摘要： 本文阐述了浮选药剂的作用机理，通过改变不同的选矿药剂的条件，对比各个条件的变化对生产带来的变化，找出较好的优化方法，以提高选精矿的 AO 含量和 A/S。关键词： 油酸 捕收剂 碳酸钠
前言铝土矿选矿—拜耳法生产氧化铝新技术 2003 年在中国铝业中州分公司成功地实产业化，该工程以国家“九五”科技攻关成果为依托，采用中国铝业公司等单位联合开发的“选择性磨矿—聚团浮选”的技术路线，将原矿 A/S 5～6 的低品位铝土矿通过浮选后得到 A/S11 左右的高 A/S 选精矿，用于拜耳法生产氧化铝，有效地解决了低 A/S 5～ 6 的铝土矿不能直接采用经济的拜耳法生产的问题。随着氧化铝生产的大量投资，生产规模的不断扩大，矿石急剧消耗，原矿品位开始快速下降，原矿 A/S 从 2003 年的 5～6 下降到了现在的 3.8～4.5。中州分公司第二氧化铝厂的生产数据显示，受原矿品位下降的影响，铝土矿浮选总精矿 A/S 随着原矿 A/S 的下降从 2003 年的 11 逐步下降到了 2011 年的 5.5～6。而由于矿石解离难度增加，入选矿物嵌布关系紧密导致浮选消耗增加，浮选指标的波动又造成精矿回收率的下降，造成精矿成本总体升高。因此有必要研究捕收剂各成分的机理，来调整各成分的比例来适应低品位铝土矿的浮选。捕收剂的主要成分有油酸皂化物(油酸钠)、增效剂 Ol-2、选择性捕收剂 OL-3。我们通过改变捕收剂中不同成分的含量进行对比，研究了各种成分在浮选中的作用，进一步优化了浮选药剂的配方，同时根据矿浆的性质灵活调整捕收剂中各种成分的含量。 1 油酸的作用机理油酸学名十八烯(9)酸，分子式为：CH3(CH2)7CH=CH(CH2) 7COOH，工业用的油酸一般为油酸、亚油酸、亚麻酸及硬脂酸的混合物，比重 0.895 左右，熔点约 14℃。亚油酸的分子式为：CH3(CH2) 4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH 油酸是一种脂肪酸，单独使用是一种选择性较差的捕收剂，一般将油酸皂化后使用，并同时使用抑制剂抑制脉石矿物，并才能使有用矿物和脉石分离。浮选时许多情况下决定于脂肪酸阴离子在矿浆中的浓度，而脂肪酸阴离子的浓度与矿浆 pH 值有关、例如油酸在矿浆中阴离子浓度为：[C17H33COO-]=K [C17H33COOH] /[H+] ，K 为油酸的电离常数，在温度一定时是一个定值。在浮选条件下，油酸的用量不大时，其阴离子的浓度主要受矿浆 pH 值的影响。pH 值大，[H+]则小，油酸电离出的阴离子就越多，浮选效果越好;但当矿浆 pH 值过高时，高浓度的 OH-与矿物表面作用，排挤脂肪酸离子，降低矿物的疏水性而起抑制作用。故在浮选各种矿物时，要根据矿物的性质选择不同 pH 值进行浮选。从化学的观点认为脂肪酸与矿物表面相互作用，包括两个速度不同的过程：物理吸附(可逆)和化学吸附(不可逆)。(1)物理吸附以较快的速度固着与矿物表面，但固着不稳定，易于解吸。 (2)化学吸附在矿物表面进行的比较慢，具有一定活性的分子才能在矿物表面的活化中心得到十分稳定的固着。我们对油酸皂化物(油酸钠)的捕收作用进行了研究，1#捕收剂为中州分公司现有生产配方样，2#捕收剂为只用油酸和纯碱配制的油酸皂化物(油酸钠)捕收剂，在相同试验条件下，进行浮选对比试验，数据见表 1-1 表 1-1 油酸的浮选作用研究序号 药剂配方 SiO2(%) Al2O3(%) A/S 1#捕收剂 原配方 30.82 38.1 1.24 2#捕收剂 油酸皂化物(油酸钠) 30.48 40.2 1.32 从表中可看出，油酸皂化物(油酸钠)在目前的捕收剂配方中起主要作用，单纯使用油酸皂化物(油酸钠)的浮选效果仅比原配方 AO 升高了 2.1%，尾矿 A/S 升高了 0.08。 2 选矿药剂的优化
2.1 捕收剂 pH 值得优化为确定捕收剂的最佳 pH 值，我们在实验室进行了初步试验，结果见下表 2-1：从试验结果看，确定捕收剂的最佳 pH 值对优化浮选指标有较好的促进作用，而且还可以减少配制捕收剂时纯碱的用量，降低生产成本。 2.2 药剂加入点优化 2.2.1 粗选捕收剂加药点前移表 2-1 捕收剂 PH 值对浮选的影响序号 捕收剂 pH 值 SiO2 Al2O3 A/S 1 9.0 33.86 37.8 1.12 2 8.0 34 35.2 1.04 3 9.0 32.04 39.60 1.24 4 8.5 32.24 39.4 1.22 中州分公司原设计粗选作业区捕收剂加药点为矿浆搅拌槽，由于矿浆搅拌槽直接入浮选，距离太近，导致捕收剂与矿浆混合不均匀。经过改造后将捕收剂加药点前移至二级溢流搅拌槽，来提高捕收剂与矿浆的混合问题，但由此产生了泡沫多，二级溢流槽冒槽的问题;经过摸索最终确定将粗选捕收剂加入点前移至溢流泵进口处，这样不仅解决了二级溢流槽冒槽的问题，而且捕收剂和矿浆的混合效果进一步得到了加强，捕收剂药效得到了充分的发挥。 2.2.2 碳酸钠加入点优化碳酸钠作为铝土矿选矿的 PH 值调整剂，确保浮选矿浆 PH 值在 9.4~9.8 之间。中州分公司原设计碳酸钠加入点为三个，即在入磨、精一、精二共计三个点均加入碳酸钠调整剂。生产中发现将入磨碳酸钠加入量提高后，高堰分级机电流有所降低，分析粒度发现磨矿细度有升高的现象，由此逐步认识到了碳酸钠的助磨作用。我们对碳酸钠作为助磨剂进行了系统研究，实验室条件下，取 500g 原矿，在磨矿浓度为 50%，磨矿时间等其他条件固定的情况下，碳酸钠的加入量与磨矿细度的关系如下: 表 2-2 捕收剂添加地点对铝土矿正浮选的影响碳酸钠加入量(g) +74μm 含量(%) -74μm 含量(%) 0 23.60 76.40 1 23.00 77.00 1.5 21.80 78.20 2.0 20.95 79.05 由上表可见，随着入磨碳酸钠量的增加，磨矿细度好转，矿浆中 -74μm 含量增加。 3 结语(1)研究了捕收剂的主要成分油酸皂化物(油酸钠)的添加对提高选精矿的 AO 含量提高有一定好处，但升高不多。(2)通过调整，找到了浮选效果较好的捕收剂 pH 值，提高了自选精矿的 AO 含量，提高了精矿 A/S。(3)对药剂的加入点进行了前移实验，使得药剂的效果增强，提高了精矿细度。参考文献 [1].张强.选矿概论，冶金工业出版社[M].1993 [2].杨重愚. 化铝生产工艺学[M].1993 [3].中州分公司.生产技术综合月报[R].2004,9-10 月 [4].中州分公司.生产日报、班组分析班报[R].2004,10-11 月 [5].沈阳铝镁设计研究院.中州分公司 30 kt/a 选矿拜耳法生产氧化铝新技术产业化工程可行性研究报告 2001.3 张启成等
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