盐类矿物浮选现状.pdf

第 l 6卷第 3期 2 0 0 7年 9月 矿 冶 M I N I NG ＆ M ETALLURGY Vo 1 ． 1 6。No ． 3 S e pt e mb e r 2 0 0 7 文章编号 1 0 0 5 7 8 5 4 2 0 0 7 0 3 0 0 0 1 一O 4 盐类矿物浮选现状 卢烁十 ， 一 ， 孙传 尧2 1 ． 东北大学资源与土木工程学院， 沈阳 1 1 0 0 0 4 ； 2 ． 北京矿冶研究总院， 北京 1 0 0 0 4 4 摘 要 综述近几年重要盐类矿物包括重晶石、 天青石、 石膏、 磷灰石、 方解石、 白钨矿及萤石等的浮选 特性研究进展 ， 尤其是关于两种或 几种矿物之间的浮选分离研究 。 关键词 盐类矿物； 浮选； 分离 中图分类号 T D 9 5 ； T D 9 7 文献标识码 A REVI EW OF S ALT M I NERALS FLOTATI ON LU S hu o s hi 一．SUN Chu an y a o 1 ． S c h o o l o f Re s o u r c e a n d C i v i l En g i n e e r i n g，No r t h e a s t e r n U n i v e r s i t y，S h e n y a n g 1 1 0 0 0 4 ，C h i n a； 2 ． B e i j i n g G e n e r a l R e s e a r c h I n s t i t u t e o f M i n i n g a n d Me t a l l u r g y，B e ij i n g 1 0 0 0 4 4 ，C h i n a ABSTRACTThe l a t e s t r e s e a r c h d e v e l o p me n t o f flo t a b i l i t y o f s a l t m i n e r a l s i nc l u d i n g b a r i t e，c e l e s t i t e，gy p s u m ， a p a t i t e，c a l c i t e ，s c h e e l i t e a nd f l u o r i t e a r e d e s c r i b e d； a nd t he r e s e a r c h d e v e l o pme nt o f f l o t a t i o n s e p a r a t i o n a mo n g t h e s e mi n e r a l s i S a l s o i n t r o d uc e d． KEY W ORDSs a l t mi n e r a l s ； f l o t a t i o n；s e p a r a t i o n 引 言 盐类 矿 物是工业 及农 业 的重要原 料 。有工 业 意 义的盐类矿物有 重晶石 、 天青石、 石膏、 磷灰石 、 萤 石 、 方解石、 菱镁矿和白钨矿等。盐类矿物的浮选在 矿 物浮选 中具 有重 要 意 义 。盐类 矿 物之 间 的 分 离 、 盐类矿物与石英等脉石矿物的分离是盐类矿物浮选 的重要内容。由于盐类矿物和石英在组成与结构上 以及在浮选体系中行为的不同， 因而易分离 ； 盐类矿 物之间 因存在 占主导 因素 的浮 选 共 性 而分 离 困难 ， 形 成这种 浮选共 性 的原 因是盐类 矿物 表 面存在 着相 同活性的离子或性质相近的离子 。 某些盐类矿物如磷灰石 、 白钨矿、 重晶石及方解 石等表面物理化学性质相似 ， 其浮选分离非常复杂。 2 0世纪 5 0年代 以来 ， 许多学者对 盐类 矿物的浮选 进行了研究。H． S ． 汉纳 和 P ．索 马森达 兰【 1 ] 在这 收稿 日期 2 0 0 60 5一l 5 作者简介 卢烁十， 博 士 ． 主要从 事浮选理论及工艺 等方 面的研 些研 究成 果 的基 础 上 ， 对 重 要 盐类 矿 物 重 晶石 、 天 青石、 石膏 、 磷灰石 、 萤石、 方解石 、 菱镁矿和 白钨矿 等 的浮选特性进行了研究。研究认为， 盐类矿物的 浮游性能之所 以类似 ， 主要在于它们的化学组成和 溶解特性相似， 也与晶体结构、 表面特性和吸附行为 等物理化学特性有关。 A． A． 阿布拉莫夫【 ] 认为 ， 盐类矿物浮选 的规 律不能用其表面上形成油酸钙 钡 或其他油酸盐来 解释。矿物表面电性是影响矿物浮选效果的主要因 素。在零电荷 p H值条件下 ， 矿物具有最大 的可浮 性， 是 由于捕收剂组分在矿物表面上物理吸附、 化学 吸附所引起的疏水化和矿物浮选所需要的吸附层结 构 共 同作用 而产 生 的。 2 盐类矿物 浮选研 究现状 2． 1 重 晶石 重晶石具有良好的可浮性 。油酸钠和氧化石蜡 皂均可作为它的捕 收剂 ， 研究发现 氧化石蜡皂比油 酸钠对介质条件 p H值、 p H值调整剂类别 有更好 维普资讯 2 矿 冶 的适应性 。水玻璃 和腐殖酸对重晶石有抑制作用。 水的硬度对重晶石的浮选有很大影响【 3 ] 。 对重晶石、 萤石和方解石的可浮性的试验研究 发现 J ， 浮选重晶石、 萤石 、 方解石所需要 的油酸用 量不同， 次序为 萤石水玻璃 。柠檬酸、 酒石酸、 琥珀酸、 草酸、 苯二甲酸 氢钾对方解石抑制能力 大小 的顺序为 柠檬酸 酒 石酸 草酸琥珀酸 苯二甲酸氢钾。 磷灰石 的浮选 比较复杂， 是因为不同成 因的磷 灰石有不同的晶体结构。通过测定不同成因磷灰石 的一些晶体化学特性可以建立磷灰石的晶体化学特 性与可浮性行为之间的关 系【 l 5 I 1 引。结晶指数与可 浮性之 间具有显 著的相关性 。当结 晶指数小 于 8 时， 磷 灰石的可浮性显著下 降。另外 ， 延 长调浆 时 间， 结晶度差的磷灰石的可浮性也会降低。 微溶 的 磷灰 石 C a 5 P O 4 3 F， O H 、 萤石 C a F 2 、 方 解 石 C a C O 3 、 白钨矿 C a WO 4 、 菱 镁 矿 Mg C O 3 和重 晶石 B a S O 4 等都是亲水矿物 ， 浮选 可 以成 功地从 氧化 矿物 和硅酸 盐矿物 中分离 这些微 溶性矿物[ “ ] 。在正浮选 中， 在碱性 p H值范 围内用 阴离子捕 收剂 和脉石 矿物 的抑制剂浮选磷酸 盐矿 物 ； 在反浮选中 ， 在中性 p H值范围内用 阳离 子捕收 剂从磷矿石中浮选含硅脉石矿物， 在酸性 p H值 范 围内用阴离子捕收剂浮选碳酸盐矿物， 用适当的抑 制剂抑制磷酸盐矿物。 磷灰石与白云石的浮选分离受 p H值的影响较 大【 l 8 ] 。在碱性介质中， 磷灰石与 白云石的分离不但 与使用的抑制剂和浮选 流程 的结构有关 ， 而且还 与 维普资讯 卢烁十等 盐类矿 物浮选现状 3 矿物 自身的可浮性有关。变质型磷灰石与 白云石可 有效地分离， 白云石的排除率 高达 9 8 ％； 而沉积型 磷灰石与 白云石的分离效果 较差 。在酸性介质中 ， 聚磷酸 、 双膦酸在浓度很低 时具有较好 的选择性抑 制作用 ， 这是 因为焦磷 酸虽 然抑制 了 白云石表 面 C a 与油酸的作用， 却促进 了 M 与油酸的作用 ， 从而使 白云石保持其可浮性而与磷灰石分离。磷酸 对磷灰石也有较强 的抑制作用 ， 但只有在用量较大 时抑制效果才 明显。小型试验 、 扩大连续试验 和工 业试验结果均验证了这一点。 十二烷基苯磺酸钠 S D B S 可作 为油酸浮选磷 灰石的增效剂l 1 9 1 。S D B S为油酸用量的 l 0 ％时 ， 可 使磷的浮选 回收率提高 4 0 ％左右 。作为增效剂的 S D B S ， 可促进油酸分散 和溶解 ， 同时抑制磷灰石溶 解， 降低钙离子浓度， 从而促进油酸根离子在矿粒表 面吸 附 。 2 ． 5 白钨矿 2 0世纪 8 0年代初 ， 已有研究表 明【 ， 采用磷 酸盐作为调整剂的优先浮选白钨矿的流程是白钨矿 浮选 的有效方法， 其根本原因是磷酸盐调整剂选择 性络合溶解矿物表面钙离子 ， 从而抑制 白钨矿 中的 含钙脉石矿物。柿竹 园法[ 2 1 ] 是应用 于钨矿物与含 钙脉石矿物浮选分离的一种新方法 ， 可在弱碱性矿 浆中较好地实现钨矿物与含钙脉石矿物 的浮选 分 离 。 对白钨矿进行常温浮选【 引， 需要加水玻璃、 硫 化钠后进行浓浆搅拌， 再辅 以 S F及氟硅酸钠脉石 抑制剂 ， 据说有可能替代彼德罗夫法 ， 获得高质量精 矿产品， 这需经过工业实践 的检验。在常温下处理 某低品位矽卡岩型白钨矿石 时， 采用 了 7 3 1氧化石 蜡皂常规浮选工艺粗选， 偏磷酸盐和水玻璃为组合 抑制剂 ， 获得 了高 品质 的白钨精 矿， 且流程 结构简 单、 药耗少 、 易于操作控制【 引。 2 ． 6 萤石 的浮 选及萤 石 、 重 晶石 、 方解 石 、 石英 的分 离 萤石与其它盐类矿物 ， 如与磷灰石、 白钨矿、 方 解石、 重晶石等分离比较困难 ， 主要原 因是矿物晶格 离子的作用及矿物表面互相转化 ， 药剂在矿浆 中形 成 的沉淀物在矿物表面无选择沉淀l 2 引。 红外光谱分析结果发现 ， 在 萤石浮选 中， 低 p H 值时油酸以物理吸附为主， 高 p H值时为化学吸附 ； 所谓油酸盐化学吸附 ， 实质为油酸根阴离子等量置 换矿物晶格的阴离子。以油酸根离子在吸附时按化 学 比例析出氟离子的数据证实了上述机理l 2 引。 有机硫酸盐 、 磺酸盐、 胺类在方解石 、 萤石等表 面上 的吸 附 ， 是 由于 阴离 子表 面 活 性 剂 与 晶格 阴 离 子作用 ， 特性吸附在 S t e r n层 ， 而阳离子 以静电吸附 方式 吸附在矿物表面的负电区。有文献提到的 Y l 7脂肪酸钠与萤石作用机理是该药剂 可明显降低 表面张力和表面润湿性 ， 电性的测定结果证明在 萤 石表面主要为化学吸附【 引。还有研究结果表明， 萤 石、 方解石等矿物在于磨后 ， 由 N 型半导体变为 P 型半导体 ， 从而更易于油酸钠的浮选l 2 引。 有文献【 5 ] 报道 ， 研制成功 了 H 系列改性水玻 璃复合调整剂及等系列 改性水玻璃调整剂组合物。 在接近中性 p H值为 6 ． 5 ～7 ． 0 介质 中进行常 低 温浮选时， 中矿呈“ 双回路” 循环 ， 既能有效地选别萤 石 一石英矿石， 获得超级高纯萤石精矿 ， 又能从萤石 一 重晶石矿石、 萤石 一方解石矿石或多金属伴 生萤 石 一白钨矿矿石浮选出优质萤石精矿。 3 结 语 1 盐类矿物之间 的分离及盐类矿物与石英等 脉石矿物的分离是盐类矿物浮选 的重要内容。研究 盐类矿物的晶体化学特性及浮选特性是实现盐类矿 物之间分离的基础。盐类矿物的浮游性能类 似， 是 由于它们的化学组成 和溶解特性相似 ， 也与晶体结 构、 表面电性和吸附行为等物理化学特性有关。盐 类矿物的浮选行 为可 以通过采用选 择性吸附 的药 剂、 添加硅酸盐和磷酸盐之类无机调整剂及淀粉、 丹 宁等有机调整剂 、 矿物预热、 矿浆加热及利用辐射等 方法 加以 调整 。 2 硫酸盐矿物重晶石、 天青石及石膏具有良好 的可浮性 。研究发现重 晶石与方解石、 萤石存在 可 浮性差异 ， 调整 浮选 流程 ， 可实现重 晶石与方解石、 重晶石与萤石的分离。 3 磷灰石矿物因其成因不同而具有不同的结 晶程度 ， 导致晶体化学特性 的差异。一般来讲 ， 矿物 的结晶程度越好， 表面的溶解度越低 ， 调浆时间对矿 物可浮性的影响不大； 结晶程度差、 表面溶解度较大 的矿物， 调浆时间越长， 可浮性越差。磷灰石与白云 石的浮选分离受 p H值的影响较大。 4 采用磷酸盐作为调整剂 的优先浮选 白钨矿 的流程是白钨矿浮选的有效方法。柿竹园法在弱碱 性矿浆中就能较好地实现钨矿物与含钙脉石矿物的 浮 选分 离 。 5 萤石与其它盐类矿物， 如磷灰石、 白钨矿、 方 解石、 重晶石等之间的分离比较困难 ， 主要是因为矿 维普资讯 4 矿 冶 物晶格离子的作用使矿物表面互相转化 ， 造成药剂 在矿浆中形成沉淀后失去其在矿物表面的选择性。 参 考 文献 [ 1 ]汉纳 H S ， 索马 森达兰 P． 盐 类矿物 的浮选 [ C] ／ ／ 富尔斯 特瑙 MC ．浮选 ． 北京 冶 金工 业 出版社 ， 1 9 8 1 1 3 6 1 9 4． [ 2 ]阿布拉莫夫 A A． 盐类矿物 的疏水规律 和浮选[ J ] ．国外 金属矿选矿 ， 2 0 0 0 1 1 3 O一3 5 ． [ 3 ]松全元 ． 重晶石基本可浮性 的研究 [ J ] ． 矿产综合利 用 ， 1 9 9 4 1 l 一7 ． [ 4 ]岳成林 ．萤石 、 重 晶石 和方解石 的可浮性研究 [ J ] ． 化工 矿物 与加工 ， 2 0 0 1 9 8 1 0 ． [ 5 ]周晓 四， 王资 ， 武崇 德 ． 萤石 一重 晶石矿石综 合利 用研 究 [ J ] ． 昆明冶金高等专科学校学报 ， 2 0 0 1 1 2 2 1 2 3 ． [ 6 ]周晓 四， 王资 ， 武崇 德 ． 萤石 一重 晶石浮选 分离试验 研 究 [ J ] ．昆明冶金高等专科学校学报 ， 1 9 9 6 1 2 7 4 7 9 ． 7 ]张德海 ， 周训华 ． 萤石与重 晶石 浮选分离的新型 抑制剂 [ J ] ． 化工矿物 与加工 ， 2 0 0 0 9 1 3 ． [ 8 ]吴永云 ． 淀粉 及改性 淀粉作为 萤石 与重 晶石的选择 性 抑制剂 的研究 [ J ] ． 非金属矿 ， 1 9 8 9 3 1 8 2 2 ． [ 9 ]洛帕茨 瓦尔维 索 A． 在用十二烷基 硫酸盐捕 收剂 浮选天 青石 时碳酸 根离 子 的作用 [ J ] ．国外 金属 矿选 矿 ， 2 0 0 2 7 2 O 一 2 4 ． [ 1 O ]霍特 R． 从实 验室到工业 规模的天青 石选矿 [ J ] ． 国外 金属矿选 矿 ， 1 9 9 4 8 1 1 1 8 ． [ 1 1 ]邵广全 ， 吴沛然 ， 程波 ， 等 ． 某 天青 石矿浮 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