细粒浮选工艺的研究

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:152

颗粒间的相互作用对细粒矿物的选择性凝聚、分散,及矿粒与气泡的粘附起着重要作用。同类颗粒间的相互作用影响着自生载体浮选、选择性絮凝、疏水凝聚等过程,而异类颗粒间的相互作用则影响着异类载体浮选、油团聚及矿粒与气泡的粘附过程。异类矿粒与同类颗粒之间的相互作用明显不同,同类颗粒间范德华力总是引力,静电力总是斥力,而异类颗粒间的范德华力及静电力可以是引力,也可以是斥力,这取决于体系性质。

细粒浮选矿浆体系中各种界面作用力错综复杂,通过对其进行研究,可以选择性聚团疏水性矿粒以增大其“表观粒径”,从而强化疏水性矿粒与气泡的相互作用,以便使其适应常规浮选工艺。细粒浮选种类很多,如剪切凝聚浮选,载体浮选,乳化浮选等。

通过高分子的桥连作用,选择性地增大疏水性矿粒“表观粒径”的选择性絮凝浮选,分为选择性絮凝直接浮选和选择性絮凝脱泥后浮选两种。J.E.盖巴特和D. W-富尔斯坦诺对赤矿及石英的人工混合矿进行了选择性絮凝直接浮选研究,即先用聚丙烯酸(PAA)絮凝直径小于lum的细粒赤铁矿,再用十二烷基磺酸钠(SDS)进行正浮选。选择性絮凝脱泥后浮选的最大工业应用,是美国蒂尔登选矿厂,其用水玻璃作分散剂,淀粉作絮凝剂,选择性絮凝脱泥后进行反浮选,以提高10~25μm赤铁矿粗精矿的品位。剪切凝聚浮选,是通过施加足够大的剪切力场使悬浮在表面活性剂溶液中的疏水性细矿粒选择性聚团,随后进行常规浮选。剪切凝聚浮选工艺己成功地应用于细粒白钨矿浮选的生产实践中。

罗琳采用疏水聚团技术进行调浆,可以明显提高绢云母矿物表面疏水程度,该技术将表面活性剂、中性油与矿物在高速搅拌下,表面活化及剪切聚团的混合作用,使目的矿物粒径增大,形成聚团,并且疏水程度增大,导致浮游性能增强,浮选回收率明显提高.疏水聚团浮选较常规浮选回收率提高10.74%;品位降低1.41%。

墨西哥最大的精矿生产厂家-弗雷斯尼罗浮选厂的硫化银扫选精矿含有大量的以1~25μm粒度与脉石连生的硫化银矿物。我们对其进行了再磨和絮团浮选试验。将扫选精矿磨到80%-40μm,用Aerophine 3418作为捕收剂,使硫化银矿物疏水,用油乳化液增强硫化银矿粒和方矿的疏水絮凝。机械搅拌器的转速为900r/min,搅拌时间为10 min。疏水絮凝浮选的结果优于常规浮选。在银回收率相同(60%)时,用絮团浮选和常规浮选获得的精矿银品位分别为30kg/t和25kg/t。在精矿银品位相同(30kg/t)时,絮团浮选精矿银回收率比常规浮选精矿银回收率提高9%。对于高品位精矿,指标提高得更为明显。

载体浮选是指在微细粒悬浮体系中添加适宜粒度的粗粒作为载体,在捕收剂和系统动力学的共同作用下,微细粒矿物附着在粗粒载体上,然后用常规泡沫浮选法回收。根据载体不同,我们可将载体浮选分为异类载体浮选与同类载体浮选两种。所谓“异类载体” 是指载体与其团聚的微细矿物不是同一种矿物。异类载体浮选虽能获得较好的指标,但缺点也较多:一是捕收剂用量较大;二是当被载矿物为有用矿物时,载体的制备和分离比较困难。这些缺点严重限制了这种工艺的应用前景。一般来说,异类载体浮选只宜用于精选阶段,即脱除含量较少的脉石矿物,而且要求载体较便宜,或易于回收制备。所谓“同类载体”,即载体与被载矿物是同一类矿物。其分选过程则与异类载体浮选工艺相似,该工艺对微细粒黑钨矿的分选研究结果表明:与常规浮选相比,该工艺对徽细粒黑钨矿的精矿品位和回收率均有一定程度的提高。与异类载体浮选相比,同类载体浮选有以下两个优点:①免除了载体与其同类微细粒矿物的分离过程;②载体对微细粒矿物的选择性和药剂在矿物上的选择性吸附得到增强,从而大大提高了浮选作业的回收率和分选效率。

20世纪60年代首先用于高岭土的提纯,王(Wang)和P.萨马散德兰(P. Somasundaran)指出油酸吸附层之间的作用是矿物微粒和载体形成聚团的根源。邱冠周提出了粗粒效应概念,指在细粒浮选过程中粗粒对细粒具有载体、中介和阻凝三种效应,从而强化了细粒浮选。

邱冠周等研究了-5μm粒级黑钨矿的载体浮选,并与同条件下的常规浮选作了比较。所加入体为大于10μm的不同粒级黑钨矿。发现加入粗粒载体后,明显地提高了-5μm粒级的回收率,其原因主要是,在强烈的湍流状态下,疏水性颗粒之间的“碰撞-吸附”,从而提高了微细粒级的浮选速率。

梁瑞禄等以同种矿物粗粒矿石和异种矿物粗粒白铅矿(氧化矿)、方铅矿(硫化矿)及石英(亲水性矿物)为载体,以油酸钠为捕收剂进行提高微细粒锡矿石回收率的试验。无论是微细粒锡矿石的单一试样试验,还是载体浮选试验,都是载体浮选时,微细粒的回收率远高于常规浮选时的回收率,常规浮选时为48%,载体浮选时为65%~94%。载体种类的不同对提高微细粒锡矿石回收率的幅度不同,提高幅度的大小依次为:白铅矿>方铅矿>锡矿石>石英。以亲水性矿物石英为载体时,认为微细粒锡矿石回收率的提高,主要是剪切凝聚和粗粒石英的凝聚促进作用所致。在不同的搅拌速度、搅拌时间、载体粒度、浮选时间等因素的条件下进行浮选试验时,以粗粒白铅矿和粗粒锡矿石为载体,其回收率虽然不同,但变化趋势相似,并且改变矿浆pH值和载体比例时,微细粒的回收率也不同。在微细粒锡矿石和石英的混合试样的载体浮选试验中,粗矿品位稍有提高,而微细粒锡矿石的回收率由常规浮选时的28%提高到63%~81%。在载体浮选时矿浆中-5μm的锡矿石比例比常规浮选少33%~54%,其减少量正好与微细粒回收率的增加量相符。并且,在载体浮选时,由于粒子的粒度增大,载体浮选时的速率常数是常规浮选时的2倍(粗粒锡矿石为载体)和4倍(白铅矿为载体)。总之,可以认为载体浮选是回收微细粒锡矿石的有效方法之一。

乳化浮选又称为团聚浮选。将非极性油乳化分散,以分散的油珠为桥连介质,实现矿粒之间的团聚,然后再用气泡浮选分离。开始于50年代,该工艺除了应用于天然疏水性矿物,如石墨自然硫、辉矿和煤以外,在矿和矿方面已有工业应用。研究表明,使用捕收剂、中性油及少量乳化剂以一定方式配制的乳状液浮选细粒,效果比常规浮选好。如十二胺浮选氧化,用十二胺、煤油及松油制成乳状液比单用十二胺的浮选效果好。

用DR乳化剂将煤油捕收剂乳化,形成油水混合均匀的乳液,促进了煤油在矿浆中的分散性能。乳化剂带有的多个醚基可同时与煤表面亲水的含氧官能团产生氢链吸附,消除了含氧官能团的影响,在表面活性剂非极性基的作用下,使煤的表面不可浮选区的疏水性提高,增大了煤粒表面的疏水性,提高选煤效率,减少了捕收剂的消耗。

应用乳化浮选,对马家沟矿选煤厂具有重大经济意义和较强的适用性,浮选药剂乳化站的安装设计、施工和调试过程成功后,乳化浮选使精煤回收率比常规浮选提高了1.65%,吨煤药耗同比降低25%左右,全年经济效益超1.14×106元。

标签: 细粒
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