一种表面活性物质在胶磷矿脱硅反浮选中的应用研究

1、#试验研究#IM& P 化工矿物与加工2009 年第 12 期文章编号: 1008- 7524( 2009) 12- 0007- 03X一种表面活性物质在胶磷矿脱硅反浮选中的应用研究刘鑫, 罗廉明, 刘旋( 云南磷化集团研发中心, 云南 昆明 650113)摘要: 采用工业杂醇Zc 与醚胺类捕收剂Y 10组合药剂作为浮硅捕收剂对某胶磷矿进行双反浮选工艺试验, 在原矿品位为 P2O526. 22% 、M gO1. 60% 、SiO 222. 33% 时, 可以得到 P2O530. 14% 、M gO 0. 61% 、回收率 92. 99% 的精矿指标。表面张力及相对接触角测试发现, 工业杂醇Zc

2、 的加入能提高 Y10的选择性。 关键词: 表面活性物质; 胶磷矿; 脱硅反浮选; 作用机理 中图分类号: TD 971文献标识码: A0 引 言胶磷矿脱硅反浮选中, 由于阳离子捕收剂对矿泥较敏感, 矿泥的存在对浮选指标呈负影响。因此, 若能在浮选溶液中加入合适的非离子型表面活性物质 1 , 与阳离子捕收剂产生协同作用,达到减弱捕收剂的电性的目的, 则可减小矿泥的 晶磷灰石; 脉石矿物主要为石英、白云母, 其次为方解石、白云石。胶磷矿呈鲕状, 鲕核有石英, 胶磷矿边缘重结晶被纤维状细晶磷灰石包围, 磷矿石主要呈纤维状结构, 层状或条带状构造。 1. 2试剂脱镁捕收剂 WH L- P 10: 工

3、业纯, 配成 1. 0%负影响。有报道曾指出 2 , 烃链长度为 C 8C12( 质量分数, 下同) 使用; 脱硅捕收剂Y 10: 工业纯, 配成 0. 5% 使用; 捕收剂Y 10 - Zc: Y 10 与 Zc 质量比为 4B1; Zc: 工业纯, 配成 0. 5% 使用; 混酸: 分析纯, H 2SO4与H3PO 4按 4B3. 5 的质量比混合, 配成10% 使用; 盐酸、氢氧化钠: 分析纯, 用于调节 pH值。 的醇与十二胺盐酸盐混合使用浮选石英获得了比 单一使用十二胺好的浮选效果。 本文采用工业杂醇Zc 作为表面活性物质, 与醚胺类捕收剂 Y 10 混合作为浮硅捕收剂, 以期达到改

4、善浮选指标的目的。 1试样和方法1. 3研究方法胶磷矿浮选: 采用XFD 型 0. 5 L 浮选机, 每1. 1试样单矿物: 胶磷矿和石英纯矿物均取自昆阳磷矿, 经提纯后使用。磷灰石P2 O539. 01%, 石英纯度 99. 0% 以上。 胶磷矿: 试验矿样取自云南, 矿样多元素分析 结果见表 1。 次用矿样 166. 7 g, 浮选质量分数为 26. 7%。 表面张力测试: 将待测药剂配成不同质量浓度( 0 35 mg / L) 的几个试验点, 采用 jk99B 型全自动张力仪, 分别测试溶液的表面张力, 主要考查活性剂降低溶液表面张力的能力。 相对接触角测试 3 : 测定矿物的相对接触角

5、, 虽然不能测出矿物真实接触角, 但能反映出不同试剂对矿粒的润湿程度差异, 为研究药剂与矿物作用机理提供表 1试验矿样化学多元素分析结果%SiO 2CaOMgOFe2O3P2O 5Al2O3质量分数26. 22 22. 3338. 141. 600. 640. 14直观测试手段。试验采用jk99A型粉体接触角测量仪测试药剂与矿物的粉体接触 该矿石属硅质磷块岩, 有用矿物为胶磷矿微 X 收稿日期: 2009- 07- 11 7 #试验研究#IM& P 化工矿物与加工2009 年第 12 期角。 用量为总用量的 20% 时, 精矿品位和回收率都得到了一定程度的提高, 可见Y 10与 Zc 混合药剂

6、性能比单一使用Y10的要理想。 2试验结果及分析2. 1浮选结果与分析胶磷矿矿样属难选磷酸盐矿物, 单一反浮选对精矿品位的提升幅度不大。从试样的多元素化学分析结果分析, 该试样的碳酸盐和硅酸盐含量相当, 脱镁浮选只能脱除部分碳酸盐矿物, 而硅酸盐矿物同磷矿物一起在粗精矿中得到富集, 这是导致精矿品位偏低的原因。因此, 若要继续提高磷精矿品位, 需在脱镁的基础上进行脱硅浮选。经试验确定脱硅捕收剂Y 10用量为 0. 25 kg/ t。 2. 1. 1 Y 10与Zc 比例试验 在Y 10和 Zc 总用量为 0. 25 kg/ t 的前提下, 进行两者比例试验, 试验流程见图 1。试验结果 见图

7、2。 2. 1. 2脱硅扫选 对脱硅尾矿进行扫选, 浮选时应该强化对磷酸盐矿物的抑制, 本试验采用磷酸作为抑制剂得到较好的效果, 通过试验确定扫选中磷酸的用量 为 2. 0 kg/ t , 试验流程见图 3, 结果见表 2。 图 3 脱硅扫选试验流程表 2扫选试验结果品位回收率 产率产品名称( P2O 5) / %/ %P2O5/ %MgO/ %精矿1精矿272. 5231. 340. 6386. 4228. 6320. 020. 476. 5710. 818. 049. 4610. 220. 3212. 783. 893. 12尾矿2尾矿110026. 301. 56100原 矿 表 2 结

8、果显示, 若把精矿 1 和精矿 2 合并作为最终精矿, 则品位为 P2 O5 30. 14% 、M gO 0. 61% 、回收率 92. 99%; 尾矿 1 和尾矿 2 合并作为最终尾矿, 品位为P2O59. 79% 、MgO 5. 64%。 2. 2 Zc 作用机理探讨本文通过表面张力、相对接触角测试分析来探讨Zc 的作用机理。 2. 2. 1 不同药剂质量浓度溶液表面张力试验 采用 jk99B 型全自动张力仪的铂金板法, 分别测试Y 10、Zc、Y 10 - Zc 不同质量浓度下的表面张力, 试验结果见图 4。从图 4 看出, 随着药剂质 量浓度的增加, 溶液的表面张力降低, 当质量浓度由

9、图 2 可知, 随着Zc 比例的增大, 精矿品位先缓慢升高后急剧下降, 而回收率上升的幅度较大。本研究选取精矿品位 30% 时回收率最高的试验点做为Y10与 Zc 的最佳比例, 即Y 10BZc 为 4 B1。 可见, 在其他浮选条件相同的情况下, 当Zc 8 #试验研究#IM& P 化工矿物与加工2009 年第 12 期增至一定值后, 表面张力趋于平稳, 证明溶液质量浓度达到了临界胶束质量浓度, 若再提高表面活性剂质量浓度, 溶液表面张力不再降低而是大量形成胶团, 此时溶液的表面张力就是该表面活性 剂能达到的最小表面张力。 灰石。 虽然两种矿物在Y 10- Zc 溶液中的接触角比Y 10溶液

10、中的小, 但 v接触角却由 20. 7b增大至26. 8b, 可推断出: 组合试剂具有较好的选择性。 3 结论a. Zc 与Y10质量比为 1B4 的混合药剂的选择性优于单一捕收剂Y 10。 b. 工业杂醇的价格比醚胺类阳离子捕收剂低廉, 用其替代部分捕收剂可以降低选矿成本。 c. 矿泥的存在会增加泡沫的粘性, 致使消泡难。杂醇本身具有一定的起泡性能, 其依靠与阳离子捕收剂非极性端之间的范德华力一同吸附在 矿物表面, 替代了部分阳离子而吸附在矿物表面, 这势必削弱捕收剂的极性, 降低矿泥与阳离子捕收剂吸附的机会, 进而减少矿泥附着在气泡上的几率, 达到改善起泡性能的目的。 4 参考文献 1 之

11、献华, 任子敏, 等. 杂醇残液高沸点分馏物用于煤泥浮选的性能试验 J . 煤炭加工与综合利用, 1999, ( 2) : 17- 18, 31.图 4药剂降低溶液表面张力的能力由图 4 曲线可看出, Zc 降低水溶液表面张力的能力不如Y 10, 混合捕收剂Y 10- Zc 降低表面张力的能力弱于Y 10, Y10- Zc 与 Y10的表面张力曲线随用量的增加逐渐接近。因此, Y 10 - Zc 浮选性能的改善并不是由于混合药剂的表面活性的提 高, Y10是决定性的表面活性组分。 2. 2. 2 药剂与石英、胶磷矿作用的相对接触角测定 测试均在pH = 6. 7 下进行, Y 10、Zc、Y

12、10 - Zc 溶液的总药剂质量浓度均为 25 mg/ L, 用 jk99A 粉体接触角测定仪测定其与石英、磷灰石的相对 接触角, 测试所用纯矿物粒级为- 0. 074 mm +0. 063 mm , 测试结果见表 3。 2 姜广大, 苏风贵, 等. 脂肪醇在十二胺盐酸盐浮选石英中的作用 J . 有色金属( 选矿部分) , 1983, ( S 1) : 27- 31. 3 罗廉明. 粉矿接触角的测定 J . 化工矿物与加工, 1989, ( 4) :25- 26.Application of a surface- active substance in the reverse flotatio

13、nof silicate removal out of collophaniteL IU Xin, LUO L ian- ming , L IU Xuan( Yunnan Phosphate Chemical Group, Haikou Yunnan 650113, China)矿物与药剂作用前后的相对接触角(b)表 3Y 10Zc溶液名称蒸馏水Y10- Zc059. 338. 6+ 20. 718. 125. 9- 7. 853. 827. 0+ 26. 8石英接触角磷灰石接触角20. 2v 接触角*- 20. 2Abstract: Test of a collophanite w as c

14、onducted by the double re- verse f lot at ion process, taking commercial fusel Zc and ethe-r aminesY 10 mixture as silicat e collect or w ith the run- of- mine ore assaying30. 14% P 2O5 and 0. 61% M gO and the recovery of 92. 99% ob- tained . Tests of surf ace tension and relative contact angle showed that addition of commercial fusel Zc could improve the selectiveness ofY 10 .* 注: v 接触角= 石英接触角- 磷灰石接触角 表 3 试验结果显示, 在蒸馏水中, 石英的润湿性要强于磷灰石。在捕收剂Y 10 与Y 10- Zc 溶液中, 石英矿物的接触角均大于磷灰石矿