一种新型捕收剂在印度某难选萤石矿浮选中的应用.pdf

2 0 1 6 年第1 期有色金属 选矿部分 8 3 d 硝1 0 ．3 9 够／j ．i s 轴．1 6 7 l 明9 2 ．加1 6 ．0 1 ．0 2 0 一种新型捕收剂在印度某难选萤石矿浮选中的应用 张行荣，朴永超，艾晶，刘书杰，尚衍波 北京矿冶研究总院矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京1 0 2 6 2 8 摘要通过对混合脂肪酸进行皂化，然后与表面活性剂复配混合，再加入少量助剂混合得到一种新型萤石捕收剂，其中 含有羧基、羟基等活性基团。将其应用于印度某难选萤石矿的浮选，并研究了表面活性剂及助剂用量对浮选指标的影响。研 究结果表明，该捕收剂适合萤石矿浮选。开路试验表明，经过l O 次精选，可得到c a F 2 品位为9 5 ．6 ％、回收率为3 7 ．1 ％的良好 选矿指标；闭路试验可得到品位为9 1 ．1 ％，回收率为7 7 ．2 ％的萤石精矿。 关键词捕收剂；萤石；浮选；应用 中图分类号T D 9 2 3 ．1 ；7 r D 9 7 l ．5文献标志码A文章编号1 6 7 l 明9 2 2 0 1 6 0 1 ．0 0 8 3 J D 5 A p p H 明t i o no faN e wC o H e c t o ri nn o t a t i o no fI n I l i an u o r i t e Z 黝 B 瓜n g r o 】曙，尸伪Dy D 懈矗∞，A ，五昭，U U 鼢啦，鼬M 『G 玩曲o I s m 抛研k 6 0 m t o 可矿肘i ，地m ZP r o c e s s i ，l g ， 彬n g ＆船m Z 鼢∞n 抚胁f 缸姚 矿胧，l i ，l g 口蒯讹m f 2 u 呦r ，＆咖l gJ 舵6 2 8 ，傩打m A b s 咖c t An e wc o l l e c t o rw h i c hc o n t a i n sc 盯b o x y lg m u p s ， h y d r o x y lg r o u p s ， w 鹊o b t a i n e db yb l e n d i n g c o m p l e xf ．a t t ya c i d sw i t has u r f a c 切m ta I l d a 1 1a u x i l i a r y ．A n di tw a su s e df o rt h en o t a t i o no fI n d i an u o r i t eo r e ．T h e e 娲c t so fd o s a g eo fs u r f a c t a n ta n da u x i l i a r yw e r es t u d i e d ．，I ’I l e e x p e r i m e n tr e s u l t si n l a bs h o w e dt } l a tn u 面t e c o n c e n t m t ew 鹪o b t a i n e dw i t l lg r a d eo f9 5 ．6 ％a n dr e c o v e r yo f3 7 ．1 ％a f t e r1 0t i m e sc k a n i n gt e s t s ．I te x h i b i t e da g o o dc o U e c t i n gp m p e r t yw i t } lg m d eo f9 1 ．1 ％a n dr e c o v e r y0 f7 7 ．2 ％i nc l o s e d - c i r c u i tt e s t ． K e yw O r d s c o u e c t o r ；n u o r i t e ；n o t a t i o n ；a p p l i c a t i o n 对于简单易处理的萤石矿，可使用普通的长链 脂肪酸如油酸作为捕收剂、碳酸钠作调整剂、水玻璃 作为脉石抑制剂即可实现萤石与石英等硅酸盐的分 离u 剖。但对于复杂难处理萤石矿来说，要想得到高 品位的萤石精矿比较困难”刮。因此有必要结合相 应的浮选工艺，研究开发一种新型捕收剂。本文以 印度难选萤石矿为研究对象，结合现有的浮选工艺， 研发了一种新型捕收剂。 表l T a b l e1 1 试验部分 1 ．1 原矿性质 该萤石矿原矿品位较低，嵌布粒度较细，属于难 选萤石矿，有用矿物含量在2 0 ％左右，其余为脉石矿 物，主要为石英，其次为方解石、白云石和铝硅酸盐， 有害磷元素矿物主要为磷灰石，另外还含有黏土矿 物、铁杂质等。矿石主要化学成分如表1 所示。 矿石多元素分析结果 M u l t i e l e m e n ta n a l y s i sr e s u l t so fm n o f ．m i n eo r e／％ 1 ．2 试验仪器及试剂 实验仪器有J J 一1 型电动搅拌器 江苏金坛市荣 华仪器制造有限公司 、D F 一1 0 1 S 集热式恒温水浴锅 中仪国科科技有限公司 、x M Q - 观4 0 9 0 锥形球 磨机 武汉探矿机械厂 、x F D Ⅲ型实验室用单槽浮 选机 长春吉林省探矿机械厂 。 试剂有自制混合脂肪酸捕收剂、N a O H 化学 纯 、非离子表面活性剂S P 、阴离子助剂F 等。 基金项目国家高技术研究发展计划 8 6 3 计划 项目 2 0 1 3 从0 6 4 1 0 2 ；北京矿冶研究总院科研基金 Y J - 2 0 1 2 ．0 3 投稿日期2 0 1 4 J D 7 ．1 3修回日期2 0 1 5 1 1 _ 2 0 作者简介张行荣 1 9 8 4 一 ，男，山东济南人，博士，高级工程师，主要从事浮选药剂设计合成。 万方数据 8 4 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第1 期 1 ．3 捕收剂的制备 该捕收剂的制备方法为称取一定质量的按照一 定比例混合而成的混合脂肪酸置于一5 0 0n l l 三口瓶 中，温度设定为5 0 ～5 5 ℃，搅拌时间3 0m i n ，然后加 入占混合脂肪酸一定质量分数的辅助组分表面活性 剂S P 和助剂F ，5 0 ～5 5 ℃下继续搅拌1 5I I l i n ，然后 一次性加入适量的氢氧化钠水溶液，继续皂化3 0 l I I i n ，即得该捕收剂产品，有效浓度3 0 ％，产品p H 为 9 左右。 1 ．4 浮选试验 粗选试验流程图如图1 所示。 3 ≥碳酸钠10 3 ≥水玻璃30 3 捕收剂鲫 粗选 6 单位出 选时间单位m i n ；下同 精矿 尾矿 图1 开路试验流程图 F i g ．1 n o w c h a r to fo p e n e i r c u i tt e s t 2 试验结果与讨论 2 ．1 表面活性剂S P 用量对浮选效果的影响 由于自制的混合脂肪酸流动性能较差，因此为 了增大其在水溶液中的分散性，通过添加一定量的 表面活性剂S P 来调节其分散性，以改变其浮选性 能。一般情况下表面活性的添加量不宜太大，因此 考察了表面活性剂添加量分别为0 、5 ％、7 ．5 ％、l O ％ 时对浮选效果的影响，结果如图2 所示。 表面活性剂S 嗍量，％ 图2 表面活性剂S P 用量对浮选指标的影响 F i g ．2 E c t so fd o s a g eo f S Po nn o t a t i o ni n d e X 承 褂 馨 回 通过图2 可以看出，随着s P 用量的增加，萤石 粗精矿c a F 品位有小幅提升，回收率略微降低，当 用量在5 ．0 ％一7 ．5 ％时，回收率和品位达到最佳值， 因此综合考虑，表面活性剂s P 用量为7 ．5 ％。 2 ．2 助剂F 用量对浮选效果的影响 通过表面活性剂的添加增大了捕收剂的分散 性，但是其选择性略显不足，一步粗选精矿品位最大 仅为5 0 ％。为了进一步提升捕收剂的选择性，为后 续的精选创造有利条件，本文考虑添加一种助剂F ， 助剂F 是一种选择性较好的辅助捕收剂，直接从市 场购得。图3 显示了助剂F 用量对浮选效果的 影响。 图3 助剂F 用量对浮选指标的影响 F i g 。3 E 艉c t so fd 0 8 a g eo fa d d i t i v eF 鲫n o h 匝∞i n d e x 由图3 分析可以看出，助剂F 的用量对精矿品 位影响较大，对回收率的影响较小，当助剂F 用量达 到2 5 ％时，此时精矿品位最高，可达5 7 ．6 ％，回收率 略低，为8 4 ．2 ％。综合考虑，助剂F 用量为2 5 ％。 2 ．3 捕收剂用量试验 捕收剂用量是影响萤石粗选精矿指标的重要因 素，如果捕收剂用量太少，精矿品位相对高一些，具 有相对较好的选择性，但矿浆中将仍有部分剩余萤 石难以回收，导致回收率较低。如果捕收剂用量过 多，同样会影响精矿品位和回收率，如果过量不是太 多，萤石回收率会提高，但是其选择性会降低，易导 致精矿品位降低；如果用量过多，则由于自身的表面 活性作用，易产生双层胶束作用，变的亲水，精矿品 位和回收率同时降低。因此，为了兼顾精矿品位及 其回收率，本文考察了捕收剂用量对浮选指标的影 响，浮选条件为磨矿细度一7 4 岬粒级7 0 ％，碳酸钠 用量1 ．0k g ／t 、水玻璃用量3 ．0k g ／t ，试验结果见 图4 。 万方数据 2 0 1 6 年第l 期张行荣等一种新型捕收剂在印度某难选萤石矿翌选中的廑旦堕 捕收剂用量， g t 。 图4 捕收剂用量试验结果 F i g ．4E x p e r i m e n tn 洛u l t so fc o №t o rd o s a g e 图4 结果表明，萤石精矿品位随着捕收剂用量 的增加逐渐呈下降趋势，其回收率呈上升趋势，这与 理论分析基本一致。综合考虑萤石品位和回收率， 捕收剂用量确定为9 ∞g ／t 。 2 ．4 开路试验结果 经过精选能否得到合格的萤石精矿是检验一种 药剂是否有效的关键，因此有必要对其进行精选试 验。本文根据上述试验结果开展了开路试验，流程 见图5 ，试验结果见表2 。 萤石精矿 1 1 0 图5 开路试验原则流程 F i g ．5 n o w s h e e t0 fc u t - c i r c u i tt e s t l ∞ 万方数据 8 6 有色金属 选矿部分2 0 1 6 年第l 期 表2 ’I a I b l e2 。挈} 路试譬结量．． 3 结论 R e s u l t so fo p e n ．c i r c u i tt e s t _⋯V 通过表2 可以看出，使用自制的萤石捕收剂经 过1 0 次精选，可得到品位为9 5 ．6 3 ％，回收率为 3 7 ．1 1 ％的萤石精矿。 2 ．5 闭路试验 经过以上条件试验和开路试验结果可以看出， 自制的萤石捕收剂可以得到合格的萤石精矿，但是 在闭路流程中是否会有不利影响，还有待考察，因此 本文在以上条件试验基础上开展了闭路试验 流程 图见图6 ，试验结果列于表3 。 表3闭路试验结果 7 r a b l e3R e s u l t so fc l o s e d c i r c u i tt e s t 通过表3 可以看出，使用自制的捕收剂进行闭 路试验，可得到品位为9 1 - 1 2 ％，回收率为7 7 ．2 6 ％ 的萤石精矿。若要得到酸级萤石，仍需进一步探索 工艺条件。 1 通过添加表面活性剂s P 和阴离子助剂F 经 复配改性得到了一种新型萤石浮选捕收剂。 2 考察了表面活性剂s P 和助剂F 用量对印度 某萤石矿浮选效果的影响，试验表明，固定碳酸钠用 量1 ．0k g ／t 、水玻璃用量3 ．0k g ／t 、捕收剂用量8 0 0 ∥t ，当S P 用量为7 ．5 ％、助剂F 用量为2 5 ％时，浮选 指标较好，经过一步粗选可得到品位为5 7 ．6 ％、回收 率为8 7 ．2 ％的萤石粗精矿。这为新型捕收剂在萤石 浮选中的应用奠定了试验基础。 3 捕收剂用量实验室试验结果表明，当捕收剂 用量在9 0 0g ／t 时，浮选指标较好，一步粗选萤石精 矿品位为5 1 ．8 ％，回收率为8 8 ．9 ％。精选开路试验 表明，经过1 0 次精选可得到品位为9 5 ．6 3 ％，回收率 为3 7 ．1 1 ％的萤石精矿。 4 闭路试验可得到品位为9 1 ．1 2 ％，回收率为 7 7 ．2 6 ％的萤石精矿，但仍需进一步改进工艺条件以 得到酸级萤石精矿。 参考文献 [ 1 ] 孙晓华，赵玉卿．青海某萤石矿常温浮选试验研究[ J ] ． 有色金属 选矿部分 ，2 0 1 3 2 3 6 - 3 9 ． [ 2 ] 邓建勋，朱哗桢，胡凤英，等．油酸低温下浮选萤石的研 究[ J ] ．化工矿山技术，1 9 9 3 ，2 2 5 2 4 - 2 7 。 [ 3 ] 张国范，邓红，魏克帅，等．酸化水玻璃对萤石与方解 石浮选分离作用研究[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 4 1 8 0 - 8 2 ． [ 4 ] 刘志方，曹外芳，马兴巍，等．萤石矿浮选捕收剂 1 0 3 3 4 1 4 1 2A [ P ] ．2 0 1 3 - 1 0 J D 9 ． [ 5 ] 周文波，邓玉珍．难选萤石矿矿石浮选工艺研究[ J ] ．矿 产综合利用，2 0 0 4 3 1 0 一1 3 ． [ 6 ] 凌石生，肖婉琴，肖巧斌，等．新型捕收剂B K 4 1 0 在某萤 石矿中的应用[ J ] ．有色金属 选矿部分 ，2 0 1 0 6 4 8 5 0 ． 万方数据 原矿 萤石精矿K 图6 闭路试验原则流程 F i g ．6 n o w s h e e to fc 1 0 s e d - c i r c u i tt e s t 万方数据