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新型阴离子捕收剂DMY-1 对细粒锡石的捕收性能
2016-05-26
为实现细粒锡石的高效回收,东北大学研制了一种新型脂肪酸类阴离子捕收剂DMY-1。为检验DMY- 1 的性能、揭示其作用机理,以体积平均粒径17. 71 μm 的锡石单矿物为试样进行了1 次浮选试验,并对与DMY-1 作 用前后的锡石单矿物进行了Zeta 电位检测和红外光谱分析。结果表明:在矿浆温度为18 ℃、pH=9、DMY-1 用量为 200 mg/ L 情况下,泡沫产品回收率达94. 50%;DMY-1 对矿浆温度变化的适应能力强;DMY-1 与锡石表面存在氢键 和化学吸附作用。
Series No. 479ꢀ Mayꢀ 2016 金ꢀ ꢀ 属ꢀ ꢀ 矿ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 总第 479期 METAL MINE 2016 年第 5 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 新型阴离子捕收剂 DMYꢁ1 对细粒锡石的捕收性能 李二垒ꢀ 聂巧巧ꢀ 苗美云ꢀ 朱一民 东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819) ( 摘ꢀ 要ꢀ 为实现细粒锡石的高效回收,东北大学研制了一种新型脂肪酸类阴离子捕收剂 DMYꢁ1。 为检验 DMYꢁ 的性能、揭示其作用机理,以体积平均粒径 17. 71 μm 的锡石单矿物为试样进行了 1 次浮选试验,并对与 DMYꢁ1 作 1 用前后的锡石单矿物进行了 Zeta 电位检测和红外光谱分析。 结果表明:在矿浆温度为 18 ℃ 、pH = 9、DMYꢁ1 用量为 00 mg/ L 情况下,泡沫产品回收率达 94. 50% ;DMYꢁ1 对矿浆温度变化的适应能力强;DMYꢁ1 与锡石表面存在氢键 和化学吸附作用。 关键词ꢀ 阴离子捕收剂 DMYꢁ1ꢀ 细粒锡石ꢀ 单矿物ꢀ 浮选ꢀ 作用机理 2 + ꢀ 中图分类号ꢀ TD923 . 13ꢀ ꢀ ꢀ 文献标志码ꢀ Aꢀ ꢀ ꢀ 文章编号ꢀ 1001-1250(2016)-05-061-03 ꢀ Research on Collecting Property of Fine Cassiterite by a New Anion Collector DMY-1 Li Erleiꢀ Nie Qiaoqiaoꢀ Miao Meiyunꢀ Zhu Yimin ( College of Resources and Civil Engineering,Northeastern University,Shenyang 110819,China) Abstractꢀ A new anionic collector named DMYꢁ1 was developed by Northeastern University to achieve a high recovery efficiently of fine cassiterite. In order to inspect the collecting performance,one flotation operation was carried out by utilizing fine pure cassiterite with mean volume diameter of 17. 71 μm as sample. The Zeta potential measurement and infrared spectrum analysis was conducted on the single cassiterite ore both before and after interaction with DMY-1,Recovery of 94. 50% was ac- quired at the optimum condition of pulp temperature 18 ℃ ,pH=9,the DMY-1 dosage of 200 mg/ L,besides,good index can be obtained by using DMY-1 at various temperatures. There are hydrogen bond and chemical adsorption between DMY-1 and cas- siterite surface. Keywordsꢀ Anionic collector DMY-1,Fine cassiterite,Single mineral,Flotation,Mechanism ꢀ ꢀ 锡石属高密度、性脆易碎的矿物。 由于锡石与脉 表 1ꢀ 试样主要化学成分分析结果 Table 1ꢀ Main chemical composition analysis results of the sample 石矿物有较大的密度差异,因此,重选为锡石的传统 选矿工艺。 性脆的锡石在磨矿过程中极易过粉碎,当 锡石粒度小于 19 μm 时,重选的回收效率非常低,浮 % 成ꢀ 分 含ꢀ 量 SnO2 SiO2 Al3 O2 0. 34 CaO MgO 0. 12 Fe 0. 22 [ 1-6] 97. 80 0. 61 0. 05 选便成为回收细粒锡石的有效方法 。 大量的研究和生产实践表明,解决细粒锡石高效 2ꢀ 试验方法 [ 7-9] 。 东北大学自主合成了一种 ( 1)每次试验将 2 g 试样和 20 mL 蒸馏水加入实 回收的关键是捕收剂 性能良好的新型脂肪酸类阴离子捕收剂 DMYꢁ1,本 试验研究了其对锡石单矿物的捕收性能。 验室用充气挂槽浮选机中,调浆 2 min 后调节矿浆的 温度和 pH 值,添加一定量的捕收剂 DMYꢁ1 并搅拌 2 min 后开始刮泡,通过称取浮选泡沫产品质量来计 1 ꢀ 试验原料 试验用锡石单矿物试样由块状锡石矿经人工捣 算回收率。 试验采用 1 次粗选流程。 碎、手选、陶瓷球磨、筛分等工艺加工而成,体积平均 粒径为 17. 71 μm,主要化学成分分析结果见表 1。 从表 1 可以看出,试样 SnO2 含量为 97. 80% ,表 明该试样杂质含量非常低,可视为锡石单矿物。 (2)测定锡石的 Zeta 电位时,称取试样 0. 02 g 置 于烧杯中,加去离子水 50 mL,用磁力搅拌器进行搅 拌,使矿物均匀分散,用 HCl 或 NaOH 调整矿浆 pH 值,用注射器吸取上清液注射入测试池中,用 NanoZS 收稿日期ꢀ 2016-02-26 基金项目ꢀ 国家自然科学基金项目(编号:51274056、51474055),国家自然科学青年基金项目(编号:51204035)。 作者简介ꢀ 李二垒(1992—),男,硕士研究生。 通讯作者ꢀ 朱一民(1964—),女,教授,博士。 · 61· 总第 479 期ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金ꢀ ꢀ 属ꢀ ꢀ 矿ꢀ ꢀ 山ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2016 年第 5 期 ꢁ 90 电位仪进行测定。 3)将锡石单矿物与 200 mg / L 的 DMYꢁ1 作用 5 min 后,在小于 40 ℃的烘箱中缓慢烘干,制得红外 ( 1 光谱检测样。 每次取 1 mg 试样与 100 mg 光谱纯的 KBr 混合均匀,用玛瑙研钵研磨至ꢁ2 μm,然后在压 片专用模具上加压、制片。 在 740ꢁFTIR 型傅里叶变 换红外光谱仪上进行红外光谱检测。 3 3 3 ꢀ 试验结果与讨论 . 1ꢀ 浮选条件试验 图 3ꢀ 浮选温度试验结果 Fig. 3ꢀ Test results at various flotation temperature 温度,泡沫产品回收率维持在高位。 表明 DMYꢁ1 对 . 1. 1ꢀ 捕收剂 DMY-1 用量试验 在矿浆 pH=7,温度为 18 ℃ 情况下进行 DMYꢁ1 浮选温度变化的适应能力较强。 DMYꢁ1 捕收锡石的 理想温度为不低于 18 ℃。 用量试验,结果见图 1。 3 3 . 2ꢀ DMY-1 浮选锡石机理分析 . 2. 1ꢀ Zeta 电位测定 锡石在破碎、磨碎的过程中,因晶体内无脆弱界面, + ꢁ 断裂发生在 Sn—O 间,形成 Sn 和 Sn—O ,这 2 种离子 + ꢁ 先与水分子解离出的 H 、OH 结合,在表面均形成羟基 + 基团(—Sn—OH)。 在溶液中,当 H 浓度很高时,易形 + ꢁ 成 Sn—OH2 组分,使得锡石颗粒表面荷正电;当 OH 浓 ꢁ 图 1ꢀ DMY-1 用量试验结果 度很高时,易形成 Sn—(OH)O 组分,使得锡石颗粒表 Fig. 1ꢀ Test results on dosage of DMYꢁ1 由图 1 可 知: DMY ꢁ 1 用 量 从 0 增 大 到 200 mg / L,泡沫产品回收率先显著上升后升速趋缓;继续 增大 DMYꢁ1 用量,泡沫产品回收率基本不变化。 因 此,确定 DMYꢁ1 的用量为 200 mg / L。 面荷负电。 因此,改变矿浆的 pH 值会引起矿物颗粒表 + 面电荷电性的变化,但由于锡石表面选择性吸附 H 与 ꢁ OH 数量的差异,最终决定了颗粒表面的荷电状态。 首先测定锡石单矿物的 Zeta 电位, 然后测定 DMYꢁ1 用量为 200 mg / L 情况下锡石单矿物的 Zeta 电位,结果见图 4。 3 . 1. 2ꢀ 矿浆 pH 值试验 在矿浆温度为 18 ℃,DMYꢁ1 用量为 200 mg / L 情况下进行矿浆 pH 值试验,结果见图 2。 图 4ꢀ 与 DMY-1 作用前后锡石单矿物的 Zeta 电位 Fig. 4ꢀ Zeta potential of cassiterite,cassiterite both before and after interaction with DMYꢁ1 图 2ꢀ pH 值试验结果 Fig. 2ꢀ Test results at various pH ■ —锡石; —锡石+DMYꢁ1 ▲ 从图 2 可以看出:pH 值从 2 上升至 9,泡沫产品 由图 4 可知:①锡石的零电点为 2. 7,当 pH<2. 7 时,锡石的 Zeta 电位为正值,当 pH>2. 7 时,锡石的 Ze- ta 电位为负值。 ②锡石与 DMYꢁ1 作用后,其动电位整 体降低,这是因为 DMYꢁ1 属改性脂肪酸类捕收剂,在 水溶液中会发生解离。 参照油酸溶液中各组分的浓度 回收率呈先快后慢的上升趋势;继续提高 pH 值,泡 沫产品回收率下降。 因此,确定浮选矿浆 pH=9。 3 . 1. 3ꢀ 浮选温度试验 在矿浆 pH=9,DMYꢁ1 用量为 200 mg / L 情况下 [10] 与 pH 值的关系 ,油酸解离后,溶液中主要以油酸根 ꢁ 2ꢁ 离子 R 、离子二聚物 R2 等阴离子形式存在。 当 pH< 2. 7 时,锡石颗粒表面荷正电,其与 DMYꢁ1 通过静电 进行浮选温度试验,结果见图 3。 从图 3 可以看出:浮选温度从 5 ℃提高 18 ℃,泡 沫产品回收率先迅速上升后缓慢上升;继续提高浮选 · 62· ꢀ ꢀ ꢀ 李二垒等:新型阴离子捕收剂 DMYꢁ1 对细粒锡石的捕收性能ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2016 年第 5 期 吸附使动电位下移;当 pH>2. 7 时,锡石颗粒表面荷负 电,此时锡石的动电位仍然下移,说明 DMYꢁ1 在锡石 表面也发生了吸附,基于二者的电性可知,该吸附为非 静电吸附。 因此,在最佳选别条件 pH=9 时,锡石颗粒 表面与 DMYꢁ1 之间发生了非静电吸附。 (2)Zeta 电位检测结果显示:与 DMYꢁ1 作用后, 锡石的 Zeta 电位整体下移。 当 pH<2. 7 时,锡石颗粒 与 DMYꢁ1 存在静电吸附;当 pH>2. 7 时,锡石颗粒与 DMYꢁ1 发生的吸附为非静电吸附。 (3)结合 Zeta 电位检测结果和红外光谱分析结 果,可知在矿浆 pH=9 时,DMYꢁ1 与锡石表面存在氢 键和化学键合吸附作用。 3 . 2. 2ꢀ 红外光谱检测 对锡石单矿物、DMYꢁ1 和与 DMYꢁ1 作用后的 锡石单矿物进行红外光谱检测,DMYꢁ1 的红外光谱 检测结果见图 5,与 DMYꢁ1 作用前后的锡石单矿物 的红外光谱检测结果见图 6。 参ꢀ 考ꢀ 文ꢀ 献 [ [ [ 1]ꢀ 吕中海,胡卫波,张ꢀ 俊,等. 锡矿石选矿工艺研究现状与进展 J]. 现代矿业,2009(10):19-22. [ Lu Zhonghai,Hu Weibo,Zhang Jun,et al. Study status and process of tin ore dressing process[J]. Modern Mining,2009(10):19-22. 2]ꢀ 李宏建. 国内外锡选矿进展[ J]. 中国矿山工程,2006(5):10- 13. Li Hongjian. Domestic and foreign tin dressing process[ J]. China Mine Engineering,2006(5):10-13. 3]ꢀ 姚建伟,袁经中,汪ꢀ 泰. 云锡卡房铜硫浮选尾矿中细粒锡石的 回收[J]. 金属矿山,2015(7):159-163. 图 5ꢀ DMY-1 的红外光谱 Yao Jianwei,Yuan Jingzhong,Wang Tai. Recovery of fine cassiterite from flotation tailings of copper-sulfide in Kafang,Yunxi[ J]. Metal Mine,2015(7):159-163. Fig. 5ꢀ Infrared spectra of DMYꢁ1 [ [ [ 4]ꢀ 李瑞生. 锡石浮选工艺试验与应用情况[ J]. 锡业科技,2001 ( 5):57-61. Li Ruisheng. The application and technique experiment for cassiterite J]. Tin Technology,2001(5):57-61. 5]ꢀ 周少珍,孙传尧. 锡石选矿进展[J]. 国外金属矿选矿,2002(8): 0-14. [ 1 Zhou Shaozhen,Sun Chuanyao. Cassiterite dressing process[J]. Me- tallic Ore Dressing Abroad,2002(8):10-14. 图 6ꢀ 锡石与 DMY-1 作用前后的红外光谱 Fig. 6ꢀ Infrared spectra of cassiterite both 6]ꢀ 王ꢀ 晓,童ꢀ 雄. 锡石工艺矿物学与选矿工艺[ J]. 矿冶,2011 (4):15-19. before and after interaction with DMYꢁ1 a—锡石;b—锡石+DMYꢁ1 Wang Xiao, Tong Xiong. Processing mineralogy and ore-dressing process of cassiterite[J]. Mining and Metallurgy,2011(4):15-19. 从图 5、图 6 可知:锡石与 DMYꢁ1 作用后,其单 ꢁ 1 ꢁ1 [7]ꢀ 刘ꢀ 杰,韩跃新,朱一民,等. 细粒锡石选矿技术研究进展及展 望[J]. 金属矿山,2014(10):76-81. 矿物红外光谱中 675. 54 cm 、575. 77 cm 处的 2 个 ꢁ 1 ꢁ1 本征吸收峰分别红移至 642. 68 cm 、532. 11 cm Liu Jie,Han Yuexin,Zhu Yimin,et al. Research status and prospec- tive on separation technology of fine cassiterite [ J]. Metal Mine, 2014(10):76-81. 处,即振动减弱,表明在锡石表面存在药剂极性基团 ꢁ 与 Sn—O 的化学吸附作用,减弱了锡石表面基团的 振动频率。 锡石与 DMY ꢁ 1 作用后的红外光谱中 [ 8]ꢀ 张ꢀ 慧. 组合捕收剂浮选细粒锡石作用机理及应用研究[D]. 长 沙:中南大学,2010. ꢁ 1 500. 17 cm 处的特征峰是 DMYꢁ1 的 O—H 特征 ꢁ 1 3 Zhang Hui. Study on Mechanisms and Application of Combined Col- lectors in the Fine Cassiterite Flotation[D]. Changsha:Central South University,2010. 峰(3 494. 47 cm 处)蓝移的结果,说明 DMYꢁ1 与锡 石表面存在氢键吸附。 4 ꢀ 结ꢀ 论 [9]ꢀ 吕晋芳,童ꢀ 雄,周永诚. 微细粒锡石浮选药剂研究概况[J]. 湿 法冶金,2010(2):71-74. ( 1)东北大学研制的改性脂肪酸类阴离子捕收 Lu Jinfang,Tong Xiong,Zhou Yongcheng. Research status on flota- tion for fine cassiterite[J]. Hydrometallurgy of China,2010(2):71- 剂 DMYꢁ1 对锡石的捕收能力较强,对浮选温度具有 较强的适应能力。 在矿浆 pH=9、温度为 18 ℃、DMY 74. ꢁ 1 用量为 200 mg / L 情况下, 对体积平均粒径为 7. 71 μm 的锡石单矿物进行了浮选试验,泡沫产品 回收率高达 94. 50% 。 [ 10]ꢀ 魏德洲. 固体物料分选学[M]. 北京:冶金工业出版社,2009. 1 Wei Dezhou. Solid Material Processing[ M]. Beijing:Metallurgical Industry Processing,2009. (责任编辑ꢀ 罗主平) · 63·
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