高鐵赤泥的浮選研究

宋說講，孔德順，韋軼華

（六盤水師范學院化學與材料工程學院，貴州 六盤水 553004）

近年來，我國鋁土礦資源越來越少。從東南亞等國家進口的鋁土礦含鐵量較高，在提取氧化鋁之后產生的赤泥為高鐵赤泥。為實現高鐵赤泥綜合利用，對高鐵赤泥的應用研究也越來越多。王洪等［1］將高鐵赤泥直接還原制備珠鐵；高建陽等［2］利用磁化和磁選的方法從高鐵赤泥中分選鐵精礦；王月嬌等［3］采用堿介質濕法處理高鐵赤泥，脫除鈉硅渣，使氧化鐵富集；房永廣等［4］采用高梯度磁選方法獲得鐵精礦。以上研究對于高鐵赤泥的工業化應用還有較遠的距離，且成本較高，經濟效益不被看好。

采用浮選方法［5-6］從高鐵赤泥中富集氧化鐵，使用較少的捕收劑，常溫條件下就可以實現氧化鐵富集，且較易達到鐵礦石的指標要求。該方法成本低廉，富集效果明顯，被認為是較有工業化前景的研究方向之一。

1 實驗

1.1 實驗原料

高鐵赤泥為內蒙古某氧化鋁廠提供；六次甲基四胺（AR），鄭州裕達化工有限公司；亞甲基雙丙烯酰胺（AR），南京品有道化工科技有限公司；油酸鈉，成都金山化學試劑有限公司；氫氧化鈉（AR），成都金山化學試劑有限公司；硫酸（AR），上海蘇懿通用化學試劑廠。

1.2 實驗設備

CTFX-1.0型浮選機，徐州威科科技有限公司；101型電熱鼓風干燥箱，貴州科輝科學器材有限公司；TD-2500X射線衍射儀，丹東通達儀器有限公司。

1.3 實驗過程

1）稱取所需試樣置入燒杯加少量水攪拌，使試樣充分潤濕后全部加入浮選槽，并向浮選槽加水至第1道標線。2）關閉進氣閥，開動攪拌機構開關，待礦漿攪拌均勻后，加水至第2道標線。3）用電子天平稱取計算出的藥劑量，加蒸餾水溶解后放置備用。4）向礦漿中加入所需量的捕收劑，攪拌2min。5）向礦漿中加入所需量的起泡劑，攪拌30 s后，打開充氣開關向礦漿中充氣，隨即開啟刮泡機構刮取泡沫并全部接取。6）隨著浮選的進行，浮選槽中的液位會逐漸降低。為了保證均勻刮泡，需要用洗瓶不斷補加清水，同時沖洗粘附在攪拌軸、槽壁上的顆粒。補加清水量以不積壓泡沫、不刮水為準。7）待無泡沫或泡沫基本為水泡后，關閉充氣閥，停機。邊壁黏附的顆粒沖入槽中，溢流口及刮板上的顆粒沖入精礦。8）將分選產品過濾、脫水，烘干至恒重，冷卻至室溫后稱重，并制樣、分析化驗。

1.4 浮選產品含鐵量的測定

將浮選產品（精礦和尾礦）從烘箱中取出稱量質量后，分別取一定的量，用研缽研磨后備用。按照上述還原焙燒后含鐵量的測定方法，逐步進行，最后測出含鐵量。

2 結果討論

2.1 高鐵赤泥中鐵物相組成

高鐵赤泥的XRD如圖1所示。從圖1中看出，高鐵赤泥的晶型結構主要有三氧化二鐵、四氧化三鐵和硅鐵礦等晶型物質組成。除晶型物質外，還有非晶型物質存在。這些非晶型物質為無定型的二氧化硅以及晶型不好的鐵氧化物碎片等。這些結構對高鐵赤泥的浮選具有重要的參考作用。

圖1 高鐵赤泥中的鐵物相組成Fig.1 Composition of iron phase in iron-rich red mud

2.2 亞甲基雙丙烯酰胺（MBA）對高鐵赤泥的影響

取高鐵赤泥500g與水配制成一定濃度的漿液，向漿液中加入0.2%捕收劑MBA和適量的起泡劑，在浮選機機中進行濕法浮選，所得鐵精礦及尾礦的回收率和品位如表1所示。

表1 亞甲基雙丙烯酰胺浮選高鐵赤泥的產率和回收率Tab.1 Yield and recovery of methylene diacrylamide flotation ironrich mud

可以看出，所得鐵精礦回收率為53.04%，回收率較高；鐵品位由30.56%提高到46.93%。尾礦回收率為65.80%，其品位為22.15%，與原礦品位相比降幅不大。說明單純以MBA作為捕收劑進行浮選，不能將鐵從尾礦中很好地分離出來。

2.3 六次甲基四胺對高鐵赤泥的影響

取高鐵赤泥500g與水配制成一定濃度的漿液，向漿液中加入0.2%捕收劑六次甲基四胺和適量的起泡劑，在浮選機機中進行濕法浮選，所得鐵精礦及尾礦的回收率和品位如表2所示。

表2 六次甲基四胺浮選高鐵赤泥的產率和回收率Tab.2 Yield and recovery of hexamethylenetetramine flotation ironrich mud

可以看出，所得鐵精礦回收率為23.54%，回收率較低；鐵品位由28.89%提高到42.72%。尾礦回收率為83.85%，其品位為26.49%，與原礦品位相比降幅不大。說明單純以六次甲基四胺作為捕收劑進行浮選，也不能將鐵從尾礦中很好地分離出來。

2.4 淀粉對高鐵赤泥的影響

取高鐵赤泥500g與水配制成一定濃度的漿液，向漿液中加入0.2%捕收劑淀粉和適量的起泡劑，在浮選機機中進行濕法浮選，所得鐵精礦及尾礦的回收率和品位如表3所示。

表3 淀粉浮選高鐵赤泥的產率和回收率Tab.3 Yield and recovery of starch flotation iron-rich mud

可以看出，所得鐵精礦回收率為32.62%，回收率較高；鐵品位由29.16%提高到43.84%。尾礦回收率為76.55%，其品位為25.08%，與原礦品位相比降幅不大。說明單純以淀粉作為捕收劑進行浮選，也不能將鐵從尾礦中很好地分離出來。

2.5 復合浮選劑（亞甲基雙丙烯酰胺+淀粉）的影響

取高鐵赤泥500g與水配制成一定濃度的漿液，向漿液中加入0.2%捕收劑復合浮選劑和適量的起泡劑，在浮選機機中進行濕法浮選，所得鐵精礦及尾礦的回收率和品位如表4所示。

表4亞甲基雙丙烯酰胺+淀粉浮選高鐵赤泥的產率和回收率Tab.4 Yield and recovery of methylene diacrylamide and starch flotation iron-rich mud

可以看出，所得鐵精礦回收率為74.64%，回收率較高；鐵品位由28.75%提高到49.81%。尾礦回收率為56.43%，其品位為13.10%，與原礦品位相比降幅較大。說明以復合浮選劑作為捕收劑進行浮選，能夠顯著提高精礦中鐵的品位和精礦的回收率，也可以將鐵從尾礦中很好地分離出來。

2.6 反浮選劑（油酸鈉）對高鐵赤泥的影響

取高鐵赤泥500g與水配制成一定濃度的漿液，向漿液中加入0.2%捕收劑油酸鈉和適量的起泡劑，在浮選機機中進行濕法浮選，所得鐵精礦及尾礦的回收率和品位如表5所示。

表5 反浮選劑（油酸鈉）浮選高鐵赤泥的產率和回收率Tab.5 Yield and recovery of reverse flotation agent（sodium oleate）flotation iron-rich mud

可以看出，所得鐵精礦回收率為78.84%，回收率較高；鐵品位由29.82%提高到51.54%。尾礦回收率為53.79%，其品位為11.86%，與原礦品位相比降幅較大。說明反浮選劑作為捕收劑進行浮選，比浮選劑的浮選效果好。如果優選浮選劑進行配合二級浮選，就能夠將鐵從尾礦中很好地分離出來。

3 結論

1）高鐵赤泥的晶型結構主要有三氧化二鐵、四氧化三鐵和硅鐵礦等晶型物質組成。除晶型物質外，還有非晶型物質存在。2）采用幾種浮選劑對高鐵赤泥進行浮選，發現六次甲基四胺、淀粉作為浮選劑對提高鐵的品位有一定的提高，但提高幅度不大；而浮選劑亞甲基雙丙烯酰胺浮選效果較好，但是仍達不到生產的要求。3）復合浮選劑亞甲基雙丙烯酰胺+淀粉進行浮選比單浮選劑效果好，對鐵的品位和回收率都有很大提高，但是離生產要求還有一定距離。4）采用反浮選劑油酸鈉進行浮選，對鐵的品位和回收率進一步提高，說明采用反浮選劑較好。反浮選后，能夠將鐵的品位大大提高，可以滿足生產指標的要求或作為原料添加在鐵礦石中。