正交试验优选天青石矿的捕收剂和浮选条件

1、正交试验优选天青石矿的捕收剂和浮选条件引言天青石矿是生产碳酸错的原料、T业I将尺音石.'JI口:成碳酸蹭对柄石中的硫酸餾含昼要求较高.而氏讦石原矿前品位较低./E进入制齐谧程Zl亂股通过选矿的方法诧有用矿物得到富集青綁夭青石矿物假布粒度较细，辂土矿物含I童奇.敘便大青右矿物的选护指标较低.为合理仃效地开发»用该矿石資源.提fii选W的经济技术指标我10对该矿石晝源开展了优.2汕血剂*迪匸艺试验研究.fl*讪（:的浮选工艺过程中药削制度是浮选丁艺中的一个垛键圉索-对浮选捋标有重大的赠响|Y药H制度中堆关琏的是捕收剂的选报対了金面考察各种类型的捕收剂对kW石浮选的柞用”需要的水平

2、数较參本文选用混合水平竹多囲素正交谊验.正殳试籍设计就是安带形丙議述齡.寻求垠优贰平堀合的一种崗效半试验设计阴.正交试验的优点具有很强的代春性这就保证了&如如心齐忒屮的效果申人加瘦地扌I臨了其他闽索的I扰臥而可且综介比较该欣1索不同加平时试歸指标的辭响常况*本试竖采用的浮选机为机缄搅拌式浮选机工作原理是叶轮旋转在叶轮和蛊扳间形成负洛经由进气管白动地吸入蚪界空气，叶轮的强和搅卄件可便矿桨与空气得以充分混合.井将q逹分割成许名细小的气泡.代泡将恃浮*物浮出后+曲刮扳刮出*1原料仪器坊试別1.1原料轴3种不同地戊的尺育石旷由X射线忻射悅测定的矿物细成的护定竝结杲如表I1.2仪器饥榊浮透机.X

3、FDO厲型.任沙顺泽矿冶机械制就仃限?Md：精幣?1：rHISM".|縛康仪仪耦有阳上诃；牆成啟碎机.100、60世浙江上虞市逍城振东仪器设备I：球廨弘旳盘皿忆匕海屮药机械厂；X射线黄光光诰仪.AXbsBV4400荷兰帕纳科公司：3()油压X射线粉晶衍射仪.pertPro荷兰帕纳科公机压片机.北京众合创业科技发展仃限公司司.&I人讶石矿的矿物组成的丫定債给采Table1Semi-<iuantitetiveceiestilrmheralconpositInn矿石來湖r物细成半定at«i«QU8<SiSO4)45文<i(CaCO,)10右的&

4、lt;C<i90/2JL0)11LYHF石英(SDJ6位54.63)恢白云石|Ca<Fr4MD<C0s)J7力梢石(CaCO,)2fl云讯|K<AFe)2ASOCOH)J19<SiSO4)40白云(CaMgfCO,)J9石英<sr>2)6DFS方解石(CaCO,)4OKltlSiU位49.48)岩盐(NaCl)17lift<Ca904-2H,O)5fl云时1K<AJFe)2A6Ol0<OH)J12斜绿泥石|M&n人“叫卅山宀“小l$O10XOH)J9WlffttS<S1SO4)56石英(sop3JS怏白云石Ca(F.Mg

5、)(CO,)J3匝品石Ba9O4)5備酸18品位5463)岩盐<NaCl)2斜规泥M&*AL仍FqM%«S初Ai$0|o>«OH)J14白云母|K<AJFeABOCOH)J71.3试剂庞矿药剂油酸、十:烷基三甲基涣化嵌分析纯久津市光复箱细化工研究所；十二烷克苯磺酸钠.六偏磷酸钠、I二烷基硫酸钠.分析纯.蔡阳化工试脸厂.F基如分析纯.广州医药站化学试剂公司；十六烷基三甲基棋化恢分析纯.上海山油化工仃限公司；烷基多伍业级.扬州泉化科技集休仃限公司：单烷基确酸酯：匸业级上海升纬化工原料有限公司;石油磺酸钠工业级郑州市比尔化匚原料仃限公司甩酸钠分析纯.夭津

6、市红岩化学试剂厂;氟硅酸钠分析纯上海建信化工冇限公司试剂厂；氧氧化钠.分析纯曲安化学试剂厂;盐酸分析纯.白银良友化学试剂有限公司.2)分析试剂硫酸纓.分析纯.天津市苏庄化学试刑厂：碳酸钺.光谱纯上海试剂/;淀粉分析纯北京女坏化学试刑丿：老化镁、右英砂分析纯.天津市大茂化学试剂J;碳酸钙.分析纯天津市百肚化工何限公司.2试验方法2.1正交试验设计1试蛉因索和水r-的选择通过实践及分析研究在诸多的选矿参数中找出了形响浮选效率的上要参数.作为正交试验设计的影响因素.药剂的种类和用址是获得良好浮选折标的关键添加约剂可以改变矿物的町浮性和改善浮选工艺播标.浮选时间过短导致回收率卜降浮选时间延长便帮矿品位

7、卜降.浮选时何通常为I-15mh矿浆中固体质址分数的大小对药耗、电耗、回收率和粘矿品位都仃形响.股的矿浆中固体质虽分数保持在50；以卜.矿浆PH值的变化直接或何接影响"'物的可浮性叶轮转速决定了浮选机的吸气盘.气泡分散度'浮选肌的搅样强度等匝要指标山.提高矿浆温度町以使矿物的溶解度和捕收力增加.常能大幅度的降低药耗和提高冋收率但同时也使电耗增加.鉴于以上原因，选择出本试验的冈素及水平数如衣2农2试聯因斎从水平Table2FactorandlevelofexpertnentW倉8谥丛哇解水甲A捕收剂种类B抽收別JjiT样版fit比C抑制剂种类D抑翎剧贖1ft比E注选时何

8、/minF矿浆中同体的质fit分救/%GH叶轮PH转速/<r/mh)Ir«/rJ來沖1油酸iHOOO硅Ift钠1:1000515621300DFS2十：烷奉苯磺酸伯2:10002:100010258234020JS31二烷BftlKtA3uooo3:1000153510259040LYHF4 十二烷峯三甲廉滾化桜十六烷墓三甲基滾化枝5 烷盘參存S爪烷基磧酸笛&3q«9X3”)iE交试购农Table3U7<9X3")ortiognna1designtable试!Jft号Waw矿品位/%冋收率%ABCDEFGIIIJ11111i1111144931

9、1592122122222271.385104J1333333333625121584211122233357.7626705222233311I596446.7862333111i1167.0622.39731113332266109126832211I333586884.27933332221I1529325.73104123I2312357101479114231231231607115«51243123123126669137013512323I3126820207514523I312123604336591553I21232315353562016612331223I6K8

10、63401176231123312673239901863I2231123617047.151971321321326K05162920721321321360996117217321321321585547.7222X1322133215400160023X213321132726579.06248321132213574K4K30259132321213598529372692I313y3215936216K279321213132704912.21捕收剂的种类很多本试验选用9种捕收剂即捕收剂的种类这一因素为9水¥.氏他试验因索均设置为3水r.根据正交试验的试验因素和水平数（见衣

11、2）选择u,«9X3°觎合水平正交试验衣（见表3安排试验.2）正交试验表根据因素和水r-得到的正交试验我如我12.2试脸流程正交试验中单个试验的流程图如图1.夭青石旷经破碎并磨至200H>98%用盐酸和氢氧化钠作为pH调整剂.加入相应的定址抑制剂厉搅样3mh加入定量的捕收剂.调至相应的叶轮转速浮选一定的时间得到粗将矿和尾矿沉降脱水洁烘干.由X射线荧光光谱仪的标准曲线定就测定粹矿品位.并计算得到相应的冋收率.«r0»r«2(nn>*;««/z椅收制HUT图I升路浮选试购渝用Fig1Opencircuitflotit

12、bnexperinentolpmcessa4止交试鲨回收半的极差分析箱果Table4Orthogonalexperinentrangeanasisoflecovejy不同水半的丫沟值A捕收剧种类B捕收別与矿样廣量比C抑朴刊种类D抑制剂9«H质m比E淳选时何F矿浆中固体质債分数GPHII叶轮HitI0浆細咚J«(rk.2807289732.9936683505324439.79322433033062%319648.4845.704009307341.17304545.513&743&5167.0932.7831.5733.444445366339.99324

13、838464i.12人147K&3785&4035為417347792442极左52311951141366513.72K.7395413035711050上次厢序A>B>OE>H>J>G>F>D>I优水半A,B）6G：h2I43结果与讨论3.I选矿收率和粘"'品位试验结果回收率和耕矿品位足衡就浮选效果的匝要指标冋收率和耕矿品位的极差结果以及各因素与指标的关系如表4农5所示.曲表4可以石出.捕收剂种类和捕收剂与矿样质圮比对冋收率的影响最大.由表5可以行出原矿来源和捕收剂种类对粘0品位的影响最大捕收剂的科类是考察浮

14、选结果的重要因索.捕收剂种类抑制剂巧矿样质虽比和叶轮转速対冋收率和精矿品位的彩响趋势一致.衣5正交试鲨粘矿骷位的极差分析结果Table5Ortmgcnalexperinentrangeanasisofconcentrategrade不同水T的平均但A轴收剂种类B捕收刑与样质!比C抑制刑种类D抑制剂9V样歳At比E浮选时何F中凶体质At分救GP»H叶轮披述I浆诉戏J來探k.5916605460.416042592861.386139608859815695禺614963.4663416!S0620261.23625S6288617468X659246122614363306392626

15、46130614563695850匕6150&60726596匕62S3k.61IX62236352923002.884641.411.251.003.881191主次顺序J>A>E>t-OB>D>H>F>G优水平2B,q5Ej耳6h21£3 2试脸冈索对浮选效率的莎响本正交试般是筝指标试岭涉及两项考資指标.即精矿骷位和回收率.同-W索水平两项拆标的莎响往往不相同.故对姜指标试验结果敌据的分析应从名J面考虔兼顾得失.综會决定闵索上次及眾优水平组介.本试验是粗选作业的条件对比试验在分析综合结果时.需要首先考虑冋收率适为考虑粘矿品位指标山

16、1和收剂川抑制剂种类的选择及対浮选结果的谄响本试岭所选择的9种捕收剂中.油酸堆浮选天疗石放常用的捕收剂.I二烷皋三屮基淑化佞和I八烷基三屮基涣化後是同系列的阳离子捕收剂.烷皐硫酸盐和烷基磺酸盐对含钙矿物的捕收能力较弱逸择性好E.烷基娄什、臥烷基磷酸酣和右油磺酸钠都是本身具仃起泡性能的捕收剂.本试聯所选择的3种抑制剂中硅酸钠是常用的抑制剂.从疋交试验的结果（!I二烷基硫酸钠和单烷基碣酸酯（A,舶回收率最高.因为其喘的泡沫量大.包泡速度快.耐低温性好.先选怎卜二烷基硫酸钠川也烷基磷酸酣作为人青冇矿浮选的捕收剂.f六烷基三屮尿浜化镀g人烷基多弁（A,舶回收率与油酸相比结果均较高1彼此Z何差井很小但入

17、比A.的粘矿品位指标好胺能优先附看F矿泥上,导致选择性卜降若改为脱泥浮选町进一步提岛浮选性能.故捕收剂选择为I六烷基三甲基涣化做g）.综合以上分析.选择的人青石矿的捕收剂为十二烷慕硫酸钠、单烷皐磷酸鬲和卜六烷茲三甲呈浪化钱.2）Mj收剂和抑制剂用fi对浮选结果的形响捕收剂与矿样质址比为2:1000时.精矿品位和回收奉的折标最好.因此选取2M000作为优化的捕收剂与r样质址比抑制剂丄j矿样质量比为2:1000时回收率最高.若改为3*1000HL然粘矿品位提高了18吹但回收率卜降了665%.S此取抑制剂与矿样质呈比为2:100QF捕收剂的用虽不足时1:10001则要浮选的矿物衣啲的缆水性不够.会使

18、回收率卜降.合理増大捕收剂与矿样质fit比.目的在于增强矿物与气泡的固看强度加快浮升速度.但捕收剂过娄（3!10001使被抑制的矿物也浮游.会减少II的矿物的匕浮机会降低回收率3,.过园的捕收刑会给泡沐粘矿进步粘选及混介桔矿分离带来困难.还会形成大&泡沫而使粘矿和尾矿不易脱水.随着表if（i活n剂分f的不斷吸附.潯液农面“空位"越来越少新的衣面活性剂分子的吸附变得闲堆".捕收剂本身大多兼侑起泡性能融着捕收剂与矿样硕城比的増加气泡兼并的程度减小.（U当达到临界検并的质虽比时气泡的兼并完全被阳止.此时若再増加捕收剂打矿样质量比对'（泡人小妙响不大（"抑

19、制剂用fit不足时，精矿品位不抵illJIIII的矿物浮游回收率也可能卜降.抑制剂过址时，浮游矿物可能也受到抑制.使回收率I、降.此时为了提高被浮矿物的上浮能力必须相应加大捕收剂的用址3用?选时何对浮选结果的莎响从冋收率结果看，浮选时何为15mfcW回收半垠岛.冷选时何为lOmrtt.槁矿品位的折标校好.但冋收率的结果偏低.具体的浮选时何还耍恨抑:能耗及回收率等的实际需求确定.本试验将选抒浮选时何的范閑定为1015mix任矿石的可选性好、披浮矿物的含虽较低.矿浆浓度较小的剂作用乂快乂强、允气搅拌较強等条件卜所需的浮选时间就较短肺收剂用址的増加也可缩短浮选时间心；反之.就需要较长的浮选时何.4

20、XT浆中固体的质鼠分数对浮选结果的形响矿浆屮固体的质虽分数对回收率和粘0R位的莎响均不大浮选分离在不违反R好的选择性和操作的条件下尽可能在较浓的矿浆中进行矿浆中固体的质fi：分数为25/时回收率最高取矿浆中固体的质虽:分数为25%.从经济上石虑矿浆越浓所而浮选机的容枳越小.约剂的相对何效质虽分数越高.约剂的用量越少心粗选作业-股选用校浓的旷浆.可以节省药剂.X矿浆中同体的质星分数小时回收率较低.矿浆中固体的质戢分数増加.则冋收率也増加但超过限度回收率则乂会降低.矿浆中固体的质虽分数过髙矿浆与气泡不能fl由流动.破坏了浮选机充气条件.粗选作业采用较浓的旷浆可以保证获得高的回收率和节省药剂.处理每

21、吨矿右的水电消耗减小.捉岛经济效益巴对于机械搅拌发泡方法而吉,气泡尺寸大小与矿浆密度冇关化矿浆中固体的质&分数越大时密度越大气泡尺寸减小.对浮选有利.対于胺类捕收剂.当矿浆中固体的质虽分数增加时.荷正电的金属离了及真鬼基络合物在矿物表血吸附对肢类捕收剂产牛般电斥力从而便吸附盘减少.5 HT浆酸碱度对浮选结泉的彬响矿浆pH值的变化直接或间接影响其浮选过程中矿物的可浮性.矿浆在pH值较大的情况卜.由FF浆中的on离子较多，矿粒表血吸附人量的OH会使矿粒表而亲水性增大并阴硏捕收剂阴离孑的吸附.pH值也形响到甘粒衣面的电性ph值的大小直接影响到矿n表面的电位.对于长链捕收剂（油酸.I二烷基硫酸

22、钠、I-.烷基苯礦酸钠）闵曲水绘链较长.容易发生缔介.不同的pH值时不同的缔介物山优州Idj不同结构缔合物的浮选活性不同对浮选效果仃较人的影响.绝大多数的浮选药刑昱以离子型的方式1j矿物表ifii起作用的药剂要解离成为离子以后才16与扩物衣面发生作用.药剂解离成为有效离子的多少与pH值有很大）'、系若药剂的仃效离F为阴离产时就耍在碱性矿浆的条件下才能产生更多的有效离子.当药剂的（J-效离f为阳离F时.只有在低N1值的矿浆中才能解离出较筝的阳离子.每一种i；选药剂都有各自适宜的pH値范囤还要通过详细的试验进一步验证.6屮|轮转速和旷浆温度対浮选结果的莎响在正交试验我给出的范隔内叶轮转速和

23、矿浆温度对回收率和粘矿品位的影响均不大.矿浆温度在20540*c时回收率的结來差异很小.从箱矿品位的结果看40弋时精矿品位指标好在条件允许的情况卜选择40C从能耗方面考虑20I也是较为理想的温度.叶轮技速2340MniiH浮选的回收率和帮矿M位的指标最好.调廿矿浆温傻条件上耍是占股药剂的性质.有空药剂要在一定温度F才能发挥其有效性.止交试验的结果显示.提高矿浆温度对回收率并没仃明显的提高.M矿品位在髙温时<40£沟所提高除油酸外其他几钟捕收別的耐低温性能良好.油酸的凝固点是10匸左右.在低温卜起不到浮选作用对李节变化比较明显的地区不宜采用.在一定范闱内叶轮的转速越大.充气昼越人.机械搅拌式浮选机内矿浆的强烈湍流运动.是促使m粒从气泡上脱落的上要冈索.降低矿浆运动的湍流强度.即降低叶轮转速到适'”