![点击分享此内容可以赚币 分享](/master/images/share_but.png)
抑制剂PBTCA对菱镁矿与白云石浮选分离的影响.pdf
《抑制剂PBTCA对菱镁矿与白云石浮选分离的影响.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《抑制剂PBTCA对菱镁矿与白云石浮选分离的影响.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、Series No.566August 2023 金 属 矿 山METAL MINE 总 第566 期2023 年第 8 期收稿日期 2023-06-18基金项目 国家自然科学基金项目(编号:52104263);湖北省技术创新计划重点研发专项(编号:2023BCB079);武汉工程大学科学基金研究项目(编号:K2021099);武汉工程大学研究生创新基金项目(编号:CX2022587,CX2022592)。作者简介 朱奥妮(2000)女,硕士研究生。通信作者 唐 远(1990),男,副教授,博士,硕士研究生导师。抑制剂 PBTCA 对菱镁矿与白云石浮选分离的影响朱奥妮 唐 远 李倩倩 徐长明
2、李智力 何东升(武汉工程大学资源与安全工程学院,湖北 武汉 430073)摘 要 菱镁矿与其主要伴生矿物白云石具有相似的晶体结构和表面性质,导致二者在常规浮选体系中难于有效分离。采用新型螯合抑制剂 2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)对菱镁矿和白云石进行单矿物和人工混合矿浮选研究,并通过动电位、接触角、红外光谱等检测手段对其选择性作用机理进行分析讨论。结果表明,油酸钠捕收剂体系 PBTCA 对白云石浮选具有较强的抑制作用,而对菱镁矿浮选的影响较小。在油酸钠用量 80 mg/L、PBTCA 用量40 mg/L、矿浆 pH=9.3 时,得到的混合矿浮选精矿 MgO 品位为 46.95%
3、、MgO 回收率为 82.21%,菱镁矿与白云石可实现有效分离。检测分析结果表明,PBTCA 通过化学作用与油酸钠在白云石表面发生竞争吸附,显著降低了白云石表面的疏水性,对白云石表现出较强的抑制作用,从而实现菱镁矿与白云石的浮选分离。关键词 螯合抑制剂 浮选分离 菱镁矿 白云石 选择性 中图分类号TD923 文献标志码A 文章编号1001-1250(2023)-08-131-06DOI 10.19614/ki.jsks.202308016Effect of the Depressant PBTCA on Flotation Separation of Magnesite and Dolomit
4、eZHU Aoni TANG Yuan LI Qianqian XU Changming LI Zhili HE Dongsheng(School of Resources and Safety Engineering,Wuhan Institute of Technology,Wuhan 430073,China)AbstractMagnesite has similar crystal structure and surface properties with its main accompanying mineral dolomite,making it difficult to sep
5、arate them effectively in conventional flotation systems.In this study,the single mineral flotation and artificial mixed mineral flotation of magnesite and dolomite using a new chelating inhibitor,2-phosphonyl-1,2,4-tricarboxylic butane(PBTCA)were studied.The selective mechanism was analyzed through
6、 detection methods such as Zeta potential meas-urement,contact angle tests,and FTIR analysis.The results suggest that PBTCA has strong inhibition of dolomite flotation in sodium oleate(NaOl)collector system,while it has less effect on magnesite flotation.The grade and recovery of magnesium ox-ide ob
7、tained from artificial mixed mineral flotation concentrate was 46.95%and 82.21%respectively as the dosage of NaOl and PBTCA was 80 mg/L and 40 mg/L respectively and pH value of pulp was 9.3,which shows that the magnesite and dolo-mite were effectively separated.Results of detection analysis indicate
8、 that the chemical reaction contributes to the competitive adsorption between PBTCA and NaOl on the surface of dolomite,which significantly decreasing the surface hydrophobicity of dolomite and leading to favorable inhibitive effect on dolomite so that the flotation separation of magnesite and dolom
9、ite could be achieved.Keywords chelating depressant,flotation separation,magnesite,dolomite,selectivity 我国菱镁矿资源储量丰富,居世界前列,一直是全球最大的镁质耐火材料生产国和出口国1。近年来,随着我国高纯氧化镁需求的日益增大,高品位菱镁矿资源量急剧下降,中低品位菱镁矿矿石的高效利用研究越来越受到关注。我国大部分菱镁矿矿床中菱镁矿与白云石、石英或方解石等矿物共伴生紧密,菱镁矿与伴生脉石矿物的有效分离是目前亟待解决的难题。浮选法作为最常用的物理分离方法之一,在菱镁矿矿石的脱杂提纯方面发挥着重要
10、作用2-3。因与碳酸盐矿物间存在显著的理化性质差异,使得石英等硅质脉石矿物较易与菱镁矿实现选择性浮选分离3-6。而白云石或方解石等碳酸盐型脉石矿物与目的矿物菱镁矿具有相似的晶体结构和表面性质,在传统胺类和脂肪酸类捕收剂体系中具有相近的浮131选行为,使得菱镁矿与白云石或方解石两者难以有效分离7-10。研究指出11-13,菱镁矿与白云石难以浮选分离的微观原因是白云石表面溶解的 Ca 原子会在菱镁矿表面沉淀,使菱镁矿表面白云石化,而高选择性抑制剂的使用将有望成为扩大菱镁矿与白云石表面性质差异,提高二者浮选分离效率的重要手段。国内外学者分析了无机抑制剂、有机抑制剂以及微生物抑制剂等对菱镁矿和白云石浮
11、选的影响,也提出了各类抑制剂对二者浮选分离的影响机理14-16。其中,整合抑制剂对浮选过程中矿物表面的不同金属离子常表现出很强的选择性,因此,螯合抑制剂具有比其他类型抑制剂更好的作用效果17-18。基于菱镁矿与白云石表面 Ca 和 Mg 活性位点与抑制剂形成配合物的稳定性差异,螯合抑制剂在浮选分离中的应用研究越来越受到关注19-21。本文针对菱镁矿与白云石晶体结构和表面性质导致二者难以有效浮选分离的难题,探究了螯合抑制剂 PBTCA 用于菱镁矿与白云石的分离效果,同时阐明该抑制剂与两种矿物的相互作用机理。1 试验原料及试验方法1.1 试验原料与试剂试验用菱镁矿和白云石两种天然矿物分别采自我国内
12、蒙古和山东地区,人工挑选高品位块矿后破碎、筛分至粒度小于 2.0 mm,再经陶瓷球磨机磨矿筛分后得到 0.0380.075 mm 粒级样品用于单矿物和人工混合矿浮选试验,粒度小于 5 m 的试样作为分析检测用样。菱镁矿和白云石单矿物化学成分分析结果和 X 射线衍射分析结果分别见表 1 和图 1。菱镁矿试样中 MgO 含量达 47.24%,CaO、SiO2、Fe2O3等其他杂质元素含量较低。白云石试样中 MgO 和CaO 含量分别为 21.39%和 30.27%,SiO2、Fe2O3等其他杂质元素含量较低。XRD 结果进一步验证了菱镁矿和白云石试样均未发现其他成分的特征峰,进一步验证了菱镁矿和白
13、云石单矿物具有较高的纯度(均大于 95%),满足后续试验要求。表 1 菱镁矿和白云石的化学成分分析结果Table 1 Chemical analysis results of magnesite and dolomite%矿物各成分含量MgOCaOSiO2Fe2O3Al2O3菱镁矿47.240.280.160.070.02白云石21.3930.270.130.060.04 试验所用盐酸、碳酸钠、油酸钠等药剂均购自国药集团化学试剂有限公司,为分析纯试剂。试验所用抑制剂2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA,化学图 1 菱镁矿和白云石单矿物 XRD 分析结果Fig.1 XRD analys
14、is results of magnesite and dolomite纯,浓度 50%)购自山东优索化工科技有限公司。以上药剂均配制成一定质量分数的溶液使用,所有试验用水均为去离子水,电阻率为 18.3 M cm。1.2 试验方法1.2.1 浮选试验单矿物浮选试验均在自制微型浮选管中进行,每次试验时称取 2.0 g 待浮试样连同 60 mL 去离子水一起给入浮选管内,矿浆温度控制在 250.5,管内矿浆搅拌采用磁力搅拌器进行,且转子转速设定为900 r/min,搅拌2 min 后,调整矿浆 pH 值至合适浮选区间,待 pH 值稳定后加入抑制剂搅拌 2 min,最后加入油酸钠作捕收剂,继续搅拌
15、 3 min 后向管中通入空气后开始刮泡,空气流速设定为 305 mL/min。浮选刮泡持续时间为 3 min,将得到的泡沫产品和槽内产品分别过滤,并置于 60 真空干燥箱中烘干、称重,计算回收率。将菱镁矿与白云石按照质量比 4 1 混合成二元混合矿(理论 MgO 品位 42.44%、CaO 品位6.09%),并开展二元混合矿浮选分离试验,采用与单矿物浮选试验相同的工艺流程,对浮选产品进行化验分析即可进行相关计算。浮选试验流程如图 2 所示。1.2.2 动电位检测矿物颗粒的 Zeta 电位在 Zetasizer Nano ZS90 动电位分析仪(英国马尔文仪器有限公司)上进行,每次测试时称取2
16、0 mg 粒度小于5 m 的矿物颗粒并分散于50 mL 浓度为1.010-3 mol/L 的 KCl 溶液中,经磁力搅拌器充分搅拌后,使用 HCl 和 Na2CO3调节矿浆 pH 值,再加入其他药剂搅拌、静置,取上清液测量矿物表面电位。231总第 566 期 金 属 矿 山 2023 年第 8 期图 2 单矿物浮选试验流程Fig.2 Flotation flow sheet of magnesite and dolomite1.2.3 接触角测量挑选高品质块矿,经切割、打磨等处理制备平整光滑的菱镁矿和白云石块状样品,大小约为(2.0 cm1.5 cm1.0 cm),借助 JC2000D3W 型
17、接触角测定仪(POWEREACH,上海中晨),采用悬滴法测量不同条件下各矿物表面静态接触角。1.2.4 红外光谱分析矿物颗粒的红外光谱检测在 Nicolet 380 型红外光谱分析仪(美国赛默飞世尔科技公司)上进行,每次检测将 1 mg 待测样品与 100 mg 基底 KBr 粉末混合均匀后压制成片用于检测。红外光谱扫描时的波数范围设置为 400 4 000 cm-1,扫描分辨率设置为4 cm-1。2 单矿物浮选试验2.1 油酸钠用量对单矿物可浮性的影响在矿浆自然 pH 值条件下,考察油酸钠用量对菱镁矿和白云石两种单矿物可浮性的影响,结果如图 3所示。图 3 油酸钠用量对菱镁矿和白云石可浮性的
18、影响Fig.3 Effect of sodium oleate dosage on the floatability of magnesite and dolomite 由图 3 可知,在各矿浆自然 pH 条件下(菱镁矿7.8,白云石 9.8),菱镁矿和白云石的浮选回收率均随着油酸钠浓度的增加而不断增加,且二者回收率差较小,由此可见,不添加抑制剂情况下在油酸钠浮选体系中难以有效分离菱镁矿和白云石。2.2 矿浆 pH 值对单矿物可浮性的影响在油酸钠用量 80 mg/L 时,考察添加(用量为 20 mg/L)/未添加抑制剂 PBTCA 时矿浆 pH 值对单矿物可浮性的影响,结果如图 4 所示。图
19、4 矿浆 pH 值对菱镁矿和白云石可浮性的影响Fig.4 Effect of pulp pH on the floatability of magnesite and dolomite 由图 4 可知,无抑制剂存在时,在所研究 pH 值范围内,矿浆 pH 值对菱镁矿和白云石浮选回收率影响不大,两种矿物浮选回收率均在 80%以上,即仅通过矿浆 pH 值的改变难以扩大二者可浮性差异。以PBTCA 为抑制剂时,在所研究的 pH 值范围内,菱镁矿的浮选回收率变化不大,即抑制剂对菱镁矿的可浮性基本无影响,相对而言,在矿浆 pH 值 9.3 时,白云石回收率快速下降至 10%以下,此时菱镁矿与白云石间的浮
20、选回收率差达到最大。综上所述,当矿浆pH=9.3 时,抑制剂 PBTCA 对白云石有较强的选择性抑制作用,但对菱镁矿基本无抑制作用,使二者浮选分离成为可能。2.3 PBTCA 用量对单矿物可浮性的影响在油酸钠用量 80 mg/L,矿浆 pH 值为 9.3 时,考察抑制剂 PBTCA 用量对各单矿物可浮性的影响,结果如图 5 所示。图 5 PBTCA 用量对菱镁矿和白云石可浮性的影响Fig.5 Effect of PBTCA dosage on the floatability of magnesite and dolomite 由图 5 可知,在抑制剂存在时,随着 PBTCA 用量由 1.0
21、mg/L 增加至 30 mg/L,菱镁矿浮选回收率变化幅度较小,基本保持在 80%以上。而白云石体系在引入少量 PBTCA 时即被显著抑制,随着 PBTCA 用量增加略有波动但变化不大。在 PBTCA 用量为 20 mg/L 时,白云石回收率降至 10%以下,此时菱镁矿回收率为 90%左右。综上所述,选取 PBTCA 用量为20 mg/L。331 朱奥妮等:抑制剂 PBTCA 对菱镁矿与白云石浮选分离的影响 2023 年第 8 期3 人工混合矿浮选试验为进一步验证抑制剂对菱镁矿-白云石二元混合矿浮选分离的影响,在油酸钠用量 80 mg/L,矿浆pH 值为 9.3 时,考察了 PBTCA 用量对
22、混合矿浮选精矿指标的影响,结果如图 6 所示。图 6 抑制剂 PBTCA 用量对人工混合矿浮选指标的影响Fig.6 Effect of inhibitor PBTCA dosage on flotation index of artificial mixed ore 由图 6 可知,无抑制剂存在时,直接浮选精矿MgO 和 CaO 品位分别为 41.42%和 5.15%,MgO 和CaO 回收率分别为 90.95%和 78.81%,菱镁矿和白云石难以有效分离。随着 PBTCA 用量的逐渐增加,浮选精矿 MgO 品位有所增加,MgO 和 CaO 回收率均逐渐降低。综合考虑,确定抑制剂 PBTCA
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 抑制剂 PBTCA 菱镁矿 白云石 浮选 分离 影响
![提示](https://www.zixin.com.cn/images/bang_tan.gif)
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。