铝土矿中硅酸盐矿物浮选回收试验研究.pdf
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1、书书书 年第 期轻金属 作者简介:苏欢欢(),女,工程师,硕士,矿业工程专业,主要从事药剂开发和资源综合利用技术研究。:收稿日期:轻金属矿山铝土矿中硅酸盐矿物浮选回收试验研究苏欢欢,康泽双,闫 琨,马俊伟,张建强,(中铝郑州有色金属研究院有限公司,河南 郑州 ;国家铝冶炼工程技术研究中心,河南 郑州 )摘要:通过高岭石、伊利石型铝土矿与纯矿物浮选试验,研究分析了新型捕收剂 与现有反浮选脱硅捕收剂对铝硅酸盐矿物的浮选行为及其作用机理。结果表明,药剂 是一种捕收能力较好的铝土矿反浮选脱硅捕收剂,通过铝土矿闭路浮选脱硅试验,可获得铝硅比为 的精矿,较原矿提高了 ,尾矿中 回收率较现有反浮选脱硅药剂
2、的高出 ;纯矿物浮选试验中,药剂用量为 时,药剂 浮选伊利石的回收率为 ,药剂 浮选伊利石回收率为 ,较药剂 的提高 。红外光谱分析表明,胺类阳离子捕收剂与高岭石、伊利石主要发生物理静电吸附作用。关键词:反浮选脱硅;硅酸盐矿物;胺类阳离子捕收剂中图分类号:;文献标识码:文章编号:():,(,;,):,;,:;现今,铝土矿反浮选脱硅捕收剂的研究主要集中于胺类阳离子药剂对铝硅酸盐矿物的浮选研究 。铝土矿除含一水硬铝石矿物外,还含有铝硅酸盐矿物、铁矿物、钛矿物等脉石矿物 ,我国一水硬铝石型铝土矿中主要含硅矿物有高岭石、伊利石等,高岭石和伊利石的天然可浮性差,所以在反浮选脱硅体系中强化对高岭石和伊利石
3、的捕收,就成为了铝土矿反浮选脱硅技术关键之一 。我国铝士矿中主要含硅矿物的表面断裂键特性、晶体结构的不完全相同,对矿物表面的电性、润湿性和可浮性也有较大的影响,利用伊利石、高岭石、一水硬铝石等矿物之间表面性质、晶体结构的差异,并利用浮选药剂改变浮选环境从而进一步扩大各矿物之间表面润湿性与可浮性的差异,以实现这些矿物间的选择性浮选分离。文中以胺类阳离子为捕收剂,研究了其对硅酸盐矿物浮选行为的影响及其作用机理。目前常用胺类阳离子捕收剂为季铵盐捕收剂 (十二烷基三甲基氯化铵),其在小型工业试验及扩大试验中都取得良好的指标,但精矿泡沫量过大且回收率偏低,尾矿难处理。在此,文中研究了新型捕收剂 和其他胺
4、类捕收剂的浮选性能,并对浮选机理进行探讨。矿物性质试验中采用的实际矿物为山西铝土矿,用到的纯矿物为高岭石、伊利石,来自河南郏县,试验中采用的铝土矿样的化学成分分析结果示于表 中,矿 苏欢欢 等:铝土矿中硅酸盐矿物浮选回收试验研究 年第 期物的物相组成如表 所示,高岭石与伊利石物相分析结果如图 所示,可知,样品纯度较高,基本上达到了纯矿物研究的要求。从表 可知,铝土矿的 含量为 ,铝硅比为 。由表 可以看出,铝土矿的主要有用矿物是一水硬铝石,主要脉石矿物是高岭石和伊利石这两种铝硅酸盐矿物。表 铝土矿矿物的化学成分分析结果 灼减 表 铝土矿物相组成分析结果一水硬铝石白云石高岭石伊利石绿泥石叶腊石菱
5、铁矿赤铁矿黄铁矿方解石锐钛矿金红石磷铝锶矿 -?1600014000120001000080006000400020000?010203040506070802/()102030405060702/()100020003000400050006000?图 伊利石与高岭石 图 试验内容与结果 纯矿物浮选试验以伊利石与高岭石为试验原料,利用合成的新型捕收剂 与现有捕收剂进行纯矿物浮选试验,对新型捕收剂的浮选性能进行研究,并与现有药剂进行对比,目的是为了考察合成的新型药剂用于矿物浮选领域的可行性。试验结果如图 、所示。?1231Cy310080604020?/%0 0.0 1.0 2.0 3.0 4
6、.?(?10?/)-2mol L图 伊利石浮选回收率与捕收剂浓度关系?1231CY3100806040?/%0 05.0 10.0 15.0 20.0 25.?(?10?/)-2mol L图 高岭石浮选回收率与捕收剂浓度关系从图 、可以看出,是一种对伊利石与高岭石浮选捕收能力较强的捕收剂。浮选后,高岭石回收率从 提升至 ,伊利石回收率从 提升至 ;浮选后,高岭石回收率从 提升至 ,伊利石回收率从 提升至 ;药剂用量为 时,浮选伊利石的回收率为 ,浮选伊利石回收率为 ,较 的提高 。年第 期轻金属 铝土矿浮选试验 矿样筛分结果讨论针对高岭石、伊利石型铝土矿,分别对铝土矿原矿样、磨矿后的矿样进行筛
7、分,筛分出不同粒级的矿样,并进行分析检测,研究铝土矿中铝、硅的分布特点。结果分别如图 、所示。22212019181716151413100+-600100200200400400600?/?SiO2/%80706050403020100Al O23/%?/%Al O23/%SiO2/%图 原矿样筛分结果?/%Al O23/%SiO2/%706050403020100Al O23/%?/?100200200400400600-600111213141516171819SiO2/%图 矿样磨细后的筛分结果一水硬铝石的硬度为 ,高岭石硬度较低,为 ,伊利石硬度为 ,一水硬铝石与铝硅酸盐矿物硬度差异
8、大,可以通过破碎磨矿进行矿物解离 。根据图 、可知,原矿样中粗粒级的铝硅比较高,铝主要分布于粗粒级中,而硅主要分布于细粒级中。磨矿后,目以下的各粒级矿样的铝硅比都有不同程度的增加,但细粒级的铝硅比增加较少,因为铝硅酸盐矿物硬度较低,易磨,易聚集到细粒级。矿物的磨矿碎解,先从含硅脉石矿物开始,并沿一水硬铝石和含硅脉石矿物的交界处或含硅脉石矿物一侧碎解,这样在磨矿过程中含硅脉石矿物和一水硬铝石的粒度差别就很大,一水硬铝石更趋向于在较粗粒级中,而含硅脉石矿物主要分布于细粒级中,这就实现了含硅脉石矿物和一水硬铝石的选择性磨矿碎解 。捕收剂对比试验反浮选脱硅药剂一般用胺类阳离子捕收剂,其中包含多胺类、直
9、链烷基胺类和季铵盐等 ,试验利用实验室合成的新型药剂 与现有常用捕收剂进行反浮选脱硅试验,选择 铝土矿矿样进行磨矿,在磨矿细度 为 ,矿浆 值为 时,控制矿浆温度在 ,进行大量条件试验,试验流程图见图 ,筛选出浮选指标优良的捕收剂,将中矿 、中矿 和尾矿合并为最终的尾矿,各药剂浮选结果见表 所示。由于每次分析的尾矿与精矿样品不同,同时存在分析误差,所以合计后的铝硅比和原矿会有差异。pH?2?1?图 铝土矿浮选脱硅试验流程其中十二烷基三甲基氯化铵简称 ,(二甲氨基)丙基 月桂酰胺简称月桂酰胺,十二烷基二甲基苄基氯化铵简称 ,十六烷基三甲基氯化铵简称 ,其他药剂有碳酸钠,六偏磷酸钠,淀粉,盐酸等。
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