两种捕收剂对金红石的捕收性能研究.pdfVIP

第 2期 2 0 1 3年 4月 矿 产 保 护 与 利 用 C0NS ERVATI ON AN D UTI LI ZATI ON OF M I NERAL RES OURCES N o 2 Ap r 2 01 3 两种捕收剂对 金红石 的捕收性能研 究 李文军 ， 孙伟。 ， 刘建东。 ( 1 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所， 郑州，4 5 0 0 0 6； 2 国土资源部多金属矿评价与综合利用重点 实验室 ， 郑州 ， 4 5 0 0 0 6； 3 中南大学资源加工与生物工程学院， 长沙， 4 1 0 0 8 3) 摘 要： 通过单矿物和人工混合矿浮选试验， 研究了 S H A( 水杨羟肟酸) 和 T B C两种药剂对金红石的捕收性 能。试验结果表明， 新型有机药剂 T B C对金红石有较强的捕收能力和选择性， 可以有效分离金红石和方解 石以及金红石和石英， 作为一种潜在的钛矿物捕收剂， 值得进一步研究和推广。 关键词： 金红石； 捕收剂 T B C； 水杨羟肟酸； 方解石 ； 石英 中图分类号 ： T D 9 5 2 7； T D 9 2 3 1 3 文献标识码 ： B文章编号 ： 1 0 0 1 0 0 7 6 ( 2 0 1 3 ) 0 2 0 0 3 0 0 4 T h e C o l l e ct in g P r o p e r t ie s o f T w o C o H e ct o r s o n R u l il e L W e n j u n ， S U N w e i ， L I U J ia n d o n g ( 1 Z h e n g z h o u I n s t i t u t e o f Mu l t i p u r p o s e U t i l i z a t i o n o f Mi n e r a l R e s o u r ce s ，C GS， Z h e n g z h o u ，4 5 0 0 0 6； 2 Ke y L a b o r a t o r y f o r P o l yme t a l l i c Or e s E v a l u a t i o n a n d U t i l i z a t i o n， ML R，Zh e n g z h o u，4 5 0 0 0 6； S c h o o l o f R e s o u r ce s P r o ce s s i n g a n d B i o e n g i n e e r in g ， C e n t r a l S o u t h U n i v e r s i t y， Ch a n g s h a ， Hu h a n ， 4 1 0 0 8 3， Ch i n a ) Ab s t r a ct ： B a s e d o n fl o t a t io n t e s t s ， t w o r e a g e n t s ， S H A ( s a l icy l h y d r o x a m ic a cid )a n d T B C( Pt e r t b u t y l ca t e ch o 1 )w e r e s t u d i e d a n d co m p a r e d f o r t h e ir co l l e ct in g p r o p e r t ie s o n r u t il e T B C s h o w s mu ch b e t t e r r e s u l t s，b o t h in co l l e ct in g ca p a cit y a n d s e l e ct iv it y for s e pa r a t io n o f r u t i l e for m t he co n po u n d o f r ut il e a n d q u a r t z ca l ci t e Th e r e s u l t s in d ica t e t ha t t h e n e w r e a g e n t co ul d b e a p o t e n t ia l s e l e ct iv e co l l e ct o r for t i t a n iu m min e r a l s flo t a t io n o n co n d it io n o f f u r t he r s t u d ie s Ke y wo r d s：r u t il e；co l l e ct o r TBC；s a l i cy l h y d r o x a mic a cid；ca l cit e； q u a rtz 浮选是分选细粒金红石的有效方法 。国外金红 石资源大部分为海滨砂矿 ， 其粒度粗 ， 解离度高， 一 般不需要磨矿和浮选作业 ， 因此 国外对金红石浮选 工艺研究较少 。我国金红石储量相对不足 ， 岩矿型 资源相对较多而砂矿型资源相对较少 ， 特别是选矿 回收率较高的粗粒金红石资源更为稀缺 ， 而且 国内 金红石矿金红石嵌布粒度细、 与脉石共生关系紧密、 重选抛尾难度大 ， 分选难度大 ， 因此我 国金红石资源 开发利 用 的关键 因素是 解决 细 粒金 红 石 浮选 问 题 。寻找高性 能、 无污染 、 低成本 的浮选药剂 ， 提高细粒金红石的 回收效率 ， 将显著提高我国金红 石资源的开发利用效率。本论文研究 的目的就是寻 找金红石和钛矿物浮选的新型高效捕收剂 ， 为我 国 金红石资源的有效综合利用提供技术参考和依据。 天然金红石 的等电点( I E P ) 为 3 5 5 5 。羧 酸 、 苄基胂酸、 苯乙烯膦酸、 烷基胺 、 二 甲基膦酸 、 烷 基 Q一羟基二膦酸 、 烷基羟肟酸和羟肟酸等 均可作 为浮选金红石 的捕收剂 ， 其中水杨羟肟酸 ( S H A) 是 常用的一种 。贺智 明等 认 为水杨羟肟酸通 过分 子 中的三个氧原子与金红石表面钛质点发生键合并 生成牢固的多键金属鳌合物而吸附， P h 在钛矿物 表面形成强烈化学吸附后可以使表面钛质点与水杨 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 21 3 ； 修 回 日期 ： 2 0 1 3 0 31 7 作者简介 ： 李文军( 1 9 8 5一) ， 男 ， 河南登封人， 助理工程师 ， 硕士， 主要从事矿物加工技术研究。 第 2期 李文军， 等： 两种捕收剂对金红石的捕收性能研究 3 1 羟肟酸作用 的活性显著增 强 J 。T B C是一种 酚类 衍生物 ， 分子 中含有 两个羟基 ， 可 以通 过两个 羟基 (一O H) 上的氧原子进行键合。本文主要对水杨羟 肟酸和 T B C两种捕收剂对金红石 的捕收性 能进 行 了比较 。 1 矿样与试验方法 1 1 试验物料 本研究所用 的单矿物为金红石、 方解石 以及石 英 ， 化学分析和 x荧光分析表明它们的纯度分别为 9 4 7 0 、 9 5 、 9 5 。其 中金红石为来 自澳大利亚 的重选精矿矿砂(+1 5 0目) 。单矿物均 由购买高纯 矿物经破碎、 瓷球磨干磨和筛分得到， 石英、 方解石 纯度均在 9 8 以上 ， 用于浮选试验所有单矿物的粒 度均为 一2 0 0+ 4 0 0目。 浮选及光谱检测 的试样制取所用 的 p H调整剂 为 N a O H和 H C 1 ， 浮选使用 的起泡剂为 MI B C， 所有 试验在常温条件下进行。本研究使用的化学试剂为 分析纯 。 表 1 金红石纯矿物 的元素分 析 1 2试验仪器与方法 纯矿物浮选试验采用 X F D一 7 6型4 0 m l 挂槽浮 选机 ， 叶轮直径 2 5 m m， 转速 1 7 0 0 r m in ， 每次试验 的矿物用量单矿物为 2 g ， 混合为矿 4 g ( 金红石 ： 石 英 =1 ： 1 ， 混合矿原矿 T iO ： 含量为 4 7 3 5 ) 。试验 时 ， 先将 4 0 m l 矿浆搅拌 2 mi n ， 然后根据需要按如 下顺序加药 ： p H调整剂 、 活化剂 、 捕收剂 、 MI B C 。其 中捕收剂的搅拌时间为 3 mi n ， MI B C 3 0 S ， 其它均为 2 min ， 单矿物浮选刮泡 3 m in ， 混合矿浮选刮泡 1 5 m in ， 刮泡频率约为 2 0 7 m in 。泡沫和槽 内产 品分 别过滤 、 烘干 、 称重 ， 计算矿物 回收率 。 2 试验结果与讨论 2 1 两种捕收剂对金红石和石英人工混合 矿浮选 分离的影响 2 1 1 T B C对金红 石和 石英人 工混 合矿 浮 选分 离的影响 由图 1可知 ， 在 p H=59 5的较大范 围内， 浮 选精矿 中金红石 的回收率 随着 p H值 的升高而逐渐 提高且始终大于 9 2 ， 在 p H=6 9 5时 ， 精矿中金 红石的回收率大于 9 7 。在 p H=5 5和 p H=8 9 5 ， 混合矿浮选精矿中金红石的品位大于 8 0 ， 回 收率大于 9 2 。这说明 T B C作捕收剂时 ， 利用两种 矿物的可浮性有显著差异 ， 可 以从它们的人 工混合 矿 中选择性地捕收浮选金红石 ， 金红石浮选 的最佳 矿浆 p H条件为 p H=6或 p H= 9 5 。 槲 叵 0 DH 图 1 T B C为捕收剂时矿浆 p H值对金红石和石英 混合矿浮选中金红石的品位和 回收率 的影 响 2 1 2 S H A对金红石 和石英人 工混合 矿 浮 选分 离的影响 DH 图2 P b ( N O3 ) 2 活化下， 以 S H A为捕收剂时矿浆 p H 值对金红石和石英混合矿中金红石回收率和品位的影响 由图 2可知， 随着 p H值 的升高 ， 精矿的品位和 3 2 矿产保护与利用 2 0 1 3焦 回收率均先逐渐提高又逐渐下降。在 p H= 58的 范 围 内， 混 合 矿 浮 选 精 矿 中金 红 石 的 品位 达 到 8 0 ， 在 p H= 7时达到 8 8 ； 而在 p H= 6 8的范围 内， 精矿 中金红石 的回收率 接近 8 0 ， 在 p H一6 5 时接近 9 0 。这说明在 p H=6 5 、 P b ( N O ) ： 用量 1 X 1 0一m o l L 、 S H A用量 5 X 1 0 。m o l L的条件下 ， 混 合矿中的金红石得到了选择性捕收和浮选 。 2 2 T B C 和 SH A 对金 红 石 和 方解 石 人 工 混合矿浮选分离的影响 2 2 1 T B C对金 红石 和方 解石人 工混合矿 浮选分 离的影响 料 回 0 每 T B C 浓度 ( 1 0 m o l L ) 图 4 T B C浓度对金红石和方解石混合矿 浮选中金红石的品位和回收率的影响 由图 3可知 ， 在 p H= 7一 一 9 5的范 围内， 浮选精 矿中金红石的回收率随着 p H值的升高而逐渐提 2 2 2 S H A对金 红石和 方解石人 工混合 高， 但幅度不大， 金红石的回收率大于9 0 ； p H： 7 矿浮选分 离的影响 时混合矿浮选精矿中金红石 的品位为 6 0 ， 并随着 p H值的升高而逐渐降低。 图3 以 T B C为捕收剂时矿浆 p H值对金红石和方解 石混合矿中金红石品位和回收率的影响 由图 4可知 ， 随着 T B C用量的增加浮选精矿中 金红石的回收率逐渐提高， 在 T B C用量为 8 X 1 0 m o l L时达到 8 0 以上 ， 而后基本没有大的变化 ； 浮 选精矿中金红石的品位有相似的变化趋势 ， 先是逐 渐提高 ， 在 T B C用量为 81 0 m o l L时达到 8 0 ， 而后逐渐降低 。 上述试验表明： 以 T B C作捕收剂时， 金红石和 方解石的可浮性的差异虽然没有金红石和石英的差 异显著， 但仍可以从它们的人工混合矿中选择性地 捕收金红石 ， 金红 石的最佳浮选条件 为 p H=7 2 、 T B C用量 81 0 in o l L 。 图5 P b ( N O。 ) 活化下， 以S H A为捕收剂时矿浆 p H值对 金红石和方解石混合矿中金红石回收率和品位的影响 由图5可知 ， 随着 p H值的升高 ， 精矿 的品位和 回收率均逐渐下降。在 p H=7时， 混合矿浮选精矿 中金红石的品位仅为 3 6 ， 回收率仅有 3 1 。说 明 以 S H A为捕收剂 、 硝酸铅作 活化剂 ， 混合 矿中的金 红石无法得到选择性的捕收和浮选。 2 3 T B C和 S H A对金红石捕收性能比较 图 6和图7进一步对上述 T B C、 S HA浮选单矿 物和混合矿的试样结果进行了比较 。p H= 9 7 、 T B C 的用量为 21 0 m o l L时 ， 金红石单矿物的回收率 达到9 4 5 ； 无 P b 活化时金红石单矿物的回收率 在整个 p H范围内均 9 7 ， T B C可 以有效浮选分离 金红石和石英 。在 p H= 7 2时金红石与方解石的混 合矿浮选精矿中金红石的品位和回收率均可 以达到 8 0 。T B C也可以有效浮选分离金红石和方解石 。 ( 2 ) S H A需要在硝酸铅的活化下才对金红石有 较强的捕收能力 ， 在铅 离子活化下可以浮选分离金 红石和石英 ， 但它无法浮选分离金红石和方解石。 ( 3 ) 与羟肟酸类捕收剂 S H A相 比， T B C是一种