（矿物加工工程专业论文）组合捕收剂浮选细粒锡石作用机理及应用研究.pdf

硕士学位论文 密级必密级j 1 歹可崔l 爸岁i 岑。 组合捕收剂浮选细粒锡石作用机理及应用研究 s t u d yo nm e c h a n i s m s a n d a p p l i c a t i o no f c o m b i n e dc o l l e c t o r si nf i n ec a s s i t e r i t ef l o t a t i o n 张慧 矿物加工工程 资源加工与生物工程学院 邱显扬教授级高工 邓海波副教授 胡真高级工程师 论文答辩日期一答辩委员会主席嘶 。中南大学 2 0 1 0 年5 月 ：x： 名业莎师姓专系教者科皖导作学学指 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名： 弦。鏊 日期：冱! 锰月止日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允 许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：糠 导师签名 日期：苎生年勘孕日 硕士学位论文 摘要 摘要 细粒锡石的有效回收是锡石选矿的难题。浮选是回收细粒锡石的 重要方法，而浮选捕收剂则是保证锡石选别效果的关键。本文主要研 究了组合捕收剂浮选细粒锡石的作用机理，并系统进行了组合捕收剂 实验室的应用研究。 本文首先进行了z f 药剂、辅助捕收剂( t b p ) 及其他锡石浮选 药剂对锡石、方解石、石英纯矿物以及人工混合矿的浮选研究。研究 结果表明：各捕收剂对锡石浮选的最佳p h 值不同；方解石在浮选p h 范围内均保持较好的可浮性，而石英则基本上不浮( 或回收率较低) ； 试验考察了抑制剂对三种纯矿物的抑制作用。 工艺矿物学研究表明，实际矿石含s n 0 7 9 ，矿样中锡石嵌布粒 度微细，属难选锡矿。采用组合捕收剂，通过硫化矿浮选一磁选除铁一 分级粗粒重选、细粒浮选的方案对实际矿石进行锡石选别，获得了 锡精矿含锡4 0 4 8 ，锡回收率为5 3 7 7 的技术指标。 动电位测试结果表明：组合捕收剂的加入可使锡石表面动电位 负移，表面动电位与溶液的p h 环境关系较为显著，与捕收剂用量关 系并不显著。 红外光谱测试结果表明：锡石的本征吸收峰发生位移，矿物表面 生成了新的特征峰，组合捕收剂中的c = o 和p = o 与s n 配位形成多 元螯合物，与药剂作用后的s n 0 2 表面存在大量的非极性的烃链基团， 正是这些非极性的烃链基团的疏水作用才使得锡石上浮而得到分选。 关键词：组合捕收剂；细粒锡石；浮选；作用机理 堡主兰垡丝茎 摘要 一 ：= ： 硕士学位论文 a b s t r a c t a bs t r a c t r e c o v e r i n gf i n e - g r a i n e dc a s s i t e r i t ee f f e c t i v e l yi s ah a r dp r o b l e m f l o t a t i o ni sa ni m p o r t a n tm e t h o d a n dt h ec o l l e c t o ri st h ek e yt oe n s u r e t h es e p a r a t i o ne f f i c i e n c y t h i sp a p e rm a i n l yf o c u s e do nt h ef l o t a t i o n m e c h a n i s mo fc o m b i n e dc o l l e c t o r s ，a n dt h el a b o r a t o r yr e s e a r c h e so n u s a g eo fc o m b i n e dc o l l e c t o r sw e r ea l s oc a r r i e do u ts y s t e m a t i c a l l y i nt h i sp a p e r , r e s e a r c h e so nf l o t a t i o no fc a s s i t e r i t e ，c a l c i t e ，q u a r t z p u r e m i n e r a la n dt h ea r t i f i c i a lm i x t u r ew e r ec a r r i e do u t ，u s i n gz f ， a u x i l i a r yr e a g e n t ( t b p ) a n do t h e rc o n v e n t i o n a lf l o t a t i o nr e a g e n t sa s c o l l e c t o r s r e s u l t ss h o w e dt h a tt h eo p t i m a lp hv a l u e so fe a c hc o l l e c t o r w e r ed i f f e r e n t ；e a c hc o l l e c t o ra tt h eo p t i m a lp hv a l u e sr a n g eo fc a s s i t e r i t e f l o t a t i o nw e r ed i f f e r e n t ；c a l c i t eh a dg o o df l o a t a b i l i t ya tt h ep hr a n g e ，b u t q u a r t zb a s i c a l l yd i d n o tf l o a t ( o rh a da l o wr e c o v e r yr a t e ) ；d e p r e s s a n t s u s e di nt h ee x p e r i m e n ts h o w e di n h i b i t i o no nt h et h r e ek i n d so fp u r e m i n e r a l s t h ep r o c e s sm i n e r a l o g yr e s e a r c hr e s u l t ss h o w e dt h a tt h ec o n t e n to f s nw a so 7 9 ，a n dc a s s i t e r i t ei nt h es a m p l ew a sl i k ep i t t i n gs p a r s eo r d e n s e l yd i s t r i b u t e d ，a n dt h ec a s s i t e r i t ew a sf i n e g r a i n e d ，t h eo r ea r eh a r d t o p r o c e s s t h ef o l l o w i n gp r o c e s s f l o w s h e e e tw a sa d o p t e d ：f i r s t l y s u l f i d e r e m o v i n gb yf l o t a t i o nw a su s e dt oe l i m i n a t et h ee f f e c to fs u l f i d e m i n e r a l si nt h es u b s e q u e n ts e p a r a t i o n ，t h e nt h em a g n e t i cs e p a r a t i o no f m a g n e t i t ew a sc o n d u c t e d t h et a i l i n g sa r ec l a s s i f i e di n t o t w os i z e f r a c t i o n s ，t h ec o a r s ef r a c t i o ni sg r a v i t ys e p a r a t e dt or e c o v e ra sm u c h c a s s i t e r i t ea sp o s s i b l e f i n ef r a c t i o ni sd e s l i m e dt oe n s u r et h et o t a lt i n r e c o v e r y , w h i l ef o rt h ef l o t a t i o np r o c e s so fr o u g hc o n c e n t r a t e ，g r a v i t y s e p a r a t i o ni su s e df i r s tf o l l o w e db yr e c o n c e n t r a t io n t h e r e b yt h et o t a lt i n c o n c e n t r a t ec o n t a i n e d4 0 4 8 t i nw i t hr e c o v e r y5 3 7 7 z e t a p o t e n t i a lm e a s u r e m e n tr e s u l t ss h o w e dt h a tt h es u r f a c ez e t a p o t e n t i a lo fc a s s i t e r i t es h i f t e dn e g a t i v e l yw h e na d d i n g i nc o m b i n e d c o l l e c t o r s t h er e l a t i o nb e t w e e nz e t a p o t e n t i a la n dp he n v i r o n m e n tw a s m o r eo b v i o u s ，b u tt h e r e l a t i o n s h i p w i t ht h ec o l l e c t o r d o s a g e i sn o t s i g n i f i c a n t i n f r a r e ds p e c t r u mt e s t ss h o w e dt h a tt h ec h a r a c t e r i s t i ca b s o r p t i o n p e a l ( o fc a s s i t e r i t ew a ss h i f t e d ，a n dn e wc h a r a c t e r i s t i cp e a k so nt h e s u r f a c eo fc a s s i t e r i t ew e r eg e n e r a t e d t h ef u n c t i o n a lg r o u pc = o a n dp = 0 i nt h ec o m b i n e dc o l l e c t o rf o r m e dam u l t i c h e l a t ew i t hs ni o n ，a f t e r r e a c t i n gw i t hr e a g e n t s ，ap l e n t y o fn o n p o l a rh y d r o c a r b o ng r o u p sw e r e f o r m e do nt h es u r f a c eo fc a s s i t e r i t e ，i nt e r m so ft h e i rh y d r o p h o b i ce f f e c t , t h ec a s s i t e r i t ec o u l df l o a tt ot h ef r o t h k e yw o r d s ：c o m b i n e dc o l l e c t o r , f i n e g r a i n e dc a s s i t e r i t e ，f l o t a t i o n ， m e c h a n i s m n 硕士学位论文 目录 目录 摘要一i a b s t r a c t i 第一章文献综述一3 1 1 序言3 1 2 锡石的选矿工艺7 1 2 1 锡石的重选7 1 2 2 锡石的浮选8 1 2 3 锡石浮选新技术的研究1 6 1 3 论文工作的背景、意义及主要内容1 8 第二章试样、药剂、仪器及试验方法2 0 2 1 试验矿样2 0 2 1 1 单矿物的制备与性质2 0 2 1 2 实际矿石性质一2 l 2 2 试剂与仪器2 l 2 2 1 试剂2 l 2 2 2 仪器设备一2 2 2 3 试验方法2 2 2 3 1 单矿物浮选实验2 2 2 3 2 实际矿石浮选试验2 3 2 3 3 动电位测试2 3 2 3 4 红外光谱测定2 3 第三章浮选分离研究2 5 3 1 单矿物浮选研究2 5 3 1 1 不同捕收剂作用下p h 值对单矿物可浮性的影响2 5 3 1 2 捕收剂用量对锡石可浮性的影响3 0 3 1 3 抑制剂对矿物可浮性的影响3 2 3 2 人工混合矿浮选分离研究3 3 3 3 小结3 4 第四章实际矿石浮选试验3 6 4 1 工艺矿物学研究3 6 4 1 1 原矿化学多元素分析3 6 4 1 2 原矿物相分析3 6 4 1 3 矿石矿物组成3 7 硕士学位论文目录 4 1 4 主要矿物的嵌布粒度3 7 4 1 5 锡石s n 0 2 的选矿工艺特性3 8 4 1 6 锡在矿石中的赋存状态4 l 4 2 原则流程的确定4 2 4 3 锡石选别前的准备作业4 3 4 3 1 硫化矿选别试验4 3 4 3 2 磁性矿物选别试验j 4 3 4 3 3 分级及脱泥试验4 4 4 4 锡石的选别试验4 5 4 4 1 粗粒锡石重选4 5 4 4 2 细粒锡石浮选4 5 4 4 2 1 粗选捕收剂种类及用量试验4 6 4 4 2 2 辅助捕收剂搅拌时间试验4 8 4 4 2 3 粗选介质调整剂种类及用量试验4 9 4 4 2 4 粗选脉石抑制剂种类及用量试验5 0 4 4 2 5 粗选浓度试验5 3 4 4 2 6 浮锡开路试验5 5 4 4 2 7 浮锡闭路试验5 6 4 5 全流程试验结果5 8 4 6 小结：6 0 第五章药剂与矿物表面作用机理研究6 l 5 1 锡石晶体结构与表面性质6 l 5 2 动电位测定6 2 5 2 1 锡石的z e t a 电位与p h 的关系6 2 5 2 2 捕收剂浓度对锡石的z e t a 电位的影响6 3 5 3 药剂与矿物作用的红外光谱分析6 4 5 3 1z f 药剂与锡石的红外光谱分析6 4 5 3 2 辅助捕收剂与锡石的红外光谱分析6 7 5 3 3 组合捕收剂与锡石的红外光谱分析一7 0 5 4 小结7 2 第六章 结论7 3 参考文献7 5 致谢7 9 硕士期间主要研究成果8 0 i i 硕士学位论文 第一章文献综述 1 1 序言 第一章文献综述 锡是人类历史上最早发现并使用的金属之一，是大名鼎鼎的“五金”一金、 银、铜、铁、锡之一。锡具有三种同素异形体：灰锡、白锡和脆锡。灰锡( 即0 【一s n ) 是银白色金属，密度为5 8 5 9 c m 3 ，其晶体结构属等轴晶系；白锡( 即 3 - s n ) 密 度为7 3 0 玑m 3 ，属四方晶系，存在于1 3 1 6 1 的温度范围，低于1 3 c 开始转变 为灰锡，高于1 6 1 则变为脆锡；脆锡即1 ，s n ，密度为6 5 5g c m a ，结晶构造为 斜方晶系。由于锡具有熔点低、无毒，耐腐蚀，能与许多金属形成合金【l 】，有良 好的延展性以及外表美观等特性，所以锡的用途很广泛，锡主要用于焊锡、马口 铁、黄铜及青铜合金、锡化工、浮法玻璃以及其他行业1 2 l ，锡的消费结构如图l l 所示： 图1 1 锡的消费结构 f r o m ：i t r i 我国锡矿资源十分丰富，己探明储量和保有储量居世界第一位例。截至2 0 0 7 年底，我国锡矿查明资源储量为4 8 3 6 6 万，其中基础储量为1 5 2 2 5 万t ，占 3 1 5 ，查明资源量为3 3 1 4 l 万t 。我国锡矿主要集中于云南、广西、湖南、内 蒙古、广东以及江西，这六省区锡矿资源储量占全国查明资源储量的9 7 8 9 。 锡矿床分为砂锡和原生锡两大类，并以原生锡矿为主( 约占总储量的7 8 ) ，砂 锡矿次之( 约占总储量的2 2 ) 。在原生锡矿中，大中型矿床约占原生锡矿储量 的9 5 。主要分布于滇、桂、湘、赣、粤五省，以云南个旧矽卡岩型锡矿、广西 大厂硫化物脉型矿床为代表。砂锡矿床主要分布于华南褶皱系原生锡矿集中的地 区。砂锡矿床源区以硫化物脉型和矽卡岩型为主，以化学风化作用为主，以堆积 硕士学位论文 第一章文献综述 于喀斯特山区的缓坡平台、凹地的红土型坡积、冲积为主。冲积型砂锡矿床在桂 粤湘等地区也占有重要地位。 我国锡矿床的主要矿床类型及特征简述如下f 3 ，】： ( 1 ) 矽卡岩型锡矿床。矽卡岩型是我国最重要的锡矿床类型，其金属储量 约占全国总储量的4 3 5 ，如云南省个旧多金属锡矿床、湖南省柿竹园 w 二s n m o b i 矿床、广东大顶s n f e 矿床、四川岔河锡矿床、江西曾家垅s n c u 矿床、内蒙古黄岗s n f e 和芙蓉矿田白腊水s n 矿床均为大型、超大型。矽卡岩 划分为三类：主要为钙质外矽卡岩，矿物组成主要为：钙铁榴石、钙铁辉石、次 透辉石和硅灰石；其次为镁质外矽卡岩，矿物组成主要为：透辉石、镁橄榄石、 硅镁石、透闪石和金云母；还有少量内矽卡岩，矿物组成主要为：方柱石、斜长 石、钙铝石榴石、绿帘石和符山石。矿体常常呈透镜状、层状和脉状，矿石品位 变化较大，通常为0 1 2 5 ，一般来讲，退化蚀变越强烈，锡品位越高。 ( 2 ) 热液脉型锡矿床。我国有大量热液脉型锡矿床，其锡金属储量约占全 国总储量的4 1 ，根据主要矿物组合，该类锡矿床可进一步划分为以下三种类型： 硫化物脉型、电气石脉型和石英脉型，其中硫化脉型最为重要。热液矿脉矿物组 成通常为石英、锡石或黑钨矿和少量黑云母，而且在成矿作用过程中常常伴随有 云英岩化、黄玉化、硅化、绢云母化和萤石化。硫化物包括：方铅矿、闪锌矿、 黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、黄铜矿和硫盐类。广西大厂多金属锡矿床，锡品位 0 3 - - 5 ，而且还有多种金属元素伴生，如z n 、p b 、s b 、h g 、a g 、c u 、i n 、 c d 、a s 、b i 、m o 、w 和s e 。该矿床成矿作用分三个阶段：即锡石石英硫化物阶 段，矿物组成为：锡石、毒砂、磁黄铁矿、铁闪锌矿、石英、钾长石、黑云母和 黄铁矿：含锡和银硫化物硫酸盐碳酸盐阶段，矿物组成为锡石和二十多种硫酸 盐，方解石和含锰方解石；和辉锑矿石英方解石阶段，矿物组成为：方解石和 含锰方解石以及少量黄铁矿、石膏、柱辉锑铅矿和斜硫锑铅矿。云南省都龙锡矿 床也属于热液脉型锡矿床。 ( 3 ) 云英岩型锡矿。该类矿床金属储量约占全国总储量的6 5 ，如江西南 部的洪水寨w - s n 矿床，云南西部的来利山和小龙河锡矿床，湖南南部的柿竹园 w - s n m o - b i 矿床。含锡云英岩可以组成主要矿体或整个矿体，含锡云英岩常常 以次要矿体形式出现。根据主要组份，云英岩类型划分为白云母云英岩、黄玉云 英岩、长石云英岩、黑云母云英岩和黄铁矿云英岩。以湖南南部柿竹园 w - s n m o b i 矿床为例，岩体组成为似斑状黑云母花岗岩、等粒黑云母( 黑磷云 母) 花岗岩和花岗斑岩，其矿物组成主要为石英、白云母、黑磷云母、黑云母、 珍珠云母、钠长石、钾长石、黄玉、萤石、黑钨矿、白钨矿、锡石、辉铋矿、辉 钼矿、电气石、绿帘石和刚玉等。 4 硕士学位论文第一章文献综述 ( 4 ) 蚀变花岗岩型锡矿床。该类锡矿床以强烈蚀变为特征，如钠长石化、 钾长石化和云英岩化，矿床常常出现在花岗岩侵入体顶部内接触带，在该类锡矿 床中锡石与围岩花岗岩类岩石同时生成。其金属储量约占全国总量的1 8 。事 实上，该类矿床为n b t a - r e e s n w 矿，而其中的锡仅是伴生组分。全国有5 个 该类型矿床，即广西栗木、内蒙古苔菜花、江西牛岭坳、姜坑里和旱叫山，矿石 矿物为锡石、铌铁矿、钽铁矿、黑钨矿、钽烧绿石、金红石、钽金红石、锰钽铁 矿、锡矿和毒砂。脉石矿物为钠长石、石英、黄玉、锂白云母。 我国锡的产量位居世界第一位，图1 2 、图1 - 3 分别为我国1 9 7 0 2 0 0 8 年的 锡精矿的产量以及1 9 7 0 2 0 0 6 年世界锡精矿产量的柱状图，从图中可知，我国锡 精矿占世界锡精矿的比重从1 9 7 0 年的1 0 0 3 上升至2 0 0 6 年3 4 8 6 。表1 1 为 2 0 0 7 2 0 0 9 年世界1 0 大企业排名及精锡产量。 图l - 21 9 7 0 年一2 0 0 8 年我国锡精矿产量柱状图数据来源：r r r j 3 5 0 管3 0 0 恤 2 卯 趟 ：墨- 2 0 0 翟伽 b 蜒1 0 0 喀 5 0 0 图 1 9 7 01 9 7 51 9 8 01 9 8 51 9 9 01 9 9 52 0 0 02 0 0 5 1 3 1 9 7 0 年2 0 0 6 年世界锡精矿产量柱状图数据来源：i t r i 硕士学位论文 第一章文献综述 袁1 12 0 0 7 2 0 0 9 年世界1 0 大锡企业排名及精锡产量单位：t 排名生产商 产量 2 0 0 72 0 0 82 0 0 9 数据来源：i t r i 目前世界上已知的锡矿物有五十多种，按晶体化学可分为自然元素、金属互 化物、硫化物、氧化物、氢氧化物、硅酸盐、硼酸盐等七类。表1 2 锡的主要矿 物表。 表1 2 锡的主要矿物表旧 矿物名称 英文名称化学分子式 搿惹( g 比c m 重3 ) 颜色 锡石c a s s i t e r i t e s n 0 2 7 8 86 8 7 2 一般均呈黄棕至棕黑色 黑锡矿 r o m a r e h i t e s n o8 8 16 4 5黑色 三方硫锡矿b e m d t i t e s n s 2 6 4 94 5 浅灰黄色，棕黄色 黄锡矿s t a n n i t e c u 2 f e s n s 4 2 7 64 _ 3 4 5 浅灰黑色，钢灰色 硫锡矿h e r z e n b e r g i t e s n s 7 8 75 1 7 9灰色，黑色 硫锡铅矿t e a l l i t e p b s n s 2 3 0 46 4 铅灰色，浅灰黑色 圆柱锡矿 c y l i n d r i t ep b 3 s b 2 s n 4 s 1 4 2 5 75 4 1 铅灰色，浅灰黑色 辉锑锡铅矿f r a n c k e i t e p b 5 s b 2 s n 3 s 1 41 7 0 9 5 7 浅灰黑色，黑灰色 马来亚石 m a l a y a i t ec a s n s i 0 4 1 0 4 4 54 4 2无色，绿灰色，白色等 水锡石h y d r o c a s s i t e r i t e ( s n f e ) ( o h l 2 6 2 22 5 6黄色，橘红色 硫银锡矿c a n f i e l d i t e a g s s n s 6 1 0 16 2 8 黑色 硫钼锡铜矿h e m u s i t ec u 6 s n m o s 81 3 9 4 4 7 灰色 银黄锡矿h o c a i t i t e a 9 2 f e s n s 4 2 2 94 7 7灰褐色 锌黄锡矿k e s t e r i t e c u 2 ( z n f e ) s n s 4 31 84 5 6 墨绿色 硫锡铁铜矿m a w s o n i t e c u 6 f e 2 s n s s 13 74 6 6 橘橙色，青铜色 斜方硫锡矿 o t t e m a n n i t e s n 2 s 3 7 1 24 8 3 5 淡红灰色 锡石是唯一具有商品价值的矿物。锡石化学成分为s n 0 2 、晶体属四方晶系 的氧化物矿物。常含f e 和t a 、n b 等氧化物的细分散包裹物，晶体具金红石型 结构，通常为带双锥的短柱体，有时呈细长柱状或双锥状，膝状双晶普遍，集合 6 硕士学位论文 第一章文献综述 体大多呈粒状块，外壳呈葡萄状等而内部具同心放射纤维状构造的，称木锡石 纯净的锡石几乎无色，但一般均呈黄棕至棕黑色，条痕白色，金刚光泽，断口上 油脂光泽，莫氏硬度6 7 ，比重6 8 7 2 。s n 0 2 为非整比化合物，其晶体中锡 的比例较大，从而形成n 型半导体，当该半导体吸附象i - 1 2 、c o 、c i - 1 4 等具有还 原性、可燃性气体时，其电导会发生明显的变化，利用这一特点，s n 0 2 被用于 制造半导体气敏元件，以检测上述气体，从而可避免中毒、火灾、爆炸等事故的 发生。 1 2 锡石的选矿工艺 1 2 1 锡石的重选 锡石的密度相对比脉石矿物组分高，重选一直被认为是处理锡石低成本、无 污染的处理方法【8 1 。应用于锡石选别的重选设备主要有：摇床、螺旋溜槽、跳汰 机、重介质选矿设备等。重选作为一种历史悠久的选矿技术，在大约2 0 0 0 年的 发展过程中一直沿用溜槽类选矿设备，即完全依赖重力进行分选的设备。原始的 分选矿泥或矿砂的溜槽是用木材或砖槽制作出来的，完全由人工操作。 1 8 3 0 , - - - 1 8 4 0 年间a a r z 跳汰机的出现，使得人们开始利用机械传动的方式来 增加选矿效率，选矿从此也进入了工业革命时代。 1 8 9 3 年w i f l i y e 发明的现代摇床使选矿技术进入了一个新的时代捧1 。摇床是 锡选厂的主要设备，用于处理一些细粒锡石。摇床富集比高，既可选出高品位精 矿，又可丢出最终尾矿。目前，送冶炼的锡精矿大部分是摇床选别产品。 y t c a 型粗砂摇床是云锡公司研制的一种回收粗粒重矿物的高效重选设备， 该设备的床条比原来粗砂摇床的床条增大1 7 6 倍，床条密度增大1 1 8 倍，床条 分布面积增大1 0 8 倍。床条沟槽纵向沿床头一端向尾端精矿带延伸，各段的横 断面也有变化，这样的结构设计增加了床面对脉石矿物的淘洗作用，床面上所设 的水沟槽群，有利于捕集、保护重矿物，充分回收重矿物。该设备在摇床床头构 件上也进行改进，产生了较大的传动惯性，形成了合理的床面运动特性，矿粒群 的松散分层得到加强，从而强化了分选效果，扩大了处理能力。 r e i c h e r t 选矿机是一种根据倾斜平面流膜床原理进行工作的重选设备1 9 i ，主 要用于细粒物料的选别，1 9 6 5 年以后用于砂锡矿的选别，澳大利亚的雷尼森和 a r d l e t h 锄锡选厂都曾应用该设备，a r d l e t h a n 锡矿将其用于1 1 6 8 m m 至+ o 0 4 3 m m 粒级的物料，在给矿品位含锡0 4 ，给矿浓度6 5 ，锡回收率为8 0 左右。 b a r t l e s m o z l e yt a b l e 亦称为巴特莱莫茨莱重力选矿机，为一种简单的流膜 重选设备，有效选别粒级为1 0 0 5 p m 的锡石，其富集比为2 5 - 4 5 ，回收率6 0 8 5 ， 7 硕士学位论文第一章文献综述 最早应用于英国的吉沃尔锡选厂，其后在澳大利亚的雷尼森选厂以及其他国家都 有过应用。 里查德、莫兹利公司将离心选矿机和摇床的选矿原理结合起来，研制成高处 理能力的多重力分选机( m g s ) 。该设备的回收粒度为1 0 0 p m ，但随着离心力的增 强，据报道回收2 1 m a 细的颗粒也有可能。该设备在英国w h e a l j a n e 锡选矿厂中 处理一7 5 9 m 占8 3 5 4 、含锡1 5 3 的细粒摇床给矿时，工业试验结果表明，可获 得含锡4 5 的精矿，回收率达8 3 。 其他离心选矿机还包括括k n e l s o n 选矿机、f a l c o n 选矿机、g i l k e y 转筒离心 机、k n u d s e n 转筒离心机、h d y o r u f g e 选矿机等。 吕永信【i ( 、l 在间断排矿卧式离心机的基础上发明了射流离心选矿机，实现了卧 式离心机工作的连续化，这种设备在广西大厂采用获得较好效果，分选大厂矿务 局废弃的1 0 岬矿泥中的微细及超细粒锡石一次富集比5 - 8 。 螺旋分选机由于其具有结构简单、单位处理能力大、本身不需要动力、操作 维护简便等优点也曾广泛应用于锡石的重选。螺旋分选机的缺点在于机身高度 大、给料和循环的中矿需要砂泵输送、本身参数不易调节以适应给料性质的变化。 杨才顺j 应用旋转螺旋溜槽对羊坝底采选厂锡品位为0 1 2 4 0 2 8 2 的砂锡 矿尾矿进行选别，得到了锡品位在3 5 以上的富锡中矿。 、 张兴旺f 1 2 l 介绍了由2 m 螺旋溜槽在车河选矿厂前重作业中的工业试验，用由 2 m 螺旋溜槽精选圆锥选矿机精矿，锡作业回收率为7 0 - - 8 2 。 对处理粒度小于4 3 岬粒级的细泥，重选的效率急剧下降。因此在重选前设 置分级处理作业。分级设备主要有：高频振动筛，概率筛，水力分级机，水力旋 流器等，分级主要是为了进行分级入选及防止锡石的过粉碎。 1 2 2 锡石的浮选 浮选法回收锡石是利用矿物表面化学性质的不同，在浮选过程中添加捕收剂 以及脉石抑制剂，使矿物表面化学性质发生变化，扩大目的矿物与脉石矿物的可 浮性差异。因此浮选过程中药剂的使用起着至关重要的作用。 锡石浮选药剂的研究 捕收剂的研究 在锡石浮选中捕收剂的研究具有非常重要的作用，从锡石浮选的发展过程 看，几乎每取得一种进展都与锡石捕收剂的研究有密切的关系。锡石浮选的捕收 剂主要有脂肪酸类、烷基磺化琥珀酰胺酸盐、肿酸、膦酸、烷基羟肟酸等。 脂肪酸类 8 硕士学位论文 第一章文献综述 这类捕收剂的结构通式为r c o o h ，包括脂肪酸及其皂类。脂肪酸按其碳链 的饱和程度可分为饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸两大类。饱和的脂肪酸中常见的有 软脂酸( c 1 5 h 3 l c o o h ) 、硬脂酸( c 1 7 h 3 5 c o o h ) ，不饱和的脂肪酸如油酸( 顺 十八碳9 烯酸) 、亚油酸( 顺十八碳9 ，1 2 二烯酸) 、蓖麻酸( 顺一1 2 - 羟基十八 碳9 烯酸) 等。植物油中的r c o o h 主要为不饱和酸，植物油中含有双键的碳链 对称性差，不易排列整齐，故熔点低，室温下为液体；动物油中的r c o o h 主要 为饱和酸，动物油中不含双键的碳链对称性好，容易排列整齐，故熔点高，室温 下为固体。不饱和脂肪酸比其饱和的同系物具有较好的浮选捕收性能。油酸和塔 尔油石实践中常用的脂肪酸类捕收剂。 世界上第一座锡石浮选车间德国阿登堡选厂就是采用油酸作为捕收剂浮选 锡石1 6 j 。由于羧基是吸电子基团，几乎对所有金属离子都有化学活性，特别对钙， 镁、铁、铝等离子的活性更高，所以脂肪酸类捕收剂对硅酸盐类矿物捕收能力较 弱，主要用于矿物组成相对简单且以石英为主要脉石的锡矿石的浮选。在浮选过 程中，般要加入适当的调整剂以消除钙、镁、铁等离子的干扰。 烷基磺化琥珀酰胺酸盐 烷基磺化琥珀酰胺酸盐是一种表面活性剂，药剂的组成和结构比较复杂， 分子中除含有磺酸基外，通常还包含有一个以上的羧基。此类药剂的化合物 有：a e r o s 0 1 2 2 ，a e r o s 0 1 1 8 ，a e r op r o m o t e r8 4 5 等等。 早在1 9 4 7 年，澳大利亚研究人员赫格特就采用十六烷基硫酸钠作为捕收剂 浮选锡石，此后越来越多的研究者开始了磺酸基作为锡石浮选捕收基团的研究。 曾清华 1 4 1 等研究了烷基磺化琥珀酸胺酸盐捕收剂( a - 2 2 ) 对锡石的浮选 性能，以及金属阳离子和中性油对锡石浮选的影响。结果表明，a 2 2 是锡石的 良好捕收剂，选择性好，尤其是在弱酸性介质中作用效果更佳；铅离子对锡石浮 选具有一定的活化作用，而其它金属离子具有很强的抑制作用。通过红外光谱和 光电子能谱分析表明，a 2 2 与锡石作用机理为，药剂在锡石表明是通过羧基和 磺酸基中的氧原子与锡石表面的活性质点s n 4 + 键合，形成了0 0 型多元环螯合 物。 罗建中瞰】研究了在锡石赤铁矿体系中以烷基磺化琥珀酰胺酸为捕收剂，连 苯三酚为赤铁矿抑制剂，在p h 值为3 的条件下成功分离了锡石与赤铁矿，并指 出连苯三酚能抑制赤铁矿的原因在其对三价铁离子具有较强的络合能力且本身 亲水。 p rk h a i l g a o n k a r 等瞰l 研究了磺化琥珀酰胺酸四钠在锡石表面的吸附。研究 指出浮选和吸附的最佳p h 值为3 0 左右，并且药剂在锡石表面的吸附是循序渐 进的的增长，最佳的浮选浓度对应着单层的吸附浓度，吸附浓度为5 5 1 a m o l m 2 。 9 硕士学位论文第一章文献综述 研究发现药剂与矿物表面的化学吸附为主要的吸附形式。 s b u l a t o v i c 等f l j 开展了采用磺化琥珀酸与改性脂肪酸作为捕收剂，以有 机酸及水玻璃为抑制剂，从重选锡精矿中去除杂质的研究，研究表明浮选的选择 性与药剂的改性程度及抑制剂的种类及用量，同时与浮选的p h 有很大的关系。 在含有钶铁矿、钽铁矿、锆石及铁矿物的重选锡精矿体系中，采用磺化琥珀酸类 药剂作为捕收剂，氟硅酸草酸水玻璃做抑制剂的体系中，在p h 为2 的条件下， 从精矿品位5 8 的s n 0 2 提高到9 0 左右。 h - b 甜d a u f 等8 j 研究了烷基二羧酸可较好的浮选粒度达1 0 0 p m 的锡石，但是 烷基二羧酸对黄玉也有一定的捕收性能，所以效果不佳，通过研究他们发现氨基 萘磺酸盐可较好的实现锡石的浮选。 胂酸、膦酸类 这类药剂是砷酸和磷酸的衍生物。胂酸可分为芳香族胂酸和脂肪族胂酸。芳 香族胂酸中主要有混合甲苯胂酸、对甲苯胂酸、苄基肿酸及邻甲苯胂酸等。对于 脂肪族胂酸的研究报道并不多见，原因在于按迈耶尔反应它的产率较低。因此未 得到推广应用。 磷酸( h o ) a p o 分子中一个或两个羟基为烷基或芳基置换的化合物称为脂肪 族膦酸和芳香族膦酸。根据置换的烷基数目，可分为烷基膦酸r p ( o ) ( o h ) 2 和二 烷基膦酸r 2 p ( o ) o h 。 烷基膦酸和二烷基膦酸分别具有一元酸和二元酸的特性。 芳香族膦酸的捕收性能随烃链的增加而增强，但选择性下降，因此高级芳香族膦 酸不适于用作锡石捕收剂。 1 9 4 0 年德国格伦德等人【6 j 用甲苯胂酸浮选阿登堡的锡石，取得了较好效果， 由于其捕收力较强且选择性好，使它成为一类重要的锡石捕收剂。 在各类胂酸中混合甲苯胂酸的选择性和捕收能力比同类胂酸捕收剂要强。混 合甲苯胂酸曾应用于广西大厂的细粒锡石的浮选和云锡黄茅山选厂的细粒锡石 的浮选。 张钦发 i 研究了混合甲苯胂酸在锡石表明上的吸附机理，认为混合甲苯胂酸 在锡石表面上是以化学吸附为主，并存在静电和分子吸附的多层不均匀吸附。 雷毅等m 用苄基胂酸为捕收剂，纤维素为抑制剂在弱酸介质中对给矿品位 0 7 4 1 的大厂矿务局铜坑锡矿原生细泥进行选别，得到锡精矿品位为2 8 2 8 ， 作业回收率为8 2 0 5 ，对原矿回收率为5 1 3 9 的试验指标。 周文山等胁l 进行了苄基肿酸浮选长坡锡矿矿泥的研究，进行了锡石浮选小型 和工业试验，取得了良好的选别效果。在小型闭路试验中，当给矿含锡1 2 5 时， 采用一粗二精的流程，获得了含锡4 2 的锡精矿。 朱建光等吲研究了水质对苄基肿酸浮选锡石细泥效果的影响。通过用苄基胂 1 0 硕士学位论文 第一章文献综述 酸、混合甲苯胂酸为捕收剂对锡石纯矿物进行浮选试验，首先找出浮选锡石的最 佳条件，然后在矿浆中加入各种离子，考察它们对锡石纯矿物浮选的影响，试验 结果发现当所加入的f e 2 + 、f e 3 + 、s n z + 、s n 4 + 、c u 2 + 离子浓度低时，对锡石浮选有 活化作用，浓度高时起抑制作用。同时还发现，在试验浓度范围内p b 2 + 、z n 2 + 离 子对锡石有活化作用，m n 2 + 离子无影响。长坡选厂浮选锡石细泥小型试验和工业 试验结果表明，铁离子的影响很严重。 常用作锡石捕收剂的芳香族膦酸为苯乙烯膦酸。苯乙烯膦酸( s t y r e n e p h o s p h o n i ca c i d ，s p a ) 易溶于水，能与s n 2 + 、s n 4 + 和f e 3 + 等离子形成难溶解的盐 类，对水中的c a 2 + 、m 9 2 + 离子不敏感。苯乙烯膦酸在二十世纪六十年代末就开 始应用于工业规模的锡石浮选。苯乙烯膦酸不仅是锡石的有效捕收剂，而且对黑 钨矿、金红石等矿物也有良好的捕收性能。 钟宏等m j 用烷胺双甲基膦酸( 代号浮锡灵) 对锡石的捕收性能和作用机理进 行了研究，指出浮锡灵的捕收力强、抗矿泥干扰性能好，对5 1 x m 的锡石微泥具 有强力的捕收作用，浮锡灵在锡石表面的吸附是化学吸附。 程建国【2 4 】用烷基亚磷酸酯对锡石的捕收性能和在锡石表面的作用机理进行 了研究，其中的烷基为为辛基、癸基和十二烷基的烷基亚磷酸酯都是锡石的有效 捕收剂，其中癸基亚磷酸酯的捕收性能最好，通过红外光谱、锡石表面的电位 和癸基亚磷酸酯吸附量的研究表明，癸基亚磷酸酯在锡石表面产生了化学吸附。 林强陋l 用二烷基次膦酸对锡石浮选的捕收能力进行研究，结果表明二烷基次 膦酸是一类兼有起泡性能和强捕收能力的锡石浮选剂，其强捕收性由其极性基团 的化学结构所决定，而非极性基的两种结构效应( 电子效应和空间效应) 以空间效 应对药剂性能