矿石的浮选实践
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第四章矿石的浮选实践
第一节矿物可浮性分类
自然界矿物的种类很多,根据矿物在浮选过程中所表现的特征,可将可浮性相似的矿物归纳在一起,以便于我们系统地掌握各种矿石的浮选规律。以矿物表面性质为基础,根据矿物的浮选行为和实践,将矿物分为六类:
1.自然金属和重金属硫化矿物———铜、铅、锌、汞、锑等硫化矿物和自然金、铂、铜等
属于这一类。这类矿物当没氧化时表面难被水润湿,浮选时最有效的捕收剂是黄药类。
2.非极性非金属矿物———如石墨、硫、煤和滑石等。表面难被水润湿,自然疏水性强。
浮选可用非极性油类捕收剂,有时只用起泡剂。
3.有色金属氧化矿物———即铜、铅、锌的碳酸盐和硫酸盐矿物,以及其他含氧酸的相应
的盐类矿物,例如白铅矿、铅矾、菱锌矿、孔雀石、石膏、彩钼铅矿等。这类矿物经硫化后可用黄药类捕收剂浮选。不硫化直接用脂肪酸及其皂也可浮选。
4.极性盐类矿物———即晶格中含有碱土金属阳离子(如钙、镁、钡、锶)的矿物,且晶
格上键的离子性很强,不用活化晶格上的阳离子就能与捕收剂阴离子发生作用,用脂肪酸很容易浮选。这类矿物有:白钨矿、钼钨钙矿、磷灰石、磷钙土、萤石、重晶石、方解石、白垩、菱镁矿、白云石等。
5.氧化物、硅酸盐和铝硅酸盐矿物———这类矿物很多,一部分有工业价值,大部分在浮
选时作为脉石丢弃。大多数可用脂肪酸类捕收剂或阳离子捕收剂浮选,然而,其可浮性与矿物表面有无受外来阳离子的作用有关。故其可浮性与矿物的生成条件及矿浆的预处理有密切关系。这类矿物主要有:石英、刚玉、水铝矿、锆石、金红石、钼华、赤铁矿、磁铁矿、锡石、钛铁矿、软锰矿、蓝晶石、红柱石、长石、锂辉石、各种云母、高岭土、石棉、铬铁矿、绿柱石等。
6.碱金属和碱土金属的可溶性盐———这类矿物有些在其饱和溶液中可用脂肪酸或阳离
子捕收剂浮选,如已能浮选的矿物有:钠盐、钾盐、镁钒、硼酸盐等。
第二节非极性非金属矿物的浮选
一、非极性非金属矿物的浮选特点
该类矿物主要有石墨、滑石、高岭土、自然硫和煤等,具有非极性表面,自然疏水性强,在水中的平衡接触角介于50°~90°,密度小,硬度低。浮选时有如下特点:
1.可浮性好,药方简单。在多数情况下,只需添加捕收剂和起泡剂,较少使用调整剂。
2.浮选粒度较粗。因矿物疏水性强,与气泡的附着力大,密度又小,故粒度可以较粗。
3.磨矿时,应避免过粉碎。因矿物硬度低,磨矿时易造成粉碎或泥化,降低选择性,
应避免过磨现象。
二、石墨浮选
石墨是元素碳结晶的矿物之一,具有质轻、耐高温、导热、导电、润滑、可塑性和化学稳定性好等优良性能,获得广泛应用。根据石墨形成条件,可将石墨矿床分为五类,由于其结构和共生矿物种类均不同,影响可浮性,浮选方法也略有不同。天然石墨的可浮性相当好,浮选法可以从品位为5%~10%的原矿中选出品位为80%~90%的精矿。特别是鳞片状的石墨,几乎都可用浮选的方法分选。
1.浮选原则流程及流程内部结构
a.原则流程———为保护石墨鳞片不受破损,应采用多段磨选流程。经多次再磨
再选,使精矿质量满足要求。磨矿次数与矿石的矿物组成、嵌布特性、原矿品
位和对精矿的质量要求有关。再磨是为了将夹在石墨鳞片间的脉石杂质剥离掉,
而对石墨本身的粒度影响应尽量小。所以,磨矿设备采用以磨剥作用为主的棒
磨机、碾磨机,它们要比以打击力为主的球磨机好。为了提高磨矿效果,磨矿
之前应设浓缩作业,将磨矿浓度保持在40%~45%,浓缩设备可采用水力旋流器
或沉淀式离心机。精选过程中,如有大于80网目的石墨单体鳞片,应提前分离,
可作为冶炼用坩埚的原料。分离方法可用湿法筛分。
b.流程的内部结构———多数石墨浮选采用向精选发展的流程结构。粗选时间一
般12~15min。扫选次数较少,但是,扫选时间不能太短,否则会导致回收率降
低。在石墨充分单体解离的条件下,精选的次数直接影响精矿质量。例如,当
最终精矿品位要求80%~90%时,应采用5~6次精选,精矿品位要求95%时,还
应再加2~3次精选。中矿可视其性质采用单独再磨再选或循序返回的流程,当
中矿品位较高,为连生体较少的富中矿时,可以采用循序返回的流程,反之,
应该采用单独再磨再选流程。
2.药剂制度
石墨浮选时,常用煤油或柴油进行捕收,松油为起泡剂,其用量分别为
250~300g/(t原矿)和50~150g/(t原矿)。用水玻璃对脉石进行抑制,用量为
1.5~2kg/(t原矿)。介质pH调整剂常采用石灰。使用时常将2/3的煤油和水
玻璃加在分级机的溢流中,其余的1/3加在一、二次扫选中。松油则全部加在
分级机溢流中。
三、滑石浮选
滑石是一种含水的硅酸盐层状矿物,层内为离子键。因此,表面呈非极性,疏水性较高。
滑石的硬度很小,有滑感,密度2.7~2.8g/cm3,有玻璃光泽,致密块体呈油脂光泽,常与菱镁矿、赤铁矿共生。滑石有片状、块状、混合状等,不同结构有不同性质和用途。
因滑石具有滑润性、柔性、耐火性、绝缘性、化学稳定性及对油类有强烈的吸附性等特点,广泛用于造纸、陶瓷、橡胶、油漆、医药、铸造等工业部门。
细磨是滑石浮选的重要作业。滑石产品的粒度分为:-74um占98%、-44um占98.5%及-44um占99.5%三种,且每种都含有相当数量的15~35um的微粉。滑石的可浮性较好,流程结构简单,一般经1次粗选、3~4次精选和1次扫选即可。浮选可在pH=13至中性介质中进行。捕收剂可用短链的阳离子胺类、石油磺酸盐、高级醇的硫酸盐酯、非极性烃类油等。叶片状的滑石只需用起泡剂。而纤维状滑石需要添加胺类捕收剂,才能浮选。当矿石中含有氧化铁,滑石颗粒受其包裹时,浮选很困难。据报道,将pH值降到6可增加浮选的选择性。浮选时添加适量硅酸钠可使粘土和氧化铁分散,提高分离效果。
四、高岭土浮选
高岭土一般呈白色致密块状,以高岭土族矿物为主要成分。如混入长石、石英等,就有粗糙的感觉。也常因夹杂硫化铁、氢氧化铁等杂质而降低制品的质量。随着低品位矿床的开采,其加工过程包括:破碎——>磨矿——>浮选(磁选)——>分级——>漂白——>浓缩——>干燥。高岭土可作为陶瓷、耐火砖、美术印刷纸、铜版纸、合成橡胶电线等的原料。
高岭土矿床的伴生矿物杂质有很多,其中铁的状态和数量是高岭土矿床开采和利用的突出问题。铁含量即使很低,也可能不满足要求,一般情况可用浮选去除,但当含有非晶形或接近于非晶形的微粒状的氢氧化铁时,则较难去除。