一種組合抑制劑在光鹵石正浮選中的使用效果

劉海剛

(青海省化工設(shè)計研究院有限公司，青海 西寧 810008)

一種組合抑制劑在光鹵石正浮選中的使用效果

劉海剛

(青海省化工設(shè)計研究院有限公司，青海 西寧 810008)

青海格爾木鹽湖地區(qū)在采用冷分解—正浮選工藝從高鈣低鉀光鹵石地表礦生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品的過程中，以單一羧甲基纖維素鈉(CMC)作為浮選工序的抑制劑，存在水不溶物得不到充分抑制，產(chǎn)品質(zhì)量差，KCl回收率也低的問題。為此，將1種陽離子聚胺類藥劑W與CMC組成組合抑制劑，比較了其與單一CMC在格爾木鹽湖地區(qū)高鈣低鉀光鹵石地表礦冷分解產(chǎn)物浮選過程中的使用效果。試驗結(jié)果顯示：采用單一CMC時，1粗1掃所得浮選粗精礦的平均KCl含量為53.41%、平均水不溶物含量為4.98%、平均KCl回收率為93.50%，水不溶物的平均抑制率為73.46%；而采用CMC+W組合抑制劑時，所得浮選粗精礦的平均KCl含量為57.86%、平均水不溶物含量為2.84%、平均KCl回收率為95.53%，水不溶物的平均抑制率為85.82%。兩者相比，后者的水不溶物抑制率提高了12.36個百分點，同時所獲浮選粗精礦的KCl含量和回收率分別提高了4.45和2.03個百分點，從而證明了后者不僅具有更強的抑制能力，而且具有更好的選擇性。

光鹵石 正浮選 CMC+W組合抑制劑 水不溶物抑制率

國內(nèi)的氯化鉀生產(chǎn)企業(yè)大都集中在青海格爾木鹽湖地區(qū)，該地區(qū)利用鹽湖資源生產(chǎn)氯化鉀的生產(chǎn)能力已達(dá)到800萬t/a，生產(chǎn)工藝有反浮選—冷結(jié)晶法、兌鹵法、熱熔結(jié)晶法和冷分解—正浮選法等[1]。其中冷分解—正浮選法形成最早，由于工藝成熟，自上世紀(jì)60年代起沿用至今，產(chǎn)能占到了格爾木鹽湖地區(qū)氯化鉀總產(chǎn)能的40%左右[2-3]。該方法的基本原理是先將光鹵石礦加水分解，然后浮選出氯化鉀精礦，經(jīng)洗滌、干燥后得到最終氯化鉀產(chǎn)品。

目前,格爾木鹽湖地區(qū)冷分解—正浮選工藝所用部分原料光鹵石地表礦具有低鉀(KCl 含量8%～11%)、高鈣(CaSO4含量2%～4%)和含有部分原生礦泥(1%左右)的特點，導(dǎo)致最終產(chǎn)品存在水不溶物(硫酸鈣和礦泥)富集(富集率9%～11%)、KCl含量和回收率低(分別為80%～85%和60%～65%)以及難過濾等問題[4]。本研究在原有浮選藥劑制度的基礎(chǔ)上，采用1種陽離子聚胺類藥劑W與羧甲基纖維素鈉(CMC)組成組合抑制劑，考察其抑制水不溶物，提高浮選精礦KCl含量及KCl回收率[5]的效果。

1 試樣、抑制劑及浮選介質(zhì)

1.1 試 樣

光鹵石地表礦原礦取自格爾木東湖區(qū)旱采鹽田，其基本化學(xué)組成見表1。

表1 光鹵石原礦基本化學(xué)組成

Table 1 Basic chemical composition of carnallite ore %

每次稱取1.5 kg光鹵石原礦于2 000 mL燒杯內(nèi)，加入與原礦質(zhì)量比為35%的水，在室溫(15 ℃)、攪拌速度為300 r/min條件下攪拌分解30 min[6]，分解后礦漿經(jīng)砂芯漏斗和真空泵抽濾、烘箱干燥，得到單批次光鹵石分解樣。

將多次分解得到的所有單批次光鹵石分解樣混勻，用孔徑為5 mm的篩子隔粗后縮分成每袋500 g，轉(zhuǎn)入干燥器內(nèi)作為浮選試驗用光鹵石分解樣備用。浮選試驗用光鹵石分解樣的產(chǎn)率為45.20%，其基本化學(xué)組成見表2。

表2 光鹵石分解樣基本化學(xué)組成

Table 2 Basic chemical composition of carnallite decomposed samples %

1.2 抑制劑

(1)CMC：取代度為0.85～0.90，工業(yè)級，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的溶液使用。

(2)W：是一種分子量小于5 000的陽離子聚胺類物質(zhì)，工業(yè)級。

(3)CMC+W組合抑制劑：將W也配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的溶液后，根據(jù)藥劑的經(jīng)濟(jì)性及對水不溶物的抑制性能，參考相關(guān)文獻(xiàn)[7]，按混合溶液中CMC與W的質(zhì)量比為4∶1將兩種溶液混合，即得到CMC+W組合抑制劑。將該組合抑制劑在室溫下自然放置并適時震蕩，40 d后無分層現(xiàn)象，也無顏色變化。

1.3 浮選介質(zhì)

浮選介質(zhì)由分解母液(光鹵石原礦分解后抽濾所得濾液)和高鎂調(diào)漿母液(現(xiàn)場冷分解工序的循環(huán)母液)混合而成，參照現(xiàn)場生產(chǎn)情況，混合時取兩種母液的體積比為1∶1。

兩種母液的基本化學(xué)組成見表3。

表3 兩種母液的基本化學(xué)組成Table 3 Basic chemical composition of the two mother liquors

2 試驗方法

2.1 浮選試驗

現(xiàn)場采用的是以單一CMC為抑制劑、十八胺為捕收劑、2號油為起泡劑的1粗1掃2精浮選流程，本試驗省去精選過程，并采用與現(xiàn)場相同的粗、掃選捕收劑和起泡劑用量，僅通過比較單一CMC和CMC+W組合抑制劑作用下粗精礦指標(biāo)的變化來考察CMC+W組合抑制劑的抑制能力和選擇性[8-10]。試驗流程見圖1，所用浮選機(jī)為XFD3-63型單槽浮選機(jī)，浮選槽容積為1.5 L，試驗中藥劑用量均對原礦計。

圖1 試驗流程Fig.1 Experiment process

2.2 浮選產(chǎn)品檢測

依據(jù)《GB 6549—2011 氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)》檢測浮選產(chǎn)品中KCl和水不溶物的含量[11]，并根據(jù)檢測結(jié)果和產(chǎn)率得出KCl的回收率和水不溶物的抑制率，其中水不溶物的抑制率即水不溶物在尾礦中的回收率。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 采用單一CMC時的浮選效果

以120 g/t(現(xiàn)場用量)CMC為抑制劑進(jìn)行5組平行浮選試驗，所得粗精礦的平均KCl含量為53.41%、平均水不溶物含量為4.98%、平均KCl回收率為93.50%，水不溶物的平均抑制率為73.46%(見表4)。

表4 以單一CMC為抑制劑時的平行浮選試驗結(jié)果Table 4 Parallel flotation results using single CMC as inhibitor

3.2 采用組合抑制劑時的浮選效果

首先對CMC+W組合抑制劑進(jìn)行了用量試驗，結(jié)果如表5所示。

表5 CMC+W組合抑制劑用量試驗結(jié)果Table 5 Test results on dosage of combined inhibitor CMC+W

由表5可以看出，當(dāng)CMC+W組合抑制劑用量為150 g/t時，對水不溶物的抑制效果最好，所獲粗精礦的KCl含量和回收率最高，因此選擇CMC+W組合抑制劑用量為150 g/t。

進(jìn)一步以150 g/t CMC+W為抑制劑進(jìn)行5組平行浮選試驗，結(jié)果如表6所示。

表6 以CMC+W為抑制劑時的平行浮選試驗結(jié)果Table 6 Parallel flotation results with CMC+W as combined inhibitor

從表6可以看出：以150 g/t CMC+W為抑制劑，所得粗精礦的平均KCl含量為57.86%、平均水不溶物含量為2.84%、平均KCl回收率為95.53%，水不溶物的平均抑制率為85.82%，與采用120 g/t單一CMC相比，水不溶物的抑制率提高12.36個百分點，同時粗精礦的KCl含量和KCl回收率分別提高4.45和2.03個百分點，從而證明CMC+W組合抑制劑不僅具有更強的抑制能力，還具有更好的選擇性。

4 結(jié) 論

實驗室試驗表明，與單一CMC相比，CMC+W組合抑制劑可在藥劑成本增加不多的情況下，同時有效提高高鈣低鉀光鹵石地表礦分解產(chǎn)物浮選精礦的質(zhì)量和KCl回收率，下一步應(yīng)開展工業(yè)化應(yīng)用研究。

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(責(zé)任編輯 孫 放)

Effects of a Combined Inhibitor on Direct Flotation of Carnallite

Liu Haigang

(QinghaiProvinceResearchandDesignInstituteofChemicalIndustry，Xining810008，China)

Single sodium carboxymethyl cellulose (CMC) is used as inhibitor in cold decomposition-direct flotation process for production of potassium chloride from high calcium low potassium carnallite ore in Qinghai Golmud Salt Lake Region，but it has problems of water insoluble not fully inhibited，poor product quality，and low KCl recovery rate.Therefore，effects of combining inhibitor of CMC and W (a cationic poly amine reagent) and only CMC are compared in the cold decomposition-direct flotation process of Golmud Salt Lake high calcium and low potassium carnallite surface mines.Experimental results showed that，rough concentrate by the flotation process of one roughing and one scavenging has quality of average KCl content of 53.41%，average water insoluble substances content of 4.98%，average KCl recovery of 93.50%，average inhibition ratio of water insoluble substance of 73.46%; While using combined inhibitor CMC+W，rough concentrate has quality of average KCl content of 57.86%，average water insoluble substances content of 2.84%，average KCl recovery of 95.53%，average inhibition ratio of water insoluble substance of 85.82%.By comparison，the inhibition ratio of water insoluble substance of the latter was increased by 12.36 percent point，content and recovery of KCl of rough concentrate was increased by 4.45 and 2.03 percent point respectively，which indicated that the combined collector have higher inhibiting ability，and better selectivity as well.

Carnallite，Direct flotation，Combined inhibitor CMC+W，Inhibition ratio of water insoluble substance

2014-08-21

劉海剛(1977—)，男，高級工程師。

TD971+.9，TD923+.14

A

1001-1250(2014)-10-061-04