水质对十二酸浮选分离菱镁矿与白云石的影响研究.pdf

2 0 1 1 7 年第5 期有色金属 选矿部分8 9 d m 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 6 7 1 _ ．M 9 2 ．2 0 1 7 ．0 5 ．0 2 0 水质对十二酸浮选分离菱镁矿与白云石的影响研究 孙昊1 ，孙体昌z ，朱阳戈1 ，郑桂兵1 1 。北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点试验室，北京1 0 2 6 2 8 ； 2 ．北京科技大学土木与环境工程学院，北京1 0 0 0 8 3 摘要为了给低品位级菱镁矿石的选矿提纯提供参考，在去离子水和自来水浮选环境中考察了十二酸用量及钙镁离子 对菱镁矿及白云石纯矿物浮选的影响。根据结果可知，在去离子水介质中，十二酸在一定浓度下可实现菱镁矿与白云石的分 离；钙镁离子对菱镁矿与白云石的浮选分离有较大影响。 关键词十二酸、菱镁矿、白云石、钙镁离子 中图分类号7 r D 9 2 3 ；唧5 2 ．6、文献标志码A文章编号1 6 7 l - 9 4 9 2 2 0 1 7 0 5 J D 0 8 9 烈 S t I l d yo nt l 坨E 脏c to fW a t e rQ u a l 姆蚰F l o t a t i 蚰S e p a r a t i 佣o fM a g n e s i t ea n dD o l o I I l i t e s U NH ∞1 ，s U NT 记h 口n g z ，Z H UY o m g g e l ，z H E N GG l 曲流g J ．如6 D m 如∥矿施聊m ZP r o 伽s i n g 如，黜。以死c 危n D Z o 盯， 彬增加疵M 抛。厂施n i 愕。蒯讹础Z M r g ，r ， B e 彬增j D 2 6 2 8 ，吼讥口；2 ．＆危o o ZQ 厂C 劫以。以E 聊i r o n 砌n 剃E 增i 聊e r i n g ，踟沈聃蚵矿 据n c e 口蒯 死如聊嘶＆珈培，B e 彬愕』D D D 甜，现i 凇 A b s t r a c t I no r d e rt op r 0 V i d er e f e r e n c ef o rt h eb e n e f i c i a t i o na n dp u r i f i c a t i o no fl o wg r a d em a g n e s i t eo r e ，m e e H _ e c t so ft h ea m o u n to fd o d e c a n o i ca c i da n dt } 1 ee 矗b c to fc a l c i u ma n dm a g n e s i u mi o n so nt h en o t a t i o no fm a g n e s i t e a n dd o l o m “em i n e r a L l sw e r ei n v e s t i g a t e di nd e i o n i z e dw a t e ra n dt 印w a t e rn o t a t i o n ． A c c o r d i n g ．t ot h er e s u l t s ，i nt h e d e i o n i z e dw a t e rm e d i u m ，d o d e c a n o i ca c i di nac e r t a i nc o n c e n t r a t i o nc a nb ea c h i e v e dm a g n e s i t ea n dd 0 1 0 m i t e s e p a u r a t i o n ；e a l c i u ma n dm a g n e s i u mi o n so nt h em a g n e s i t ea n dd o l o m i t ef l o t a t i o ns e p a r a t i o nh a v eag r e a t e ri m p a c t ． K e yw o r d s d o d e c a 董l o i ca c i d ；m a g n e s i t e ；d 0 1 0 m i t e ；e a l c i u ma n dm a g I l e s i u mi o n s 菱镁矿在我国的保有储量为3 4 亿t ，占世界菱 镁矿总储量的2 6 ％，居世界首位；辽宁省是我国菱镁 矿储量最集中的地区，保有储量为2 5 ．1 7 亿t ，约占 全国储量的8 5 ％⋯。 在菱镁矿石中，镁和钙的碳酸盐由于其晶体结 构和表面性质都很接近，对其浮选分离的研究是选 矿领域一直进行的课题，J e a n ．J a c q u e sP r e d a l i 、J i r i S k v a r l a 、N o 珊a I lG e n c e 、z ．S a d o w s k i 等对此进行了研 究，取得了一些进展∞刁l 。菱镁矿和白云石是盐类矿 物，由于其相似的晶体结构和难溶性而显示出相似 的化学构成和浮选行为。矿物的表面特性在确定它 们之间相互分离过程如浮选时起到了重要的作用。 菱镁矿矿物的溶解，随着反应温度、气体流速和搅拌 速度的增加而增加，随着颗粒粒度和固液比的减小 而增加。c a 2 、M 9 2 离子、c o ；’离子及其各种水解产 物和加质子反应产物、H 离子、O H 一离子是菱镁矿、 自云石的定位离子，直接反应菱镁矿、白云石电动电 位的是M g O H 、c a O H 和H C 0 彳组分。 王金良在研究脂肪酸及其部分衍生物对菱镁矿 和白云石可浮性的影响中指出，在相同的脂肪酸浓 度下，白云石表面吸附脂肪酸的量大于菱镁矿。脂 肪酸盐在菱镁矿表面吸附牢固，以化学吸附为主，在 白云石表面主要以物理吸附为主，因此，脂肪酸在菱 镁矿表面少量的吸附就可实现菱镁矿的选择性浮 选。 在菱镁矿与白云石正浮选分离方面，十二酸在 整个试验p H 值范围内，对菱镁矿和白云石单矿物都 表现出了明显的选择性捕收作用，可做为菱镁矿和 白云石的选择性捕收剂。本研究是对菱镁矿单矿物 进行选矿提纯研究，在去离子水做浮选用水的条件 下，十二酸做浮选药剂浮选菱镁矿与白云石单矿物； 在自来水做浮选用水的条件下，验证了去离子水做 浮选用水的试验结果；分析了自来水中钙、镁离子对 分离效果的影响与影响程度。 基金项目国家自然科学基金资助 5 1 6 3 4 0 0 9 收稿日期2 0 1 7 旬2 ．2 8修回日期2 0 1 7 埘．一1 0 作者简介孙吴 1 9 8 3 ． ，男，辽宁鞍山人，博士，工程师，主要从事有色金属选矿方面的研究工作。 万方数据 9 0 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第5 期 1 样品与试剂 试验用菱镁矿与白云石取自辽宁营口大石桥某 菱镁矿矿区，经手选除杂，瓷球磨机磨矿得到一7 4 4 3 、一4 3 2 5 、一2 5 斗m 和粒级的菱镁矿与白云石。 用去离子水反复冲洗后，自然晾干，置于磨口瓶中备 用。纯矿物含量大于9 9 ％。试验用水为去离子水。 十二酸为分析纯，与氢氧化钠按物质量比l 1 ．1 加入去离子水混合搅拌，水浴加热并同时搅拌直到 溶液无色透明为止，待降至室温后移至容量瓶中定 容。 2 试验方法 采用R K ／F G C 5 3 5 挂槽式浮选机，浮选槽容积 为3 0m L ，主轴转速为15 0 0r ／m i n 。浮选试验过程 为取2g 矿样于3 0m L 浮选槽中，加3 0m L 去离子 水，搅拌2m i n ，再依次加入调整剂各搅拌2m i n ，加 捕收剂搅拌2m i n ，浮选时间为4m i n 。试验所用菱 镁矿和白云石非特别指明时粒级为一7 4 4 3 斗m ，用 矿物上浮率评价不同条件下的浮选效果。 3 试验内容 3 ．1 在去离子水做浮选用水的条件下，十二酸做捕 收剂浮选单矿物 在去离子水做浮选用水的条件下，十二酸做捕 收剂分别浮选单矿物菱镁矿与白云石，考察捕收剂 对单矿物的可浮性是否存在差异。 试验是在p H 值为中性、室温、去离子水3 0m L 、 搅拌2m i n 、浮选4m i n 的条件下进行的。图1 表示 O 浮选药剂浓度， 1 0 - ，m 0 1 ．L 图l不同矿物的上浮率与浮选药剂浓度的关系 F i g ．1 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h en o a t i n gI m eo f d i f f 宅r e n tm i n e r a l sa n dt h ec o n c e n t r a t i o no f n o t a t i o na g e n t s 在3 0m L 去离子水做浮选用水的条件下，菱镁矿、白 云石上浮率与十二酸浓度的关系。由图1 可知，菱 镁矿与白云石的上浮率在较小的浮选药剂浓度范围 内有非常大的差异。但十二酸对两种单矿物浮选上 浮率的差异性影响更大一些。所以，在自来水做浮 选用水的试验中，以十二酸做浮选药剂为突破口，进 行下一步试验。 3 ．2 在自来水做浮选用水的条件下．十二酸做捕收 剂浮选单矿物 为了检验在自来水中十二酸做捕收剂，单矿物 的浮选效果能否能达到去离子水做浮选用水的试验 效果。在自来水做浮选用水的条件下，十二酸做捕 收剂分别浮选菱镁矿与白云石，检验菱镁矿与白云 石的上浮率在十二酸做捕收剂的条件下是否可产生 较大的差异。试验是在p H 值为中性、室温、自来水 3 0m L 、搅拌2m i n 、浮选4m i n 的条件下进行的。由 图2 可知，十二酸对单矿物浮选的选择性差异完全 消失。 十二酸浓度／ 1 旷3 H 1 0 l L 图2 不同矿物的上浮率与十二酸浓度的关系 F i g ．2 T h eI ．e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h er i s er a t eo f d i f E ．e r e n tm i n e r a l sa n dt I l ec o n c e n t r a t i o no f d o d e c a n o i ca c i d 3 ．3 水质对菱镁矿可浮性的影响 为了查清水质对菱镁矿上浮率的影响情况，以 不同组分的混合水做浮选用水，进行如下试验p H 值为中性、室温、各不同组分的混合水3 0m L 、搅拌2 m i n 、浮选4m i n 。图3 表示在不同组分的混合水做 浮选用水的条件下，菱镁矿上浮率与十二酸浓度的 关系。由图3 可见，不同组分混合水做浮选用水的 菱镁矿上浮率表现出了相同的变化趋势。自来水所 占混合水的百分含量小，菱镁矿上浮率在十二酸浓 度较小的情况下就可以达到9 0 ％以上，而随着自来 水所占混合水百分含量的增加j 其对菱镁矿上浮率 的影响显著增加，十二酸浓度要相应增加很多才能 提高菱镁矿上浮率至9 0 ％以上。所以，水质在十二 酸做捕收剂浮选菱镁矿的过程中至关重要，随着自 来水所占混合水百分含量的增加，菱镁矿的上浮率 明显下降，且需要的十二酸浓度显著提高。 万方数据 2 0 1 7 年第5 期孙吴等水质对十二酸浮选分离菱镁矿与白云石的影响研究 9 1 o o 8 0 6 0 4 0 2 0 3 ．4 水质对自云石可浮性的影响 为了明确水质对白云石上浮率的影响情况，以 不同组分的混合水做浮选用水，进行如下试验p H 值为中性、室温、各不同组分的混合水3 0m L 、搅拌2 m i n 、浮选4m i n 。图4 表示在不同组分的混合水做 浮选用水的条件下，白云石上浮率与十二酸浓度的 关系。由图4 可见，不同组分混合水做浮选用水的 白云石上浮率表现出了相同的变化趋势。自来水所 占混合水的百分含量小，白云石上浮率在十二酸浓 度较小的情况下就可以达到9 0 ％以上，而随着自来 水所占混合水百分含量的增加，其对白云石上浮率 的影响显著增加，十二酸浓度要相应增加很多才能 提高白云石上浮率至9 0 ％以上。所以，浮选环境在 十二酸做捕收剂浮选白云石的过程中至关重要，随 着自来水所占混合水百分含量的增加，白云石的上 浮率明显下降，且需要的十二酸浓度显著提高。 图4白云石上浮率与十二酸浓度的关系 F i g 。4d o l o m i t e Ⅱo a t i n gr a t ea n dt h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e nd o d e c a n o i ca c i dc o n c e n t r a t i o n 3 ．5 不同浓度M 孑 对菱镁矿可浮性的影响 现分析不同浓度M 9 2 对菱镁矿可浮性的影响。 进行如下试验p H 值为中性、室温、去离子水2 0m L 、 搅拌2I I l i n 、浮选4m i n ，向试验中添加不同浓度的 M 9 2 溶液5m L 。图5 表示在去离子水做浮选用水 和在不同M 9 2 浓度下，菱镁矿上浮率与十二酸浓度 的关系。由图5 可见，在不同M 9 2 浓度的影响下， 菱镁矿上浮率表现出了相同的变化趋势。当M 矛 浓度小，菱镁矿上浮率在十二酸浓度较小的情况下 就可以达到9 0 ％以上，而随着M 9 2 浓度的增加，其 对菱镁矿上浮率的影响显著增加，十二酸浓度要相 应增加很多才能提高菱镁矿上浮率至9 0 ％以上。所 以，M 9 2 浓度在十二酸做捕收剂浮选菱镁矿的过程 中至关重要，随着自来水所占混合水百分含量的增 加，菱镁矿的上浮率明显下降，且需要的十二酸浓度 显著提高。 图5 在不同在M 9 2 浓度下，菱镁矿 上浮率与十二酸浓度的关系 F i g ．5 T h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h em a g n e s i t e n o a t a t i o nr a t ea n dt h ed o d e c a n o i ca c i d c o n c e n t m t i o na td i 矗b r e n tM 醴 c o n c e n t r a t i o n s 3 ．6 不同浓度C a “对菱镁矿可浮性的影响 现分析不同浓度c a 2 对菱镁矿可浮性的影响。 进行如下试验p H 值为中性、室温、去离子水2 0m L 、 搅拌2m i n 、浮选4m i n ，向试验中添加不同浓度的 C a 2 溶液5m L 。图6 表示在去离子水做浮选用水和 在不同c a 2 浓度下，菱镁矿上浮率与十二酸浓度的 关系。由图6 可见，在不同c a “浓度的影响下，菱镁 矿上浮率表现出了相同的变化趋势。当C a 2 浓度 小，菱镁矿上浮率在十二酸浓度较小的情况下就可 以达到9 0 ％以上，而随着C a 2 浓度的增加，其对菱 镁矿上浮率的影响显著增加，十二酸浓度要相应增 加很多才能提高菱镁矿上浮率至9 0 ％以上。所以， C a 2 浓度在十二酸做捕收剂浮选菱镁矿的过程中至 关重要，随着自来水所占混合水百分含量的增加，菱 镁矿的上浮率明显下降，且需要的十二酸浓度显著 提高。 万方数据 9 2 有色金属 选矿部分2 0 1 7 年第5 期 喜 嬖 鑫 槲 十二酸浓度／ 1 0 一3 m 0 1 ．L 图6 在不同C a 2 浓度下。菱镁矿 上浮率与十二酸浓度的关系 F i g ．6i nd i f k r e n tC a 2 c o n c e n t r a t i o n ，m a g n e s i t e f l o a t i n gm t ea n dt 1 1 er e l a t i o n s h i pb e t w e e n d o d e c a n o i ca c i dc o n c e n t 】强t i o n 4 结论 1 用菱镁矿、白云石单矿物进行的浮选试验表 明，在去离子水介质中，十二酸在一定浓度下，可实 现菱镁矿与白云石的分离。 2 在一定十二酸药剂浓度范围内，钙、镁离子对 菱镁矿上浮率有抑制作用，抑制作用的强弱与十二 酸的浓度有关当十二酸浓度较低时，钙离子对菱镁 矿上浮率的影响比镁离子的大；当十二酸浓度较高 时，镁离子对菱镁矿上浮率的影响比钙离子的大。 3 在一定十二酸药剂浓度范围内，钙离子对菱 镁矿上浮率的影响大于镁离子对菱镁矿上浮率的影 响。 参考文献 [ 1 ] 王兆敏．中国菱镁矿现状与发展趋势[ J ] ．中国非金属矿 工业导刊，2 0 0 5 5 6 ．9 ． [ 2 ] 陈肇友，李红霞．镁资源的综合利用及镁质耐火材料的 发展[ J ] ．耐火材料，2 0 0 5 ，3 9 1 6 - 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