硅酸盐矿物浮选过程中调整剂对捕收剂作用方式的研究
摘要
随着经济的发展和对矿产资源需求的增加,矿石中有用成分含量日趋降低,共生关系也显得更复杂,因而对矿物分选过程中的选择性提出了更高的要求。硅酸盐矿物广泛存在于自然界中,结构复杂,种类繁多,其中一些可以提取稀有金属,一些可以作为矿物材料的来源。在大多数情况下,硅酸盐矿物作为脉石矿物存在,影响有用矿物的浮选分离。因而,研究硅酸盐矿物的浮选分离具有重要的理论和实践意义。
常规的浮选过程中先添加调整剂,后添加捕收剂使矿物产生浮游差,从而使矿物分离。但有研究表明,调整剂和捕收剂添加顺序的不同对矿物浮选的影响不同,调整剂在捕收剂之后添加能提高对矿物浮选的选择性,至今国内外在这方面义献较少,尚没有系统的研究成果。目前对于硅酸盐矿物浮选分离的研究,在硅酸盐矿物的晶体结构、表面特性和矿物浮游行为之间的关系及硅酸盐矿物浮选理论、药剂和工艺方面进行了大量的研究,取得了较大的进展和较好的经济效益。但是对于硅酸盐矿物浮选过程中,调整剂与捕收剂添加顺序对矿物浮选的影响,还没有系统的研究报道。
本课题选取硅酸盐矿物中典型代表矿物石榴子石、绿柱石、锂辉石、角闪石、白云母、长石和氧化物石英为试验矿样,采用油酸钠和十二胺作为捕收剂,FeCl3、 Al2(SO4)3、Pb(NO3)2、CuSO4、CaCl2、Na2SiO3、(NaPO3)6、Na2S、NaF、酒石酸、柠檬酸和淀粉作为调整剂,系统地研究了硅酸盐矿物浮选过程中,调整剂与捕收剂不同添加顺序对矿物浮选的影响,并以此为基础进行了绿柱石-锂辉石人工混合矿的浮选分离试验,通过浮选溶液分析、红外光谱测试和药剂吸附量测定解释了浮选药剂的作用机理。
研究结果表明,调整剂和捕收剂添加顺序的不同,对硅酸盐矿物浮选的影响不同。与调整剂在捕收剂之前添加对矿物浮选的影响相比,调整剂在捕收剂之后添加可以增加或者削弱对矿物浮选的影响,有的时候还有相反的作用,从而可能提高部分硅酸盐矿物分离的选择性。
绿柱石和锂辉石人工混合矿分离试验表明,在相同药剂用量的条件下,FeCl3和Na2S在油酸钠之前添加两种矿物均上浮，在油酸钠之后能有效地能选择性抑制锉辉石,使两种矿物得到分离。在油酸钠用量为270mg/L,FeCl3用量为36mg/L,Na2S用量为108mg/L时,人工混合矿的分离指数达到最大为15.34,此时精矿中BeO的品位13.76%,回收率83.87%,尾矿中Li2O的品位为6.09%,回收率为97.84%。
药剂浮选溶液化学计算、晶体化学分析、红外光谱和吸附量测定结果表明：调整剂在油酸钠之前和之后添加对油酸钠的作用方式不同；FeCl3在油酸钠之前添加能明显增加油酸钠在绿柱石和锂辉石表面的吸附,在油酸钠之后添加降低了油酸钠在两种矿物表面的吸附,具有一定的选择性；FeCl3和Na2S在油酸钠之前添加降低了油酸钠在两种矿物表面的吸附,锂辉石表面油酸钠吸附量降低的程度大于绿柱石；FeCl3和Na2S在油酸钠之后添加则能使油酸钠选择性地吸附在绿柱石表面,增加油酸钠在绿柱石表面的吸附,锂辉石表面油酸钠吸附量基本不变,从而使绿柱石和锂辉石分离。
With the development of economy and the demand increase for mineral resources, the useful components of minerals are increasingly lower, the Symbiotic relationships are more complex, so we need higher separation selectivity in mineral processing.Silicate minerals are found widely in nature, which have complex structures and contents. Some of these are extracted for precious metals, some of these are used as a source of mineral materials. In most cases, the silicate minerals exist as gangue minerals, which greatly affect the flotation separation of useful minerals. Thus, there are greatly theoretical and practical significances.
In most cases, the modifers are added before collectors in the processing of flotation, making the differences of flotation and realizing the seperation of minerals. Some researches show that the addition orders of modifers and collectors affect the flotation processings, sometimes the modifers added after collectors get a higher separation selectivity for minerals.there is little paper in this area, no matter in China and abroad. At present, there are a great many studies for the relationships of the flotation behavior,the crystal structure and the surface characteristics of silicate minerals,there is no found of such systematic research report in the area of the different addition orders between modifers and collectors for the flotation of silicate minerals.
In this paper, garnet, beryl, spodumene, amphibole, mica, feldspar and quartz were made as research ores, sodium oleate and dode cylamine were used as collectors, FeCl3, A12(SO4)3, Pb(NO3)2, CuSO4, CaCl2, Na2Si03,(NaPO3)6, Na2S, NaF, tartaric acid, citric acid and starch were used as modifers. The effects of add order between modifers and collectors were studied on the flotation process of silicate minerals. Based on the study of pure minerals, the flotation seperations of beryl-spodumene mixture were carried out. The further mechanisms were discussed by IR and the adsorption of reagent.
The research shows that the modifers added before and after collectors have different effects for the flotation of silicate minerals. Compared with modifers added before collectors in the flotation of silicate minerals, modifers added after collectors can inhance.or weaken the effects, sometimes oposite effects also can be gotten. This can enhance the separation selectivity for silicate minerals on the flotation process.
The flotation separation tests of beryl-spodumene mixture showed that:with the same amount of FeCl3, Na2S and NaOl, FeCl3and Na2S added before NaOl can not effectively seperate the beryl-spodumene mixture, FeCl3and Na2S added after NaOl can make the beryl-spodumene mixture effectively seperated. When the dosage of FeCl3was36mg/L, the dosage of Na2S was108mg/L, the dosage of NaOl is270mg/L, the best results were obtained:the grade of BeO was13.76%, the recovery was83.87%in the concentrate; the grade of Li2O was6.09%, the recovery was97.84%in the tailing.
The mechanism was discussed by IR and the adsorptions of reagents. FeCl3added before NaOl can signifcantly increase the adsorption of NaOl on the surfaces of beryl and spodumene; FeCl3added after NaOl can decrease the adsorption of NaOl on the surfaces of beryl and spodumene; FeCl3and Na2S added before NaOl can decrease the adsorption of NaOl on the surfaces of beryl and spodumene; FeCl3and Na2S added after NaOl can remove the inhibition of FeCl3for beryl, and NaOl selective adsorbed on the surface of bryl. So the beryl-spodumene mixture was selectively separated by flotation.
常规的浮选过程中先添加调整剂,后添加捕收剂使矿物产生浮游差,从而使矿物分离。但有研究表明,调整剂和捕收剂添加顺序的不同对矿物浮选的影响不同,调整剂在捕收剂之后添加能提高对矿物浮选的选择性,至今国内外在这方面义献较少,尚没有系统的研究成果。目前对于硅酸盐矿物浮选分离的研究,在硅酸盐矿物的晶体结构、表面特性和矿物浮游行为之间的关系及硅酸盐矿物浮选理论、药剂和工艺方面进行了大量的研究,取得了较大的进展和较好的经济效益。但是对于硅酸盐矿物浮选过程中,调整剂与捕收剂添加顺序对矿物浮选的影响,还没有系统的研究报道。
本课题选取硅酸盐矿物中典型代表矿物石榴子石、绿柱石、锂辉石、角闪石、白云母、长石和氧化物石英为试验矿样,采用油酸钠和十二胺作为捕收剂,FeCl3、 Al2(SO4)3、Pb(NO3)2、CuSO4、CaCl2、Na2SiO3、(NaPO3)6、Na2S、NaF、酒石酸、柠檬酸和淀粉作为调整剂,系统地研究了硅酸盐矿物浮选过程中,调整剂与捕收剂不同添加顺序对矿物浮选的影响,并以此为基础进行了绿柱石-锂辉石人工混合矿的浮选分离试验,通过浮选溶液分析、红外光谱测试和药剂吸附量测定解释了浮选药剂的作用机理。
研究结果表明,调整剂和捕收剂添加顺序的不同,对硅酸盐矿物浮选的影响不同。与调整剂在捕收剂之前添加对矿物浮选的影响相比,调整剂在捕收剂之后添加可以增加或者削弱对矿物浮选的影响,有的时候还有相反的作用,从而可能提高部分硅酸盐矿物分离的选择性。
绿柱石和锂辉石人工混合矿分离试验表明,在相同药剂用量的条件下,FeCl3和Na2S在油酸钠之前添加两种矿物均上浮，在油酸钠之后能有效地能选择性抑制锉辉石,使两种矿物得到分离。在油酸钠用量为270mg/L,FeCl3用量为36mg/L,Na2S用量为108mg/L时,人工混合矿的分离指数达到最大为15.34,此时精矿中BeO的品位13.76%,回收率83.87%,尾矿中Li2O的品位为6.09%,回收率为97.84%。
药剂浮选溶液化学计算、晶体化学分析、红外光谱和吸附量测定结果表明：调整剂在油酸钠之前和之后添加对油酸钠的作用方式不同；FeCl3在油酸钠之前添加能明显增加油酸钠在绿柱石和锂辉石表面的吸附,在油酸钠之后添加降低了油酸钠在两种矿物表面的吸附,具有一定的选择性；FeCl3和Na2S在油酸钠之前添加降低了油酸钠在两种矿物表面的吸附,锂辉石表面油酸钠吸附量降低的程度大于绿柱石；FeCl3和Na2S在油酸钠之后添加则能使油酸钠选择性地吸附在绿柱石表面,增加油酸钠在绿柱石表面的吸附,锂辉石表面油酸钠吸附量基本不变,从而使绿柱石和锂辉石分离。
With the development of economy and the demand increase for mineral resources, the useful components of minerals are increasingly lower, the Symbiotic relationships are more complex, so we need higher separation selectivity in mineral processing.Silicate minerals are found widely in nature, which have complex structures and contents. Some of these are extracted for precious metals, some of these are used as a source of mineral materials. In most cases, the silicate minerals exist as gangue minerals, which greatly affect the flotation separation of useful minerals. Thus, there are greatly theoretical and practical significances.
In most cases, the modifers are added before collectors in the processing of flotation, making the differences of flotation and realizing the seperation of minerals. Some researches show that the addition orders of modifers and collectors affect the flotation processings, sometimes the modifers added after collectors get a higher separation selectivity for minerals.there is little paper in this area, no matter in China and abroad. At present, there are a great many studies for the relationships of the flotation behavior,the crystal structure and the surface characteristics of silicate minerals,there is no found of such systematic research report in the area of the different addition orders between modifers and collectors for the flotation of silicate minerals.
In this paper, garnet, beryl, spodumene, amphibole, mica, feldspar and quartz were made as research ores, sodium oleate and dode cylamine were used as collectors, FeCl3, A12(SO4)3, Pb(NO3)2, CuSO4, CaCl2, Na2Si03,(NaPO3)6, Na2S, NaF, tartaric acid, citric acid and starch were used as modifers. The effects of add order between modifers and collectors were studied on the flotation process of silicate minerals. Based on the study of pure minerals, the flotation seperations of beryl-spodumene mixture were carried out. The further mechanisms were discussed by IR and the adsorption of reagent.
The research shows that the modifers added before and after collectors have different effects for the flotation of silicate minerals. Compared with modifers added before collectors in the flotation of silicate minerals, modifers added after collectors can inhance.or weaken the effects, sometimes oposite effects also can be gotten. This can enhance the separation selectivity for silicate minerals on the flotation process.
The flotation separation tests of beryl-spodumene mixture showed that:with the same amount of FeCl3, Na2S and NaOl, FeCl3and Na2S added before NaOl can not effectively seperate the beryl-spodumene mixture, FeCl3and Na2S added after NaOl can make the beryl-spodumene mixture effectively seperated. When the dosage of FeCl3was36mg/L, the dosage of Na2S was108mg/L, the dosage of NaOl is270mg/L, the best results were obtained:the grade of BeO was13.76%, the recovery was83.87%in the concentrate; the grade of Li2O was6.09%, the recovery was97.84%in the tailing.
The mechanism was discussed by IR and the adsorptions of reagents. FeCl3added before NaOl can signifcantly increase the adsorption of NaOl on the surfaces of beryl and spodumene; FeCl3added after NaOl can decrease the adsorption of NaOl on the surfaces of beryl and spodumene; FeCl3and Na2S added before NaOl can decrease the adsorption of NaOl on the surfaces of beryl and spodumene; FeCl3and Na2S added after NaOl can remove the inhibition of FeCl3for beryl, and NaOl selective adsorbed on the surface of bryl. So the beryl-spodumene mixture was selectively separated by flotation.
引文
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