铁矿浮选药剂现状综述.pdf

第 1 6卷第 2期 2 0 0 7年 2月 中 国 矿 业 CHI NA M I NI NG M AGAZI NE Vo 1 ． 1 6。No ． 2 铁矿 浮选 药剂现状 综述 * 刘 静 张建强 刘炯天 中国矿业大学 化工学院 徐州 2 2 1 0 0 8 摘要 概述 了铁矿 浮选基本 流程及 铁矿 浮选药剂 种类 。介 绍 了铁 矿浮选 药剂 的的研 究开 发状 况， 对新 型铁 矿浮选 药剂的性能进行 了评述并指 出铁矿 浮选药剂 的发 展趋 势。 关键 词 浮选药剂 铁矿 阳离子浮选药 剂 阴离子 浮选药剂 中图分类 号TD 9 2 3 ． 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 4 --4 0 5 1 2 0 0 7 l 0 2 --0 1 0 6 --0 3 S T AT US QUO OF I RON ORE S F L OT ATI ON REAGENT Li u J i n g Zh a n g J i a n q i a n g Li u J i o n g t i a n S c h o o l o f Ch e mi c a l E n g i n e e r i n g a n d Te c h n o l o g y ，CUM T Xu z h o u 2 2 1 0 0 8 Ab s t r a c t Th e b a s i c f l o w a n d k i n d s o f I r o n Or e s F l o t a t i o n Re a g e n t h a s b e e n s u mma r i z e d ．Th e r e s e a r c h a n d d e v e l o p me n t o f I r o n Or e s h a s b e e n i n t r o d u c e d，d i s c u s s e d t h e c a p a b i l i t y o f n e w I r o n Or e s flo t a t i o n r e a ge nt a n d p oi nt ou t t he de ve l op me nt t r e nd of I r o n Or e s f l o t a t i o n r e a ge n t ． Ke y wo r d sFl o t a t i on r e a ge nt I r o n Or e s Ca t i on f l ot a t i on r e a ge nt An i o n f l ot a t i o n r e a ge n 铁矿浮选主要分有两种流程 一是 阳离子捕收 剂反浮脉石；二是阴离子捕收剂正浮铁矿。从铁矿 本身的性质来说，反浮选应比正浮选有优势 ，因为 反浮选工艺捕收的对象是脉石 ，而正浮选工艺捕收 的对象是铁矿物 。铁矿物的密度在 5 ． 0 k g ／ L左右 ， 铁矿物的密度远大于脉石的密度 。浮选作业矿浆密 度在 1 ～2 k g ／ L之间。因此 ，脉石在浮选作业矿浆 中，有效重力将远远低于铁矿物在浮选作业矿浆 中 的有效重力，造成浮选过程效率低下。药剂用量也 不 同。要使矿物浮选 ，一般不需要药剂在矿物表面 完全覆盖。用胺对一7 O m石英 脱泥后进行反 浮选 ，胺的覆盖率 6 9 ／ 6 ～7 9 ／ 6 即可实现反浮选 ；而 用羧酸浮选铁矿物 ，羧酸的覆盖率必须达到 1 5 以上，方可实现铁矿物浮选 。这是反浮选工艺捕收 剂用量少 、分选效果好的一个重要原 因 。再者 ， 正浮选虽然具有抛尾矿品位低的特点 ，但是 由于捕 收剂选择性 的局 限，铁精矿 品位难以提高 到大于 6 5 ，致使正浮选精矿品位难以提高，该法只适用 于易选矿石。 。正是由于铁矿本身性质的限制 ，使 得正浮选应用较少 ，长期以来阳离子反浮选流程成 为应用最广泛 的方法。 *基 金项目国家 自然科学基金 杰出资助项 目 5 0 4 2 5 1 6 8 收稿 日期 2 0 0 6 0 9 2 7 作者简 介刘静 1 9 8 2 一 女河南商丘人 中国矿业大学在读 硕士从事浮选方面研究 1 铁 矿石 浮选 药剂概 述 由于铁矿石脉石主要为硅酸盐类，所以铁矿反 浮选所用 药剂 ，最终 归结为硅 酸盐类 矿物 的捕 收 剂。 目前 ，硅酸盐类矿物所用捕收剂大体上可分为 两大类 阴离子捕收剂和阳离子捕收剂。 1 阳离子浮选药剂 当捕收剂在水中解离后 ，疏水基为 阳离子的称 为 阳离子捕收剂 。目前应用的阳离子捕收剂主要是 脂肪胺 。其疏水离子是 R NH。 ，在某些情况下胺 分子起捕收作用。阳离子反浮选流程在国外应用较 为广泛 ，早期用脂肪伯胺作为反浮选药剂 ，以后被 更为有效 的醚胺 代替 ，在 脂 肪伯 胺 的 R 基 团和 NH 极性基 之 间 ，插 入 0一C H 极 性基 团来 改 进伯胺的性质。由于有具有机醚官能特性 的 C O共 价键存在 ，所以，这类药剂属于所谓的醚胺类。亲 水基团的存在，改善 了药剂的溶解性 ，促进药剂进 入固一液和液一气界面上 ，增强气泡周围液膜 的弹 性 ，也影响极性基 团的偶极矩 ，缩短 主要介电弛豫 时间 偶极重新定 向的时间 。这个特性 可能与胺 的起泡性能有关 。起泡剂影响矿粒与气泡之间的粘 附动力学 ，使弛豫时间比接触时间短 。在这些条件 下，碰撞时间比气泡周围水膜变薄和破裂所需要 的 时间要长 。如用于反浮选捕收石英，十二胺是 阳 离子反浮选工艺常采用也是效果较好的捕收剂。但 是采用胺类常规 阳离子反浮选工艺，存在药剂配制 维普资讯 第 2期 刘 静等 铁矿浮选药剂现状综述 1 O 7 不便、浮选泡沫粘度大 、选择性较差 、需要加温等 实际生产问题。阳离子反浮选在我国因种类少 ，后 处理工作困难等种种原因而很少采用 ，仅东鞍山铁 矿曾经开展了采用胺类反浮选石英 的实验研究 ，取 得 了 良好 的浮选 指标 。 2 阴离子浮选药剂 当捕收剂在水 中解离后 ，疏水基为阴离子的称 为阴离子捕收剂。铁矿阴离子捕收剂 的种类很多 ， 按亲固基的组成和结构可分为以下几种羧酸及其 皂 一RC OOH Na 、K ，又 称脂 肪 酸 皂 ，最 常 用的有油酸及其 皂油酸钠 ；烃基磺 酸盐 一RS O。 H Na 、K ，如石油磺酸钠 ，是 以石油副产品为原料 经过 磺化 、皂化 后得 到 的。烃基 硫酸 盐 一S O4 H Na 、K ，不饱 和脂肪酸和 浓硫 酸作 用，然后用 Na OH皂化后所 得产物称硫 酸化皂 ，硫酸化皂 的 特点 是有 两个 极性基 一C OO一 和 一0S O 。 一，它既 有脂肪酸的捕收能力又 有耐硬水和选择性 好的特 点“ 。当采用 阴离子捕收剂时 ，对于大多数硅酸盐 矿物而言，需要高价金属 阳离子活化 ，未被活化的 硅酸盐不能被有机酸及其皂浮选 ，经活化后表面吸 附 C a 抖、Mg 抖 、F e 等金属离子才能被有机酸浮 选 ，铁矿多用氧化钙作活化剂。 2铁矿石 浮 选药 剂研 究现 状 伍喜庆 等人研究了新型浮选捕收剂 N一十二 烷基一B氨基丙酰胺 缩写为 D AP A，分子式为 CH3 C H2 1 1 NHC H2 C H2 C ONH2 ． HC 1 分 离石英和铁矿物的浮选性能和作用机理 。小型浮选 试 验 表 明，在 p H 为 6 ． 5～ 8 ． 5的 中性 范 围 内， D AP A用量为 1 2 ．5 mg ／L的条件下 ，石英的浮选 回收率 可达到 9 O ％以上。与十二胺相 比，DAP A 表现出对石英较弱的捕收能力和较强的选择性 。随 D AP A用量增加 ，D AP A对石英的捕收能力增强 ， 其增加程度明显大于对赤铁矿、磁铁矿和镜铁矿的 捕收能力 。在 p H一6 ． 5条件下，D AP A能成功地 分离石英与这 3种铁矿物分别组 成的人工混合矿。 D AP A是比常规 的胺类 阳离子捕收剂碱性 稍弱 的 捕收剂，它吸 附石英后石英表 面的 Z e t a电位 ，朝 较小负值的方 向变化 ，D AP A仍 属 阳离子类 捕收 剂 。 梅光军 等 人针 对包 钢强 磁 精 矿实 际矿 石 样 ，分别 以氟硅酸盐 、聚合硅酸胶体作为含铁硅酸 盐脉石霓石的选择性抑制剂 ，以阴离子脂肪酸磺酸 盐为捕收剂，在弱酸性条件下进行赤铁矿的直接浮 选 ，均取得 了较好的分选指标 。另外 ，还研究了小 分子抑制剂羟基乙酸在赤铁矿与霓石浮选中的抑制 性能。结果表明 ，在 p H值为 4 ～5的介质条件下 ， 成功地实现了赤铁矿与霓石的有效浮选分离。 葛英勇 等人研究 了耐低温捕 收剂 G E一6 0 9 的浮选 性 能 ，结 果 表 明 当 精 矿 量 相 同时 ，GE一 6 0 9较十二胺 和美 国现用 捕收剂 AR ME E N1 2 D产 生的泡 沫量 少 ，且 消泡 速度 快。低 温试 验表 明 GE 一6 0 9具有 良好的捕收能力、选择性和耐低温 性能，即使 在低温 8 ℃ 用 它浮选铁 矿 中的 S i O ， 仍可获得 良好的指标 。 许向阳。 等人研究 了长沙矿冶 院研制 的药 剂 ROB在微 细粒级钛 铁矿 中浮选机 理 ，结果 表 明 RO B用于浮选攀枝花钛铁矿矿样试验 ，得到 了很 好的选别指标 。结果证实 ，R OB对攀枝花细粒钛 铁矿的捕收能力强 ，选择性好，是处理攀枝花细粒 钛铁矿矿石的一种 良好的浮钛捕收剂 。表面电性测 试结果表 明，R OB可 以通过 电性吸附和化学吸附 作用于钛铁矿表面 ，尤其在酸性介质中，电性吸附 作用很明显 ；药剂与脉石矿物钛辉石之间 ，也有较 弱的化学吸附。 谢建国 ∞等人 采 用新 型钛 铁 矿 浮选 捕 收科 R S T处理攀钢钛业公司 的微细粒 钛铁矿，试验结 果表明，对 Ti O 质量分数为 1 9 ． 7 5 ％的原 矿，脱 硫后 ，以 RS T为捕收剂，草酸作 抑制剂，硫 酸调 p H，经 1次粗进 4次精选 闭路 流程选别 ，钛 精矿 品位达 4 8 ． 2 8 ，T i O 收率为 7 9 ． 9 。 李志彬 ” 等人对 以石油磺酸钙为 主的磺 酸盐 类型新药剂 M2 0 3捕收剂处理东鞍山高亚铁贫赤铁 矿石的工业试验作 了研究 。工业试验结果表明，在 人选平均品位 3 1 ． 8 O ％、含亚铁 4 ． O 3 的条件下， 与原氧化石腊 皂和塔尔油混合药剂 的选别 指标对 比，回收率提高 1 3 ．3 2 。 任建伟 等人对新型 阳离子浮选药剂 C S系列 进行了铁矿反浮脱 硅的试验 研究 ，结果 表 明在 p H一 6 ～1 2的范围内，新型药剂 C S 和组合药剂 C S C S 一 2 的捕收能力与十二胺相 当，但选 择性更好。新型组合药剂在在获得与十二胺相近的 铁品位前提下 ，铁 回收率提高 8 ． 3 2 ，同时对硬 水有较好 的适应性 。 上官正明 。 等人对 S HA新型高效铁矿石浮 选药剂作 了研究。S H A捕收剂为一种磺酸 金属盐 和助剂的调和物 ，可 自接用于不脱泥碱性正浮选流 程。用该捕收剂对普通赤铁矿、高亚铁难选矿选矿 进行了试验，试验表明该药剂选别普通赤铁矿 、 高亚 铁难 选 矿分别 获 得 了铁精 矿 品位 6 5 ． 8 和 6 2 ． 3 3 、回收率 7 8 ． O 6 和 8 O ． 4 8 的良好指标 。 维普资讯 1 O 8 中 国 矿业 第1 6 卷 随着选矿技术的进步和鞍钢各选矿厂技术改造 的进步 ，反浮选所用 药剂也 在推陈 出新 ，继 RA 一 3 1 5 之 后 ，又 出 现 了 R A一 5 1 5新 型 反 浮选 药 剂 。试 验结果表明 ，R A一 5 1 5新型捕收剂选择性好 ，提质 效果 明显。RA 一 5 1 5同 RA 一 3 1 5相 比，处理齐选 浮 给矿样 时，精矿品位提高 1 ． 1 l 。尾 矿品位下降 1 ． 1 4 9 ， 6 。处理 调 选 浮 给 矿 样 时，精 矿 品 位 提 高 0 ． 9 8 9 ／ 6 ，尾矿品位降低 0 ． 6 4 。处理动烧 厂一选 浮给矿样时 ，精矿品位提高 0 ． 8 1 ％，尾矿 品位 下 降 1 ． 2 8 n 。 鞍钢齐大山铁矿石属于贫铁高硅微量硫磷的鞍 山式铁矿石 ，地表氧化程度较深，其矿物组成以赤 铁矿 、假象赤铁矿 、半假象赤铁矿 、磁铁矿和石英 为主。张兆元 、刘桂云n 以阴离子捕收剂 L YK对 齐大山铁矿作了研究，并 与 R A一 3 1 5做 了对比，结 果表明L KY作 捕 收剂 时，玉 米 淀 粉用 药 量 为 3 5 0 g ／ t 原矿 ，L KY捕收剂用量 1 2 7 g ／ t 原矿，精矿 品位为 6 5 ．7 5 ，尾矿品位为 1 4 ．5 4 ，回收率为 8 8 ．3 9 9 ／ 6；RA - 3 1 5 作捕收剂时 ，玉米淀粉用药量 为 8 0 0 g ／ t 原矿 ，RA一3 1 5 用量为 2 0 7 g ／ t 原矿 ，精 矿品位为 6 5 ．5 1 9 ／ 5 ，尾矿品位为 1 4 ．8 8 9 ／ 5 ，回收率 为 8 7 ．9 5 。两种 药剂相 比，玉米 淀粉单耗 降低 4 5 0 g ／ t 原矿 ，捕收剂降低 8 2 g ／t 原矿 ，质量 提高 0 ．2 4 9 ／ 5 ，回收率 提高 0 ．4 4 9 ／ 5 。谢泽君n 通过 药 剂筛选选出 A、B、C三种药剂 ，利用药剂之间的 协同原理 ，在实验室找出最佳配 比，合成 X T新型 浮钛药剂，浮选微细粒级钛铁矿 ，实验室和工业试 验结果表 明当给矿品位为 1 7 ．8 O 9 ／ 5 时，可获得精 矿品位为 4 7 ．4 2 、回收率为 7 3 ．2 8 的较好指 标 。 另外 ，中钢集团马鞍山矿山研究院研发的一系 列铁 矿石 浮 选 药剂 ，如 S H一 3 7 、MZ 一 2 8 、MH一 8 O 系列铁矿石反浮药剂及石油磺酸盐类两性铁矿石正 浮药剂 ，已在 国内相关选厂 应用 ，均 取得较好 效 果 。 3 结 语 我 国铁矿资源丰富，但随着开采的深入 ，易选 富矿越来越少 ，取而代之 的是难选贫矿越来越多 。 对于难选贫矿来说，仅靠传统的磁选工艺难以达到 冶炼的要求 ，于是浮选在铁矿选矿中所 占的地位越 来越重要。浮选之所 以能被广泛应用 于矿物加工 ， 重 要 的原 因在 于它 能通 过浮 选 药剂灵 活 有效 的控 制 浮选过程 ，成功 的将矿物按人们 的要求加 以分开 ， 使资源得到综合利用 。浮选成功的关键 ，很大一部 分取决于浮选药剂 的正确选择 。国内铁矿浮选药剂 的开发研制 ，在国际上处于领先水平 ，浮选药剂更 新换代速度很快 ，其中长沙矿冶院马鞍山矿冶院在 铁矿浮选药剂研制方面做了很多的工作 ，多种新型 高效浮选药剂已经成功的在工业上应用。但铁矿浮 选药剂的研制开发 ，仍然存在一些不足之处 ，今后 的研究应 当以改善 阴离子捕收剂的选择性和开发高 效 的 阳离 子捕 收剂 为 主导方 向 。 _ 参考文献 1 3 田嘉 印．鞍 山式赤铁矿阶段磨矿 、粗细分选 、重选一磁选 一 阴离子反浮选工艺选 别机 理探 讨 E J -] ．金 属矿 山 增 刊 ， 2 0 0 6， 8 4 2 4 6 ． 2 3 任建伟．铁矿石高 效反浮选 药剂理 论和 应用研究F D] ．长 沙 中南大学 资源加工与生物工程学 院，2 0 0 4 ． 3 3 A．C ．阿鲁吉 欧 ，等． 铁矿 浮选 药剂． 国外 金属 矿选 矿 ， 2 0 06 2 4 7． [ 4 3 谢 广元 ．选矿学 [ M] ．2 0 0 1 ，徐 州 中国矿业大学 出版杜． 5 3 伍喜庆 ，刘长森 ，黄志华．一种铁矿物与石英分离的有效 浮 选药剂 E J -] ．矿 冶工程 ，2 0 0 5 ，2 5 2 4 1 4 3 ． E 6 3 梅光军 ，余军 ，蔡辉莲 ，余永富．赤铁矿与含铁硅酸盐矿 物浮选分离的 应用 研究 E J -] ．选 矿工 程 ，2 0 0 2 2 2 8 3 1 ． 7 3 梅光军 ，麦笑宇 ，余永富．羟基乙酸在赤铁矿与霓 石浮选 中 抑制性 能的研 究 E J -] ．矿冶工程 ，2 0 0 0 ，2 0 4 3 5 4 1 ． 8 3 葛英勇 ，余永 富 ，陈 达 ，张 明．脱 硅耐 低温捕 收剂 GE一 6 0 9的浮选 性 能研 究 E J -] ． 武汉 理工 大 学学 报 ，2 0 0 5 ，2 7 8 1 7 1 9 ． 9 3 许 向阳，等．微细粒级钛铁矿 浮选捕 收剂 RO B的作用机理 E J -] ．矿业工程，2 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