磁铁矿浮选柱阳离子反浮选实验研究.pdf

第 3 7 卷 第 1 期 2 0 0 8 年 1 月 中国矿业大学学报 J o u r n a l o f C h i n a U n i v e r s i t y o f Mi n i n g 2 .东北大学 资源与土木工程学院， 辽宁 沈阳1 1 0 0 0 4 摘要 采用浮选柱阳离子反浮选技术对弓长岭磁铁矿进行了浮选分离研究. 通过在实验室浮选 柱系统上的试验， 优化确定了如下工艺和操作参数 十二胺药剂用量 1 0 0 g / t ， 循环矿浆压力 0 . 0 4 5 MP a , 矿浆浓度4 3 0 o ， 浮选时间7 -8 m i n . 结果表明， 在优化的工艺和操作参数条件下， 通 过一粗二扫开路流程分选， 可得到含铁 7 0 . 9 5 的铁精矿， 尾矿铁品位可降至2 0 . 8 8 . 该技术的 研究为我国高质量铁精矿的制备提供了一条新的技术途径. 关键词 磁铁矿; 反浮选;阳离子; 浮选柱 中图分类号 T D 9 5 1文献标识码 A文章编号 1 0 0 0 - 1 9 6 4 2 0 0 8 0 1 - 0 0 6 7 - 0 5 Re s e a r c h o n C a t i o n i c Re v e r s e F l o t a t i o n o f Ma g n e t i t e Us i n g a F l o t a t i o n C o l u mn Z HA N G Ha i - j u n ， L I U J i o n g - t i a n Z ， WA N G Y o n g - t i a n ， C A O Y i - j u n ， MA Z i - l o n g 1 . S c h o o l o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g邑 T e c h n o l o g y , C h i n a U n i v e r s i t y o f M i n i n g 2 . S c h o o l o f R e s o u r c e s 衣C i v i l E n g i n e e r i n g , N o r t h e a s t e r n U n iv e r s i t y , S h e n y a n g , L i a o n in g 1 1 0 0 0 4 ， C h i n a A b s t r a c t A n e x p e r i m e n t a l r e s e a r c h o n s e p a r a t i o n o f G o n g c h a n g l i n g m a g n e t i t e u s i n g t h e c a t i o n - i c r e v e r s e f l o a t a t i o n t e c h n o l o g y i n t h e f l o t a t i o n c o l u mn w a s c o n d u c t e d . B y s y s t e m i c s t u d i e s i n t h e l a b ， t h e o p t i m a l t e c h n i c a l a n d o p e r a t i o n a l c o n d i t i o n s h a d b e e n d e t e r m i n e d a s f o l l o w s t h e d o s a g e o f d u o d e n a r y a m i n e o f 1 0 0 g / t ， t h e p r e s s u r e o f c i r c u l a t i n g p u l p o f 0 . 0 4 5 MP a , t h e c o n - c e n t r a t i o n o f p u l p o f 4 3 ， t h e f l o a t a t i o n t i m e o f 7 一8 m i n . T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e i r o n c o n - c e n t r a t e w i t h t h e g r a d e o f 7 0 . 9 5 a n d t h e t a i l i n g w i t h t h e g r a d e o f 0 . 0 7 4 m m粒级的单体解离度也达到了 8 7 . 9 ， 矿样解离效果比较理想. 矿样粒度与单体 解离度测定结果见表1 , 2 . 表 1 矿样粒度测定结果 T a b l e t S i z e d i s t r i b u t i o n o f s a mp l e s 粒度/ mm 0 . 0 7 4 0 4 50 . 0 7 4 0 3 0 0 . 0 4 5 G 0 . 0 3 0 产率/ 1 1 . 2 4 1 5 . 5 6 1 7 . 4 9 5 5 . 7 1 1 0 0 . 0 0 品位/ 合计 5 1 . 4 0 6 1 . 7 4 6 4 . 4 9 6 6 . 5 4 6 3 . 7 3 分布率/ 9 . 0 7 1 5 . 0 7 1 7 . 7 0 5 8 . 1 6 1 0 0. 0 0 表 2 Ta b l e 2 矿样单体解离度测定结果 L i b e r a t i o n d e gre e o f s a mp l e s 样品/ 品位/ 单体/ 连生体/ 3 / 4 1 / 21 / 4 G1 / 4 原矿 二 0 . 0 7 4 6 3 . 7 3 51 . 4 0 一 2 . 5 1 . 9 1 . 4 1 . 5 4 . 3 3 . 8 2 . 6 1 . 4 岁、哥姿回每犯 928782777267 2结果与分析 2 . 1 二胺药剂用最 在一定的药剂用量范围内， 增加捕收剂的用量 可以提高浮选速度和改善浮选指标， 但用药量过 大， 药剂的选择性能降低， 易造成浮选过程的恶化， 试验结果如图3 所示. 量来源， 其压力的大小直接关系到整个设备的运行 状态和分选效果1 8 1 . 试验过程中， 通过调整循环泵 电机的转速来实现对循环矿浆压力的控制. 图4给出了循环矿浆压力对分选效果影响的 试验结果. 可以明显看出， 随着压力的增加， F e品 位呈上升趋势， 当压力为 0 . 0 5 5 MP a 时达到最大 值， 此时 F e品位接近 7 1 . 0 0 0 ， 但 回收率不到 7 0 . 4 0 0 ; 当循环矿浆压力为0 . 0 4 5 MP a 时， F e 品 位为7 0 . 8 8 0 o ， 回收率为8 9 . 6 8 ， 分选指标相对较 好. 造成该现象的原因在于随着循环泵电机转速的 提高， 循环矿浆压力逐步加强， 旋流力场强度增加， 离心分选效果增强， 强化了铁和脉石等矿物的机械 分离， 同时压力的增加， 充气速率也相应增加， 矿浆 和气泡的混合程度加强， 更容易形成微泡， 进一步 增加了气泡对目的矿物的吸附表面积和矿化效果; 另一方面， 在其它条件不变的前提下， 循环矿浆压 力的增加必然伴随着循环矿浆量的增加， 矿浆被分 选的次数也随之加大， 铁矿物可得到进一步的回 收， 但过高的压力使得旋流区域内的紊流度也逐步 增加， 旋流进一步向上发展， 过高的紊流度必然导 致精矿品位的降低. 因此在操作过程中循环矿浆压 力的大小应适可而止， 以满足分选的旋流强度及适 当的吸气量为原则. 精矿回收率 0勺‘4L0 . 2109 月了，沙，6 中小划咀帐霎 求\哥邹回姆契 勺乙-了，乙︸了，，尹 gC乃On，rll6 精矿品位 6 8 名 6 8 . 0 精矿回收率 0 . 0 4 5 0 . 0 5 0 0 . 0 5 5 循环矿浆压力/ M P a 0 . 0 6 0 nU，‘月，乙们OnnU ﹄. ，乙100了OCn入 ，夕71了了卜乙口乙曰 罗\塑哈帐婴 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 药 剂 用 量 / g -t ， 图3 十二胺用量对分选指标的影响 F i g . 3 I n f l u e n c e o f d u o d e n a r y a m i n e o n s e p a r a t i o n 随着药剂用量的增加， 回收率呈下降趋势， F e 品位开始上升幅度较大， 当药剂用量达到1 0 0 g / t 后， 上升趋势渐缓， 当药剂消耗达到 1 4 0 g / t 后， 再 增加药剂量， 回收率变化不大. 用药量为1 6 0 g / t 时， F e 品位为 7 1 . 3 2 0 o ， 但回收率不到 7 0 ， 分选 价值不大. 当十二胺用量在 1 0 0 g / t 时， 优势较为 明显， F e 品位为7 0 . 6 3 0 ， 回收率为 7 8 . 5 3 0 o ， 故确 定十二胺用量为1 0 0 g / t . 2 . 2 循环矿浆压力 循环矿浆压力， 即进入旋流分离单元的人料压 力， 是浮选柱提高分选效率， 强化分选效果的重要 工作参数， 它间接反应了浮选柱底部旋流力场强度 的大小， 同时也是浮选柱对矿物实现分选的惟一能 图4 循环矿浆压力对分选指标的影响 F i g . 4 I n f l u e n c e o f p r e s s u r e o n s e p a r a t i o n 2 . 3 矿浆浓度 矿浆浓度是影响分选指标主要因素之一， 为了 得到较好的选别指标， 需确定合适的矿浆浓度， 试 验结果如图5 所示. 薯哥姿回姆犯 2，产，︸7，‘︵产 90八0口zljL曰 2 3 3 3 4 3 5 3 矿浆浓度/ 矿浆浓度对分选指标的影响 2012049688805 7价犷侧旬气。图 F i g . 5 I n f l u e n c e o f c o n s i s t e n c y o n s e p a r a t i o n 当矿浆浓度为 2 3 时， 虽然 F e 品位较高， 但 回收率仅为7 2 . 5 1 a ， 随着浓度的增加， F e 品位均 在7 0 . 0 0 以上， 但回收率上升幅度较大， 当矿浆 浓度超过 4 5 时， F e品位和回收率均呈下降趋 万方数据 中 国矿 业 大 学 学 报第 3 7卷 势. 矿浆浓度为 4 3 时， F e 品位为 7 1 . 1 4 o ， 回收 率为 8 7 . 2 6 o ， 均处于较高值， 确定矿浆浓度为 4 3 0 0 . 由此可见， 过低的矿浆浓度不利于铁的回收， 但给矿浓度过高时， 气泡通过回收区的阻力也相应 增大， 气泡上升困难， F e 品位下降. 当浓度达到适 宜程度时， 再增加浓度， 回收率反而下降， 这可能是 由于浓度过高， 矿浆分散程度有所降低， 捕收剂与 目的矿物石英颗粒接触的机会相对减小， 矿浆没能 得到充分分选所致. 2 . 4 给矿流量 在给矿浓度恒定的条件下， 给矿流量可以间接 反应矿浆在浮选柱内的浮选时间， 也是浮选柱设计 时不可忽略的一个重要参数. 试验中通过调整给料 蠕动泵的转速来控制给矿流量， 试验结果如图6 所 不 . 2 0 . 8 8 o ， 同目前工业浮选机生产的尾矿铁品位 2 6 相比， 浮选柱优势明显， 充分显示了浮选柱对 微细矿物分选选择性好， 回收能力强的优势. 中矿 I 和中矿II品位分别为 6 2 . 4 5 和 5 2 . 7 8 ， 中矿 产率为1 2 . 4 9 o ， 中矿质量较好. 但通过观察， 相对 来说中矿中粗颗粒占大多数， 说明中矿中可能有部 分硅一铁连生体没有完全解离， 要想再分选出较高 品位的铁精矿已很困难， 如能作中矿再磨处理， 在 进行闭路试验时可进一步提高分选指标. 表 3 浮选柱开路流程试验结果 T a b l e 3 S e p a r a t i o n r e s u l t o f t h e f l o w S h e e t w i t h fl o t a t i o n c o l - m mio 产物产率 品位分布率 个别 7 0 . 9 5 6 2 . 4 5 累i f 精矿 中矿 工 中矿 n 尾矿 给矿 7 5 . 4 7 8 . 7 6 3 . 7 3 1 2 . 0 4 1 00 . 0 . ; 7 0 . 9 5 7 0 . 0 7 6 9 . 3 3 6 3 . 5 0 个别 8 4 . 3 2 累计 ‘ { 3 . 9 6 1 0 0. 0 8 4 . 3 2 9 2 . 9 4 9 6 . 0 4 1 0 0 . 0 需要指出的是， 由于受试验条件所限， 实验室 没有进行浮选柱闭路试验. 本次试验用浮选柱规格 较小， 边壁效应不可忽略， 因而对试验指标有一定 负面影响. 试验中未能就中矿再磨等方面展开细致 的研究， 而浮选柱作为一项新技术、 新工艺在铁矿 浮选方面的应用， 还需在实践中不断完善. 罗\哥多回场蟹 伟‘，r夕，一，产，‘ n，OCQnllt.才 精矿回收率 一 - 一 J es es es es es es 山 一 we es 一6 7 1 5 0 1 8 8 2 2 6 2 6 4 3 0 2 给 矿流 量 / m L -m i n 一 1 给矿流量对分选指标的影响 I n f l u e n c e o f f l u x o n s e p a r a t i o n 120496888066 77成U了n/nn曰d. 尹/，L怪诊匡匹。19 当给矿流量为 1 5 0 mL / m i n时， 浮选时间较 长, F e 品位相对不高， 但回收率为 8 4 . 8 2 o ; 随着 给矿速度的增大， 浮选时间缩短， 精矿品位逐渐增 加， 回收率却呈递减趋势. 当给矿流量高于 2 6 4 mL / m i n 时， 精矿品位开始急剧下降. 在给矿流量 为2 0 0 m L / m i n 左右时， F e 品位在 7 0 . 6 0 左右， 回收率在 8 0 . 0 0 左右， 分选指标相对较好. 通过 计算， 该给矿流量范围内矿物的浮选时间为 7 -8 m i n. 2 . 5 浮选柱开路流程试验 在上述试验确定的工艺参数和操作条件的基 础上， 进行了实验室浮选柱一粗二扫开路流程试 验， 工艺流程如图 7 所示， 试验结果见表 3 . 3结论 1 利用实验室浮选柱分选弓长岭磁铁矿， 较 理想的试验操作参数为 十二胺药剂用量1 0 0 g / t , 循环矿浆压力 0 . 0 4 5 MP a ， 矿浆浓度 4 3 ， 浮选时 间7 一8 m i n . 2 浮选柱阳离子反浮选磁铁矿工艺流程简 单， 在实验室条件下， 一次粗选可得到 F e品位 7 0 . 0 0 左右的铁精矿， 在一粗二扫开路试验条件 下可得到F e 品位 7 0 . 9 5 的铁精矿， 同时尾矿 F e 品位降至2 0 . 8 8 . 参考文献 [ 1 ] 中 矿II尾矿 图7 浮选柱开路试验流程 F i g . 7 F l o w s h e e t w i t h f l o t a t i o n c o l u mn [ 2 ] 由表 3 可见， 在该流程条件下获得了F e 品位 7 0 . 9 5 的铁精 矿， 同时尾矿 F e品位 降至 E . C .道林.用浮选柱反浮选铁矿的研究[ J ] .国外 金属矿选矿， 2 0 0 1 , 3 8 2 ; 3 3 - 3 6 . D A O L I N E C. E x p e r im e n t a l r e s e a r c h o n r e v e r s e f l o - t a t i o n b y u s i n g f l o t a t i o n c o l u m n 仁 J ] . Me t a l l i c O r e D r e s s i n g A b r o a d , 2 0 0 1 , 3 8 2 3 3 - 3 6 . 刘动. 反浮选应用于铁精矿提铁降硅的现状及展 望[ J ] . 金属矿山， 2 0 0 3 2 3 8 - 4 2 . L I U D o n g . C u r r e n t d e v e l o p m e n t s t a t e a n d p r o s p e c t o f t h e r e v e r s e f l o t a t i o n p r o c e s s u s e d i n i n c r e a s i n g i r o n g r a d e a n d d e c r e a s i n g s i l i c o n c o n t e n t i n i r o n c o n c e n - 万方数据 7l 第 1 期张海军等磁铁矿浮选柱阳离子反浮选试验研究 [ 3 ] t r a t e s [ J ] . Me a l Mi n e , 2 0 0 3 2 3 8 - 4 2 . 李小兵， 刘炯天， 王兴涌， 等. 溶气析出式浮选柱处 理含油废水的试验研究[ J ] .中国矿业大学学报， 2 0 0 5 ， 3 4 4 4 6 2 - 4 6 6 . 1 . 1 X i a o - b i n g , L I U J i o n g - t i a n , WA N G X i n g - y o n g , e t [ 7 ] a l . R e s e a r c h o n p r o c e s s i n g o i l y w a s t e w a t e r u s i n g a n a i r d i s s o l u t i o n r e l e a s i n g c o l u m n [ J ] . J o u r n a l o f C h i n a S HE N Hu i- t i n g , HUA N G X i a o - y a n . A revi ew t e c h n i c a l 2 0 0 4 [ J 】 p r o g r e s s i n i r o n o r ep r o c e s s i n g 2 0 0 0 2 0 0 5 , 2 5 6 Mi n i n g a n d Me t a l l u r g i c a l E n g i n e e r i n g , 2 6 - 3 0 . 刘炯天.旋流一 静态微泡柱分选方法及应用 之一 柱分选技术与旋流一静态微泡柱分选方法〔 J ] .选煤 U n i v e r s i t y o f Mi n i n g邑T e c h n o l o g y , 2 0 0 5 ， 3 4 4 4 6 2 - 4 6 6 . 技术 LI U ，2 0 0 0 1 J i on g - t i a n . 4 2 - 4 4 Th e s e p a r a t i o n me t h o d o f c y c l o n e - st at i cmi c r o b u b b l e c o l u mn f l o t a t io n a n d p r a c t i c a l a p - 仁 4 ]王永田， 刘炯天.用胶质气体泡沫从废水中浮选 C u II 的实验研究[ J ] .中国矿业大学学报， 2 0 0 3 , 3 2 6 6 2 9 - 6 3 1 . Wa n g Y o n g - t i a n , L I U J i o n g - t i a n . F l o t a t i o n o f C u II f r o m w a s t e w a t e r b y c o l l o i d a l g a s a p h r o n s [ J ] . J o u r n a l o f C h in a U n iv e r s i t y o f Min i n g - T e c h n o l o - g y , 2 0 0 3 , 3 2 6 6 2 9 - 6 3 1 . 李艳军， 袁致涛. 我国铁精矿精选技术进展〔 J ] . 金 属矿山， 2 0 0 5 5 8 - 1 1 . L I Y a n - j u n , Y UAN Z h i- t a o . P r o g r e s s i n i r o n c o n c e n - p l i c a t i o n P a r t c y c l o n e - s t a t i c 1 C o l u m n s e p a r a t i o n t e c h n o l o g y a n d mi c r o b u b b l e c o l u mn f l o t a t i o n s e p a r a - 42 t io n [ J ] . C o a l P r e p a r a t io n T e c h n o l o g y , 2 0 0 0 1 4 4 . [ 5 ] [ 8 ] 刘飒天. 旋流一 静态微泡柱分选方法及应用 之四 旋流力场分离与强化回收机制「 J ] . 选煤技术， 2 0 0 0 4 1 - 4 . L I U J io n g - t i a n . T h e s e p a r a t i o n m e t h o d o f c y c l o n e - s t a t i c m i c r o b u b b l e c o l u m n f l o t a t i o n a n d p r a c t i c a l a p - of p l i c a t i o n P a r t 4 T h es e p a r a t i o ne f f e c t e d t r a t e c l e a n i n g t e c h n o l o g y [ J ] . 8 - 1 1 . Me a l Mi n e , 2 0 0 5 5 i n c y c l o n i c f o r c e me c h a n i s m f i e l d a n de n h a n c e d r e c o v e r ing [ 6 ]沈慧庭， 评述「 J ] . 黄晓燕.2 0 0 0 - 2 0 0 4 年铁矿选矿技术进展 p r o c e s s [ J ] . C o a l P r e p a r a t i o n T e c h n o l o g y , 2 0 0 0 4 1 - 4 . 矿冶工程， 2 0 0 5 , 2 5 6 2 6 - 3 0 . 责任编辑骆振福 中国矿业大学学报中文版 2 0 0 7 年第 4 期被E i 收录论文 一 论文题目第一作者 高应力软岩巷道祸合支护研究 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ⋯ 柏建彪 基于能量平衡理论的冲击矿压巷道支护参数研究 ... ⋯⋯ 高明仕 煤炭生物脱硫的电化学作用机理 ⋯⋯ 陶秀祥 开采引起的建筑物附加应力变化规律研究 ⋯⋯ 谭志祥 人工气候环境下锈蚀混凝土梁的结构性能退化研究 ... ... ⋯⋯ 吴庆 基于 A N N方法的煤巷掘进前方小构造预报技术 .. ⋯⋯ 武强 降雨量对自 燃研石山爆炸的影响分析 一 ... ⋯⋯ 余明高 相似材料中光纤传感检测特性分析 ⋯⋯ 柴敬 用复合添加剂调变活性炭孔隙制备中孔活性炭 ⋯⋯ 张双全 垃圾填埋场排水层渗透性变化特征实验研究 ⋯⋯ 曹丽文 采空区顶板大面积冒落的空气冲击波 ⋯⋯ 吴爱祥 表面活性剂在瓦斯水合物生成过程中动力学作用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ⋯ 张保勇 露天煤矿排土场边坡下采动沉陷规律研究 .. .. ⋯⋯ 蓝航 铅锌矿区土壤重金属污染与优势植物累积特征。 ⋯⋯ 王英辉 摘自 E n g i n e e r i n g V i l l a g e 2 万方数据