河南某白云母矿石选矿试验_陆康

Experimental Research on Beneficiation of a Certain Muscovite in Henan Lu Kang
Abstract
Zhang Lingyan
Zhang Danping
Hu Linqiang
Guan Junfang
( College of Resources and Environment Engineering， Wuhan University of Technology) In order to provide the basis for development and utilization of a certain muscovite in Henan， beneficiation
图1
磨矿细度试验流程
－ 2 mm 原矿粒度分析结果
主要化学成分含量 / % 产 率 白云母 / % 含量 / % K2 O Fe2 O3 Al2 O3 SiO2 8. 29 30. 95 18. 73 20. 69 0. 89 9. 62 1. 73 9. 10 48 50 59 63 57 55 57 62 7. 38 6. 90 7. 53 9. 61 9. 68 9. 77 9. 27 8. 53 8. 29 7. 89 5. 85 6. 23 6. 38 6. 37 6. 48 8. 15 16. 99 16. 22 18. 51 22. 63 23. 90 24. 03 24. 17 21. 65 59. 86 62. 67 62. 44 56. 51 52. 35 53. 38 51. 73 52. 79
［1 ］
矿样化学成分分ຫໍສະໝຸດ Baidu结果
Al2 O3 22. 54 K2 O 7. 59 Rb2 O 0. 02 SrO 0. 01 Fe2 O3 7. 39 P2 O5 0. 10 ZrO2 0. 03 TiO2 0. 84 MnO 0. 02 BaO 0. 05
% MgO 2. 35 SO3 0. 01 烧失量 2. 97
2
试验方案
矿石中 Fe2 O3 含量较高， 且在每一个粒级中的
分布比较平均， 无法采用简单的重选方法分离， 需要 通过高梯度强磁 通过高梯度强磁选来去除； 同时， 选， 还可以减少进入浮选的矿量， 降低浮选成本。除 去黑云母和其他含铁矿物后， 在合适的 pH 条件下， 采用胺类捕收剂， 可以使白云母与石英和长石等达 ［67 ］ 。因此， 试验采用先高梯度强 到较好的浮选分离 磁选后浮选的联合工艺流程。
。白云母具有良好的绝缘、 隔热、 耐高温、
抗酸碱腐蚀性能， 被广泛用作绝缘材料和橡胶、 塑 ［23 ］ 。云母的选矿方法主要由矿 油漆的填充材料 料、 嵌布特征和赋存状态决定， 目前一 石中矿物的组成、 般采用重选法、 浮选法或多种方法的联合工艺进行 分选。重选是利用云母与脉石矿物的密度、 粒度和 形状差异进行分选， 浮选是利用云母与脉石矿物的
3 20% 、 矿浆流量为 170 cm / s、 脉动冲次为 400 次 / min、 1. 1 、 1. 3 和 1. 5 脉动冲程为 5 mm， 分别在 0. 9 、
3 为 1. 1 T、 给矿浓度为 20% 、 矿浆流量为 205 cm / s、 200 和 400 次 / min 的脉 脉动冲程为 5 mm， 分别在 0 、
的磨矿细度下即可较好地单体解离 。 矿石中的铁主要存在于黑云母、 磁铁矿、 赤褐铁 矿和电气石中。 1. 3 － 2 mm 原矿粒度分析 将矿样破碎到 － 2 mm 使用。 － 2 mm 原矿的粒 度分析结果如表 2 所示。 可见， 白云母和各主要化 学成分在各粒级中分布比较均匀 。
表2
粒 / mm + 0. 85 0. 85 ～ 0. 25 0. 25 ～ 0. 15 0. 15 ～ 0. 106 0. 106 ～ 0. 074 0. 074 ～ 0. 058 0. 058 ～ 0. 045 － 0. 045 级
Series No. 444 June 2013
金
属
矿
山
METAL MINE
总 第 444 期 2013 年第 6 期
河南某白云母矿石选矿试验
陆 康 张凌燕 张丹萍 胡林强 管俊芳
( 武汉理工大学资源与环境工程学院) 摘 要 为了给河南某地白云母矿石的开发利用提供依据， 对该矿石进行了选矿试验研究 。 结果表明， 在－
感应强度为 1. 1 T、 给矿浓度为 20% 、 矿浆流量为 3 170 cm / s、 脉动冲次为 400 次 / min、 脉动冲程为 5 mm， 分别以 2 mm 钢棒、 孔径 3 mm 钢网和 0. 2 mm 钢毛为磁介质对细度为 － 0. 074 mm 占 50. 20% 的磨矿产品进行 1 次高梯度强磁选， 考察不同磁介 质的除铁效果， 试验结果见图 3 。 由图 3 可知： 采用 0. 2 mm 钢毛时， 磁选精矿 但 Fe2 O3 含量较高； 而采用孔径 3 mm 钢 产率最大， 网时， 磁 选 精 矿 Fe2 O3 含 量 最 低， 且产率与采用 0. 2 mm 钢毛时相近。 因此， 确定以孔径 3 mm 钢 网作为磁介质。
430070 湖北省武汉市洪山区珞狮 康（ 1989 —） ， 男， 硕士研究生， 南路 122 号。
类多， 分选难度较大。 本研究采用高梯度强磁选— 浮选联合工艺对其进行选矿试验， 目的是获得适合 作为橡胶填料的白云母精矿， 为该白云母资源的开 。 发利用提供技术依据
1
1. 1
矿石性质
矿石化学成分 试验矿样化学成分分析结果见表 1 。
3
3. 1
条件试验
磨矿细度试验
磨矿细度决定矿物的单体解离度， 对选别有重 要的影响。按图 1 流程进行磨矿细度试验， 磨矿设 备采用 XMB － 70 型棒磨机以保护白云母的片状晶 体结构， 磁选设备和 浮 选 设 备 则 分 别 采 用 SLon － 100 型周期式脉动高梯度磁选机和 RK / FD 型单槽
图4
磁感应强度试验结果
含量
图6
脉动冲次试验结果
◆ — 产率； ■ — Fe2 O3
◆ — 产率； ■ — Fe2 O3 含量
由图 4 可知， 磁选精矿的产率随着磁感应强度 Fe2 O3 含量则在磁感应强度达到 的增大不断下降， 1. 1 T 后变化不大。因此确定磁感应强度为 1. 1 T。 3. 2. 3 矿浆流量试验 矿浆流量是影响高梯度强磁选效果的一个重要 因素。 一般而言， 流量越小， 除铁效果越好， 但设备 的处理量也越小。 以孔径 3 mm 钢网为磁介质， 固 定磁感应强度为 1. 1 T、 给矿浓度为 20% 、 脉动冲次 135 、 为 400 次 / min、 脉动冲程为 5 mm， 分别在 100 、 3 170 和 205 cm / s 的矿浆流量下对细度为 － 0. 074 mm 占 50. 20% 的磨矿产品进行 1 次高梯度强磁选， 考察矿浆流量变化对除铁效果的影响， 试验结果见 图 5。 由图 5 可知， 磁选精矿的产率随着矿浆流速增 Fe2 O3 含量随矿浆流量增大总体呈下降 大而上升， 趋势。综合考虑磁选精矿的产率和 Fe2 O3 含量， 确
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陆
康等: 河南某白云母矿石选矿试验
2013 年第 6 期
图3
磁介质试验结果
图5
矿浆流量试验结果
含量
◆ — 产率； ■ — Fe2 O3
3. 2. 2
磁感应强度试验 以孔径 3 mm 钢网为磁介质， 固定给矿浓度为
3. 2. 4
脉动冲次试验 以孔径 3 mm 钢网为磁介质， 固定磁感应强度
［4 ］ 表面物理化学性质差异进行分选 。 河南某地白 云母矿石资源丰富， 但矿石含铁量高且脉石矿物种
由表 1 可知： 该矿石的主要化学成分是 SiO2 、 Al2 O3 、 Fe2 O3 和 K2 O。其中 SiO2 的含量高于白云母 Al2 O3 、 K2 O 的含量分别低 的理论 SiO2 含量 45. 3% ， K2 O 含量 38. 4% 、 11. 8% ， 于白云母的理论 Al2 O3 、 Fe2 O3 的含量高达 7. 39% 。 因此， 选矿的目标是降 低 SiO2 和 Fe2 O3 的含量而提高 Al2 O3 和 K2 O 的含 量。 1. 2 矿石矿物组成和嵌布特征 矿石属于石英、 白云母和黑云母片岩， 鳞片变晶
图2
磨矿细度试验结果
含量
◆ — 产率； ■ — K2 O
由图 2 可知， 浮选粗精矿的产率和 K2 O 含量均 随着磨矿细度的提高而先上升后下降， 并都在磨矿 细度为 － 0. 074 mm 占 50. 20% 时达到最大值， 因此 选择磨矿细度为 － 0. 074 mm 占 50. 20% 。 对此时 白云母的单体解离度达 的磨矿产品进行镜下观察， 到 91. 96% 。 3. 2 3. 2. 1 高梯度强磁选条件试验 磁介质的选择 固定 SLon － 100 周期式脉动高梯度磁选机的磁
成 含 成 含 成 含 分 量 分 量 分 量 SiO2 55. 86 Na2 O 0. 18 Cr2 O3 0. 04
白云母属于层状结构的高钾高铝硅酸盐矿物 ， 其化学式为 KAl2 （ Si3 AlO10 ） （ OH ） 2 ， 各成分理论含 Al2 O3 38. 4% ， K2 O 11. 8% ， H2 O 量为 SiO2 45. 3% ， 4. 5%
tests of the ore were carried out. The results showed that under grinding fineness of － 0. 074 mm 50. 20% ， ironcontaining impurities including biotite， magnetite， hematite， limonite and tourmaline were firstly removed by using the high gradient high intensity magnetic separation. Then， under the acidic condition of pH = 3 ， muscovite， quartz and feldspar were separated by using dodecylamine. Finally， muscovite concentrate with muscovite content of 91% ， muscovite recovery of 70. 75% ， Fe2 O3 content of 5. 10% was obtained， which can meet the requirements of rubber filler in industry. Keywords Muscovite， High gradient high intensity magnetic separation， Flotation， Rubber filler 表1
T 的磁感应强度下对细度为 － 0. 074 mm 占 50. 20% 的磨矿产品进行 1 次高梯度强磁选， 考察磁感应强 度变化对除铁效果的影响， 试验结果见图 4 。
动冲次下对细度为 － 0. 074 mm 占 50. 20% 的磨矿 产品进行 1 次高梯度强磁选， 考察脉动冲次变化对 试验结果见图 6 。 除铁效果的影响，
0. 074 mm 占 50. 20% 的磨矿细度下， 首先通过高梯度强磁选去除黑云母 、 磁铁矿、 赤褐铁矿和电气石等含铁杂质， 然后在 pH = 3 的酸性条件下用十二胺将白云母与石英 、 长石等分离， 最终可获得白云母含量为 91% 、 白云母回收率 Fe2 O3 含量为 5. 10% 的白云母精矿， 为 70. 75% 、 精矿质量满足橡胶填料的工业要求 。 关键词 白云母 高梯度强磁选 浮选 橡胶填料
［5 ］ 鳞片状白云母包裹在黑云母片中 。 白云母嵌布 粒度相对较粗， 片径一般为 0. 117 mm， 因此在较粗
浮选机， 其中高梯度磁选机的磁介质采用孔径 3 mm 3 的钢网、 给矿流量为 205 cm / s、 冲程为 5 mm、 冲次 磁感应强度为 1. 1 T。 由于 K2 O 主 为 400 次 / min、 要存在于白云母中， 故通过 K2 O 含量的多少来反映 精矿的白云母含量变化。试验结果见图 2 。
陆
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总第 444 期
金
属
矿
山
2013 年第 6 期
结构， 片状构造， 经过风化作用后结构变得松散。肉 眼观察， 试样显浅灰色。 矿石中矿物种类较多， 主要矿物为白云母、 黑云 母、 石英， 次要矿物为赤褐铁矿、 磁铁矿、 钾长石和电 气石等， 其中白云母占 57% 、 黑云母占 9% 、 石英占 26% 、 铁矿物占 5% ， 其他矿物占 3% 。 显微镜观察表明： 白云母、 黑云母和石英相互平 行嵌布， 大部分白云母包裹着细粒的电气石 ， 部分小