改性油酸對某方解石型螢石礦的浮選試驗研究

2021-08-15 12:56:34宋曉明

新疆有色金屬 2021年5期

宋曉明

（西部黃金（克拉瑪依）礦業科技有限責任公司烏魯木齊 830000）

螢石是一種重要的非金屬礦資源，化學成分為氟化鈣（CaF2）。其用途廣泛，主要應用于冶金、化工和建材三大行業，以及輕工、光學及半導體制造業和電子等行業。

脂肪酸類捕收劑是螢石浮選常用的捕收劑，但此類捕收劑在水中存在溶解度小、分散度差、凝固點高、不耐硬水的問題，低溫時藥劑消耗量加大，且浮選效果差，一般需要對礦漿進行加溫處理，增加了生產成本，限制了其廣泛應用。表面活性劑作為一種優良添加劑，能夠明顯改善溶液環境，起到乳化、分散、增容、潤濕、發泡、消泡等一系列作用，因而越來越受到浮選研究者的重視。我國螢石礦平均品位偏低，礦物組成復雜，單純用油酸很難選到高品位的螢石精礦。為解決這些問題，人們從藥劑改性和復配兩個方面進行了研究，并取得一定的成果。本試驗以油酸為研究對象，對油酸進行改性，對新疆某方解石型螢石礦進行浮選試驗，尋找最佳改性、復配條件，并對其與螢石的作用機理進行了研究。

1 試驗部分

1.1 原料

試樣取自新疆某方解石型螢石礦，是一個以變質方解石巖為主的巖石，即方解石-螢石型。礦石結構以及礦石礦物組合比較簡單，包裹體含量少，大部分螢石呈紫色。84%螢石粒度大于0.1mm，多數以碎粒重結晶形成的集合體和粗顆粒的形式出現；方解石54%粒度大于0.1mm，形成了碎粒和碎斑兩部分。原礦多元素分析結果見表1。

表1 原礦多元素分析結果%

原礦多元素分析結果可知，CaF2品位46.36%，達到螢石礦床工業品位，而CaCO3品位42.99%，含量較高。原礦X衍射分析結果見表2。

表2 原礦X衍射分析結果%

原礦X 衍射分析結果表明，選礦目標礦物主要為螢石。脈石礦物主要有石英、方解石、斜長云母。

1.2 試劑

濃硫酸（純度大于98%），分析純；栲膠，分析純；片堿，工業級；無水硫酸鈉，分析純；捕收劑為改性油酸。

1.3 改性油酸制備

（1）將一定量油酸放入燒杯中，燒杯放置于水浴鍋內，控制水浴溫度保持恒定，將一定量的濃硫酸（質量分數大于98%）慢速滴加到燒杯中，并保持勻速攪拌，待濃硫酸滴加完畢，保持水浴溫度，反應0.5-4h，得到酸化產物。

（2）取l0g 的酸化油酸放入燒杯，加入無水硫酸鈉溶液萃取。

（3）萃取后產物緩慢滴加氫氧化鈉溶液，皂化溫度為70℃，反應時間為4h。

1.4 試驗流程

試驗礦樣屬于礦石嵌布粒度較細的方解石型螢石礦，采用1 次粗選、5 次精選、2 掃流程。試驗流程如圖1。試驗粗選溫度定25℃，礦漿質量分數為25%，浮選機轉速為1700r/min，充氣量為200L/h。

圖1 試驗流程

2 結果與討論

濃硫酸可與油酸發生加成反應，生成硫酸化油酸。因硫酸基團本身會與螢石發生表面作用，所以，硫酸根的引入，使油酸帶有兩個活性基團，擴大了藥劑的罩蓋面積，增強礦物表面疏水性，從而提高浮選效果。本試驗采用濃硫酸對油酸進行酸化，將從酸化比例（濃硫酸與油酸摩爾比）、酸化溫度、酸化時間3個方面進行研究，從而找到油酸最佳的酸化條件。