新型药剂在萤石与方解石、重晶石、石英浮选分离中的应用_百科知识_行业资讯

新型药剂在萤石与方解石、重晶石、石英浮选分离中的应用 车丽萍 摘要：研究了新型捕收剂H602和抑制剂S602在萤石与方解石、重晶石、石英等矿物浮选分离中的规律性，确定了最佳浮选分离条件，并初步探讨了药剂是作用机理。 关键词：H602捕收剂；S602抑制剂；萤石；方解石；重晶石；石英；浮选分离萤石是目前世界上工业用氟的主要来源，我国萤石资源丰富，居世界第一位。在自然界中，可直接开采利用的天然萤石富矿资源储量较少，因此国内外萤石原矿多须通过选别才能获得适于直接利用或者深加工需要的优质商品萤石，即品位大于98%的萤石精矿。工业萤石矿床主要有硅酸盐类、碳酸盐类和多金属共生萤石矿床。硅酸盐类萤石矿床氟化钙含量较高，与萤石紧密共生的矿物有石英及少量的方解石、黄铁矿等矿物，较易选别；碳酸盐类萤石矿床氟化钙含量较低，与萤石紧密共生的矿物有方解石、重晶石、石英等矿物，较难选别；多金属共生萤石矿床氟化钙含量更少，与萤石紧密共生的矿物有方解石、重晶石、石英、绢云母、绿泥石、高岭土等矿物，难选别。随着萤石矿床的开采利用，硅酸盐类萤石矿床减少，萤石矿物的选别趋于组成杂、选别难的方向。萤石的化学组成为CaF₂，在矿床中主要与方解石、重晶石、石英等矿物紧密共生，且方解石、重晶石、石英等伴生矿物与萤石矿物选别特征十分相似（如矿物可浮性、密度、比磁化系数、介电常数等），因此，使得萤石与伴生矿物的分离更为复杂和困难。本研究采用了萤石的新型捕收剂和抑制剂，并根据矿物和药剂的特点，选用了相适宜的调整剂，组合了行之有效的药剂制度，实现了萤石与方解石、重晶石、石英等伴生矿物的分离。 1 试样本研究试样为典型的碳酸盐类萤石矿床，该矿床是含氟热液侵入石灰裂隙与石灰岩发生交代作用而形成的。矿体形态复杂多样，多数呈脉状、透镜状，少量呈浸染状或较规则的板状。主要矿物萤石呈致密块状、角砾状或浸染状分布，共生矿物主要为方解石、重晶石、石英及少量的云母、闪石等矿物。试样取自国内某萤石选矿厂破碎前的矿石堆，布点取样，含CaF₂为65%左右。试样的矿块表面风化，粉化较严重，部分氧化，矿泥量较多，破碎和磨矿较容易。本研究的磨矿细度为-74µm占80%左右，萤石矿物单体解离度为98%。萤石、方解石、重晶石、石英的矿物性质见表1。从表1可以看出，四种矿物均属非导体、非磁性或弱磁性的极性矿物。采用常规单一的重选、磁选和静电选等选别方法难以有效分离，但由于它们的晶形结构存在有差异，故利用有效的萤石捕收剂和伴生矿物的抑制剂，并确定合适的药剂组合，可以达到萤石与方解石、重晶石、石英等伴生矿物的分离，获得高品位的萤石精矿。表1 萤石、方解石、重晶石、石英的矿物性质

矿物名称	分子式	晶系	硬度	密度	比磁化系数(×10^-6)	介电常数
萤石方解石重晶石石英	CaF₂CaCO₃BaSO₄SiO₂	等轴三方斜方三方	433～3.57	3.182.7～2.94.3～4.72.65	-0.46～-1.54-0.08～-1.25-0.44～-0.25-1.03～-0.14	2.52～8.55.10～9.55.22～8.04.50～8.0

2 主要工艺因素对浮选分离的影响 根据试样特点和矿物性质，以及浮选药剂的作用机理，试验中采用新型药剂H602作为萤石的捕收剂，S602作为方解石、重晶石、石英等伴生矿物的抑制剂，联合碱性物作为矿浆的调整剂，几种药剂合理搭配组合，对试样进行了优先浮选萤石矿物的分离试验，研究了新型药剂在萤石与方解石、重晶石、石英等矿物浮选分离中的规律性，考察了各个主要工艺因素对矿物可浮性的影响，试验结果如图1～6所示。

图1 矿浆pH值对矿物可浮性的影响1—萤石；2—方解石；3—重晶石；4—石英；下同试验结果表明，萤石与方解石、重晶石、石英等矿物浮选分离的最佳pH值范围为10.5～11.5；在碱性矿浆中，S602强烈抑制方解石、重晶石、石英等矿物，当S602用量过大时，萤石也受到抑制；H602能够选择性地浮选萤石，若过量，则失去选择性。

图2 S602用量对矿物可浮性的影响[next] 联合碱性物的匹配影响萤石的浮选效果，配制比例合理时，对萤石起活化作用，联合碱性物的用量与S602抑制剂的用量的比例关系也是一个较重要的影响因素，比例合适时，可以起到分散矿泥的作用，利于浮选分离；矿浆温度和矿浆浓度对浮选分离均有不同程度的影响，当矿浆温度低于16℃以及矿浆浓度低于15%或高于45%时，其分选效果明显降低。

图3 H602用量对矿物可浮性的影响 图4 联合碱性物的比例对矿物可浮性的影响

图5 矿浆温度对矿物可浮性的影响

图6 矿浆浓度对矿物可浮性的影响 3 试验结果分析 3.1 新型药剂试验结果 试验研究表明，适当地调整各种浮选药剂的用量，确定最佳的浮选分离条件，选择矿浆pH值为10.5，矿浆温度为30℃，矿浆浓度粗选为40%，精选为30%联合碱性物的用量为3.603kg/t，S602的用量为3.025kg/t，H602的用量为0.988kg/t，经一次粗选、五次精选可以得到萤石品位﹥98%、回收率﹥69%、且杂质含量符合优质品的萤石精矿，其稳定试验平均结果列于表2。表2 H602捕收剂稳定试验平均结果/%

矿物名称	产率	品位	回收率
萤石精矿中矿1中矿2中矿3中矿4中矿5浮选尾矿浮选给矿	46.643.226.583.077.609.2123.68100.0	98.1980.0875.6371.0259.3850.925.1265.95	69.453.917.553.316.847.111.83100.0

[next]3.2 新型药剂组合与油酸药剂组合对比试验结果 油酸在萤石浮选中是一种常用的捕收剂，浮选效果较好，但是存在着浮选温度过高，药剂消耗量较大，价格较高，生产成本增大等一系列问题，各研究及生产单位都在积极寻求和研制新的捕收剂，以代替油酸。针对该问题，我们成功地研制出新型捕收剂H602。油酸浮选萤石试验中采用的药剂组合为碳酸钠+水玻璃+烤胶+油酸，矿浆温度为50℃，其它条件与表2中试验条件相同，经过一次粗选、五次精选，选别指标（稳定试验平均结果）见表3，药剂用量（kg/t）为，碳酸钠4.229，水玻璃4.430，烤胶0.036，油酸0.685。 表3 油酸捕收剂稳定试验平均结果/%

矿物名称	产率	品位	回收率
萤石精矿中矿1中矿2中矿3中矿4中矿5浮选尾矿浮选给矿	33.973.385.155.889.5616.1828.88100.0	96.7583.2782.8681.4280.1064.259.0465.14	50.464.316.567.3511.7615.973.59100.0

表4中的结果为使用不同的捕收剂、相同的调整剂和相同的工艺条件下（同表2）的选别结果。试验结果表明，新型捕收剂H602更适应与其相结合的药剂制度，在其它试验条件相同情况下，H602的选别效果更显著。表4 H602与油酸捕收剂对比试验结果/%

产物名称	产率	品位	回收率	备注
萤石精矿浮选中矿浮选尾矿浮选给矿	45.7630.4323.80100.0	98.8061.915.6465.39	69.1428.812.05100.0	H602捕收剂
萤石精矿浮选中矿浮选尾矿浮选给矿	22.0656.2121.73100.0	93.4676.0710.7965.72	31.3865.063.56100.0	油酸捕收剂

在萤石浮选分离试验中，H602比油酸具有明显的优越性，如H602采用低温浮选，浮选中药剂消耗较少等特点，该药剂还有一个合成成本低廉，售价相对于油酸较低的特点，这些特点均能起到降低能耗，减小生产成本的作用。 4 讨论萤石、方解石、重晶石等矿物均属于易浮矿物，其晶格能在417～519之间，可浮性基本一致，这三种矿物的金属离子都是化学性质相似的二价离子，其浮选要求的矿浆pH值均为碱性，因此，萤石与方解石、重晶石矿物的浮选分离尤显困难，只能借助药剂的特殊性能和药剂的协同作用及多次精选作业完成浮选分离。石英的可浮性稍差些，其晶格能为5190左右，其它特性亦有差别，因此，萤石与石英的浮选分离较易进行，粗选作业可将大部分石英弃入尾矿，但是，含硅的云母等矿物及细小的石英夹杂在上浮矿物中与少量矿泥进入精选，使得精选的富集比较低，萤石精矿中杂质含量高，依靠药剂作用和多次精选，可达到有效的分离^[1]。 H602系混合型脂肪酸类捕收剂，其合成工艺条件简单，生产成本低廉，配制操作简便，选别效果显著。与常用的脂肪酸类捕收剂相比较，其疏水性能及矿物的选择型能和捕收剂能占明显优势。 H602对萤石的作用机理，萤石在溶液中矿物表面的阳离子水解成Ca²⁺、CaOH⁺羟基络合物后，又重新吸附在矿物表面上，H602对萤石表面的作用主要是通过羟基—COO—官能团与金属离子及羟基络合物形成螯合物的化学吸附来完成。形成的螯合物的稳定型受介质pH值及捕收剂用量的影响，见图1和图3。试验证明，矿物是微量溶解有助于捕收剂的吸附，若适当地延长矿浆搅拌时间或提高矿浆温度，均能够提高选别指标。 S602系活性硅酸胶体类抑制剂，其粘附能力比水玻璃的粘附能力增加1.30～1.63倍，抑制作用的选择型大为提高（图7）。S602对萤石的伴生矿物的抑制可认为，在矿物浮选过程中，活性硅酸胶体溶液中的H₂SiO₄⁺吸附在矿物表面上，使伴生矿物亲水而被抑制^[2]。活性硅酸胶体类抑制剂的存在并不能遏制H602捕收剂在萤石表面的吸附作用，S602在选择性地抑制伴生矿物浮游的同时可使目的矿物萤石上浮。这种抑制剂选择选择性受S602用量的影响，见图7。

图7 水玻璃和活性硅酸胶体的用量对赤铁矿纯矿物浮选回收率的影响1—水玻璃；2—活性硅酸胶体 5 结论 H602是一种有效的萤石捕收剂，其选别指标较好。它与萤石表面形成了较稳定是螯合物，使之浮游。H602价廉实用。S602为选择性较好的胶体类抑制剂，抑制伴生矿物的作用能力较强。在碱性介质中，采用联合碱性物+S602+H602药剂组合是实现萤石与方解石、重晶石、石英等伴生矿物分离的主要药剂因素。 H602属于脂肪酸类捕收剂，故而，它不仅仅是萤石矿物的有效捕收剂，而且还可以将其广泛地应用于有色金属、黑色金属、稀有金属等矿物的浮选中。 参考文献 1 朱建光等.浮选药剂.北京：冶金工业出版社，2932 梅光军等.有色金属（选矿部分），2000（2）：32

新型药剂在萤石与方解石、重晶石、石英浮选分离中的应用

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