苯甲羟肟酸体系烧绿石与方解石分离及机理研究.pdf
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1、2024年第3 期doi:10.3969/j.issn.1671-9492.2024.03.007苯甲羟酸体系烧绿石与方解石分离及机理研究有色金属(选矿部分)61杨记平1.2.3,刘超1,2.3,胡红喜1,2,3,陈志强1,2.3(1.广东省科学院资源综合利用与稀土开发研究所,广州510 6 51;2.稀有金分离与综合利用国家重点实验室,广州510 6 513.广东省矿产资源开发与综合利用重点实验室,广州510 6 51)摘要:方解石是影响碳酸盐型烧绿石浮选回收的重要因素。目前在实际应用中主要采用反浮选除去碳酸盐类矿物,然后以选择性较差的阳离子为捕收剂直接浮选烧绿石,但存在流程较复杂、回收率不
2、高的问题。以油酸和苯甲羟酸为捕收剂,通过单矿物试验研究不同捕收剂对烧绿石和方解石浮选的影响,探索正浮选流程下烧绿石和方解石浮选分离的可行性,并通过浮选溶液化学、红外光谱分析、络合物化学分析等方法探究苯甲羟酸体系下药剂在两种矿物表面的作用机理。单矿物试验结果表明,在最佳的pH条件下,油酸、苯甲羟酸对烧绿石和方解石都具有较好的捕收能力,但苯甲羟酸的选择性要优于油酸,可作为潜在捕收剂。在pH=6时,Pb2+可以扩大苯甲羟酸对烧绿石和方解石的可浮性差异,使两者能够有效分离,同时Pb2+的存在可以降低苯甲羟酸的用量。动电位和红外光谱结果表明,苯甲羟酸在烧绿石和方解石表面发生了化学吸附作用;螯合剂产物分析
3、结果表明,苯甲羟酸在矿物表面以苯甲氧酸和金属离子活性点作用形成的五元环螯合产物为主,Pb2+的加人可以增加矿物表面的活性点,有助于苯甲羟酸在矿物表面的化学吸附。与方解石相比,苯甲羟酸在烧绿石表面的吸附强度更大,从而实现两者的分离。关键词:烧绿石;方解石;分离机理;苯甲羟酸体系中图分类号:TD952Selective Flotation Separation between Pyrochlore and Calcite with Benzylalkyl Hydroxamic AcidYANG Jjiping.-23,LIU Chao.23,HU Hongi-23,CHEN Zhiqiang.-2
4、.(l.Institute of Resources Utilization and Rare Earth Development,Guangdong Academy of Sciences,2.National Key Laboratory of Rare Metals Separation and Comprehensive Utilization,3.Guangdong Provincial Key Laboratory of Development and Comprehensive Utilization of MineralAbstract:Calcite is one of th
5、e most important factors that impacting on the recovery ofpyrochlore.Currently the recovery of niobium oxide minerals from carbonate niobium ores relies on reverseflotation which remove carbonate minerals firstly and then float pyrochlore with non-selective cationiccollectors.This leads to complicat
6、ed process flow sheets and low niobium recovery.Oleic acid and benzylalkyl hydroxamic acid have been used to study the effect of different collectors on minerals flotation and thefeasibility of flotation separation of pyrochlore and calcite under direct flotation process by pure mineralflotation tes
7、t.Meanwhile,flotation solution chemistry calculation,infrared spectrum detection,and Zetapotential test have been used to study the effect of collectors,and metallic ions on minerals flotation,andthe mechanism of reagents on pyrochlore and calcite flotation.Pure mineral flotation results indicate th
8、atboth oleic acid and benzyl alkyl hydroxamic acid have good collectivity for pyrochlore and calcite in the mostoptimal flotation condition,and the selectivity of benzyl alkyl hydroxamic acid is better,which can be usedas a potential collector.The difference of floatability between pyrochlore and ca
9、lcite with benzyl alkyl收稿日期:2 0 2 2-12-2 7基金项目:广东省科学院发展专项资金项目(2 0 2 2 GDASZH-2022010104,2 0 2 3 G D A SZ H-2 0 2 3 0 10 10 4)作者简介:杨记平(1990 一),男,河北邢台人,硕士,助理工程师,主要从事选矿工艺研究通信作者:刘超(198 8 一),男,江西抚州人,硕士,高级工程师,主要从事矿物加工及固废综合利用研究。文献标志码:AGuangzhou 510651,China;Guangzhou 510651,China;Resources,G u a n g z h o
10、u 510 6 51,Ch i n a)文章编号:16 7 1-9492(2 0 2 4)0 3-0 0 6 1-0 7P62hydroxamic acid can be enlarged with Pb2+.The results of infrared spectrum detection and Zeta potentialtest have shown that benzyl alkyl hydroxamic acid ions are adsorbed on pyrochlore and calcite by chemicaladsorption.Analysis of chelat
11、ing agent products shows that benzyl alkyl hydroxamic acid is mainly a fivemembered ring chelating product formed by the interaction of benzyl alkyl hydroxamic acid and metal ionactive sites on the mineral surface.The addition of Pb2+can increase the active sites on the mineral surface,which facilit
12、ates the chemical adsorption strength of benzohydroxamic acid on the mineral surface.Comparedwith calcite,the adsorption strength of benzohydroxamic acid on the surface of pyrochlore is greater,which increases floatability of pyrochlore.Key words:pyrochlore;calcite;separation mechanism;benzohydroxam
13、ic acid system从全世界发现的锯资源来看,约有90%属于烧绿石矿,其次是铌铁矿1-3 。烧绿石((也称为黄绿石)化学成分(Ca,Na)2(Nb,T i)2 O。F,含 Nbz Os56%。烧绿石的主要矿床类型为伟晶岩型和碳酸岩型烧绿石,碳酸岩型烧绿石矿床的特点是锯含量高,目前该矿床是世界铌的主要来源2 ,除了烧绿石外,该矿床还含有大量的方解石、白云石、辉石、橄榄石、黑云母、蛭石、磷灰石等脉石矿物。随着矿床资源的不断开采利用,烧绿石的品位及嵌布粒度越来越低,烧绿石与脉石矿物共生越来越密切,其中方解石、云母和磷灰石等脉石矿物的可浮性比烧绿石好,目前,原生碳酸岩型烧绿石的浮选首先是采用脂
14、肪酸类捕收剂,通过加人调整剂抑制烧绿石,以反浮选的方法除去碳酸盐类矿物,然后加入阳离子捕收剂直接正浮选烧绿石。该选矿工艺的特点是流程比较复杂,药剂消耗量大。因此,采用捕收能力强、选择性好的捕收剂以及合适的调整剂对烧绿石进行选矿就显得非常重要。本文主要以烧绿石和方解石为研究对象,通过采用有效捕收剂,探索正浮选流程直接浮选烧绿石的效果,并在此基础上进一步深入研究烧绿石和方解石的浮选分离机理。1试样、药剂及研究方法1.1试样、设备及药剂烧绿石是对非洲某烧绿石原矿多次湿式高梯度磁选、摇床、晒干干式磁选后再电选,然后采用18%的HC1溶液在8 0 水浴中浸出磷灰石,对浸出渣进行多次超声波蒸馏水清洗,直至
15、清洗液pH=7左右,将浸渣自然晒干后作为较纯的烧绿石矿样。方解石通过购买矿物标本。两种矿物用陶瓷球磨至0.1 mm,然后用蒸馏水进行多次清洗自然晾干后供试验使用。对两种矿物经过X射线衍射分析和化学分析,有色金属(选矿部分)矿物纯度均达到要求。矿物纯度分析结果见表1,XRD谱图见图 1、2。表1矿物纯度分析结果Table 1Results of purity analysis for mineralused in the tests矿物名称化学式烧绿石CaNb2O,F方解石CacO3P50004.000F3.0002000F10000Fig.1X-ray diffraction analysis
16、 results of pyrochlore3025201510F5F10320103040图2 方解石的XRD谱图Fig.2X-ray diffraction analysis results of calcite试验所用药剂及设备见表2、3。2024年第3 期纯度/%90.0100.0PP204020/()图1烧绿石的XRD谱图CCCC50616070809010020/()P6080C1002024年第3 期试剂名称苯甲酸油酸氢氧化钠硫酸硝酸铅设备名称浮选机pH计Zeta电位分析仪电子天平傅里叶红外光谱仪Zeta电位&粒度分析仪1.2浮选试验浮选试验在容积为2 0 mL的XFG型挂槽式浮
17、选机中进行。称取2.0 g放人浮选槽中,添加适量蒸馏水,调浆 1 min用NaOH或H,SO4调节 pH值2min,再添加金属离子,搅拌3 min;加人捕收剂搅拌5min;浮选4min。对槽内矿物和泡沫产品进行过滤、烘干称重,计算回收率。1.3矿物表面电位(Zeta电位)测定试验采用Delsa-440SX型Zeta电位分析仪测定矿物表面动电位,具体步骤为:将纯矿物样品磨细至一2 m,每次称取矿样2 0 mg置于40 mL烧杯中,加一次蒸馏水于超声波中分散1min,然后搅拌5min,按照与单矿物浮选试验相同的调浆条件添加药剂,用磁力搅拌器搅拌10 min后,静置5min,用注射器抽取上层悬浮液注
18、人测试电泳管,最后在ZetaplusZeta分析仪上进行矿物表面-电位测量。测量仪器使用频率为50 0 Hz,持续时间为7 0 s,测量温度控制在2 5.0 士0.5,每个样品测量三次,取平均值。1.4红外光谱测试红外光谱测试样品的制备方法:将矿样磨至一2 m,每次称取1g矿样放于烧杯中,在超声波中加适量蒸馏水,分散1min后,转人浮选槽并补水至20mL,用NaOH或HzSO4调节矿浆pH值,加人合适浓度的药剂溶液充分搅拌,经离心机离心后吸出上层清液,再用相同pH值的溶液洗涤矿物3 次,固液分离后低温烘干,送红外检测。杨记平等:苯甲羟酸体系烧绿石与方解石分离及机理研究表2 试验所用药剂Tabl
19、e 2Reagents used in the tests化学式C,H,NO2CinH34 COOHNaOHH2SO4Pb(NO:)2表3 试验所用仪器和设备Table 3Instruments and equipment used in the tests设备型号XFGI型挂槽式浮选机Aqua-pHDelsa 440SXJ1000Nexus670ZetaPlus2结果与讨论2.1单矿物浮选试验2.1.1捕收剂种类试验根据有关资料和研究成果,试验选取苯甲羟酸和油酸作为捕收剂,以NaOH和H,SO4作为矿浆pH调整剂,探索不同pH条件下两种捕收剂对烧绿石和方解石浮选行为的影响,试验结果见图3。由
20、图3 可知,油酸的捕收性能较强,但其选择性较差。当油酸用量为40 mg/L时,在强酸性条件下,烧绿石的回收率较低;当pH=610 时,烧绿石的回收率为8 0%以上,且随着pH值的增加,当pH10时,10080F%/率回60F4020F02图3不同pH条件下两种捕收剂对烧绿石和方解石浮选行为的影响Fig.3 Effect of two collectors on flotation behaviorof pyrochlore and calcite at different pH63规格生产厂家工业品广州有色金属研究院工业品广州德旭新材料有限公司分析纯上海化学试剂总厂分析纯广东省东红试剂厂分析纯
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