工艺 的十 分之 一 。新药剂为非脂肪 酸 类 对锆 精矿产 品没污染 。 。 四结论 1 ．重选 过程 中混入锆粗 精矿 中的石 英 在磁 选和电选作业 中均不能将其除 去， 这是 传统 的重选一 磁选一 电选联 台工艺 不能获高 质量锫精 矿的主要原 因。另外选 别作 业 多， 锆损失也大。 2 ，已有的浮选方法选 下转第2 2 页 日 0 ～Nd 维普资讯 2 2 2 Bi C1 3 Fe 2 Bi 十 3 Fe C1 2 在置换 过程中对有关 因素进 行 了考察 ， 发现置换 中加入 铁应该磨细和过量 以利于反 应 进行的更迅速 ，更完垒。其次必须进行搅 拌，保证新鲜表面，以利于反应继续进行。 本 试验采用常温搅拌 置换 ， 时间 为1 ． 5 小时， 铁 屑耗量 为1 ． 1 4 千克／ 千 克 铋 ， 置 换率 达 9 9 ． 9 l ，海 绵铋 品位 为6 1 ． 4 3 ，置换后尾 液 含锯 l 毫 克／ 升， 海 绵 铋 含银 5 ． 0 l千 克 ／ 吨 2 ．水 解法。盐 酸浸出后，经 固液分 离 后的溶液进符水解，使铋水解沉淀而与部分 杂 质分离 。其反应 为 Bi C1 3 H 2 0 Bi 0C1 2HC1 水 解时 将 自来水注入 分离 后的溶液，使 溶 液酸碱 度升高 p H2． 5 3 ， 以 到 于 提 高产 出氯氧 铋。本试 验水解稀释 比为溶 液 水 l 3 ，水解后澄 清 6小 时， 水 解 率 为 9 8 ． 6 8 ，氯氧铋品 位为6 7 ． 9 l ， 含银 3 ， 4 千 克／ 吨，尾液铋品位2 ． 1 3 毫克／ 升。 上 述结果表 明， 无论 采用何种方 法均 能 从溶液中回收铋，其效率都很高。就产品质 量看海绵铋 含砷高 6 ． 6 5 ， 而 氯氧 铋 含 砷低 0 ． 7 6 ，可见采 用水解法 从 溶液 中 回收 铋有利于溶液 中砷的分离，得 到较高质 量的铋产 品。 四尾液返 回使 用的可能性因置换 尾液p H值低 ，为 了节省 浸矿 剂 用量 ，进行 了尾液返回使用的考察试验。结果见丧 5。 试验结果 表 明， 尾 液返 回使 用是可能 尾液 返回试验结果 裹 5 的，考虑到固液分离时的速 率， 采用5 0 ％尾 液 为宜 ，考虑到尾液只能部分返 回使 用 因 此对排 放的尾液进行了水 质分析，其 中含 有 铅 、锌 ，铜 、镉 ，砷等有害离 子，不能直 接 排放。经净化处理，尾液达 到 了国家规定 的 废水 排放标准，见表 6。 尾液净化前后金曩离子含量 毫 克／ 升 裹 6 ＼ 、 、 e l As Cu Zn Pb Cd pH 方{ 击、 ＼ 净化前 4 4 O 4 ． 4 1 4 6 0 3 2 0 3 B 1 置换 净 化后 o ． o 4 6 0 ． 1 9 0 ． 0 8 8 0 ． 3 2 o ． 0 6 5 6 7 净 托前 3 2 1 7 ． 4 1 O 2 1 0 ． 2 1 ． 2 C 3 托解 净 化后 0 ． 4 0 ． 0 4 O ． 1 7 0． 2 0 ． 0 3 6 工 业 废水 排 放 标准 1 ． O 5 1 ． 0 l 0 ． 1 6 0 三 、 结语 采用盐 酸浸 出回收铋，并对浸 渣中铜 、 钨等综 台回收。采用选一 冶联合 工 艺 是 合适 的 可 以获得较高 的技术指标和经济效 益。 部分尾液可返回使 用，有利 于降低成本，取 得更好的经济效益 。 上按 第l 5 页 别锫英石均采用脂肪酸类药剂，由于选择性 差，严重 影响 了锆精矿质量 ，常温下难 以获 得好指标 ，必 须配 以矿浆 加温 和酸碱 处理等 复杂 工艺，能耗 大，并且不 易控制 管理 。 3 ，本文提 出的用新药 剂B s l 及Ds l 优 先浮选锫 英石新工艺 具有 分 选 指标 高， 流程极为 简单 ， 且常温 下浮选p H范 围 宽 ， 过 程稳 定易操作 ，设 备投 资少 和新药剂对锫精 矿产品没污染等优点，工业上易于推广，井 有可理的经济效藏。 厂 维普资讯