王 珊 田 鵬

(中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院)

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菱錳礦、石英及方解石的浮選行為研究

王 珊 田 鵬

(中國(guó)有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院)

針對(duì)采用陽(yáng)離子捕收劑反浮選細(xì)粒菱錳礦存在的氣泡量大、選擇性差等問(wèn)題，為加強(qiáng)細(xì)粒菱錳礦的回收，以菱錳礦、石英及方解石的單礦物為對(duì)象，探究純礦物的反浮選行為。結(jié)果表明：十八胺反浮選菱錳礦較為合適，糊精和淀粉對(duì)菱錳礦和方解石均具有抑制作用，并在礦漿pH=9時(shí)抑制作用最強(qiáng)。以糊精為抑制劑，對(duì)菱錳礦、石英和方解石質(zhì)量比10∶7∶3的人工配礦進(jìn)行反浮選，錳回收率高達(dá)94.53%；以碳酸鈉為pH調(diào)整劑、糊精為抑制劑、十八胺為捕收劑，對(duì)廣西大新某難選錳礦石采用反浮選進(jìn)一步提高強(qiáng)磁選精礦質(zhì)量，獲得了品位21.22%、回收率77.64%的錳精礦。研究結(jié)果可為菱錳礦實(shí)際礦石的選別提供理論指導(dǎo)。

菱錳礦 石英 方解石 反浮選 十八胺 糊精

自然界中錳主要以軟錳礦、硬錳礦、偏錳酸礦、水錳礦、褐錳礦黑錳礦和菱錳礦的形式被利用，其中菱錳礦是錳礦中可浮性較好的一種礦物，其次是軟錳礦和硬錳礦[1-3]。從細(xì)粒礦物中回收錳，浮選工藝具有明顯優(yōu)勢(shì)。菱錳礦的浮選方法主要分為兩種：一是用脂肪酸類捕收劑正浮選錳礦物；二是抑制錳礦物，采用陽(yáng)離子捕收劑反浮選脈石礦物[4]。由于陽(yáng)離子捕收劑存在氣泡量大、消泡難、選擇性差、受礦泥影響大等缺點(diǎn)，因此菱錳礦反浮選基本處于試驗(yàn)階段，目前國(guó)內(nèi)外仍采用陰離子正浮選回收[5-6]。

論文以菱錳礦、石英及方解石為對(duì)象，采用胺類捕收劑(陽(yáng)離子捕收劑)，糊精、淀粉、六偏磷酸鈉、水玻璃作抑制劑進(jìn)行單礦物及人工混合礦的反浮選試驗(yàn)，旨在為菱錳礦與石英及方解石的反浮選分離提供參考。

1 純礦物試樣

菱錳礦、石英及方解石經(jīng)過(guò)手選挑純后進(jìn)行破碎，經(jīng)超聲波清洗、干燥后采用三頭研磨機(jī)磨碎，待用同時(shí)取少量試樣進(jìn)行單礦物XRD分析，分析結(jié)果分別見(jiàn)圖1～圖3。

由圖1～圖3可知，菱錳礦試樣含錳45.45%，純度達(dá)88.81%，石英及方解石的純度均在95%以上，可以作為純礦物試驗(yàn)的試樣。

圖1 菱錳礦純礦物X衍射分析圖譜

圖2 石英純礦物X衍射分析圖譜

圖3 方解石純礦物X衍射分析圖譜

2 試驗(yàn)方法

純礦物浮選試驗(yàn)在掛槽浮選機(jī)(容積40 mL)上進(jìn)行，每組試驗(yàn)單礦物用量3 g，加入40 mL去離子水，調(diào)漿2 min后，順序加入抑制劑0.009 g/L、捕收劑0.027 g/L，攪拌，調(diào)節(jié)礦漿pH(誤差在0.1以內(nèi))，攪拌3min后充氣，刮泡4 min。浮選試驗(yàn)在常溫下進(jìn)行，結(jié)束后將精礦、尾礦進(jìn)行抽濾，烘干并稱重，計(jì)算回收率。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 捕收劑種類試驗(yàn)

在自然pH下(pH=8)，選擇十二胺、十四胺、十六胺、十八胺和混合胺5種常見(jiàn)的胺類捕收劑進(jìn)行反浮選試驗(yàn)，考察精礦指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 胺類捕收劑對(duì)菱錳礦回收率的影響

圖4表明，不同胺類捕收劑反浮選中，十八胺對(duì)菱錳礦的捕收能力較弱，精礦中錳的回收率僅5.02%，因此選擇十八胺為菱錳礦的反浮選捕收劑。

3.2 抑制劑種類試驗(yàn)

常見(jiàn)的菱錳礦反浮選抑制劑有淀粉、糊精、六偏磷酸鈉、水玻璃等[7]。在自然pH條件下，以十八胺為捕收劑，使用糊精、淀粉、六偏磷酸鈉、水玻璃4種常見(jiàn)抑制劑分別對(duì)菱錳礦、石英、方解石進(jìn)行單礦物反浮選試驗(yàn)，均采用一次粗選流程，考察精礦指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 不同抑制劑對(duì)菱錳礦、石英、方解石單礦物反浮選的影響

由圖5可以看出，4種抑制劑中，淀粉對(duì)菱錳礦具有強(qiáng)烈的抑制作用，而對(duì)石英抑制作用較弱，糊精的抑制效果次之。因此，選擇淀粉或糊精作為反浮選菱錳礦的抑制劑較為合適。

3.3 pH值對(duì)抑制劑作用效果的影響

以淀粉或糊精作為菱錳礦反浮選抑制劑，考察pH變化對(duì)菱錳礦、石英及方解石反浮選精礦回收率的影響規(guī)律，結(jié)果見(jiàn)圖6～圖8。

圖6 不同抑制劑下pH變化對(duì)菱錳礦回收率的影響

圖7 不同抑制劑下pH變化對(duì)石英回收率的影響

圖8 不同抑制劑下pH變化對(duì)方解石回收率的影響

從圖6可以看出，無(wú)抑制劑時(shí)，pH= 5～11，十八胺對(duì)菱錳礦的捕收能力隨pH的逐漸增大而增大，但變化較??；淀粉對(duì)菱錳礦的抑制作用隨pH的增大呈先減弱后增強(qiáng)的趨勢(shì)；糊精在pH=5～9時(shí)，抑制作用逐漸減弱，在pH=9～11時(shí)逐漸增強(qiáng)，在pH=9時(shí)的抑制作用最弱。

從圖7可以看出，無(wú)抑制劑時(shí)，石英回收率隨pH的增大而增大，糊精對(duì)石英有一定的活化作用，且活化作用基本不受礦漿pH的影響。淀粉的抑制作用在pH=5～7和pH=9～11時(shí)逐漸減弱，在pH=7～9時(shí)抑制作用增強(qiáng)。

從圖8可以看出，無(wú)抑制劑時(shí)，方解石回收率隨pH的增大而減小，但變化不大；淀粉和糊精對(duì)方解石的抑制作用在pH=7～9時(shí)較強(qiáng)。

3.4 人工配礦試驗(yàn)

試驗(yàn)以菱錳礦∶石英∶方解石質(zhì)量比10∶7∶3的人工配礦為對(duì)象，控制礦漿pH=9，在不同抑制劑作用條件下進(jìn)行反浮選試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 抑制劑對(duì)人工配礦反浮選指標(biāo)的影響

由表1可以看出，對(duì)菱錳礦抑制效果較好的是糊精，尾礦回收率達(dá)94.53%，其次是淀粉，尾礦回收率92.88%。

4 實(shí)際礦物試驗(yàn)

廣西大新某難選菱錳礦石，錳礦物主要是菱錳礦、錳方解石，脈石礦物主要是石英、綠泥石及方解石，錳品位14.62%。采用強(qiáng)磁選回收錳，錳精礦品位19.18%、回收率84.92%。為進(jìn)一步提高選別指標(biāo)，以碳酸鈉為pH調(diào)整劑、糊精為抑制劑、十八胺為捕收劑對(duì)強(qiáng)磁選精礦進(jìn)行反浮選，最終獲得了錳品位21.22%、回收率77.64%的錳精礦。

5 結(jié) 論

在以十八胺為捕收劑的反浮選體系中，淀粉和糊精對(duì)菱錳礦有較強(qiáng)的抑制作用，而六偏磷酸鈉對(duì)石英有抑制作用，對(duì)菱錳礦和方解石具有一定的活化作用；淀粉和糊精對(duì)菱錳礦和方解石均具有抑制作用，但糊精的抑制作用稍強(qiáng)于淀粉，也說(shuō)明了菱錳礦和方解石具有相似的礦物表面性質(zhì)，在浮選中難以分離。

廣西大新某難選菱錳礦以碳酸鈉為pH調(diào)整劑、糊精為抑制劑、十八胺為捕收劑，采用強(qiáng)磁選—反浮選工藝回收錳，最終獲得了錳精礦品位21.22%、回收率77.64%的良好指標(biāo)。強(qiáng)磁選對(duì)細(xì)粒碳酸錳礦的選別具有較大局限性，查明菱錳礦、石英和方解石的浮選行為，對(duì)提高菱錳礦的資源利用效率、獲得高品質(zhì)的錳精礦具有重要意義。

[1] 潘其經(jīng)，周永生.我國(guó)錳礦選礦的回顧與展望[J].中國(guó)錳業(yè)，2000，18(4):1-10.

[2] 汪鏡亮.錳礦產(chǎn)資源及其加工和應(yīng)用[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用，1993(3):39-46.

[3] 胡為柏．浮選[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，1983．

[4] 王 資．浮選選礦技術(shù)[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，2006．

[5] 余新陽(yáng)，鐘 宏，劉廣義.陽(yáng)離子反浮選脫硅捕收劑研究現(xiàn)狀[J].輕金屬，2008(6):6-10.

[6] 任建偉，王毓華.鐵礦反浮選脫硅的試驗(yàn)分析[J].中國(guó)礦業(yè)，2004，13(4):70.

[7] 毛鉅凡，張 勇.水玻璃等調(diào)整劑在菱錳礦浮選中的作用研究[J].中國(guó)錳業(yè)，1988(2):18-23.

2016-08-24)

王 珊(1988—)，女，助理工程師，650051 云南省昆明市盤龍區(qū)東風(fēng)東路東風(fēng)巷1號(hào)。