钛铁矿浮选过程中pH值的影响.pdf

第19卷 第1期 2010年3月 矿 冶 M I N I NG 浮选; pH值;影响 中图分类号TD95 文献标识码A EFFECTOF pH VALUE ON I LMEN ITE FLOTATI ON XU Xiang, ZHANG Xiao2lin, ZHANG W en2bin Faculty of Land Resource Engineering, Kunm ing University of Science and Technology, Kunm ing650093, China ABSTRACT It has been known that pH value is one of the important factors influencingmineral’s surface charge and reagent activity in a flotation process1In thispaper, the effect of pH value on the perfor mance of ilmenite flota2 tion is investigated1It is found that a pH value range of 415～515 is the best one for ilmenite flotation, within which il menite presents the most optimal floatability and selectivity1And pH values of 5 and 415 are considered to be the best pH values for roughing and cleaning respectively, according to the different demands for grade and re2 covery during different stages of the flotation process1 KEY WORDS il menite; flotation; pH value; effect 收稿日期 2009 - 04 - 08 作者简介徐翔,在读博士研究生,研究方向矿物材料。 在浮选中, pH值是影响矿物表面电性和药剂活 性的重要因素,对最终精矿的指标影响巨大。关于 钛铁矿的浮选,虽然以往的研究大都认为适宜在酸 性或中性环境中进行,但也有人持有不同的看法。 朱俊士 〔1〕 用塔尔油皂和米糠油松香钠皂分别与煤 油混合作捕收剂,研究了矿浆pH值的影响,认为钛 浮选宜在酸性或中性介质中进行;周建国等 〔2〕 在对 攀枝花微细粒级钛铁矿的浮选研究中也提到浮钛作 业矿浆pH值应为415～515,矿浆的酸碱度对浮选 钛铁矿有很大影响。魏民等 〔3 - 4〕 比较系统地研究了 钛铁矿浮选过程中pH值的影响,提出了不同的观 点在钛铁矿和钛辉石的单矿物浮选试验中, TAO 系列捕收剂在pH值为515～910范围内对钛铁矿 有很好的捕收性及选择性, TAO与脂肪酸皂复配而 成的新型捕收剂RHB在pH值为810～910的环境 中浮选钛铁矿效果最佳。 为了确证pH值对钛铁矿浮选的影响,查明最 佳的pH值范围,本研究进行了系统而精确的试验。 证明钛铁矿在浮选过程中对pH值的变化极为敏 感,哪怕是微小的pH值变化也会对精矿品位和回 收率产生很大影响。通过试验,不仅再次确定了钛 铁矿浮选的最佳pH值范围,而且提出在粗选和精 选中应采用不同的pH值并精确控制才能得到理想 的指标。 1 研究方法 111 矿石性质 浮选原矿为某磁选厂选铁的尾矿,主要含钛矿 物为钛铁矿,有少量的钛磁铁矿和赤铁矿,主要脉石 矿物有钛辉石,斜长石,绿泥石等,另有少量的硫化 物。试样的多元素分析结果见表1。 表1 试样多元素分析结果 Table 1 Chemical analysis of the ore used in the tests 项目TiO2CaOMgOSiO2Al2O3TFeSCoNiP 含量/121161017111168311999186151101101010201010103 112 试验条件 浮选捕收剂选用新型药剂SYB - 1,抑制剂选用 CMC, pH值调整剂选用硫酸。pH值测量仪器采用 上海虹益仪器仪表有限公司生产的pHS - 25型数 显酸度计。 113 试验方法 本试验详细研究了从酸性环境变化到碱性环境 时各种pH值条件下钛铁矿浮选精矿品位和回收率 的变化规律。试验时为防止在磨矿过程中产生过粉 碎现象,先将原矿样用01074mm筛子进行筛分,筛 上产物进入球磨机磨矿,磨后产品与原矿筛下产品 合并使得矿样总细度为- 01074mm占有率为85。 将磨好的矿浆先脱硫,然后进行不同pH值条件下 的浮选试验。浮选钛铁矿时采用一次选别,每隔 30s刮出一个精矿。 2 研究结果与讨论 根据试验结果可知,浮选30s、60s、90s、120s时, 钛铁矿精矿的平均品位和累计回收率的变化趋势大 致相同。平均品位曲线和累计回收率曲线呈X型 分布,相交于pH值5175附近,当pH值小于5175 时,累计回收率曲线位于平均品位曲线上方,当pH 值大于5175时情况相反。现将最具代表性的浮选 60s时的变化曲线列于图1中。 图1 浮选60s时钛铁矿浮选精矿平均品位和累计回收率与pH值的关系曲线 Fig11 Variation curves of concentrate grade and recoverywith pH value at 60 seconds in the ilmenite flotation process 由图1可以看出,随着矿浆pH值从4变为10, 钛铁矿浮选精矿平均品位和累计回收率都呈现出不 规则的变化趋势。在pH值为4～5175这一区间, 平均品位和累计回收率曲线较为接近,当pH值大 于5175时,平均品位有所上升,但累计回收率大幅 降低。在尽量保证回收率的前提下,兼顾品位的pH 值最佳区间为415～515。 为了更好地分析pH值对品位和回收率的影 响,将钛铁矿浮选精矿平均品位和累计回收率随时 间变化的浮选动力学曲线分别列于图2和图3中。 由图2可知钛铁矿浮选精矿平均品位随浮选时 间延长有所下降,但整体变化不大。从图3可以明 显地看出, pH值不同,钛铁矿的上浮速率是不同的。 在pH值415～515范围内,钛铁矿的上浮速率远远 高于pH值6～715时的上浮速率,表现为pH值415 ～515的累计回收率大大高于pH值6～715的累计 回收率。 因此,无论从浮选的最终结果还是从上浮速率 来看, pH值415～515均是本试验中浮选钛铁矿最 佳的pH值区间。造成这种现象的实质是不同矿物 32徐 翔等钛铁矿浮选过程中pH值的影响 图2 钛铁矿浮选精矿平均品位随浮选时间变化曲线 Fig12 Variation curve of ilmenite concentrate grade with flotation ti me 图3 钛铁矿浮选精矿累计回收率随浮选时间变化曲线 Fig13 Variation curve of ilmenite concentrate recoverywith flotation time 在不同pH值条件下与药剂作用后可浮性的差异。 对于本矿石而言,主要的有用矿物和脉石矿物分别 是钛铁矿和钛辉石,而钛铁矿和钛辉石表面均含有 钛活性质点,从而使得两者不易分离 〔3〕,也就是说 两者与药剂作用后的可浮性差异很小。图1中品位 和回收率两条曲线呈X型分布充分说明了这一点, 当pH值小于5175时,钛铁矿精矿品位较低而回收 率较高,说明钛铁矿和脉石可浮性都很好;而当pH 值大于5175时,钛铁矿精矿品位较高而回收率较 低,说明钛铁矿和脉石可浮性都很差。要想同时得 到最高的品位和回收率是不可能的,而过低的回收 率对于选矿而言是无意义的,所以钛铁矿浮选中可 接受的pH值范围应在5175以下。可以认为只有 在pH值415～515这个极小的范围内,才能最大程 度地发挥药剂的作用,使得钛铁矿和脉石分选效果 最佳,从而得到品位和回收率都较高的钛铁矿精矿。 根据上面的分析,为了更好地优化指标,需要进 一步确定不同浮选阶段的最佳pH值条件。在最佳 pH值区间内,由于粗选要尽量保证回收率,所以应 选择图3中累计回收率曲线位于最上方的pH值为 5的条件;精选要尽量提高品位,所以应选择图2中 最佳区间内平均品位最高的pH值为415的条件。 在确定上述pH值条件以后,进行了全流程验证试 验,采用一粗一精的简单浮选流程,以CMC为抑制 剂,硫酸为调整剂,新型药剂SYB - 1为捕收剂,粗 选pH值严格控制在5,精选严格控制在415,最终 得到了精矿品位4714、 回收率4518的良好指 标。 3 结论 在钛铁矿的浮选过程中,矿浆pH值的控制十 分重要。从浮选动力学来看,钛铁矿的浮选属快速 浮选, pH值对上浮速率和累计回收率的影响很大。 本试验中pH值在415～515区间内钛铁矿的上浮 速率和累计回收率都明显高于其它区间;不同浮选 阶段不同pH值的精确控制十分重要。对本试验而 言,粗选的最佳pH值为5,精选最佳pH值为415。 参考文献 〔1〕 朱俊士 1中国钒钛磁铁矿选矿[M ]1北京冶金工业出 版社 11996 199 - 2001 〔2〕 周建国,王洪彬,曾礼国 1攀枝花微细粒级钛铁矿的回 收[J ]1广东有色金属学报, 2006, 16 1 1 - 51 〔3〕 魏民 1TAO系列捕收剂选别攀枝花钛铁矿的研究[J ]1 广东有色金属学报, 2006, 162 80 - 831 〔4〕 魏民,谢建国,陈让怀 1新型钛铁矿捕收剂捕收性能和 作用机理的研究[J ]1矿冶工程, 2006, 262 38 - 411 42矿 冶