细粒黑钨矿絮团浮选的研究.PDF

g l 2 g 8 期 南 方 冶 金 学 院 学 报 V o l 1 2 ， № 3 I 9 9 1 年 9 凡 J O uR N A L O F S OU T HE R N I N S T I T U T E OF M E T AL L U R G Y S e p t ．． 1 9 9 1 细粒黑钨矿絮团浮选 的研究 研 究生 卢 毅屏 导师 黄 华 本文 以聚丙烯 酸为絮 凝剂 、油 酸钠为捕 收剂 ，进 行 了细粒黑 笛矿 一2 O 絮 团浮选 的 研 究．系统地研究 了细粒黑 钨矿 的絮 团浮选行为 ， 进 行 了维粒黑钨 与石英的絮团浮选分离 ， 研 究 丁金属离子 Mn ”、Fe ” 对黑钨矿 絮团浮选 的影响，通 过 电位，红外光谱和捕 收剂 吸 附 量的测定 ，揭 示 了聚丙烯酸与油酸钠在黑钨矿表 面的吸附机理 及其相 互作用，通过絮 团粒 度 及结 构分析讨 论 了在絮 团浮选 中聚合物与捕 收剂所产 生的联台刚聚效应，进 行 了黑钨矿絮 圃浮选 动力 学研究 ，探讨 了细粒黑钨矿的 絮团浮选机理 ． 并根据 聚合物与捕收剂的联台选择 性团聚作用，提 出 了一种新 的絮 团浮选工 艺～CP C絮团浮选 ． 论文 中还对细 粒浮选研究概 况、选择性 团聚一 浮选工 艺的发 展和微 细粒黑钨矿 的浮选研 究进行 了综合评述 ． 论文研究 的主要 内容如下 ． 1 细 粒黑钨矿 的絮团浮选行 为 I ． 研 究 了聚丙烯酸 PAA 对细粒黑钨矿 的絮 凝行 为．所用聚丙烯酸有 四个分子 量 品 种；P AA一3，P AA一4，PAA一5，P AA一6．研究了p H值、P AA用量 以及沉 降 时 间对黑钨矿絮凝的影响．结果表明，聚丙烯酸絮凝黑钨矿的最佳p H值为6 ． 8 ，随其分予量 的 增大，絮凝能力增强．PAA一 8对黑钨矿无 絮凝能力． 2 ． 浮选实验 结果 表明，聚 7 j 烯酸能活化黑钨矿 的浮选 ．随分子量的增大 ，聚丙烯酸 活化 黑钨 矿浮选的用量范 围r H j 低浓度方 向移 动．在高 用量下 ，聚丙烯酸显著抑制黑钨矿 浮选 ，并 且分子量越大 ，其 抑制 作用越 强． 四种分 子量 的聚丙烯酸 以P AA一5 的活化效果最为显著． 在 不同P AA一 5用量水平下黑钨矿 浮选 的p H实验和捕收剂． 【 { 】 量实验结果 表明．黑钨矿 絮 团 浮选 的最佳p H为 6 ． 8 ，与油酸钠 浮选黑钨 矿和聚丙烯酸絮凝黑钨矿 的最佳 p H值 一致．当p H 6 ． 8 ，P AA一 5用量为 0 ． 2 和 1 mg ／ l 时，絮 团浮选可 使细粒黑钨矿 的最大 回收率 由常规浮选 的 8 O ％提 高到0 O ％．在P AA 一 5高 用量水 平下 5 0 m ／ 1 ，黑钨矿 浮选受到完全抑制． 3 ． 一2 0 微米黑钨矿 一石 英混合矿 1 li 1的絮 团浮选 分离结果见表 1．可 见， 絮 团 浮选显著提高了细粒黑钨矿的浮选效果．在p H6 ． 8 ，P AA一5 I mg ／ 1 ，油酸钠l O O mg ／ l 的 条件下 ，获得 了精矿 品位 6 8 ． 4 6 W O a ， 回收率0 】 ． 3 1 的分选 指标．分选效率为6 9 ． 1 0 ， 比常规选 浮提 高了1 7 ． 8 3 ％． 维普资讯 第1 2 卷 第 3期 卢毅屏细粒 黑鸽矿絮 团浮选的研 究 2 8 ／ “ 衰 1 2 0 曩鹤矿一石英混合矿 1 。 1 絮 团浮 选分 离结果 p H6 ． 8 药剂 条件 mg ／ 1 钨 精矿指 标 序号 分选效 率％ PAA 一 5 Na OL 品 位 ％ W O 回 收 率 ％ l 0 6 5． 59 80． 8 9 4 9． 00 2 0． 2 66． 7 3 88．i 1 60． 4l 6 O 3 1 6 4． 91 84． 40 51． 6 0 4 1 0 6 5． 26 72． 61 3 9． 86 5 0 65． 5 2 8 3． 00 51． 2 7 6 0． 2 6 5． 61 86． 63 55． g0 7 1 1 0O 68． 46 91． 31 6 9． 1 0 8 5 67． 28 8 1． 62 53． 3g 9 1 0 6 5． 6 5 6 7． 76 3 6． 1 6 2 细 粒黑钨矿絮 团浮选 机理 1 ． ∈ 电位测定 和红外 光谱分析结果表 明，聚丙 烯酸和油酸钠在黑钨矿表 面的吸附均 为 化 学吸 附． 两者都是通过其羧 基与黑钨矿表面的锰和 铁 I 离子 作用生成羧 酸盐化台物而吸 附于黑钨 矿表 面． 捕收剂吸 附量研究 结果表 明聚丙烯 酸对 油酸钠在 黑钨矿 表面的吸附具有抑制 作用 ，并且 随其用量水平的增大，抑制作用增强．其原因主要是由于先加入的聚丙烯酸优先占据黑钨矿 表面 的Mn 、 Fe 离 子活性 点， 减 少了油 酸钠在 黑钨矿表面的可 吸附区域．这一结果也说 明， 在 絮团浮选 中，聚丙烯酸用量必须控制在低用量水平． 2 ． 应用激光粒度分析和体视显微摄像技术，进行了黑钨矿絮团的粒度和结构分析．结果 表 明 见表 2 ，在 絮 团浮选体 系中，聚丙烯酸与油酸钠会产 生显著 的联合 团聚 效应 ．这 种 联合 团聚 效应 比单 一的 聚台物絮凝或捕 收剂 疏水性 团聚都 更为 显著 ．在 p H6 ． a， P AA一 5 1 ms ／ 1 ，Na OLl O O mg ／ l 时，黑 钨矿样 中一 5 粒 级含量 已由原矿样 的3 4 ％减 少为 4％， 最 衰 2 PAA一 5与油馥钠 联合 作用对黑钨矿粒度 的影响 p H6 ． 8 药剂条件 ms ／ 1 品位含量％ 最大粒度 平均粒径 样号 P AA一 5 Na OL 一 8 一 5 l 一1 0 一2 0 P - j 1 1 0 0 1 3 1 0 0 2 0 8． 51 8 3 31 11． 1 4 56 6 2 2 3． 51 2 1 0 4 4 23 4 5 8 8 2 9． 8 2 5 0 1 0 0 1 6 1 1 0 0 2 维普资讯 2 8 8 南方 冶金学院学报 1 9 9 1 年 9月 大 粒度 由原 矿样的2 0 11 增大 到 a ．可见 ，聚台物 与捕 收剂所产生的联合 团聚 效应 显 著 改 变 了细粒黑钨矿的粒 度特性 ，使细粒浮选转 变为常规粒度 的絮团浮选．并且 ，在 该药剂用量条 件下 ，聚丙烯 酸对油酸钠在黑钨矿表 面的吸 附影 响很小，因此所形成的絮 团具 有足够的疏水 性而上浮． 由此 ，论文 中提 出，聚合物与捕 收剂 的联台团聚 作用是决定 细粒矿 物选 择性团聚及其浮 选行为的 主要 因索．提 出了聚丙 烯酸与油酸钠联 合团聚 的机 理模 式在絮团浮选 中，先添加 的聚丙烯酸 低用量水平 在矿粒上吸附并形成小而琥松的絮团，随后添加的捕收剂吸附于 矿粒表面剩余空位，并在搅拌的条件下产生疏水性团聚你 ，聚合物与捕收剂的联合作用使 小 絮 团形成大 絮团． 3 ． 进行 了絮团浮选 动力 学的研究 ，表 明细粒黑钨 矿的浮选和絮 团浮选均符 合二级反应方 程．絮团浮选显著提高了细粒黑钨矿的浮选速率 m实际浮选最大回收率 见表 8 ．在油酸 钠1 0 0 rag ／ 1 用量下，细粒黑钨矿的二级浮选速率常数KI由常规浮选的0 ． 0 4 s 提高到絮团 浮 选 PAA一 5 1 rag ／ 1 的0 ． 1 7 s ～，提 高了4 ． 2 5 倍． 表 3 黑 钨 矿浮选遗率 常数KI及 实际 浮选最大 回收率R p H6 ． 8 t 药剂条件 油 酸 钠 6 0 l 0 0 m g ／ 1 P A A一 5 0 1 0 ． 2 1 0 I 1 5 K I 秒 0 ． 0 2 0 ． 1 5 0 ． 0 5 O ． 0 4 }0 ． 1 7 0 ． 0 6 _ R 7 8 { 9 1 8 7 8 4 l 9 3 8 8 3 CP C絮团浮选工艺及其机理讨论 1 ． 根据絮团浮选机理研究， 在絮团浮选中， 台物 聚 烯酸 与捕收剂 油酸钠 所产 生的联 合团聚效 应是 决定细粒黑钨矿选择 性 团聚及其浮选行为 的主要 因素．近年来一些研究 表 明，在聚 合物 絮凝之前 添加 捕收剂可显著提 高高分予絮凝效果 ，并 由此发展出 了聚合物 与 捕 收剂联 台选择性絮凝工艺 ．本 论文 的研 究也发现 ，将油酸钠先于聚 丙烯 酸添加。能强化细 粒黑 钨矿 的絮 凝效 果． 由此 ，作者首 次提 出了一种新 的絮 团浮选工 艺--CPC絮团浮选工艺 ．所 谓GP C絮 团 浮 选工艺， 就是以聚合物与捕收剂联合选择性团聚为基础， 采用捕收剂 Co l l e c t o r 一聚 合 物 P o l y me r 一捕收荆 C o l l e c t o r 豹加药方式，使聚合物与捕收剂产生充分的联合作用 ， 以使细粒物料达到最佳 的选择性团聚，并实现絮团浮选． 2 ． 细粒黑钨矿 的CPC絮团浮选行为研 究表 明， 随着先加 人油酸钠 量的增大，黑钨矿的絮 团浮选回收率先是逐渐增加，而后又出现下 降趋势．在油酸钠用量为5 0 5 O mg ／ 1 即先加入 量为 5 0 mg ／ l ， 总用量为 1 0 0 mg ／ 1 时， 获得 最高 回收率． 对 一2 0 11 黑钨矿一 石英 混合矿 1 t 1 进行 了C PC絮团浮选分 离，结果见表 4．可见 ，CP C絮团浮选 能显著提 高细粒黑钨矿 维普资讯 第1 2 卷 第 8期 卢教屏 细 牡黑鸪矿絮 团浮选 的研 究 2 8 9 裹 4 2 0 蔫 钨矿 一石 英混合矿 1 t I CPC絮团潭选分离 结果 p HB ． 8 药 剂条件 rag ／ 1 钨 精 矿 指 标 序号 分选效率 ％ PAA一 5 Na OL 品位％ W 0 回收率 ％ l 7 0 1 00 6 8． 46 91． 31 6 9．1 0 18 2 O 80 68． 6 3 94． 3O 74．1 7 1 19 50 50 68 ．7 6 9 5． 40 76． 30 20 1 00 0 6 7．7 0 9 2． 5 7 6 9． 1 4 8 0 1 00 67． 28 81． 6 2 53． 39 2 1 20 80 68． 1 1 8 9． 93 6 6． 21 5 2 2 5050 68． 52 91． 8 5 7 0． 06 23 1O O 0 67． 30 87． 96 6 1． 5 3 的兮连曙碌．口1捷寻 |立{ { ． 7 6 WO ，回 改率9 j ． 4 O 均呜 精 矿 指 标 ． 分 选 效 率 迭 7 6 ． 3 O ％，比常觇浮选和常舰絮珂浮造分蜉 『J 淹高了2 ． O 3 和7 ． 2 0 ．在聚合物 每用 置 条 件 下 P AA一 5 5rag ／ 1 ，CP C絮团浮 选效 果尤 为显著． 3 ． CP C絮团浮选的一个显著 特点就是 将部分捕 收剂 先于 聚合物添加，从 而保 证 了捕 收剂 与矿粒的充分作甩，减少了聚合物对捕收剂吸附的抑制作用．捕收剂吸附量测定结果表明， 尽管油酸钠总甩量保持恒值，但随先加人的油酸钠量增大，油酸钠在黑钨矿表面的吸附量增 大．当先加入量为5 0 r a g ／ 1 后 印Na OL 5 0 5 0 rag ／ 1 吸附量基本保持不变． 浮选动力学研究表明，CP C絮团浮选能显著提高缅粒黑钨矿的浮选速率．与常规 絮 团 浮选相比，在最佳条件下 P AA一5 1 mg ／ l ，N OL 1 0 0 mg ／ 1 。KI提高了1 ． 5 2 倍 见 表 5 ． 裹 5 悬钨矿 CP C絮团浮选 的K I和R p H6 ． 8 药 剂条件 P AA一5 1 5 由此可见 。CP C絮团浮选工艺 的本质是 采甩捕 收剂一 聚合 物一 捕收剂的加药 方式，提 高 了捕收剂在矿 粒表面 的吸附量，强化了聚合物与捕 收剂的联 合团聚 作甩，提高 了细粒 黑钨矿 的浮选速率． 4 结 论 以油酸钠为捕收剂，四种分子量的聚丙烯酸 P AA一3，P P A一4，P AA一 5， P A 维普资讯 2 9 0 南方 冶金 学院学报 1 9 9 1 丰 9月 A一6为 絮凝剂，进 行 了 一2 0 微 米细 粒黑钨矿 的絮团浮选研究 ，得 出如下 结论 ． 1 ． 尽管 聚丙烯酸对黑钨矿 的絮 凝能 力随其分子 量的 增大 而增强，但在细粒 黑钨矿 的絮团 浮选 中， 以中等分子 量的P AA一 5的浮选 效果最佳 ．P AA一 5在低用量下 能 显著 活化细粒 黑钨矿的浮选．在p H6 ． 8 ，P AA一 5 1 mg ／ 1 ，油酸钠1 0 0 mg ／ 1 的条件下进行了一2 0 微 米 黑钨矿一石英混 合矿 1 t 1 的絮 团浮选分 离，获得 了钨精 矿品位 6 8 ． 4 6 Woa ，回收率 9 1 ． 3 1 ％的 指标 ．分选效率为6 9 ． 1 0 ，比常规 浮选 提高 了1 7 ． 8 3 ． 2 ． 聚丙烯酸和油酸钠都是通 过羧 酸基团与黑钨矿表面的 锰、铁 I 离子反直 而在 黑钨 矿表面形成化学吸附．在絮团浮选中，先于油酸钠添加的聚丙烯酸由于 “ 竞争吸附 而抑制 油酸钠在黑钨矿表面的吸附，并 随其用 量增大，抑制 作用 增强． 因此。在 黑钨矿 絮 团 浮 选 中，聚丙烯酸应控 制在 低用量 水平 ． 3 ． 在 黑钨矿 絮团浮选体 系中，聚丙烯酸 和油 酸钠会产 生显 著的联 台团聚效应．这种 聚台 物 与捕收剂的联合 团聚作用是决 定细 粒黑钨矿的选择 性团聚和絮 团浮选行为 的主要 因素． 4 ． 细粒黑钨矿 的浮选和絮 团浮选均 符台二级反应方程 ．絮 团浮选 显著提 高 了细粒黑钨矿 的浮选速率，使细粒黑钨矿的浮选速率常数 由常规浮选的0 ． 0 4 s 提高到0 ． 1 7 s _ 。． 5 ． 提 出了一种新的絮 团浮选工艺一CP C絮团浮选工 艺．对 一2 0 微 米黑钨矿 一石英 混 台 矿 11采用C P C絮团浮选分离，获得了钨精矿品位6 8 ． 7 6 CAWO 。 ，回收率g 5 ． 4 O％ 的 分选 指标 ．分选效率达7 6 ． 3 O ，显著 优于常规浮选 的5 1 ． 2 3 和常规 絮团选 浮的6 9 ． 1 O ． 6 ． CP C絮团浮选工艺的本质是 采用捕收剂一 聚合物一 捕收剂的加药方式 ，减 少 了 聚 丙 烯酸 对油 酸钠 吸附 的抑制 作用 ，提高 了捕 收剂在矿 粒表面 的吸附量，强化 了聚台 物 与 捕 收 剂的联台 团聚作用 ，提 高 了细粒黑钨矿 的浮选速 率． 维普资讯