捕收剂作用下重晶石与白云石和石英的浮选差异

捕收剂作用下重晶石与白云石和石英的浮选差异

重晶石是中国传统的优势品种，其储量和产量是世界上最重要的。某低品位重晶石矿石矿物组成复杂,主要矿物为重晶石,脉石矿物主要包括方解石、白云石、蒙脱石和石英。论文选择几种常见的重晶石捕收剂,通过纯矿物浮选实验,研究不同种类捕收剂对重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英纯矿物的浮选行为,探究重晶石与脉石矿物的可浮性差异,确定合适的重晶石捕收剂,为此类重晶石的开发利用提供参考。1实验部分1.1脱石、石英纯矿物重晶石纯矿物取自贵州某重晶石矿区,方解石、白云石、蒙脱石和石英纯矿物取自河北省灵寿县某矿区。经手选挑纯,再用玛瑙研磨机磨细,取粒级为-90～+38μm的纯矿物矿样,经蒸馏水反复冲洗,烘干后置于磨口瓶中备用。1.2矿物浮选方法实验试剂:捕收剂包括油酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、肥皂、十八胺、水杨羟肟酸和辛基异羟肟酸,其中十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠为工业级,其余均为分析纯;纯矿物浮选均采用一次蒸馏水。实验仪器:XFGC1.3实验方法纯矿物浮选实验在40mL挂槽式浮选机内进行,实验矿样每次用量为2g,搅拌1min,用H2结果与讨论2.1单次监禁实验2.1.1油酸钠用量对重晶石可浮性的影响油酸钠体系中,重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性如图1所示。图1(a)为在自然pH值下,油酸钠用量对重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性影响。从图中可以看出,油酸钠对重晶石、方解石有很好的捕收效果,2种矿物有相近的可浮性。当油酸钠用量为15mg/L时,重晶石的回收率最高为90.25%,此时方解石回收率为90.68%,白云石回收率为56.38%。随着油酸钠用量增大,重晶石的回收率降低,这种现象称为临界抑制现象确定油酸钠用量15mg/L,考察pH对重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性影响,实验结果如图1(b)所示。从图中可以看出,pH对重晶石的浮选回收率影响较大,在强酸条件下,重晶石的浮选回收率很小,随着pH的不断增大,重晶石的浮选回收率逐渐增大,在弱碱条件下重晶石的回收率最大。pH对方解石回收率的影响不大,方解石在酸性条件下回收率较碱性条件下小。随着pH的变化,白云石的回收率变化较大,弱酸条件下,白云石回收率较低为28.30%,随着pH的不断增大,白云石的回收率不断变化,维持在60%上下。蒙脱石和石英回收率基本不受pH值的影响。2.1.2二烷基硫酸钠用量对矿物回收率、白云石、方解石、石英和白砂糖十二烷基硫酸钠体系中,重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性如图2所示。图2(a)为在自然pH值下,十二烷基硫酸钠用量对重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性影响。从图中可以看出,十二烷基硫酸钠对重晶石、方解石有相似的捕收性,二者的回收率都随捕收剂用量的增大而不断增大,回收率在84.00%以上。当十二烷基硫酸钠用量小于40mg/L时,白云石的回收率小于重晶石和方解石,十二烷基硫酸用量大于40mg/L时,白云石的回收率大于重晶石和方解石且达到96%以上。蒙脱石、石英的回收率随着十二烷基硫酸钠的用量增加而不断变化,但回收率最高不超过10%。确定十二烷基硫酸钠用量40mg/L,考察pH对重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性影响。实验结果如图2(b)所示。从图中可以看出,随着pH的变化,十二烷基硫酸钠对矿物的影响与油酸钠不同。重晶石在酸性条件的回收率要优于碱性条件下,且在酸性条件下的回收率达到93.86%。方解石和白云石回收率受pH值的影响不大,回收率始终大于90.64%。蒙脱石和石英基本不浮。2.1.3捕收剂对矿物的可浮性十二烷基苯磺酸钠体系中,重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性如图3所示。图3(a)为在自然pH值下,十二烷基苯磺酸钠用量对重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性影响。从图中可以看出,十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠的捕收效果类似,随着捕收剂用量的变化,重晶石、方解石的回收率也在不断变化,回收率始终大于86.20%。当捕收剂用量较低时,十二烷基苯磺酸钠对重晶石的捕收效果强于十二烷基硫酸钠,当十二烷基苯磺酸钠用量为25mg/L时,重晶石的回收率最大为89.65%。十二烷基苯磺酸钠用量小于40mg/L时,白云石的回收率不断增加,当捕收剂用量大于40mg/L时,白云石的回收率趋于平稳且大于96.80%。捕收剂对蒙脱石和石英的捕收效果较弱,2种矿物回收率均小于10%。确定十二烷基苯磺酸钠用量为25mg/L,考察pH对重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性影响,实验结果如图3(b)所示。从图中可以看出,随着pH的不断变化,重晶石与方解石的浮选回收率变化不大,回收率始终大于89.64%。白云石回收率随着pH的变化有所降低,回收率在76%～80%之间。蒙脱石和石英基本不浮。2.1.4肥土用量对重晶石可浮性的影响肥皂体系中,重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性如图4所示。图4(a)为在自然pH值下,肥皂用量对重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性影响。从图中可以看出,重晶石、方解石在肥皂体系中可浮性相似,且随着肥皂用量的增加,回收率也不断增加;当捕收剂用量为60mg/L时,重晶石回收率最高为90.15%,方解石回收率为94.2%。肥皂对白云石的捕收效果一般,捕收剂用量较低时,白云石的回收率较低为13.24%,随着捕收剂用量的增加,白云石的回收率也不断增加,捕收剂用量为60mg/L时,白云石回收率为48.27%。蒙脱石和石英的上浮率小于10%,基本没有捕收效果。确定肥皂用量为60mg/L,考察pH对重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英可浮性影响,实验结果如图4(b)所示。可以看出,随着pH的变化,肥皂用量的捕收效果和油酸钠类似,在强酸条件下,重晶石的回收率很小,基本不浮。随着pH的增大,重晶石的浮选回收逐渐增大,在弱碱条件下重晶石回收率达到最大。随着pH的变化,方解石的回收率变化不大,白云石回收率不断增大,最高不超过50.00%。蒙脱石和石英基本不浮。2.1.5石英的可浮性在自然pH值下,考察十八胺用量对重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性影响,实验结果如图5所示。从图5可以看出,十八胺作为阳离子捕收剂对石英捕收效果很好,石英回收率在95.00%以上,方解石的浮选回收率也较高,可能因为当pH>6时,方解石溶液中HCO2.1.6羟酸用量对5种纯矿物的可浮性在自然pH值下,考察水杨羟肟酸和辛基异羟肟酸用量对重晶石、方解石、白云石、蒙脱石和石英的可浮性影响,实验结果如图6所示。图6(a)为水杨羟肟酸用量对5种纯矿物可浮性的影响。从图中可以看出,水杨羟肟酸对5种纯矿物的捕收效果均较弱。这可能是因为水杨羟肟酸疏水能力较弱,因而捕收能力较弱图6(b)为辛基异羟肟酸用量对5种纯矿物可浮性的影响。从图中可以看出,重晶石在辛基异羟肟酸体系中基本不浮。蒙脱石和石英的可浮性也较差。回收率不超过45.00%。方解石和白云石回收率随着辛基异羟肟酸用量的增加而增大,浮选回收率可以达到95.00%左右。2.2油酸钠回收率测定通过单一捕收剂实验可以看出:pH为3,十二烷基硫酸钠用量40mg/L时,重晶石的回收率最大为93.86%。自然pH,油酸钠用量15mg/L时,重晶石的回收率为90.25%。考虑实际成本,确定油酸钠为组合捕收剂中的一种。固定组合捕收剂的用量15mg/L,采用油酸钠和十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、肥皂、羟肟酸组合药剂进行实验。自然pH值下,考察组合捕收剂对5种矿物可浮性的影响。2.2.1二烷基硫酸钠占比对重晶石回收率的影响固定捕收剂总量为15mg/L,改变十二烷基硫酸钠用量的占比,实验结果如图7所示。从图7可以看出,随着十二烷基硫酸钠占比不断增加,重晶石的回收率有所提高,当十二烷基硫酸钠占比80%时,重晶石的回收率最大为93.87%,此时方解石回收率为85.51%,白云石回收率为54.15%。说明加入十二烷基硫酸钠,对油酸钠捕收重晶石有一定的协同作用。但重晶石与方解石、白云石并没有较明显的可浮性差异。组合捕收剂对蒙脱石和石英基本没有捕收效果。2.2.2油酸钠+十二烷基苯磺酸钠组合捕收剂固定捕收剂总量为15mg/L,改变十二烷基苯磺酸钠用量的占比,实验结果如图8所示。从图8可以看出,油酸钠和十二烷基苯磺酸钠组合捕收剂的捕收效果与油酸钠和十二烷基硫酸钠组合捕收剂类似。十二烷基苯磺酸钠的加入,提高了油酸钠对重晶石的捕收能力,十二烷基苯磺酸钠占比20%时,重晶石的回收率最大为93.04%,此时方解石回收率为95.65%,白云石回收率为66.34%。重晶石、方解石和白云石可浮性差异不大。蒙脱石和石英基本没有可浮性。2.2.3回收率和所需量固定捕收剂总量为15mg/L,改变肥皂用量的占比,实验结果如图9所示。从图9可以看出,随着肥皂占比的增大,重晶石、方解石的回收率先增加后降低,白云石的回收率呈下降趋势,且用量下降幅度较大。当肥皂占比60%时,重晶石的回收率为91.76%,方解石的回收率为71.26%,白云石的回收率仅为12.64%,此时重晶石与白云石有较大的可浮性差异。蒙脱石和石英的回收率随着肥皂用量占比的变化基本不变,回收率小于10%。2.2.4辛基异羟酸用量对重晶石捕收率的影响固定捕收剂总量为15mg/L,由于羟肟酸价格较贵,从经济角度考虑,羟肟酸占用量的比不宜过高,改变羟肟酸用量的占比,实验结果如图10所示。从图10(a)中可以看出,水杨羟肟酸的加入,提高了捕收剂对重晶石的捕收效果,当水杨羟肟酸占比为15%时,重晶石的回收率最大为93.15%。随着水杨羟肟酸的加入,方解石的回收率也有所提高。白云石的回收率随着水杨羟肟酸用量占比的提高而降低,水杨羟肟酸用量占比为15%时,白云石回收率最低为36.72%。蒙脱石和石英基本不浮。从图10(b)中可以看出,随着辛基异羟肟酸用量占比的增加,重晶石的回收率不断变化,当辛基异羟肟酸的用量占比为15%时,重晶石的回收率最高为93.00%,方解石回收率为91.41%,白云石回收率为47.42%。说明辛基异羟肟酸的加入,对油酸钠捕收重晶石起协同作用。原因可能是因为辛基异羟肟酸的加入,降低了油酸钠的粘度,提高了油酸钠的流动性3组合捕收剂体系(1)单一捕收剂体系中,在酸性环境中(pH为3),十二烷基硫酸钠用量40mg/L时,重晶石的回收率可达93.86%,但十二烷基硫酸钠用量偏高;而油酸钠用量较少时,可获得较高的重晶石回收率。在自然pH条件下,油酸钠用量15mg/L时,重晶石和方解石的回收率均可达到90%以上,白云石回收率为56.38%,含硅矿物蒙脱石和石英的回收率小于5.80%。(2)组合捕收剂体系中,十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、肥皂和羟肟酸的加入都对油酸钠捕收重晶石有一定的协同效果,且选择性比单一