助滤剂对铜精矿过滤速率的影响.pdf

第 5 4卷第 3期 2 0 0 2年8月 有 色金 属 NONFERROU S M ETALS V0 1 ． 5 4． No． 3 Au g u s t 2 0 0 2 助滤剂对铜精矿过滤速率的影响 周永华 ， 钟 宏， 余嘉耕 ， 曹 智 中南大学化学化工学院， 长沙 4 1 0 0 8 3 摘 要 用比阻法研究助滤剂对铜精矿过滤速率的影响。结果表明， 具有絮凝作用的高分子絮凝剂、 聚氧乙烯高分子表面活 性剂可加快过 滤速率 ； 低分子 表面活性荆及具有分 散作用的无机助 滤剂 降低 了过滤速率 ； 可与铜精矿粒 子相互 作用 的选矿 药剂在 较低用量时也 可加快过滤速率 。 关键 词 铜精矿； 助滤剂； 过滤速率； 比阻 中图分类号 T D 9 2 6 ． 2 2 ； T D 9 5 2 文献标识 码 A文章编号 1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 2 0 3 0 0 7 7 0 3 在选矿作业 中 ， 一般采用 过滤的方法实现 固液 分离。随着选矿物料 的粒度越来越 细， 选矿产品的 过滤难度增大 ， 表现为滤饼含水量增加 ， 过滤速率降 低 ， 穿漏现象严重 。针对这种情况 ， 相关企业在开发 新的过滤设备 的同时， 大多采用添加 助滤剂来提高 分离效果。由于添加助 滤剂简单易行 ， 不改变现有 设备和工艺 ， 因此成为研究的热点。近年来 ， 国内外 有 关 细粒 矿 物 过滤 用助 滤 剂 的研 究 开发 、 工 业 应用 、 作用机理 的报道 不断 出现n J 。添加助 滤剂能 较 大幅度地降低滤饼含水 量， 但对过 滤速率 的影 响却 比较复杂 ， 有些加快而有些 则降低。在德兴铜精 矿 用助滤剂脱水 的试验 中， 考察 了各种助滤剂对 过滤 速 率 的影 响 。 1 试 验 部 分 1 ． 1 试验原料与药剂 试验原料为江西德兴铜矿精尾综合厂的铜精矿 矿浆 ， 含 固量 为 3 2 ． 1 2 ％ ， 矿 浆 密 度 为 1 ． 4 0 g ／ m ， p H 值 1 3 ． 4 。 试验所用药剂 无 机试剂 和选矿药剂 ， 硅酸钠 、 六偏磷酸 钠、 黄药 、 硫化钠 ； 阳离子型 聚丙烯酰胺 ， D A- 1 ， D A- 3 ， D A- 5 ； 阴 离 子 型 聚 丙 烯 酰 胺 ， P H P 一 1 ， P HP 一 2 ， P HP ． 3 ； 非 离 子 型 聚 丙 烯 酰 胺 ， P A M一 1 ， P A M- 2 ； 阴离 子 表 面 活 性 剂 ， 琥 珀酸 双 酯 磺 酸 钠 OT 、 十二烷基苯磺酸钠 S D B S 、 A E S S ； 非离子 型 表面活性剂 ， 烷基苯 酚聚氧 乙烯 醚 OP 一 1 0 、 HG一 1 2 自制 ； 聚氧乙烯型高分子表面活性剂 UC ． 3 0 4 。 1 ． 2实验 方 法 收稿 日期 2 0 0 1 1 0 2 5 作者 简介 周永华 1 9 7 6 一 ， 女， 山西临汾人， 助教， 硕士； e ma i l z h o u y o n 5 6 9 2 一 c n s i n a ． c o rn 试 验装 置 如 图 1 所 示 。在 烧 杯 中置 入 质量 浓 度 3 2 ． 1 2 ％的矿浆 l O O mL ， 加入 一定 量药剂 ， 常温搅拌 一 定 时 间 1 0 mi n 后 ， 注 入 直 径 为 7 5 ram 的 过 滤 漏斗中 为了模拟实际操作 ， 试验采用滤布为现场所 用滤布 ， 开启真空泵抽至一定真空度 试 验 中采用 和过滤现场相 同的真空度 ， 0 ． 0 6 MP a 恒 压过滤 ， 记 录下 每 获 得 l O mL滤 液 所 用 的 时 间 。 过 滤 时 间 为 2 mi n 。计算滤饼比阻 。 1 一D7 5 ram布氏漏斗 ；2 一抽滤瓶 ；3一量筒 ； 4一缓 冲瓶 ； 5一真空表 ；6 一阀 门；7一真空 泵 图 1过 滤试 验 装置 Fi g ． 1 Eq u i p me n t o f f i l t e r i n g e x p e r i me n t s 1 ． 3滤饼 比阻 的计 算 过滤 速率 方 程 一 Ad t一 口 C V／ A R 经处理 ， 过滤时间 t与相应 的过滤所得滤液体积 有 如下 关 系 dV Ke V b 其 中 K P ； 6 盎 测a K v A 2 _zaP 。 式 中 口一 比阻 ， m／ k g ； A 一 过 滤 面 积 ， m ； A p 一滤 饼层压差 ， k P a ； 一滤液粘度 ， P a s ； C 一单位滤液 对应 的固体质量 ， k g固体 ／ m 滤液 。 根据试验所得数据 ， 以 A t ／ AV对 作直线 ， 即 维普资讯 7 8 有 色金属 第 5 4卷 可得直线的斜率 KP 。 在试验条件 下 当 A， △ P， ／ 1等 一 定时， 可计算滤饼 比阻 a 。 滤饼 比阻 a是反映过滤 物料过滤难易的综合指标 ， a越小 ， 过滤速率越大。 2结 果 与 讨 论 2 ． 1 絮 凝 剂对 过 滤速 率 的影 响 各种 絮 凝剂 对 过 滤速 率 的 影 响 如 图 2 ～图 4所 示 。 图 2 阴离 子絮 凝 剂对 过滤 速 率 的影 响 Fi g． 2 Ef f ec t s o f a n i on flo c c u l a nt s o n f i l t e r i ng r a t e 图 3阳 离子型 絮 凝剂 对 过滤 速 率 的影 响 Fi g． 3 Effe c t s o f c a t i o n i c fl o c c u l a n t s o n f il t e r i n g r a t e 由图 2 ～图 4可看 出， 添加不同极 性 的高分 子 絮凝剂作 助滤剂 ， 均可 较大程度 上降低 滤饼 比阻。 这是由于高分子絮凝剂 长链可 吸附矿粒 ， 并 在矿 粒 间发生“ 架桥” 作用 ， 形成大块絮状物 ， 使滤饼结构蓬 松 ， 扩大 了滤饼孔径和孔隙率 ， 使过滤速率加快 。 铜精矿颗粒表 面带 负电， 阳离子型 絮凝剂使 颗 粒双 电层 电位降低 ， 利于粒子的絮凝 ， 因此使滤饼 比 阻降低更多。分子量越大 ， 絮凝效果越明显 ， 滤饼 比 阻降低越多 ， 过滤速率越快 。 2 ． 2表面活性剂对过滤速率的影响 为了研究过滤速率 与滤饼含水量之间 的关系 ， 表面活性剂对过滤速率 的影响及与滤饼含水量之间 的关 系列于表 1 ， 各种 表面活性剂在不 同用量下 对 滤饼 比阻 的影 响 如 图 5和 图 6所 示 。 图 4非 离子 型 絮 凝 剂对 过 滤速 率 的影 响 F i g． 4 Ef f e c t s o f n o n i o n i c f l o c c u l a n t s o n f i l t e r i n g r a t e 一 ≥ 。 ； 量 霎i 篓 I 图 5 阴 离子 表 面 活 性剂 对 过滤 速率 的 影 响 F i g ． 5 Ef f e c t s o f a n i o n i c s u r f a c t a n t s o n f i l t e r i n g r a t e 图 6 非离 子 表面 活 性 剂对 过 滤速 率 的影 响 Fi g． 6 Ef f e c t s o f n onioni c s u r f a c t a n t s on f i l t e r i ng r a t e 表 1 用量 3 0 0 g ／ t 时滤饼 比阻与 含 水量 的对 比 Ta b l e 1 Ca k e mo i s t u r e a n d s p e c i f i c r a t i o a t d o s a g e 3 0 0 g ／ t 1 O 9 8 7 6 5 4 3 2 l 一 _ Il 】 一 、 商丑盎溪 维普资讯 第 3期 周永华 等 助 滤剂对铜精 矿过滤速 率的影 响 7 9 由表 1 及 图 5和 图 6可 知 ， 低 分 子 表 面 活性 剂 作 助滤 剂 ， 使 滤 饼 比阻 略 有 增 加 。低 分 子 表 面 活 性 剂使 液 气 表 面张 力 降低 ， 颗 粒 表面 疏 水化 ， 最 终 降 低 滤饼 的含 水量 L 4 J 。但 是 在 过 滤 阶段 ， 低 分 子 表 面 活 性剂 使 悬 浮液 细 颗 粒 更 加 分 散 ， 无 法 形 成 粒 径 大 的 颗粒 ， 从 而 增 大滤 饼 比阻 ， 降低 过 滤速 率 。 高分子表面活性剂聚氧 乙烯 因具有高分子长链 结 构 ， 可 以有效 的 使 细 颗 粒 絮凝 ， 降 低 滤 饼 比阻 ， 同 时 降低 了 滤饼 含水 量 。 2 ． 3无机 分散 剂 及选 矿 药剂 对 过 滤速 率 的 影响 由图 7可 看 出 ， 起 分 散作 用 的 硅酸 钠 、 六 偏磷 酸 钠使 滤 饼 比阻增 大 ， 而 且 用 量 越 大 ， 滤饼 比阻越 大 。 黄药 、 硫化钠等选矿药剂在用量较小 时， 与铜精矿颗 粒相互作用 ， 使滤饼 比阻减小 ， 当用量增大 ， 反而不 利 于颗粒的聚集 ， 使滤饼比阻增大 ， 过滤速率下降。 3 结 论 1 利 用 过 滤速率 方 程式 推 导 了衡 量 物 料 过 滤 难 易 的 滤 饼 比阻 a与过 滤 速 率 的关 系式 。 通 过 过 滤 试验测定与计算得出不 同条件下的 a值 。 2 具有絮凝作用 的高分子絮凝剂与高分子 ● E _ 皇 基 溪 药 剂 用 量 ／ g t 图 7无 机 助滤 剂 与选 矿药 剂 对过 滤 速 率 的影 响 Fi g． 7 Ef f e c t s o f i n o r ga n i c f i l t e r i ng a i d s a nd f l o a t a t i o n r e a g e n t s o n f i l t e r i n g r a t e 表面活性剂作助滤剂 ， 可降低滤饼 比阻 ， 加快过滤速 率 。 3 低分子表 面活性剂 作助滤剂 ， 增大 了滤饼 比阻 ， 降低过滤速率 ， 但使滤饼含水量下降。 4 具 有 分 散 作 用 的 无 机 药 剂 作 助 滤 剂 ， 使 滤 饼 比阻 增 大 ， 降 低 过 滤 速 率 。与 矿 物 粒 子 能 相 互 作 用 的选 矿药 剂 在适 当用 量下 ， 可 降低 滤 饼 比阻 ， 加快 过滤 速率 。 参 考 文 献 [ 1 ]孙体 昌，李定一 ． 铁精矿 滤饼水分 影响因素 的研究[ J ] ． 矿 产综合利用 ， 2 0 0 0 4 1 [ 2 ]松全元 ，孙佳 昌，邵志 国 ． 大 冶铁矿硫精 矿 KF一1 0 2助 滤作用机理 的研究 [ J ] ．金属矿 山，1 9 9 9 9 3 0 [ 3 ] 余 嘉耕 ， 陈谦德 ．过滤常数 的测定及 其应用 [ J ] ．轻金属 ，1 9 9 2 8 1 1 [ 4 ]胡筱敏 ，罗 茜 ．表面活性 剂型助 滤剂的结构 及助滤性能 [ J ] ．金属矿 山 ，1 9 9 4 1 1 3 5 EFF EC r S oF FI LTERI NG AI DS ON CoPPER CoNCENTRATE FI LTERI NG RATE ZHOU y o g h l g a，ZHONG n g，YUJi a ge n g，CA0 Zh i T h eC h e mi s t r y a n dC h em i c a l E n g i n e e r i n gC o l l e g e o fC e n t r a l S o u t h Un i v e r s i t y，C h a n g s h a 4 1 0 0 8 3 ，C h i n a ABS TRACT Th e e f f e c t s o f f i l t e r i ng a i d s o n t h e c o p pe r c o nc e n t r a t e f i l t e r i n g r a t e a r e s t ud i e d b y m e a n s o f s p e c i f i c r e s i s t i v i t y o f c a k e．Th e r e s ul t s s ho w t h a t f i l t e r i n g r a t e i s i nc r e a s e d b y hi g h mo l e c u l a r p ol yme r f l o c c ul a nt s a nd s u r f a c t a nt s ，a n d i s d e c r e a s e d by d i s p e r s a nt s s u c h a s t he l o w m o l e c ul a r p o l y m e r s u r f a c t a n t s a nd t h e i n o r g a n i c f i l t e r i n g a i d s，a nd f i l t e r i ng r a t e i s i n c r e a s e d by f l o a t a t i o n r e a g e nt s i n l ow d o s a g e． KEY WORDS c o p p e r c on c e nt r a t e；f i l t e r i n g a i d；f i l t e r i ng r a t e；s p e c i f i c r e s i s t i v i t y 维普资讯