磁铁矿浮选柱阳离子反浮选试验研究.pdf

第3 7 卷第1 期中国矿业大学学报 V 0 1 ．3 7N o ．1 2 0 0 8 年1 月J o u r n a lo fC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g T e c h n o l o g y J a n ．2 0 0 8 磁铁矿浮选柱阳离子反浮选试验研究 张海军1 ，刘炯天1 ’2 ，王永田1 ，曹亦俊1 ，马子龙1 1 ．中国矿业大学化工学院，江苏徐州2 2 1 1 1 6 ；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X - 艺和操作参数十二胺药剂用量1 0 0g ／t ，循环矿浆压力 0 ．0 4 5M P a ，矿浆浓度4 3 ％，浮选时间7 ～8m 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 D9 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 R e s e a r c ho nC a t i o n i cR e v e r s eF l o t a t i o no f M a g n e t i t eU s i n gaF l o t a t i o nC o l u m n Z H A N GH a l j u n l ，L I UJ i o n g t i a n l ，2 ，W A N GY o n g ～t i a n l ，C A OY i - j u n l ，M AZ i l o n 9 1 1 ．S c h o o lo fC h e m i c a lE n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y ，C h i n aU n i v e r s i t yo fM i n i n g T e c h n o l o g y ，X u z h o u ，J i a n g s u2 2 1 1 1 6 ， C h i n a 2 ．S c h o o lo fR e s o u r c e s ＆C i v i lE n g i n e e r i n g ，N o r t h e a s t e r nU n i v e r s i t y ，S h e n y a n g ，L i a o n i n g1 10 0 0 4 ，C h i n a A b s t r a c t A ne x p e r i m e n t a lr e s e a r c ho ns e p a r a t i o no fG o n g c h a n 9 1 i n gm a g n e t i t eu s i n gt h ec a t i o n i cr e v e r s ef l o a t a t i o nt e c h n o l o g yi nt h ef l o t a t i o nc o l u m nw a sc o n d u c t e d ．B ys y s t e m i cs t u d i e si n t h el a b 。t h eo p t i m a lt e c h n i c a la n do p e r a t i o n a lc o n d i t i o n sh a db e e nd e t e r m i n e da sf o l l o w s t h e d o s a g eo fd u o d e n a r ya m i n eo f1 0 0g ／t ，t h ep r e s s u r eo fc i r c u l a t i n gp u l po f0 ．0 4 5M P a ，t h ec o n c e n t r a t i o no fp u l po f4 3 ％，t h ef l o a t a t i o nt i m eo f7 8m i n ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h ei r o nc o n c e n t r a t ew i t ht h eg r a d eo f7 0 ．9 5V 0 0a n dt h et a i l i n gw i t ht h eg r a d eo f 0 ．0 7 41 1 ．2 4 0 ．0 4 5 ～0 ．0 7 415 ．5 6 0 ．0 3 0 ～0 ．0 4 51 7 ．4 9 O ．0 7 45 1 ．4 08 7 ．94 ．33 ．82 ．61 ．4 2 结果与分析 2 ．1 十二胺药剂用量 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． 7 2 摹7 1 嚣7 0 奄6 9 婆6 8 6 8 9 2 8 7 蕃 8 2 娶 7 7 乒 雉 7 2 褒 6 7 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 eo fd u o d e n a r ya m i n eo ns 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 0g ／t 后，上升趋势渐缓，当药剂消耗达到1 4 0g ／t 后，再 增加药剂量，回收率变化不大．用药量为1 6 0g ／t 时，F e 品位为7 1 ．3 2 ％，但回收率不到7 0 ％，分选 价值不大．当十二胺用量在1 0 0g ／t 时，优势较为 明显，F e 品位为7 0 ．6 3 ％，回收率为7 8 ．5 3 ％，故确 定十二胺用量为i 0 0g ／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入料压 力，是浮选柱提高分选效率，强化分选效果的重要 工作参数，它问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 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[ 8 ] ．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 5M P a 时达到最大 值，此时F e 品位接近7 1 ．o o ％，但回收率不到 7 0 ．4 0 0o ；当循环矿浆压力为0 ．0 4 5M P a 时，F e 品 位为7 0 ．8 8 ％，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． 7 2 ．O 逞7 12 嚣7 0 ．4 奄6 9 ．6 蜒6 88 6 8 ．O 0 ．0 4 00 ．0 4 50 ．0 5 0 0 ．0 5 50 ．0 6 0 循环矿浆压力／M P a 9 2 ． 8 7 喜 8 2 擎 7 7 乒 溶 7 2 檠 6 7 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 eo fp r e s s u r eons 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． 7 2 ．0 薹7 1 ．2 | 畦7 0 ．4 碡6 9 ．6 婆6 8 ．8 6 8 ．O 。9 2 。蠢 8 2 擎 7 7 耳 髓 7 2 瓣 6 7 矿浆浓度／％ 图5矿浆浓度对分选指标的影响 F i g ．5 I n f l u e n c eo fc o n s i s t e n c yons 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 ％，随着浓度的增加，F e 品位均 在7 0 ．o o ％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 7 0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 ％，回收 率为8 7 ．2 6 ％，均处于较高值，确定矿浆浓度为 4 3 ％．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 示． 7 2 ．0 7 12 墓7 0 ．4 协6 9 ．6 婆6 8 ．8 6 8 ．O 9 2 8 7 旃 8 2 擎 7 7 罢 7 2 冀 6 7 给矿流量／ m L m i n 。 图6 给矿流量对分选指标的影响 F i g ．6 I n f l u e n c eo ff l u xo ns e p a r a t i o n 当给矿流量为1 5 0m L ／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 ％；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 m L ／m i n 时，精矿品位开始急剧下降．在给矿流量 为2 0 0m 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 ． 原矿 中矿Ⅱ 尾矿 图7浮选柱开路试验流程 F i g ．7 F l o ws h e e tw i t hf l o t a t i o nc o l u m n 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 2 0 ．8 8 ％，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 工和中矿Ⅱ品位分别为6 2 ．4 5 ％和5 2 ．7 8 ％，中矿 产率为1 2 ．4 9 ％，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 e3 S e p a r a t i o nr e s u l to ft h ef l o w s h e e tw i t hr i o t a t i o nc o l u m n％ 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． 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 0g ／t ， 循环矿浆压力0 ．0 4 5M P a ，矿浆浓度4 3 ％，浮选时 间‘7 ～8m 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 ．o O ％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 ] 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 I ．I NEC ．E x p e r i m e n t a lr e s e a r c honr e v e r s ef l o t a t i o nb yu s i n gf l o t a t i o nc o l u m n [ J ] ．M e t a l l i cO r e D r e s s i n gA b r o a d ，2 0 0 1 ，3 8 2 3 3 3 6 ． [ 2 3 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 ． I 。I UD o n g ．C u r r e n td e v e l o p m e n ts t a t ea n dp r o s p e c t o ft h er e v e r s ef l o t a t i o np r o c e s su s e di ni n c r e a s i n gi r o n g r a d ea n dd e c r e a s i n gs i l i c o nc o n t e n ti ni r o n c o n c e n - 万方数据 第1 期 张海军等磁铁矿浮选柱阳离子反浮选试验研究 7 l E 3 ] E 4 ] I s ] t r a t e s [ J ] ．M e a lM i 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 ． I ，IX i a o b i n g ，I A UJ i o n g t i a n ，W A N GX i n g y o n g ，e t a 1 ．R e s e a r c ho np r o c e s s i n go i l yw a s t e w a t e ru s i n ga n a i rd i s s o l u t i o nr e l e a s i n gc o l u m n [ J ] ．J o u r n a lo fC h i n a U n i v e r s i t yo fM i n i n g ＆T e c h n o l o g y ，2 0 0 5 ，3 4 4 4 6 2 4 6 6 ．． 王永田，刘炯天．用胶质气体泡沫从废水中浮选C u I I 的实验研究[ J 3 ．中国矿业大学学报，2 0 0 3 ，3 2 6 6 2 9 6 3 1 ． W a n gY o n g t i a n ，L I UJ i o n g t i a n ．F l o t a t i o no fC u 1 I f r o mw a s t ew a t e rb yc o l l o i d a lg a sa p h r o n s [ J ] ． J o u r n a lo fC h i n aU n i v e r s i t yo fM i n 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 IY a n j u n ．Y U A NZ h i t a o ．P r o g r e s si ni r o nc o n c e n t r a t ec l e a n i n gt e c h n o l o g y [ J ] ．M e a lM i n e ，2 0 0 5 5 8 ] ] ． [ 6 ] 沈慧庭，黄晓燕．2 0 0 0 ～2 0 0 4 年铁矿选矿技术进展 评述[ J ] ．矿冶工程，2 0 0 5 ，2 5 6 2 6 3 0 ． [ 7 ] [ 8 ] S H E NH u i t i n g ，H U A N GX i a o y a n ．Ar e v i e wo f t e c h n i c a lp r o g r e s si ni r o no r ep r o c e s s i n g 2 0 0 0 ～ 2 0 0 4 [ J ] ．M i n i n ga n dM e t a l l u r g i c a lE n g i n e e r i n g ， 2 0 0 5 ，2 5 6 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 技术，2 0 0 0 1 4 2 4 4 ． L I UJ i o n g t i a n ．T h e s e p a r a t i o nm e t h o do fc y c l o n e - s t a t i cm i c r o b u b b l ec o l u m nf l o t a t i o na n dp r a c t i c a la p p l i c a t i o nP a r t1 C o l u m ns e p a r a t i o nt e c h n o l o g ya n d c y c l o n e - s t a t i cm i c r o b u b b l ec o l u m nf l o t a t i o ns e p a r a t i o n [ J ] ．C o a lP r e p a r a t i o nT e c h n o l o g y ，2 0 0 0 1 4 2 4 4 ． 刘炮天．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 UJ i o n g t i a n ．T h es e p a r a t i o nm e t h o do fc y c l o n e s t a t i cm i c r o b u b b l ec o l u m nf l o t a t i o na n dp r a c t i c a la p p l i c a t i o nP a r t4 T h em e c h a n i s mo fs e p a r a t i o ne f f e c t e d i n c y c l o n i c f o r c ef i e l da n de n h a n c e dr e c o v e r i n g p r o c e s s [ J ] ．C o a lP r e p a r a t i o nT e c h n o l o g y ，2 0 0 0 4 】一4 ． 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 高应力软岩巷道耦合支护研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯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⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一吴庆 基于A N N 方法的煤巷掘进前方小构造预报技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯武 强 降雨量对自燃矸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 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