新型捕收劑常溫反浮選鐵礦石的試驗

羅惠華，阮耀陽，黃 俊

(1.武漢工程大學環境與城市建設學院,湖北 武漢 430074；2.武漢祥輝選礦技術有限公司,湖北 武漢 430070)

1 礦石性質

司家營鐵礦屬于鞍山式鐵礦，以赤鐵礦為主，其次為磁鐵礦、假象赤鐵礦；脈石礦物主要為石英，含有微量黃鐵礦、黃銅礦、綠泥石等礦物.礦石化學多元素分析及鐵物相分析結果見表1、表2.

表1 礦石化學多元素分析Table 1 Multi-elements analysis of ore

表2 鐵礦物物相分析Table 2 Phase analysis of iron ore

常溫反浮選小型試驗的試樣取現場浮選車間的給礦，TFe的含量為40%左右，雜質主要以石英為主，含量達30%以上，是此次主要分離對象.

2 試驗方法

2.1 試驗設備及藥劑

試驗設備：XFD型單槽式浮選機；藥劑：NaOH、CaO、淀粉、常溫捕收劑(武漢工程大學與武漢祥輝選礦技術有限公司研制).

2.2 試驗過程

選用0.5 L單槽浮選機，各浮選產品分別烘干、稱重、制樣、分析化驗各樣品TFe含量，計算產率及回收率.

3 試驗結果與分析

目前，國內鐵礦陰離子捕收劑反浮選采用的是脂肪酸(皂)，由于此類捕收劑在水中溶解分散不好，不耐硬水，以致需要加溫浮選，浮選溫度一般為(35±5) ℃.常常消耗大量的燃煤，且產生大量的CO2氣體，影響環境，同時增加了選礦成本.為了降低浮選的溫度，需要對脂肪酸類捕收劑加以改進，以提高浮選性能.

3.1 反浮選粗選藥劑用量的確定

采用單一因素試驗法進行浮選藥劑條件試驗，研究常溫下(浮選溫度為25 ℃)反浮選粗選NaOH、淀粉、CaO用量對浮選指標的影響，試驗的流程如圖1.通常影響選別效果的主要因素是礦漿溶液酸堿度、抑制劑、活化劑以及捕收劑的用量.確定的最佳藥劑制度和工藝條件為：NaOH 1 500 g/t，CaO 650 g/t、淀粉 550 g/t.

圖1 浮選試驗流程圖Fig.1 Flowsheet of flotation process

3.2 粗選和精選捕收劑用量對浮選的影響

通過對脂肪酸捕收劑在羧酸α位引入其他負電性基團，并復配一定量的表面活性劑，獲得了常

溫浮選捕收劑，從而達到降低浮選溫度的效果.為了研究此捕收劑的性能效果，對司家營強磁精礦進行常溫浮選試驗，在條件試驗所確定的最佳藥劑用量下，進行粗選捕收劑用量試驗，浮選溫度為25 ℃，試驗流程見圖2，試驗結果見表3.

圖2 粗選捕收劑用量試驗流程圖Fig.2 Test flowsheet of roughing collector consumption

捕收劑用量/(kg/t)產品名稱產率γ/%品位β/%回收率ε/%0.4精礦60.4955.7885.07尾礦39.5114.9914.93給礦100.0039.66100.000.45精礦56.5358.0982.79尾礦43.4715.7017.21給礦100.0039.67100.000.5精礦53.8759.5780.99尾礦46.1316.3319.01給礦100.0039.62100.00

此次試驗結果可知：隨著捕收劑用量的增加，精礦品位相應提高，回收率呈下降趨勢.當捕收劑用量為0.45 kg/t時，精礦品位比用量為0.4 kg/t提高了4.14%，比用量為0.5 kg/t時精礦品位僅降低了1.48%，而回收率比用量為0.4 kg/t降低了2.28%，比用量為0.5 kg/t時回收率提高了1.80%.因此粗選捕收劑的用量0.45 kg/t為最佳.由于采用一次粗選，精礦的品位接近60%，說明粗選只能脫出部分硅酸鹽礦物，還需剔除粗精礦的雜質進一步提高品位.在上述粗選條件的基礎上，精選時，添加了200 g/t的CaO,研究了捕收劑用量對浮選的影響，試驗的流程見圖3，試驗結果見表4.

圖3 精選捕收劑用量試驗流程圖Fig.3 Test flowsheet of cleaning collector consumption

精選捕收劑用量/(kg/t)產品名稱產率γ/%品位β/%回收率ε/%0.4精礦43.1365.8871.83中礦10.3134.649.03尾礦46.5616.2619.14原礦100.0039.55100.000.45精礦41.9866.5670.64中礦13.8234.3912.02尾礦44.2015.5217.34原礦100.0039.55100.000.5精礦42.6566.1871.24中礦11.2234.429.75尾礦46.1316.3319.01原礦100.0039.62100.00

由試驗結果可知,隨著精選捕收劑用量的變化，精礦品位先增加后減小，精礦產率先降低后上升.可能的原因是捕收劑用量為0.5 kg/t時，在脈石礦物表面形成多層吸附，使得部分硅酸鹽礦物親水，上浮量變小.因此精選捕收劑用量在0.45 kg/t時，精礦品位可達66.56%，回收率為70.64%.

3.3 閉路流程試驗

根據以上確定的藥劑制度(粗選NaOH為1.5 kg/t，淀粉為650 g/t，CaO為550 g/t，捕收劑為450 g/t；精選CaO為200 g/t，捕收劑為450 g/t)，在25 ℃常溫下進行一粗一精一掃閉路流程試驗，閉路工藝流程及數質量流程圖如圖4、圖5.

圖4 閉路浮選試驗流程Fig.4 Closed circuit flotation flowsheet

圖5 浮選數質量流程圖Fig.5 Quality and quantity flotation flowsheet

在浮選溫度為25 ℃時，給礦品位39.81%，經一粗一精一掃閉路循環后獲得精礦品位65.79%，回收率83.01%，尾礦品位13.58%的選礦指標.

4 結 語

a. 司家營礦業公司浮選車間的磁選精礦，采用反浮選，粗選NaOH、淀粉、CaO、捕收劑用量分別為1 500 g/t、650 g/t、550 g/t、450 g/t，精選CaO、捕收劑用量分別為200 g/t、450 g/t，浮選溫度25 ℃下，經過一粗一精一掃浮選閉路流程試驗，獲得精礦品位65.79%，尾礦品位13.58%，回收率為83.01%的選礦指標.

b. 在25 ℃下進行的浮選試驗可以看出，通過對脂肪酸捕收劑在羧酸α位引入其他負電性基團，并復配一定量的表面活性劑，獲得的低溫浮選捕收劑，水溶性較好，藥劑選擇性也較好，捕收能力較強.

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