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油酸钠体系中微细粒赤铁矿的浮选行为
2012-06-20
通过单矿物浮选试验,研究了油酸钠体系中微细粒赤铁矿的浮选行为,并考察了六偏磷酸钠、硅酸钠、焦磷酸钠、淀粉、腐植酸钠这5种抑制剂对微细粒赤铁矿可浮性的影响。结果表明:在油酸钠浓度为4×10-4mol/L、pH=10时,微细粒赤铁矿的浮选效果最佳。5种抑制剂对微细粒赤铁矿均表现出明显的抑制作用,它们抑制能力的强弱排序为淀粉>腐植酸钠>焦磷酸钠>六偏磷酸钠>硅酸钠。
SeJurineesꢀN2o0 14322 ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ 20总12第年 4第326期期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ METAL MINE ꢀ 油酸钠体系中微细粒赤铁矿的浮选行为 ꢀ 1 , 2 1, 2 1, 2 1, 2 ꢀ 左 ꢀ 倩 陶 ꢀ 洪 ꢀ 张 ꢀ 芹 ꢀ 王 ꢀ 飞 ( 1 武 汉 科 技 大 学 资 源 与 环 境 工 程 学 院 ; 2 冶 金 矿 产 资 源 高 效 利 用 与 造 块 湖 北 省 重 点 实 验 室 ) 摘 ꢀ 要 ꢀ 通 过 单 矿 物 浮 选 试 验 , 研 究 了 油 酸 钠 体 系 中 微 细 粒 赤 铁 矿 的 浮 选 行 为 , 并 考 察 了 六 偏 磷 酸 钠 、 硅 酸 - 4 钠 、 焦 磷 酸 钠 、 淀 粉 、 腐 植 酸 钠 这 5 种 抑 制 剂 对 微 细 粒 赤 铁 矿 可 浮 性 的 影 响 。 结 果 表 明 : 在 油 酸 钠 浓 度 为 4 × 10 mol/ L、 pH = 10 时 , 微 细 粒 赤 铁 矿 的 浮 选 效 果 最 佳 。 5 种 抑 制 剂 对 微 细 粒 赤 铁 矿 均 表 现 出 明 显 的 抑 制 作 用 , 它 们 抑 制 能 力 的 强 弱 排 序 为 淀 粉 > 腐 植 酸 钠 > 焦 磷 酸 钠 > 六 偏 磷 酸 钠 > 硅 酸 钠 。 关 键 词 ꢀ 微 细 粒 赤 铁 矿 ꢀ 浮 选 ꢀ 油 酸 钠 ꢀ pHꢀ 抑 制 剂 Flotation Behavior of Ultrafine Hematite in Sodium Oleate Flotation System 1 , 2 1, 2 1, 2 1, 2 Tao Hong ꢀ Zhang Qin ꢀ Wang Fei ꢀ Zuo Qian ( 1 College of Resources and Environmental Engineering, Wuhan University of Science and Technology; 2  Hubei Key Laboratory for Efficient Utilization and Agglomeration of Metallurgic Mineral Resources) Abstractꢀ Flotation behavior of ultrafine hematite and the effect of five types of depressors( sodium hexametaphos phate, sodium silicate, sodium pyrophosphate, starch, sodium humate) on ultrafine hematite recovery in NaOl flotation system were researched The results show that ultrafine hematite reaches to good floatability when the concentration of sodi - 4 um oleate is 4 × 10 mol/ L and pH value is 10 The five types of depressors all have obvious depression on ultrafine hema tite flotation, organic depressors have a better depression effect than inorganic depressors, and the depression effects of the WWW.KY114.CN five depressors are in the order of starch > sodium humate > sodium pyrophosphate > sodium hexametaphosphate > sodium silicate Keywordsꢀ Ultrafine hematite, Flotation, Sodium oleate, pH, Depressor ꢀ ꢀ 随 着 国 民 经 济 的 迅 猛 发 展 , 我 国 对 于 钢 铁 的 需 1ꢀ 试 样 和 药 剂 求 量 日 益 增 加 , 这 使 得 我 国 铁 矿 石 资 源 的 对 外 依 存 度 越 来 越 高 , 也 引 发 了 世 界 范 围 内 铁 矿 石 价 格 的 急 剧 攀 升 。 为 了 缓 解 这 一 局 面 , 迫 切 需 要 加 快 扩 大 国 内 资 源 。 在 这 种 情 况 下 , 很 多 低 品 位 难 选 铁 矿 石 的 开 发 利 用 也 逐 渐 被 提 上 日 程 , 鲕 状 赤 铁 矿 石 就 是 其 中 的 典 型 代 表 。 1 1ꢀ 试 ꢀ 样 试 验 所 用 赤 铁 矿 单 矿 物 取 自 武 钢 工 业 港 进 口 矿 。 将 取 得 的 赤 铁 矿 单 矿 物 用 XMCQ - 280 × 90 瓷 衬 球 磨 机 和 振 动 筛 加 工 到 - 150 μm 的 试 样 置 于 密 封 玻 璃 瓶 中 备 用 , 其 粒 度 分 布 见 表 1。 经 化 验 , 试 样 的 铁 品 位 为 66 62% , 纯 度 为 95 17% 。 表 1ꢀ 赤 铁 矿 试 样 粒 度 分 布 鲕 状 赤 铁 矿 石 是 目 前 国 内 外 公 认 的 最 难 选 的 铁 矿 石 类 型 之 一 1] 。 其 之 所 以 难 选 , 根 本 原 因 主 要 在 于 赤 铁 矿 矿 物 的 粒 径 太 小 。 因 此 , 掌 握 微 细 粒 赤 铁 矿 的 分 散 特 性 和 浮 选 特 性 , 是 攻 克 鲕 状 赤 铁 矿 选 矿 难 题 的 前 提 之 一 。 本 课 题 组 先 前 已 考 察 了 微 细 粒 赤 铁 矿 和 胶 磷 矿 在 不 同 性 质 矿 浆 中 的 分 散 行 为 23] , 本 试 验 通 过 单 矿 物 浮 选 , 研 究 微 细 粒 赤 铁 矿 在 油 酸 钠 浮 选 体 系 中 的 浮 选 行 为 , 以 及 几 种 抑 制 剂 对 其 浮 选 行 为 的 影 响 。 [ 粒 级 / μm 产 率 / % 负 累 积 产 率 / % 100 0 91 2 1 50 ~ 75 8 8 7 5 ~ 38 18 6 8 6 38 ~ 15 72 6 1 5 ~ 10 26 4 8 2 64 0 1 0 ~ 5 37 6 [ - 5 29 4 29 4  国 家 自 然 科 学 基 金 面 上 项 目 ( 编 号 : 50974099) 。 陶 ꢀ 洪 ( 1985— ) , 男 , 硕 士 研 究 生 , 430081 湖 北 省 武 汉 市 青 山 区 建 设 一 路 武 汉 科 技 大 学 480 信 箱 。 · 61· 总 第 432 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2012 年 第 6 期 1  2ꢀ 试 验 药 剂 的 回 收 率 急 剧 下 降 ; 用 碳 酸 钠 调 节 pH 时 , 赤 铁 矿 的 回 收 率 比 用 氢 氧 化 钠 调 节 pH 时 低 得 多 , 这 可 能 与 试 验 所 用 药 剂 包 括 捕 收 剂 油 酸 钠 , pH 调 整 剂 氢 [ 3] 。 因 氧 化 钠 、 碳 酸 钠 和 硫 酸 , 3 种 无 机 抑 制 剂 六 偏 磷 酸 钠 、 硅 酸 钠 、 焦 磷 酸 钠 和 2 种 有 机 抑 制 剂 腐 植 酸 钠 、 淀 粉 ; 除 腐 植 酸 钠 为 化 学 纯 外 , 其 余 药 剂 均 为 分 析 纯 。 试 验 用 水 为 二 次 蒸 馏 水 。 碳 酸 钠 对 微 细 粒 赤 铁 矿 的 分 散 效 果 差 有 关 此 , 后 续 试 验 用 氢 氧 化 钠 将 矿 浆 pH 调 节 为 10。 2 ꢀ 试 验 方 法 浮 选 试 验 在 长 春 探 矿 机 械 厂 生 产 的 XFG 型 100 mL 挂 槽 式 浮 选 机 中 进 行 。 每 次 试 验 用 样 5 g, 加 入 1 00 mL 蒸 馏 水 , 在 2 000 r/ min 的 搅 拌 速 度 下 , 按 pH 调 整 剂 、 抑 制 剂 、 捕 收 剂 的 顺 序 加 入 浮 选 药 剂 , 各 药 剂 均 搅 拌 2 min, 然 后 开 始 浮 选 , 浮 选 时 间 为 4 min。 浮 选 结 束 后 将 泡 沫 产 品 收 集 、 过 滤 、 烘 干 、 称 质 量 、 计 算 回 收 率 。 图 2ꢀ pH 对 试 样 浮 选 行 为 的 影 响 ▲ — 硫 酸 和 氢 氧 化 钠 调 节 pH; — 碳 酸 钠 调 节 pH  3ꢀ 抑 制 剂 对 试 样 浮 选 行 为 的 影 响 ■ 3 3 3 ꢀ 试 验 结 果 与 讨 论  3 1ꢀ 3 种 无 机 抑 制 剂 对 试 样 浮 选 行 为 的 影 响 3  1ꢀ 油 酸 钠 用 量 对 试 样 浮 选 行 为 的 影 响 六 偏 磷 酸 钠 、 硅 酸 钠 、 焦 磷 酸 钠 作 为 常 用 的 分 散 剂 、 抑 制 剂 被 广 泛 地 应 用 于 浮 选 工 艺 中 [ 4] 。 在 氢 氧 油 酸 钠 作 为 氧 化 矿 物 的 捕 收 剂 , 被 广 泛 应 用 于 选 矿 试 验 及 生 产 , 对 赤 铁 矿 具 有 较 好 的 捕 收 效 果 。 在 自 然 pH 和 无 抑 制 剂 条 件 下 考 察 油 酸 钠 用 量 对 微 细 粒 赤 铁 矿 浮 选 行 为 的 影 响 , 试 验 结 果 如 图 1 所 示 。 - 4 化 钠 调 矿 浆 pH = 10、 油 酸 钠 用 量 为 4 × 10 mol/ L 的 条 件 下 考 察 这 3 种 无 机 药 剂 对 微 细 粒 赤 铁 矿 的 抑 制 作 用 , 试 验 结 果 如 图 3 所 示 。 WWW.KY114.CN 图 1ꢀ 油 酸 钠 用 量 对 试 样 浮 选 行 为 的 影 响 从 图 1 可 以 看 出 , 随 着 油 酸 钠 用 量 的 增 加 , 赤 铁 矿 的 回 收 率 不 断 上 升 , 但 当 油 酸 钠 用 量 达 到 4 × 图 3ꢀ 无 机 抑 制 剂 用 量 对 试 样 浮 选 行 为 的 影 响 ■ ◆ ● — 六 偏 磷 酸 钠 ; — 硅 酸 钠 ; — 焦 磷 酸 钠 由 图 3 可 以 看 出 : 六 偏 磷 酸 钠 、 硅 酸 钠 、 焦 磷 酸 钠 都 对 微 细 粒 赤 铁 矿 有 较 明 显 的 抑 制 作 用 , 加 入 少 量 就 能 有 效 降 低 微 细 粒 赤 铁 矿 的 回 收 率 。 其 中 六 偏 磷 酸 钠 和 硅 酸 钠 的 抑 制 效 果 在 添 加 量 达 到 2 × 10 - 5 mol/ L 后 逐 渐 趋 于 稳 定 , 而 焦 磷 酸 钠 在 用 量 达 到 2 × - 4 0 mol/ L 后 , 回 收 率 的 变 化 趋 缓 , 因 此 后 续 试 验 将 - 4 1 油 酸 钠 的 用 量 定 为 4 × 10 mol/ L。 3  2ꢀ pH 对 试 样 浮 选 行 为 的 影 响 分 别 以 硫 酸 、 氢 氧 化 钠 及 碳 酸 钠 为 pH 调 整 剂 , - 5 - 4 10 mol/ L 后 抑 制 效 果 仍 有 增 强 的 趋 势 。 3 种 抑 制 在 油 酸 钠 用 量 为 4 × 10 mol/ L 的 条 件 下 考 察 矿 浆 pH 值 对 微 细 粒 赤 铁 矿 浮 选 行 为 的 影 响 , 试 验 结 果 如 图 2 所 示 。 剂 对 微 细 粒 赤 铁 矿 的 抑 制 能 力 强 弱 排 序 为 焦 磷 酸 钠 > 六 偏 磷 酸 钠 > 硅 酸 钠 。 3  3 2ꢀ 2 种 有 机 抑 制 剂 对 试 样 浮 选 行 为 的 影 响 由 图 2 可 见 : 用 硫 酸 和 氢 氧 化 钠 调 节 矿 浆 pH 值 时 , 随 着 pH 值 的 提 高 , 赤 铁 矿 的 回 收 率 呈 现 先 上 升 后 下 降 的 趋 势 ——— 矿 浆 pH 值 在 4 ~ 5 范 围 内 时 赤 铁 矿 的 回 收 率 上 升 较 快 , pH 值 在 5 ~ 10 范 围 内 时 赤 铁 矿 的 回 收 率 上 升 趋 缓 , pH 值 超 过 10 后 赤 铁 矿 腐 植 酸 是 一 种 聚 电 解 质 , 而 用 作 调 整 剂 的 腐 植 酸 钠 是 褐 煤 用 氢 氧 化 钠 处 理 后 得 到 的 溶 液 。 腐 植 酸 钠 能 增 强 矿 物 表 面 亲 水 性 , 可 被 用 于 抑 制 赤 铁 矿 。 淀 粉 最 初 于 20 世 纪 60 年 代 被 国 外 用 来 分 选 弱 · 62· ꢀ ꢀ ꢀ 陶 ꢀ 洪 等 : 油 酸 钠 体 系 中 微 细 粒 赤 铁 矿 的 浮 选 行 为 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2012 年 第 6 期 磁 性 铁 矿 石 , 1975 年 美 国 蒂 尔 登 选 矿 厂 采 用 玉 米 淀 粉 选 择 性 絮 凝 微 细 粒 赤 铁 矿 获 得 巨 大 成 功 之 后 , 人 们 对 于 淀 粉 在 氧 化 铁 矿 石 浮 选 中 的 作 用 和 作 用 机 理 更 加 重 视 , 对 其 进 行 了 更 加 深 入 的 研 究 5] 。 偏 磷 酸 钠 、 硅 酸 钠 和 焦 磷 酸 钠 可 将 微 细 粒 赤 铁 矿 的 回 收 率 降 至 50% 左 右 , : 腐 植 酸 钠 和 淀 粉 则 能 将 微 细 粒 赤 铁 矿 的 回 收 率 降 到 40% 以 下 , 尤 其 是 淀 粉 , 用 量 为 40 mg / L 时 可 将 微 细 粒 赤 铁 矿 的 回 收 率 降 至 30 66% , 而 且 随 着 其 用 量 的 增 加 , 微 细 粒 赤 铁 矿 的 回 收 率 还 有 进 一 步 降 低 的 趋 势 。 [ 在 氢 氧 化 钠 调 矿 浆 pH = 10、 油 酸 钠 用 量 为 4 × 4 - 0 mol/ L 的 条 件 下 考 察 腐 植 酸 钠 和 淀 粉 对 微 细 粒 1 赤 铁 矿 的 抑 制 作 用 , 试 验 结 果 如 图 4 所 示 。 4ꢀ 结 ꢀ 论 ( 1) 在 油 酸 钠 浮 选 体 系 中 , 当 油 酸 钠 用 量 为 4 × - 4 1 0 mol/ L、 pH = 10 时 , 微 细 粒 赤 铁 矿 的 可 浮 性 最 好 , 回 收 率 可 达 85 72% 。 ( 2) 所 研 究 的 5 种 抑 制 剂 都 表 现 出 对 微 细 粒 赤 铁 矿 较 好 的 抑 制 性 能 , 其 中 2 种 有 机 抑 制 剂 的 抑 制 效 果 好 于 3 种 无 机 抑 制 剂 的 抑 制 效 果 。 5 种 抑 制 剂 对 微 细 粒 赤 铁 矿 的 抑 制 能 力 顺 序 为 淀 粉 > 腐 植 酸 钠 > 焦 磷 酸 钠 > 六 偏 磷 酸 钠 > 硅 酸 钠 。 图 4ꢀ 有 机 抑 制 剂 用 量 对 试 样 浮 选 行 为 的 影 响 ▲ — 腐 植 酸 钠 ; ! — 淀 粉 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 由 图 4 可 以 看 出 : 腐 植 酸 钠 和 淀 粉 对 微 细 粒 赤 铁 矿 有 很 强 的 抑 制 作 用 , 加 入 后 能 够 快 速 地 降 低 微 细 粒 赤 铁 矿 的 回 收 率 。 其 中 腐 植 酸 钠 虽 然 在 用 量 为 15 mg/ L 时 就 能 将 赤 铁 矿 回 收 率 降 至 41 78% , 但 是 其 抑 制 效 果 在 用 量 达 到 20 mg/ L 后 趋 于 稳 定 , 20 mg/ L 和 [ [ 1] ꢀ 彭 会 清 , 王 代 军 . 高 效 环 保 节 约 和 谐 开 发 鄂 西 高 磷 铁 矿 综 述 [ J] . 矿 业 快 报 , 2007( 3) : 79. 2] ꢀ 王 ꢀ 飞 , 张 ꢀ 芹 , 邓 ꢀ 冰 , 等 . 3 种 调 整 剂 对 微 细 粒 胶 磷 矿 分 散 行 为 的 影 响 [ J] . 金 属 矿 山 , 2011( 2) : 5759. [ 3] ꢀ 左 ꢀ 倩 , 张 ꢀ 芹 , 邓 ꢀ 冰 , 等 . 3 种 调 整 剂 对 微 细 粒 赤 铁 矿 分 散 行 为 的 影 响 [ J] . 金 属 矿 山 , 2011( 2) : 5456. 2 5 mg/ L 用 量 下 赤 铁 矿 回 收 率 分 别 为 37 44% 和 WWW.KY114.CN [ 4] ꢀ 拉 什 齐 F. 聚 磷 酸 盐 化 学 基 础 及 其 在 选 矿 中 应 用 的 评 述 [ J] . 3 6 30% , 相 差 已 很 小 ; 而 淀 粉 在 用 量 达 到 40 mg/ L 时 国 外 金 属 矿 选 矿 , 2000( 11) : 29. 使 微 细 粒 赤 铁 矿 的 回 收 率 降 到 了 30 66% 。 对 比 图 3 和 图 4 可 以 看 出 : 2 种 有 机 抑 制 剂 的 抑 制 效 果 明 显 好 于 3 种 无 机 抑 制 剂 的 抑 制 效 果 。 六 [ 5] ꢀ 张 芹 , 胡 定 国 , 周 文 波 , 等 . 微 细 粒 嵌 布 铁 矿 絮 凝 浮 选 基 础 理 论 研 究 综 述 [ J] . 矿 业 快 报 , 2006( 8) : 1012. ( 收 稿 日 期 ꢀ 20120409) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 ( 上 接 第 56 页 ) ( 3) 将 反 浮 选 尾 矿 进 行 弱 磁 粗 选 — 再 磨 — 弱 磁 精 选 再 处 理 , 最 终 尾 矿 铁 品 位 可 降 到 14 87% , 再 处 理 所 得 弱 磁 选 精 矿 可 返 回 反 浮 选 以 提 高 铁 回 收 率 。 从 表 5 可 以 看 出 , 当 磁 场 强 度 为 63 66 kA/ m 时 , 对 反 浮 选 尾 矿 进 行 弱 磁 粗 选 — 再 磨 — 弱 磁 精 选 再 处 理 之 后 , 最 终 尾 矿 铁 品 位 降 到 了 14 87% 的 较 低 水 平 , 所 得 弱 磁 选 精 矿 铁 品 位 为 38 12% , 返 回 反 浮 选 作 业 既 不 会 影 响 反 浮 选 精 矿 的 质 量 , 又 可 以 提 高 铁 回 收 率 。 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 [ [ 1] ꢀ 余 永 富 . 我 国 铁 矿 选 矿 技 术 进 步 及 急 待 解 决 的 问 题 [ J] . 矿 冶 工 程 , 2006( 8) : 17. 2] ꢀ 朱 家 骥 , 等 . 中 国 铁 矿 选 矿 技 术 [ M] . 北 京 : 冶 金 工 业 出 版 社 , 5 ꢀ 结 ꢀ 论 1994. ( 1) 新 疆 博 伦 铁 矿 的 焙 烧 磁 选 精 矿 铁 品 位 较 [ 3] ꢀ 赵 志 强 , 戴 惠 新 . 铁 精 矿 提 质 降 杂 现 状 及 工 艺 探 讨 [ J] . 云 南 冶 金 , 2007, 36( 1) : 2427. 低 , 仅 60% 左 右 , 其 中 的 脉 石 矿 物 主 要 为 含 铁 碧 玉 、 [ 4] ꢀ 葛 英 勇 , 余 永 富 , 陈 达 , 等 . 脱 硅 耐 低 温 捕 收 剂 GE - 609 的 浮 选 性 能 研 究 [ J] . 武 汉 理 工 大 学 学 报 , 2005, 27( 8) : 1719. 石 英 及 千 枚 岩 , 有 部 分 铁 矿 物 呈 贫 连 生 体 存 在 。 ( 2) 以 GE - 609 作 捕 收 剂 、 淀 粉 作 抑 制 剂 , 对 该 [ 5] ꢀ 葛 英 勇 , 刘 敬 , 王 凯 金 , 等 . GE - 609 阳 离 子 捕 收 剂 用 于 岚 县 赤 铁 矿 反 浮 选 的 研 究 [ C] ∥《 金 属 矿 山 》 杂 志 社 . 2006 年 全 国 金 属 矿 节 约 资 源 及 高 效 选 矿 加 工 利 用 学 术 研 讨 与 技 术 成 果 交 流 焙 烧 磁 选 精 矿 进 行 1 粗 1 精 3 扫 反 浮 选 , 可 将 精 矿 铁 品 位 提 高 到 65 59% , 铁 回 收 率 达 95 94% , 但 反 浮 选 尾 矿 的 铁 品 位 偏 高 , 为 21 36% 。 会 论 文 集 . 马 鞍 山 : 《 金 属 矿 山 》 杂 志 社 , 2006: 183185. ( 收 稿 日 期 ꢀ 20120411) · 63·
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