攀钢高炉渣中钙钛选矿理论分析

1、攀钢高炉渣中钙钛选矿理论分析（I）钙钛犷晶体结构细微，嵌布特征宜杂，单体解鶴困难.矿物各细分间表面活性及化学性质发生了融合高温熔炼便矿物各组分通过扩fit互相瀋透，互相浸染，各成分难以充分迁移却在原位结晶出来，不能形成完轅平直的解理面，钙钛矿单体解离因堆.品界模糊不清，破碎后，钙软矿难于岀现清i吉的表面，使得钙钛矿与脉石的表面活性及化学性质发生融合*许务性能优良的药剂体现不出好的选择性（2）泥化较瓊,矿浆中Ca2较多是影响指标的重要因素因高炉渣嵌杓细欲使钙钛矿充分解离.購矿细度势必很细.而脉石单体牌离度又较大，因此造成矿泥较多，矿泥罩盖、夹带严重。炉渣中的Ca-03是最易发生斷裂的,袪碎肓各矿

2、物尤其是辜牧透辉石表面含有大量C直匕这方面直接影响浮选选择性.另-方tftb因Ca-Oata性较大.在水中C卩拐形成径皐络合物而溶解，Mg”也有类似的作用.这坯游离的6叭M己会极大地越响浮选的选择牲*并增丸药剂消耗量.脉石矿物本身也含有大fit与钙钛矿相同的活性购点，钙钛矿与财t石常是同抑同浮的钙钛矿浮选的机理是:捕收利分子可弓钙钛旷农血的的作用（与Ti枷柞用为主八而抑制剂则是通过与Q叭的作用来抑制脉石的曲于，一方面.嚴碎后钙钛矿衣面WCa2*也较多；另一方面*壽钛透辉石及其它妣石裘面也含有Ti4*,W此钙钛矿与脉石常是同抑同浮的.5.2拳钢高炉渣中钙钛矿浮选理论分析论文研究的高炉渣中钙钦矿的

3、选矿分别涉及到了未经预处理时一般捕收剂和轻厢酸的浮选及经预处理后用一般捕收剂和婭肪酸的浮选四种过程，这些浮选过程中捕收剂、抑制剂在吸附行为上的差别，关键决定于炉渣破軒后与预处理后的矿石表面离子分布有着很大的不同.5.2.1矿石该碑后的表面离子分布的特征钙钛矿晶体为立方晶格.O'位于立方体的12条棱的中心，Ti"位于立方体的八个顶点，为6个氧原子所包围形成配位八面体结构；Ca"位于立方体体心考察钙钛矿品格的结构，其毘易发生解理的面网应该定（100、110及111晶面，这是因为这些晶面的面密度相对较大，相应的晶面何距就较大。在（】00）、（110）、（111）曲向，分别

4、为图3（a）、（b）、（c）所示的两组晶面交替出现，晶面间距分别为a/2,0.354a,0.289a（a为钙钛矿的品格常数）。oO oo （a）(b)O*O*O（c）Ti4*O2OCa2t图3fJttr晶面100（图卜110（图b）及卩11（图c）上的育子分布可看出：100晶面上电性中和最好，面密度大且保面间距最大，故100各品面间的库仑吸引力是绘弱的。所以一般情况下，沿（100晶面解理应是最容易发生的。而且易知100晶面上的Ti"与Ca"的密度相等，故钙饮矿破硏后的表面离子分布应如图4（a）所示，即万"与Ca?的数目儿乎相尊.拳钛透辉石是一种单链状硅酸林矿物辉石

5、类矿物通式为：XYT2O6b式中X组阳离子有Na"、Ca2Mn2Mg2Fc"等；Y组阳离子有Mn2Fe2Mg2Al”、11"等；T组离子主要为：SB其次有少量的Al"、Fe2Ti跆等，它们与O组成四面体。卿石类矿物解理时，断裂最易发生在SiOJ骨干外的金属阳离子与氧形成的键上，主要沿链的大半径、低电价的阳离子与氧形成的键断裂.这些阳离子有Ca"、NaMg"、K等。此外，垂貞c轴方向的少虽Si-O键、Ti-O键及A1-O键也会发生一定的断裂。因此，破碎后，钙钛矿表面的Ca?与Ti"质点密度相当，而拳钛透辉石表面的离子主要为Ca

6、"与Mg",苴次还有少爭的SitR廿“、Al»见图45.2.2经預处理后矿石衷面的直子分布特征He试剂预处理是一种表面化学反应，与钙钦矿表面的Ca2Ti"的化学反应分别如下（He试剂中参与反应的阴离子用表示）：（矿石表®H><a»（矿石表面>OH+CanAzAGt=-120.85kJ/mol<0自发（矿石表面>OTi丿叫"（矿石表面AG*=228.5kJ/mol>0不自发CM?、1人£均易溶从反应的吉布斯自由能变化可看出：只有反应可自发进行，故实际矿浆中只进行反应，故反应的总反应

7、式应为：CaTiOj+A加一>CanAjTiO：AG-120.85kJ/mol<0预处理使Ca"被选择性溶解掉，矿浆中°2与He试剂具有类似的作用血被消除。故预处理后的矿石表面特征应如图5所示.即钙钦矿表面Ti"相对K5轻化学91处理后的面寓子分布特征（O未标出数虽增加.C"相对数量减少：事钛透辉石表面的Ca"虽也越少.但由于原总址较多使Ca"质点密度仍保持在较高水平。鬲炉渣中赁性矿浮选中的捕收剂及抑制刑的作用首先需说明的几个问题：（1）水玻璃、CMC易与Ca2Mg"、Si"作用（2）拜府酸易与亲铁元素

8、丁产形成稳定的络合环（见图6.其中，以四元坏为主）.而与亲石元素Ca?只能生成不稳化合物.R6疑府*与矿表面的T产、C"的作用（4）一般捕收剂（指兄胯酸以外的其它捕收刑，这样说只是为了讨论的方便）如油酸捕收剂的捕收选择性较差（与超防輟比较），甚至对C&2的捕收作用强于对的捕收作用.523.2各种浮选过程中捕收剂及抑制剂的作用（1）未经表面改性的炉渣与一般捕收剂、抑制剂的作用炉渣未经表面改性时，无论是钙钛矿，还是脉石表血，都含有大量的Ca2Ti",故炉渣受到毫无选择性的全面抑制，再加上一般捕收剂的捕收选择性及捕收能力均较差，体现在试验结果中.就是钦精矿的回收率与品位均

9、极低.捕收示意图见图7,抑制剂分子罩盖抑制剂分子罩盖UO-般捕收剂分子图7未泾预处理的炉證与一收剂、抻剂的作用（2）经表面化学预处理后的一般捕收剂、抑制剂的作用经表面预处理后，钙钛矿表面的cF减少.即钙钛矿所受的抑制作用减弱故回收率应有所提髙，但由于一般捕收剂选择性不高.捕收能力不强，故钦精矿的品位仍不高。捕收示恿图如图8。un抑制剂分子罩盖H般捕收剂分子图8轻預处理后的炉It与一般捕收剂.抑制剂的作用(3) 未经表面化学预处理时的炉戒与肪酸及抑制剂的作用同，未经预处理时，钙铁矿和脉石受到了怦遍而强烈的抑制作用，虽然绘防酸对Ti的捕收选择性较好，捕收能力较强，但钛精矿的品位及冋收率仍不会高。捕

10、收示意图见图9。有用矿物(a)U)抑制剂分子罩爺脉石矿物(b)u起躬酸分子图9未轻表面化学預处理时的務厉酸及抑制剂的作用(4) 经表面化学预处理后炉渣与强肪酸及抑制剂的作用经表面化学预处理后，钙钛矿表面的©2己减至很少，故只受到很微弱的抑制作用，这比未经预处理时所受的抑制作用大大减弱。而脉石表面的0)抑制剂分子罩荷0)抑制剂分子罩荷(b)u羚厉喊分子图10呂表面化学S处理后炉法与及押制刑的作用Ca2Mg2等的負仍很多，仍会受到很强的抑制.泾脖酸对Ti"捕收选择性高且捕收能力强，使得钙钛矿可得到很好的捕收，而脉石受到的捕收作用很弱，因此，可浮性差异即可体现出来，可得到钛辅矿品

11、位与回收率俱佳的指标捕收示意图见图10(1) 拳钢高炉渣为典型奇钙高镁含钛渣，Ca,Ti元素分布极为分散.且构造以浸染状为主，钙钛矿微细粒均匀嵌布，晶界模糊不易解离。(2) 韋钢高炉渣重选、常规浮选及活化浮选试验中均未取得较好的效果。(3) 在浮选前用He混合试剂对矿石进行表面改性是一可行的途径，He试剂用量为47.6kg/t时的预处理效果很好.此时的粗选最佳药剂制度为：水玻璃25OOg/t,CMC100g/t,坯肪酸700g/t,可得到TiQ品位30-31%,回收率3335%的粗精矿指标。(4) 闭路浮选试验中多次精选后可获得7102品位3334%,回收率3570%的饮精矿指标。但只靠増加精

12、选次数長无法突破这一品位极限的，矿石中仍存在大就的连生体，需进疔再磨，且需对新生成的表面再进行预处理。采用“预处理粗三精二扫一精矿再一再预处理再一粗三精二扫”闭路浮选流程可得到品位40.33%,回收率30.02%的箱矿指标.减少再拠粗选鬼肪酸用fit并增加一次精选次数后，即采用“预处理一粗四精二扫一精矿再磨一再预处理一再一粗四精二扫”闭路浮选流程可得到万02品位43.01%,回收率29.89%的钛精矿指标。考虑到经济因素，工业应用中He试剂用量应低于10kg/t但降至10kg/t以下时，浮选不能稳定进行.即使是粗精矿经再磨、再预处理、再粗选所得的精矿，其品位也只有2829%，回收率却骤降至410%.说明此时He试剂用量严重不足.故在今后的研究中应采用更有效的药和组合或研制新型髙效表面改性剂来达到既能使矿石表面产生深度改性又可降低药剂成本的日的.预处理后的清洗过滤作业因难于提供连续、稳定、足虽的给矿，考虑由水力旋流器的分级来取代，经对清洗、过滤后的沉砂和溢流进行水析试验，得出分离粒度应为6.5pm左右,这为旋流器型号的选择提供了依据.(9)攀钢高炉渣的