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第 41 卷 2013 年第 1 期 本栏目编辑 张代瑶 分 选 87 搅拌转速对低品位铝土矿 浮选的影响 黄 根 ，周长春 中国矿业大学化工学院 江苏徐州 221116 摘要以河南某低品位铝土矿作为原矿，利用实验室 XFD-1.0 型浮选机系统地研究了矿浆 pH 值、 捕收剂用量、调浆转速和浮选转速对低品位铝土矿浮选的影响。试验结果表明最佳矿浆 pH 值为 9.5 左右，捕收剂用量为 1 200 g/t，调浆转速为 2 500 r/min，浮选转速为 2 000 r/min。浮选产品分 析结果表明调浆转速的提高有利于提高低品位铝土矿各个粒级的回收率，尤其是 -0.038 mm 的细 粒级，浮选转速提高也能强化 -0.038 mm 细粒级的回收，但会造成细泥夹带，同时 0.074 mm 粗粒 级的浮选回收率略有降低。 关键词铝土矿；铝硅比；搅拌转速；浮选 中图分类号TD456 文献标志码A 文章编号1001-3954201301-0087-04 Infl uence of stirring speed on fl otation of low grade bauxite HUANG Gen, ZHOU Changchun School of Chemical Engineering the increase in fl otation speed improved the recovery of -0.038 mm particles, while fi ne slimes was entrained into concentrate and the fl otation recovery of 0.074 mm particles reduced slightly. Keywordsbauxite; Al/ Si ratio; stirring speed; fl otation 中 国铝土矿资源丰富，截至 2008 年底，探明 的铝土矿储量为 30 亿 t[1]，其中 Al/Si 比为 4 6 的中低品位矿石占到 60。随着铝土矿资源的开 发，原矿 Al/Si 比迅速下降，许多选矿厂开始分选低 品位铝土矿，氧化铝生产转向中低品位铝土矿开发时 期。对于中低品位铝土矿，往往需要细磨以实现有用 矿物的充分解离。铝土矿选矿属于典型的微细矿泥体 系，嵌布粒度细、容易泥化。因此，强化微细粒的分 选和回收成为中低品位铝土矿资源开发的关键。 由于微细粒矿物质量小，比表面积大，因此常采 用强搅拌剪切絮凝后再浮选的方法提高其回收率。研 究表明调浆过程中的搅拌转速 调浆转速 对微细粒 浮选精矿回收率、品位和浮选速率有着非常显著的影 响[2-3]，调浆过程中搅拌转速的增加能促进药剂的分 散，提高微细粒矿物与药剂的碰撞和矿化概率，从而 提高其浮选效果；而浮选过程中搅拌转速 浮选转速 的增加，一方面能促进矿物与气泡的碰撞黏附，但同 时也会增加矿物颗粒尤其是粗颗粒的脱附概率[4-5]。因 此，优化低品位铝土矿浮选试验条件，探索合适的调 浆和浮选转速对于提高微细粒低品位铝土矿浮选效果 具有重要的意义。 基金项目国家自然科学基金项目 51174205 作者简介黄 根，男，1986 年生，博士研究生，主要从事 矿物浮选方面的研究工作。 第 41 卷 2013 年第 1 期 本栏目编辑 张代瑶 分 选 88 笔者以河南某低品位铝土矿作为原矿，系统研究 了矿浆 pH 值、捕收剂用量、调浆转速和浮选转速对 低品位铝土矿浮选的影响，并分析讨论了调浆转速和 浮选转速对不同粒级铝土矿浮选回收率的影响。 1 试验 1.1 矿石性质 原矿来自河南某矿山，先将大块矿样破碎至 -3 mm，混匀、缩分后装袋。原矿的化学分析结果如表 1 所列，矿物组成分析如表 2 所列。 从表 1、2 可以看出，原矿的化学成分比较简 单，主要元素是 Al、Si、Fe、Ti 等，其他元素含量不 高。原矿中主要目的矿物为一水硬铝石，占矿物总含 量的 54.89，脉石矿物主要是高岭石、伊利石和石 英等，其次含有少量的锐钛矿、赤铁矿和方解石。 试验前，每次称取 425 g -3 mm 原矿，利用 1 台 XMB-68 型 160 mm200 mm 棒磨机磨矿 10 min，至 -0.074 mm 含量占 95 左右。原矿磨矿后的 粒度组成和 Al/Si 比如表 3 所示。 从表 3 可以看出，原矿磨至 -0.074 mm 含量占 94.93 时，-0.038 mm 含量占 73.59，说明该铝土 矿极易泥化。 1.2 试验药剂 试验过程中，所用捕收剂为改性后的酯肪酸类捕 收剂，碳酸钠 化学纯 和氢氧化钠 化学纯 作为 pH 值调整剂。 1.3 试验装置 试验采用 1 台容积为 1.0 L 的 XFD 型可控温单槽 浮选机，浮选机叶轮直径为 55 mm。 1.4 试验方法 将磨矿后的矿浆迅速转移至 1.0 L 浮选槽，调节 矿浆温度至 40 ℃，加入碳酸钠搅拌 3 min，然后加入 捕收剂，在设定的搅拌转速下调浆 5 min，然后进行 浮选。浮选过程中尽量保持充气量和矿浆液位不变， 浮选 5 min，分别收集浮选精矿和尾矿，过滤、烘 干、化验品位。试验流程如图 1 所示。 2 试验结果与讨论 2.1 矿浆 pH 值对浮选的影响 试验条件捕收剂 1 000 g/t，充气量 0.2 m3/h， 调浆转速 2 000 r/min，浮选转速 2 000 r/min。试验 过程中，矿浆 pH 10.0 时，采用氢氧化钠作为 pH 值调整 剂。矿浆 pH 值对浮选的影响如图 2 所示。 从图 2 可以看出，当 pH 8.5 时，精矿回收率较 低；随着 pH 值的增加，精矿回收率逐渐增加；pH 9.5 之后略有下降，精矿 Al/Si 则随着 pH 值的增加 逐渐降低。综合考虑精矿回收率和品位，矿浆 pH 值 选择在 9.5 左右。 2.2 捕收剂用量对浮选的影响 试验条件矿浆 pH 9.5，充气量 0.2 m3/h，调 浆转速 2 000 r/min，浮选转速 2 000 r/min。捕收剂 用量对浮选的影响如图 3 所示。 元素 Al2O3 SiO2 MgO P2O5 K2O CaO Fe2O3 S TiO2 烧失量 含量 54.75 21.53 0.28 0.15 3.48 0.46 3.72 0.13 2.30 10.58 表 1 原矿的化学分析结果 Tab. 1 Chemical analysis results of raw ore 图 1 浮选试验流程 Fig. 1 Process fl ow of fl otation experiment 矿物 一水硬铝石 高岭石 伊利石 石英 含量 54.89 11.78 21.36 5.45 矿物 锐钛矿 赤 褐 铁矿 方解石 黄铁矿 含量 2.23 3.24 少量 少量 表 2 原矿的矿物组成分析结果 Tab. 2 Analysis results of mineral composition of raw ore 粒级/mm 0.074 -0.074 0.038 -0.038 合计 产率/ 5.07 21.34 73.59 100.00 Al2O3/ 58.39 59.27 54.20 55.49 SiO2/ 17.56 18.21 20.35 19.75 Al/Si 3.33 3.25 2.66 2.81 表 3 原矿磨矿后的粒度组成和 Al / Si 比 Tab. 3 Size composition and Al/Si ratio of ground raw ore 图 2 pH 值对浮选的影响 Fig. 2 Infl uence of pH value on fl otation inds 第 41 卷 2013 年第 1 期 本栏目编辑 张代瑶 分 选 89 从图 3 可以看出，随着捕收剂用量的增加，精矿 回收率逐渐增加，至 1 200 g/t 之后趋于平缓；精矿 Al/Si 随着捕收剂用量的增加逐渐降低。综合考虑精矿 回收率和品位，捕收剂用量选择 1 200 g/t。 2.3 调浆转速对浮选的影响 试验条件矿浆 pH 9.5，充气量 0.2 m3/h，捕 收剂用量 1 200 g/t，浮选转速 2 000 r/min。调浆转速 对浮选的影响如图 4 所示。 由图 4 可以看出，随着转速的提高，精矿回收 率逐渐增加，至 2 500 r/min 之后有所降低；精矿 Al/ Si 则随着转速的增加先提高后略有降低；随着调浆 转速的增加，药剂和目的矿物的作用更充分，但转速 过高时，可能会吸入部分空气，使矿浆出现预浮选的 现象，反而降低调浆效果。综合考虑精矿回收率和品 位，调浆转速选择 2 500 r/min。 2.4 浮选转速对浮选的影响 试验条件矿浆 pH 9.5，充气量 0.2 m3/h，捕 收剂用量 1 200 g/t，调浆转速 2 500 r/min。浮选转速 对浮选的影响如图 5 所示。 由图 5 可以看出，当浮选转速为 1 000 r/min 时，精矿回收率较低，仅为 69.24；转速增加至 2 500 r/min，回收率提高至 89.23；进一步增加转 速，精矿回收率增加不明显；精矿 Al/Si 比则随着浮 选转速的增加一直呈下降趋势。综合考虑精矿回收率 和品位，浮选转速选择 2 000 r/min。 2.5 浮选产品分析 为了进一步考察搅拌转速对低品位铝土矿浮选各 个粒级的分选效果的影响，对不同调浆转速和浮选转 速下的浮选产品进行筛分和化学分析，并计算粒级回 收率，调浆转速、浮选转速对不同粒级回收率的影响 分别如图 6、7 所示。 从图 6 可以看出，随着调浆转速的提高，各个 粒级的回收率均呈增加的趋势，但 0.074 mm 粒级 图 4 调浆转速对浮选的影响 Fig. 4 Infl uence of mixing speed on fl otation inds 图 5 浮选转速对浮选的影响 Fig. 5 Infl uence of fl otation speed on fl otation inds 图 3 捕收剂用量对浮选的影响 Fig. 3 Infl uence of collector dosage on fl otation inds 图7 浮选转速对不同粒级回收率的影响 Fig. 7 Infl uence of fl otation speed on recovery of various-sized particles 图 6 调浆转速对不同粒级回收率的影响 Fig. 6 Infl uence of mixing speed on recovery of various-sized particles 第 41 卷 2013 年第 1 期 本栏目编辑 张代瑶 分 选 90 在 1 500 r/min 以后增加的趋势较缓慢，而 -0.038 mm 粒级的回收率在 1 000 2 500 r/min 之间，一直呈增 加的趋势。因此，微细粒级相对于粗粒级需要更高的 调浆转速。 从图 7 可以看出，随着浮选转速的提高，-0.074 0.038 mm 和 -0.038 mm 2 个粒级的回收率增加，尤 其是 -0.038 mm 粒级随着浮选转速的提高，回收率增 加较明显；而 0.074 mm 粒级的回收率先增加后降 低。因此浮选转速的提高，能在一定程度上强化微细 粒级的回收，但对于粗粒级的回收也有一定的影响。 3 结论 1 原矿 Al/Si 为 2.81，属于低品位铝土矿，矿 物学分析结果表明，原矿中主要有用矿物为一水硬铝 石，占矿物总含量的 54.89，脉石矿物主要是高岭 石、伊利石和石英等。 2 试验结果表明最佳 pH 值为 9.5 左右，捕收 剂用量为 1 200 g/t，调浆转速为 2 500 r/min，浮选转 速为 2 000 r/min。 3 调浆转速的提高，有利于提高低品位铝土矿 各个粒级的回收率，尤其是 -0.038 mm 细粒级回收率 增加较明显；浮选转速的提高，能在一定程度上强化 -0.038 mm 微细粒的回收，但会造成细泥夹带，同时 0.074 mm 粗粒级的浮选回收率也略有降低。 参 考 文 献 [1] Stassen F J N. Conditioning in the flotation of gold，uranium oxide and pyrite [J]. J S Afr Inst Min Metall，1991，915169-174. [2] Valderrama L，Rubio J. High intensity conditioning and the carrier flotation of gold fine particles [J]. Int J Miner Process，1998， 3852273-285. [3] Pascoe R D，Doherty E. Shear flocculation and flotation of hematite using sodium oleate [J]. Int J Miner Process，1997， 3651269-282. [4] 曾克文，余永富，薛玉兰．浮选机槽内矿浆紊流程度对氧化 矿浮选的影响 [J]．矿产综合利用，2001，22219-22. [6] 曾克文，余永富．浮选矿浆紊流强度对矿物浮选的影响 [J]． 金属矿山，2000，35917-20. □ 收稿日期2012-07-11 修订日期2012-10-27  某镜铁矿选矿工艺对比试验研究 侯锁霞1，王伟之2, 3，杨春光4 1河北联合大学机械工程学院 河北唐山 063009 2河北联合大学矿业工程学院 河北唐山 063009 3河北省矿业开发与安全技术实验室 河北唐山 063009 4宣化钢铁集团有限责任公司 河北宣化 075100 摘要采用重选及弱磁 强磁工艺对巴西某镜铁矿进行了选矿工艺对比试验研究。结果表明，原矿 磨至 -0.074 mm 占 50％，在弱选磁场强为 1 200 Oe、强磁选场强为 12 000 Oe 的条件下，通过弱磁 强磁工艺可获得铁精矿品位 67.58％、回收率 96.21％ 的良好技术指标。用摇床重选也可获得较高 品位的精矿，但与弱磁 强磁流程相比，精矿回收率较低。 关键词镜铁矿；弱磁选；强磁选；摇床 中图分类号TD452 文献标志码A 文章编号1001-3954201301-0090-04 Comparative experimental study on benefi ciation process of a specularite HOU Suoxia1, WANG Weizhi2,3, YANG Chunguang4 1College of Mechanical Engineering, Hebei United University, Tangshan 063009, Hebei, China 2College of Mining Engineering, Hebei United University, Tangshan 063009, Hebei, China 3Laboratory of Mining Development Security Technology of Hebei Province, Tangshan 063009, Hebei, China 4Xuanhua Iron Steel Group Co., Ltd., Xuanhua 075100, Hebei, China 作者简介侯锁霞，女，1974 年生，主要从事资源综合利用的研究。