浮选金红石用的捕收剂和调整剂

综述

浮选金红石用的捕收剂和调整剂

朱建光

(中南大学资源与生物工程学院湖南长沙410083)

摘要本文介绍了浮选金红石用的捕收剂和调整剂。在捕收剂部分介绍了脂肪酸、美狄兰、苄基胂酸、苯乙烯膦酸、烷胺二甲膦酸、烷基磷酸氢酯、烷基羟肟酸和水杨羟肟酸等对金红石的捕收性能;在调整剂部分,介绍了硝酸铅、六偏磷钠、羧甲基纤维素(CM C)、氟硅酸钠、硫酸铝和糊精等的活化或抑制性能。简略说明捕收剂和调整剂的作用机理,并略加述评。关键词金红石浮选捕收剂活化剂抑制剂

前言

我国拥有丰富的钛资源,主要是钛铁矿和金红石,目前我国共发现金红石矿床59处112,其中大型矿床13个,中型矿床11个,小型矿床35个,探明总储量1亿t以上。随着勘探工作的深入,可能还要增加,尽管各地矿石性质有些差异,但它们之间却有很多相似之处。有人122通过7个金红石矿石工艺特性的分析,认为这7个矿床的金红石矿石有下述共同特点。

品位低,一般含T iO22%~4%左右,伴生有钛铁矿,钛赤铁矿、赤铁矿、磁铁矿等磁性矿物,这些磁性矿物的密度均大于412g/cm3与金红石密度412 ~413g/cm3相近,脉石矿物含有角闪石、绿泥石、石榴石、磷灰石、榍石、云母和长石等。

嵌布粒度细,且与其它矿物嵌布关系复杂,含有硫(主要是黄铁矿)和磷(磷灰石)等矿物。由于一些脉石矿物比金红石易泥化,选矿时产生大量矿泥,金红石中一般以类质同象存在的Fe、Si和Ca等杂质难以除去,因此对金红石矿石进行选矿富集时,宜视矿石性质不同采取不同的方法和流程,本文只讨论用浮选法处理金红石矿石时所用的捕收剂和调整剂。

1捕收剂

金红石的捕收剂有:羧酸类及其皂。不饱和脂肪酸132有油酸和亚油酸。饱和脂肪酸有月桂酸(皂)和氧化石蜡皂等。膦酸类捕收剂有苯乙烯膦酸和烷胺二甲双膦酸等。胂酸类捕收剂有苄基胂酸。羟肟酸类捕收剂有C7-9羟肟酸(NM-50),水杨羟肟酸等。下面择重要者介绍。

1.1脂肪酸作捕收剂

户鼎金红石矿石中的金红石粒度细,矿石易碎,难选,含金红石2.07%。主要脉石密度(g/cm3)为方解石2.91,绿泥石2.74、石英2.68、白云石2.91、蛇纹石2.62、云母3.12、金红石4.23、铁矿物5112。因此用重选法以离心机抛弃一部分细粒脉石矿物和矿泥,再用磁选除去磁铁矿,使金红石得到富集,富集后的金红石矿石由于嵌布粒度细,采用脂肪酸作捕收剂,Na2Co3作pH调整剂,CM C作抑制剂,松醇油作起泡剂,通过一粗一扫丢尾矿,粗精矿经三次精选,精Ñ尾矿和扫精混合返回粗选,精Ò和精Ó尾矿顺序返回的浮选流程得到浮选精矿,再用盐酸和氢氟酸酸清洗浮选精矿,得到含87.0% T iO2,回收率49.4%的钛精矿142。

油漆厂的微细粒度料含TiO242.1%和SiO22817%。先用重选法(如旋流器)除去含石英轻的部分,重部分得到富集,含T iO254.8%和SiO22219%。取600g重部分于2L浮选槽中,加水调浆,加EDTA015kg/t,NaF015kg/t,用硫酸调pH至2.5~3,加油酸6kg/t,调浆后粗选,丢尾矿;将粗精矿加油酸015kg/t,调浆精选。得到含T iO277.3%,回收率5311%的精矿152。

本文作者认为下述两点值得使用脂肪酸作捕收剂时参考:动植物油脂肪酸除椰子油脂肪酸外,多为十八碳脂肪酸,在十八碳脂肪酸中,不饱和的比饱和的效果要好,因不饱和的十八碳酸熔点比饱和的低,

非共轭体系的脂肪酸越不饱和熔点越低,在矿浆中越容易分散,浮选效果越好。如油酸含一个双键,亚油酸含两个非共轭双键,亚麻酸含三个非共轭双键,它们的熔点分别为16.5e、-6.5e和-12.8e。它们的浮选性能为:亚麻酸>亚油酸>油酸。我国特产的桐油中含的桐酸分子中含三个共轭双键,熔点48~49e,在水中不易分散,作捕收剂时效果比熔点16.5e的油酸差162。

另有报导172,如果使用脂肪酸作捕收剂,不宜用醇类作起泡剂,因为二者产生协同作用,而使胶粒生成的临界浓度和捕收能力下降;含酮的特别是含醚的起泡剂与脂肪酸相互作用后,便提高胶粒生成的临界浓度和表面活性,使其在浮选过程中得到更好的浮选效果。

脂肪酸类捕收剂捕收力强,选择性差,宜用于脉石结构简单,只含石英为主要脉石的金红石浮选,才会得到较高的浮选指标。

1.2苄基胂酸

1.2.1单用苄基胂酸

试样采自某金红石选厂棒磨机分级溢流,再磨到0.15mm,经摇床选别后的粗精矿,含TiO2 10147%,粒度-0.15+0.02m m,主要脉石为铁铝石榴石。浮选流程为:先用黄药和乙醚醇脱硫后,进入金红石浮选,用硫酸调pH5,加入Na2SiF6作抑制剂,苄基胂酸作捕收剂,乙基醚醇作起泡剂,调浆后通过一粗一扫丢尾矿,扫精与粗精合并进行精选,得到含84.47%TiO2,回收率86.38%的金红石精矿。用脂肪酸作捕收剂浮选得到含16193%TiO2,回收率82.10%的金红石精矿。这说明苄基胂酸比脂肪酸效果好182。

某地金红石矿石是石榴石角闪石型矿石。由于角闪石密度重(3.3g/cm3)与金红石密度4.27 g/cm3相差较小,石榴石密度重(4.13g/cm3)与金红石几乎相等,加上金红石粒度细,故用浮选方法进行选别,采用H2SO4作pH调整剂,氟硅酸钠作抑制剂,苄基胂酸作捕收剂,松醇油作起泡剂。通过条件试验后,进行闭路试验。先磨矿脱泥后经过一粗两扫三精,扫精Ñ与扫精Ò精矿合并返回粗选;中Ò和中Ó顺序返回的闭路流程,可从含2.22%TiO2的给矿,得到含71.62%T iO2,回收率64.87%的金红石精矿192。

1.2.2苄基胂酸与油酸混用

试样采自河南某地泥质片岩金红石矿,经磨矿脱泥后得到含TiO22.69%的金红石浮选给矿,用H2SO4作pH调整剂,六偏磷酸钠和CMC作抑制剂,苄基胂酸作捕收剂,松醇油作起泡剂。经调浆后进行粗选得到精矿Ñ。粗选尾矿扫选时,调整剂不变,捕收剂用苄基胂酸和油酸混合使用,进行扫Ñ和扫Ò,得到精矿Ò和精矿Ó,丢尾矿的开路流程。精Ñ含10.56%T iO2,回收率22.44%;精Ò含11199%T iO2,回收率50.83%,精Ó含3.33% T iO2,回收率6.60%,对比精Ñ、精Ò和精Ó指标可见,苄基胂酸与油酸混用比单用苄基胂酸指标高。试验结果还表明,该试样改用浮选脱钙后,用油酸与苄基胂的混合捕收剂,在弱酸性条件下,经一粗一扫,尾矿再磨再选,混合精矿三次精选的闭路流程,浮选精矿经脱钙后磁选脱铁酸浸除杂后,得到含83.31%T iO2回收率70.62%的金红石精矿1102。

本文作者认为,混合用药往往产生正的协同效应,得到比单一用药为好的浮选指标,在这里苄基胂酸与油酸混用便是好的例子,近年来混合用药已成为浮选药剂研究的一个重要方向。

1.2.3BF2/E4混合捕收剂

试样取自枣阳金红石矿,粒度-0.015m m占79%,金红石含量6.4%;其原矿含金红石2.60%,钛铁矿0.80%,角闪石67.90%,石榴石9.30%,绿帘石1.70%,绿泥石4.50%,浮选试验用0.5L浮选机,矿浆浓度40%。

单用苄基胂酸(BAA)浮金红石实际矿石最佳条件为:H2SO4用量2.2kg/t,pH 4.5左右,抑制剂氟硅酸钠400g/t,BAA用量1250g/t,扫选BAA 减半,最终实验室浮选指标为:精矿T iO2品位7612%,回收率55.6%,扫选精矿T iO2品位55.6%,回收率11.4%,尾矿品位2.27%。

混合捕收剂BF2/E4的配比为BAA B F2B E4 =1B1B0.02。用BF2/E4浮选试样时,用量为1250g/t,Na2SiF6用量为400g/t,粗精矿含69.45%T iO2,回收率75.98%,Na2SiF6用量1200 g/t时,粗精矿T iO2品位75141%,回收率68125%,达到单一使用BAA的指标,而BF2/E4中BBA用量只有单用BBA用量的50%,因此BF2/E4混合剂,可取代部分BBA1112。

本文作者认为,BBA毒性大,属淘汰产品。文中所用Na2SiF6毒性亦不小,且溶解度小,不方便配成溶液亦应属淘汰产品。为了保护环境,建议使用浮选药剂时,同时考虑各种药剂的毒性,有利于防止污染。

1.2.4苄基胂酸浮选金红石的作用机理