一種新型增效劑協(xié)同下鋁土礦的油酸浮選

曹學(xué)鋒 高建德 劉潤清 朱溢洋

(中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，湖南 長沙 410083)

一種新型增效劑協(xié)同下鋁土礦的油酸浮選

曹學(xué)鋒 高建德 劉潤清 朱溢洋

(中南大學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院，湖南 長沙 410083)

針對脂肪酸類捕收劑用于鋁土礦正浮選脫硅所存在的捕收劑效率低、用量大問題，配制了一種新型的脂肪酸類捕收劑的增效劑DT。用該增效劑協(xié)同油酸對河南某低鋁硅比一水硬鋁石型鋁土礦進(jìn)行脫硅粗選條件試驗(yàn)，結(jié)果表明：DT與油酸的合適配比為2∶8。在此配比下，500 g/t DT+油酸所獲粗精礦的氧化鋁回收率比500 g/t單一油酸所獲粗精礦的氧化鋁回收率高出8.90個百分點(diǎn)，而單一油酸要取得與配比為2∶8的DT+油酸相近的粗選氧化鋁回收率，用量需達(dá)到800 g/t。在粗選條件試驗(yàn)和開路流程試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行閉路流程試驗(yàn)，結(jié)果表明：以碳酸鈉為pH調(diào)整劑、配比為2∶8的DT+油酸為捕收劑，在-74 μm占93%磨礦細(xì)度下，經(jīng)1次粗選、2次精選，可將礦石的鋁硅比從3.27提高到8.13，氧化鋁回收率達(dá)到76.67%，而DT+油酸的全流程總用量僅800 g/t。由以上試驗(yàn)結(jié)果可知，所配制的增效劑DT對油酸有顯著的增效作用。

鋁土礦 正浮選脫硅 油酸 增效劑DT

鋁土礦正浮選脫硅所用捕收劑是以脂肪酸為主的陰離子型捕收劑，主要有油酸、塔爾油、中性油、十二烷基苯磺酸鈉、氧化石蠟皂、733、RA-315等。但脂肪酸類捕收劑存在分散性差、不耐硬水等一些問題，捕收劑利用率低。

捕收劑改性及混合用藥是改善捕收劑性能的常用方法，脂肪酸類捕收劑與增效劑混合使用已有大量研究和實(shí)踐[1-9]。常用的增效劑主要是一些非離子型表面活性劑[5]，這些非離子型表面活性劑可促進(jìn)脂肪酸類捕收劑的溶解乳化，降低溶液的表面張力，強(qiáng)化捕收劑在礦物表面的吸附，從而提高捕收劑的捕收效率，降低捕收劑的用量[6-9]。本研究采用幾種非離子型表面活性劑配制了一種新型的脂肪酸類捕收劑的增效劑DT，并通過對河南某低鋁硅比一水硬鋁石型鋁土礦的正浮選脫硅試驗(yàn)證實(shí)了其對油酸具有優(yōu)良的增效作用。

1 原礦性質(zhì)

原礦XRD分析結(jié)果見圖1，化學(xué)多元素分析結(jié)果見表1。

圖1 原礦XRD圖譜

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

由圖1和表1可知，原礦中有用礦物為一水硬鋁石，脈石礦物為高嶺石、葉臘石、云母、銳鈦礦和石英等，其氧化鋁含量為54.43%，二氧化硅含量為17.49%，鋁硅比僅3.17，表明該礦石為低鋁硅比一水硬鋁石型鋁土礦。

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 粗選條件試驗(yàn)

按照圖2流程進(jìn)行粗選條件試驗(yàn)。

圖2 粗選條件試驗(yàn)流程

2.1.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

將原礦分別磨至-74 μm占78%、81%、85%、90%、93%、97%，在pH調(diào)整劑碳酸鈉用量為4 000 g/t、抑制劑水玻璃用量為1 000 g/t，捕收劑為1 000 g/t單一油酸條件下進(jìn)行粗選，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3表明，隨著磨礦細(xì)度的提高，粗精礦的氧化鋁回收率不斷上升，鋁硅比逐漸下降。兼顧兩項(xiàng)指標(biāo)，選擇磨礦細(xì)度為-74 μm占93%。

圖3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

2.1.2 增效劑與油酸配比試驗(yàn)

將原礦磨至-74 μm占93%，在碳酸鈉用量為4 000 g/t、不使用抑制劑條件下，向油酸中摻入不同比例所配制的增效劑DT進(jìn)行脫硅粗浮。試驗(yàn)中固定DT+油酸總用量為500 g/t，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4 增效劑DT與油酸配比試驗(yàn)結(jié)果

由圖4可見：隨著DT摻量的增大，粗精礦的氧化鋁回收率先上升后下降，鋁硅比則不斷下降。DT摻量較小時，對油酸幾乎沒有增效作用；DT與油酸的質(zhì)量比為2∶8時，粗精礦氧化鋁回收率出現(xiàn)最高值，比不摻DT時增加8.90個百分點(diǎn)，且粗精礦鋁硅比下降幅度不大；繼續(xù)增加DT的摻量，其具有的起泡能力使泡沫過多，加劇了細(xì)粒鋁硅酸鹽礦物在泡沫中的夾帶，加上油酸量不足，從而導(dǎo)致粗精礦的氧化鋁回收率回落，同時粗精礦的鋁硅比進(jìn)一步降低。

綜上所述，在合適的摻量下，DT可顯著增強(qiáng)油酸對一水硬鋁石型鋁土礦的浮選效果，這個合適的摻量是使DT與油酸的質(zhì)量比為2∶8。

2.1.3 捕收劑用量試驗(yàn)

為進(jìn)一步對比配比為2∶8的DT+油酸與單一油酸的浮選效果，在磨礦細(xì)度為-74 μm占93%、碳酸鈉用量為4 000 g/t、不使用抑制劑條件下進(jìn)行了兩者的粗選用量試驗(yàn)。試驗(yàn)中改變DT+油酸和單一油酸的用量分別為300、400、500、600、700 g/t和400、600、800、1 000 g/t，試驗(yàn)結(jié)果見圖5、圖6。

圖5 DT+油酸用量試驗(yàn)結(jié)果

圖6 油酸用量試驗(yàn)結(jié)果

從圖5可以看出：隨著DT+油酸用量的增加，粗精礦的氧化鋁回收率逐漸提高，鋁硅比則在5.68～4.88的較小范圍內(nèi)逐漸下降，但DT+油酸的用量超過500 g/t后，粗精礦的氧化鋁回收率和鋁硅比均變化微弱，因此DT+油酸的粗選用量應(yīng)為500 g/t(即DT 100 g/t、油酸400 g/t)，此時粗精礦的氧化鋁回收率為81.13%，鋁硅比為5.09。

從圖6可以看出：單一油酸作為捕收劑時，其合適的粗選用量應(yīng)為800 g/t，此時粗精礦的氧化鋁回收率為82.54%%，鋁硅比為5.14。由此可見，在粗選指標(biāo)相近的情況下，單一油酸的用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于DT+油酸的用量，這從另一個方面證明了用DT協(xié)同油酸作為鋁土礦的正浮選脫硅捕收劑比使用單一油酸具有較大優(yōu)勢。

2.1.4 碳酸鈉用量試驗(yàn)

鋁土礦的浮選一般以碳酸鈉作為pH調(diào)整劑。碳酸鈉除可調(diào)節(jié)礦漿pH值外，還有消除鈣鎂等難免離子對浮選的影響及分散礦漿的作用。以配比為2∶8的DT+油酸為捕收劑，在磨礦細(xì)度為-74 μm占93%、水玻璃用量為1 000 g/t、捕收劑用量為500 g/t固定條件下進(jìn)行粗選碳酸鈉用量試驗(yàn)，結(jié)果如圖7所示。

圖7 碳酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果

圖7表明：隨著碳酸鈉用量的增加，粗精礦的氧化鋁回收率逐漸上升而鋁硅比逐漸下降；但當(dāng)碳酸鈉用量由4 000 g/t增加到5 000 g/t時，粗精礦的氧化鋁回收率提高明顯而鋁硅比下降幅度不大，此后繼續(xù)增加碳酸鈉用量，粗精礦的氧化鋁回收率提高幅度很小而鋁硅比下降較多。因此確定粗選碳酸鈉用量為5 000 g/t，對應(yīng)的礦漿pH值為9.5。

2.1.5 水玻璃用量試驗(yàn)

以配比為2∶8的DT+油酸為捕收劑，在磨礦細(xì)度為-74 μm占93%、碳酸鈉用量為5 000 g/t、捕收劑用量為500 g/t固定條件下進(jìn)行粗選水玻璃用量試驗(yàn)，結(jié)果如圖8所示。

圖8 水玻璃用量試驗(yàn)結(jié)果

圖8表明：隨著水玻璃用量增加，粗精礦的氧化鋁回收率逐漸下降而鋁硅比逐漸上升；但水玻璃用量在800 g/t以下時，粗精礦的氧化鋁回收率和鋁硅比均變化不大，而水玻璃用量超過800 g/t后，對一水硬鋁石也產(chǎn)生強(qiáng)烈的抑制作用，導(dǎo)致氧化鋁回收率急劇下降。為保證氧化鋁的回收率，決定不使用水玻璃。

2.2 開路流程試驗(yàn)

在粗選條件試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，按圖9進(jìn)行了開路流程試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2表明，經(jīng)1粗2精開路浮選，所獲精礦的氧化鋁品位為64.95%、氧化鋁回收率為74.3%、鋁硅比為8.33，精礦指標(biāo)已達(dá)到甚至超過一些中小型氧化鋁廠的生產(chǎn)水平。

圖9 開路試驗(yàn)流程

表2 開路流程試驗(yàn)結(jié)果

2.3 閉路流程試驗(yàn)

由表2可知，中礦1的氧化鋁含量為38.26%、鋁硅比為1.22，均與尾礦接近，因此采用圖10所示中礦1并入尾礦，中礦2返回精選1的工藝流程進(jìn)行閉路試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

圖10 閉路試驗(yàn)流程

表3 閉路流程試驗(yàn)結(jié)果

表3表明，精礦的氧化鋁品位和氧化鋁回收率分別達(dá)到64.41%和76.67%，鋁硅比從原礦的3.27提高到8.13，閉路試驗(yàn)指標(biāo)良好。

3 結(jié) 論

(1)所配制的增效劑DT對油酸增效作用明顯，其與油酸的合適配比為2∶8。

(2)在-74 μm占93%磨礦細(xì)度下，以碳酸鈉為pH調(diào)整劑、配比為2∶8的DT+油酸為捕收劑，經(jīng)1粗2精閉路浮選，可將河南某低鋁硅比一水硬鋁石型鋁土礦的鋁硅比從3.27提高到8.13，氧化鋁回收率達(dá)到76.67%。

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(責(zé)任編輯 孫 放)

Beneficiation Experiment on Oleic Acid Flotation of Bauxite Ore Collaborated with a New Synergistic Agent

Cao Xuefeng Gao Jiande Liu Runqing Zhu Yiyang

(SchoolofResourcesProcessingandBioengineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)

In view of problems of low efficiency and large dosage of fatty acid as collector in desilication by direct flotation of bauxite，a new synergistic agent DT for fatty acid is prepared to enhance the collecting performance. Conditioning tests of coarse flotation for desilication was carried out on a low Al/Si ratio diasporic bauxite using oleic acid synergist with synergistic agent. The results show that the optimum ratio of DT to oleic acid is 2∶8. Adopting this ratio，Al2O3recovery of rough concentrate by using DT + oleic acid at 500 g/t is 8.90 % higher than that by single oleic acid at 500 g/t，while dosage of oleic acid should be increased to 800 g/t to achieve the same concentration index as mixture ratio of DT + oleic acid at 2∶8. The closed circuit operation on the basis of rough concentration and open circuit process are carried out. It is shown that using sodium carbonate as pH modifier，DT + oleic ratio of 2∶8 as collector，at the grinding fineness of 74 μm passing 93%，Al/Si ratio of the ore is increased from 3.27 to 8.13 with Al2O3recovery of 76.67% through one roughing，two cleaning flotation，while the total dosage of DT + oleic acid is only 800 g/t. To sum up，the synergistic agent DT can significantly increase the performance of oleic acid.

Bauxite，Desilication by direct flotation，Oleic acid，Synergistic agent DT

2014-04-04

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)項(xiàng)目(編號：2013AA064102)，國土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(編號：201011031)。

曹學(xué)鋒(1966—)，副教授，博士，碩士研究生導(dǎo)師。

TD952.5，TD923

A

1001-1250(2014)-08-065-04