二元组合捕收剂浮选分离一水硬铝石与高岭石的机理研究

 　　近年来我国工业对铝土矿需求量越来越大，而 我国铝土矿资源量逐渐下降，品质逐渐降低，“贫、 细、杂”的特点趋显著，铝硅比(A／S)逐年下降，铝 土矿脱硅更加困难。因此，必须通过合理的选矿脱 硅方法提高我国铝土矿的质量，使其满足拜耳法生 产氧化铝的工业要求。 众所周知，浮选是铝土矿脱硅的主要方法，有正 反浮选，而正浮选的应用最广泛。正浮选常用捕 收剂是脂肪酸类阴离子型捕收剂，但该种捕收剂存 在分散性差、低温浮选性能差、不耐硬水、利用率低 的问题。而工业生产中对产品质量的要求更高， 研发新型捕收剂是铝土矿浮选分离的关键问题。研 究发现，某些螯合捕收剂具有很好地选择性、分散 性，已有实例成功应用于其他氧化矿浮选中。因 此，对脂肪酸类捕收剂与螯合捕收剂进行组合使用， 并探究与矿物的作用机理成为一个比较受关注的课 题。本文在前人研究的基础上，进行单矿物的单 一捕收剂及二元组合捕收剂浮选试验，结合组合捕 收剂间的协同作用，开展二元捕收剂对一水硬铝石 与高岭石浮选性能与机理作用的研究，为铝土矿浮 选脱硅提供新的理论依据。　　实验　　1．1矿样、试剂与主要仪器 试验所用一水硬铝石和高岭石分别取自河南洛 阳和山西孝义。块矿经手选、破碎、瓷球磨后，用 74“m的筛子筛分，筛下的用于试验。 所用pH值调整剂HCl和NaOH，捕收剂油酸 钠(NaOL)、苯甲羟肟酸(BHA)均为分析纯试剂，试 验所有用水均为去离子超纯水。 仪器设备：XFG型挂槽式浮选机；GL一20G—II型 离心机；PHS一3C型pH计。　　1．2单矿物浮选试验 浮选试验采用XFG实验室浮选机，将浮选机转 速设定为1 650 r／rain。称取单矿物样一水硬铝石或 高岭石2．0 g放人40 mL浮选槽中，加入蒸馏水搅 拌1 min后，按照流程图添加相应药剂并调浆，浮选 时间为2min，然后对精矿产品和尾矿产品分别过滤 烘干，称重，计算出产率。浮选流程如图1所示。　　1．3表面张力测试 表面张力测试采用ILMS表面科学综合测试 仪，为法国GBX公司生产，使用Wilhlmy铂(Pt)吊 片法测定多种药剂对溶液表面张力的影响。　　1．4激光粒度测试 利用该测试来检测浮选产品的表观粒度变化及 颗粒间的聚团行为。 样品制备方法：按图1流程加药调浆，调浆完成 后不刮泡，直接通过激光粒度仪对人选矿浆样的表 观粒度分布进行检测。　　结果与讨论　　2．1 单一捕收剂对一水硬铝石和高岭石的浮选 行为 首先考察油酸钠作为捕收剂时，矿浆pH值和 捕收剂用量对一水硬铝石和高岭石两种铝硅矿物浮 选的影响。图2为油酸钠浓度在1×10。4mol／L时， pH对两种铝硅矿物浮选行为的影响。由图2中可 看出，油酸钠浮选一水硬铝石的最佳pH值为9左 右，而浮选高岭石最佳pH值为6左右。即在pH值 一9的条件下，油酸钠对一水硬铝石捕收能力最强， 达到90％，而对高岭石捕收能力较弱，仅为10％，具 有较好的选择性。　　2．2二元组合捕收剂对一水硬铝石和高岭石的浮 选行为 图6为油酸钠与苯甲羟肟酸组合作为捕收剂时，pH值对一水硬铝石和高岭石两种铝硅矿物浮选 行为的影响，总药剂用量为1×10 mol／L，其中油 酸钠与苯甲羟肟酸摩尔比为6：4，油酸钠／苯甲羟肟酸二元组合捕收剂对一水硬铝石的 浮选回收率与单一油酸钠差别不大，但可以降低高 岭石的浮选回收率，同时对一水硬铝石的最佳浮选 pH值为8．5左右。在pH值为8．5左右，总药剂用 量为1×10～mol／I．，进行了二元组合捕收剂油酸钠 与苯甲羟肟酸的摩尔配比试验，结果见图7所示。 二元组合捕收剂油酸钠与苯甲羟肟酸 的最佳摩尔比为9：1。　　然后，在pH值一8．5、油酸钠与苯甲羟肟酸的 摩尔比一9：1的条件下，考察了二元组合捕收剂总 用量对两种铝硅矿物浮选行为的影响，同时将其与 单一油酸钠浮选铝硅矿物的用量结果进行对比，结 果如图8所示。由图8可知，对比单一油酸钠作为 捕收剂时，二元捕收剂对一水硬铝石的浮选没有太 大影响，但可明显降低对高岭石的回收，故该二元捕 收剂对这两种矿物有着更好的选择性，可更好地浮选。　　结论　　二元组合捕收剂NaOL／BHA可提高一水硬铝 石的回收率，同时降低高岭石的回收率。即二元组 合捕收剂NaOL／BHA对一水硬铝石和高岭石这两 种矿物浮选分离的选择性要优于单一捕收剂(油酸 钠)。通过研究得出二元组合捕收剂中油酸钠与苯 甲羟肟酸的最佳摩尔配比为9：1。测试苯甲羟肟酸 与油酸钠的组合溶液的表面张力发现，二元组合捕 收剂溶液的表面张力随着BHA浓度的增加而下降， 在较低浓度范围下会出现拐点，然后升高，达到稳定 值，这说明二元组合捕收剂的活性更大，捕收能力更 强。同时表面张力曲线拐点处对应的药剂浓度比值 与单矿物浮选实验得出的最佳组合摩尔配比一致。 激光粒度测试结果表明，二元捕收剂可显著增大一 水硬铝石表观粒度，促使其形成疏水性聚团，使浮选 回收率增大，而对高岭石表观粒度几乎没有影响。