新型耐低溫捕收劑BK427在赤鐵礦反浮選脫硅中的應(yīng)用

張行榮，劉崇峻，艾 晶，鄭桂兵，尚衍波

（北京礦冶研究總院礦物加工科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102600）

新型耐低溫捕收劑BK427在赤鐵礦反浮選脫硅中的應(yīng)用

張行榮，劉崇峻，艾 晶，鄭桂兵，尚衍波

（北京礦冶研究總院礦物加工科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102600）

采用自制的耐低溫型陰離子脂肪酸類捕收劑BK427，對齊大山磁選精礦進(jìn)行了反浮選試驗(yàn)研究，研究結(jié)果表明：堿用量3.0kg/t，淀粉用量1.0 kg/t，氧化鈣用量500g/t，捕收劑 BK427用量400g/t，礦漿溫度10～15℃時(shí)，采用一步粗選，可獲得鐵精礦Fe品位65.2%，回收率＞86.6%的良好指標(biāo)。試驗(yàn)證實(shí)所制備的捕收劑具有良好的低溫適應(yīng)性（10～20℃）。

耐低溫；捕收劑；赤鐵礦；反浮選

我國鐵礦資源豐富，但是總體品位較低，一般約為30%［1］。目前，我國鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)多采用磁選鐵精礦再反浮選降低精礦中SiO2雜質(zhì)的含量。目前用于鐵礦反浮選提鐵降硅的主要有兩種工藝：一種是陰離子反浮選工藝［2－3］，另一種是陽離子反浮選工藝［4－5］。這兩種工藝各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)：陽離子反浮選工藝簡單，用藥單一，對礦漿溫度要求不高，屬于中性礦漿，但是其浮選泡沫較粘，不利于下一道工序，指標(biāo)不穩(wěn)定［6］；陰離子反浮選工藝則浮選泡沫不粘，浮選指標(biāo)較穩(wěn)定，但用藥種類多，對礦漿溫度要求較高（一般在30℃以上）［6］。國內(nèi)多以陰離子反浮選工藝為主，也較為成熟，但是陰離子反浮選捕收劑一個(gè)最大的問題就是耐低溫性能差，需加溫作業(yè)，因此如何提高藥劑的耐低溫型成為眾多礦物加工者所關(guān)心的問題。本文針對油酸耐低溫性差的問題，采用化學(xué)改性和復(fù)配的方法制備了一種耐低溫型脂肪酸類捕收劑，將其應(yīng)用于齊大山赤鐵礦反浮選。

1 原礦性質(zhì)

試驗(yàn)用礦樣經(jīng)過磁選處理后，精礦品位可達(dá)TFe45.8% ～46.6%、SiO230% ～32%，細(xì) 度－0.074mm 80%左右，已基本實(shí)現(xiàn)有用礦物的單體解離。由于磁選精礦中夾帶的脈石礦物較細(xì)，進(jìn)一步磁選難以去除，因此，采用反浮選工藝對其進(jìn)行提鐵降硅。其化學(xué)多元素分析結(jié)果如表1所示。

表1 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果

由表1可知，齊大山混合磁選精礦中其主要成分為石英、磁鐵礦和赤鐵礦。

2 試驗(yàn)部分

2.1 試驗(yàn)試劑

工業(yè)油酸、氫氧化鈉（化學(xué)純）、普通玉米淀粉、氧化鈣（分析純）、捕收劑BK427、氧化石蠟皂（731）等。

2.2 浮選試驗(yàn)流程

開路試驗(yàn)流程圖如圖1所示。稱取磁選精礦礦樣150g，置于一XFDⅢ型500m L單槽浮選機(jī)中，經(jīng)過一次粗選、一次精選探索其反浮選脫硅效果。條件實(shí)驗(yàn)采用一次粗選作業(yè)，以NaOH作為p H調(diào)整劑，以淀粉作為鐵礦抑制劑，以氧化鈣作為石英活化劑，攪拌一段時(shí)間后加入自制捕收劑，攪拌3min后進(jìn)行反浮選作業(yè)，泡沫產(chǎn)品作為尾礦，槽內(nèi)產(chǎn)品作為精礦。然后對精礦Fe品位及含量進(jìn)行分析，并計(jì)算其回收率以及選礦效率，進(jìn)而評(píng)價(jià)其浮選效果。

圖1 開路試驗(yàn)流程圖

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 氫氧化鈉用量對脫硅效果的影響

在赤鐵礦反浮選脫硅中，氫氧化鈉是赤鐵礦陰離子反浮選工藝的首要影響因素，因此，氫氧化鈉用量對其浮選脫硅效果至關(guān)重要。本文研究了不同氫氧化鈉用量對浮選指標(biāo)的影響。試驗(yàn)條件為淀粉、氧化鈣及捕收劑用量分別為 1.0kg/t、500g/t和400g/t，浮選溫度15℃，試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

通過圖2可以看出，通過圖可以看出，隨著氫氧化鈉用量的增加，F(xiàn)e的回收率呈下降趨勢，F(xiàn)e品位在氫氧化鈉用量在3000g/t時(shí)，品位達(dá)最大值（＞65%），隨后又降低，綜合考慮品位和回收率，選取氫氧化鈉用量為3000g/t。

3.2 淀粉用量對脫硅效果的影響

固定氫氧化鈉用量3.0kg/t，CaO用量500g/t、捕收劑用量400g/t、浮選溫度15℃，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖2 氫氧化鈉用量對浮選脫硅效果的影響

圖3 淀粉用量對脫硅效果的影響

由圖3可以看出，隨著淀粉用量的增加，精礦品位呈下降趨勢，回收率逐漸上升。試驗(yàn)證實(shí)，隨著淀粉用量的增大，粗選尾礦上浮量明顯減少，這是因?yàn)榈矸塾昧窟^大，抑制赤鐵礦的同時(shí)會(huì)抑制石英的上浮。通過圖3可以看出，當(dāng)?shù)矸塾昧繛?000g/t時(shí)，精鐵礦品位達(dá)65.0%，回收率為81.0%。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，選取淀粉用量為1000g/t。

3.3 活化劑石灰用量對脫硅效果的影響

固定氫氧化鈉用量3000g/t，淀粉用量1000g/t、捕收劑用量400g/t、浮選溫度15℃。試驗(yàn)結(jié)果見圖4。

研究證實(shí)［1］：CaO亦可以活化赤鐵礦，所以，必須嚴(yán)格控制其用量。由圖4可以看出，隨著CaO用量的增加，鐵精礦品位變化不是很大，但是其回收率明顯下降。當(dāng)CaO用量為500g/t時(shí)，鐵精礦品位為65.2%，回收率達(dá)到86.6%。綜合考慮回收率，選取CaO用量為500g/t。

3.4 捕收劑用量對脫硅效果的影響

固定氫氧化鈉用量3000g/t，淀粉用量1000g/t、CaO用量500g/t、浮選溫度15℃，考察了捕收劑用量對浮選脫硅效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖4 氧化鈣用量對脫硅效果的影響

圖5 捕收劑用量對浮選效果的影響

由圖5可知，隨著捕收劑用量的增加，精礦品位呈升高，但是回收率呈下降趨勢，當(dāng)捕收劑用量為400g/t 時(shí)，精 礦 鐵 品 位 為 65.2%，回 收 率 達(dá)86.6%。綜合考慮回收率和品位，選取捕收劑用量為400g/t。

3.5 溫度對浮選試驗(yàn)指標(biāo)的影響

礦漿溫度是影響陰離子捕收劑效果的重要因素，因此考察了礦漿溫度的影響。固定氫氧化鈉用量3000g/t，淀粉用量1000g/t、CaO用量500g/t、捕收劑用量400g/t，考察了BK427在不同溫度下的選礦試驗(yàn)效果，其試驗(yàn)結(jié)果見圖6。

圖6 溫度對浮選指標(biāo)的影響

由圖可以看出，隨著浮選溫度的升高，精礦鐵品位變化不大，隨著溫度升高有稍微的下降趨勢，基本維持在65%左右，但是回收率略有上升趨勢。根據(jù)圖6試驗(yàn)結(jié)果，自制的捕收劑在35℃以下對溫度不敏感，具有廣泛的溫度適應(yīng)性。綜合考慮，自制的陰離子捕收劑BK427適合在10～20℃時(shí)使用。

4 結(jié)論

采用自制的陰離子捕收劑BK427，將其應(yīng)用于齊大山磁選精礦的反浮選試驗(yàn)，確定了其最佳的浮選工藝條件：氫氧化鈉用量3.0kg/t、淀粉用量1.0kg/t、氧化鈣用量500g/t、捕收劑用量400g/t、浮選溫度15℃時(shí)，可得到較好的選別效果，此時(shí)精礦品位可達(dá)65.2%，回收率為86.6%。同時(shí)考察了礦漿溫度對浮選效果的影響，結(jié)果表明，所制備的耐低溫陰離子捕收劑適合在10～20℃條件下進(jìn)行浮選，具有廣泛的溫度適用性。

致謝：本論文工作是在國家863計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金以及北京礦冶研究總院科研基金的資助下完成，在此表示感謝！同時(shí)衷心感謝北京礦冶研究總院項(xiàng)目組成員，感謝礦物加工科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及礦物所的支持。

［1］張兆元.赤鐵礦陰離子反浮選體系藥劑作用機(jī)理與抑制劑研究［D］.沈陽：東北大學(xué)，2009.

［2］羅良飛，陳雯，李文鳳.鐵礦陰離子低溫反浮選試驗(yàn)研究［J］.礦冶工程，2011，31（4）：34－36.

［3］朱一民，任建蕾，趙寧寧，等.新型陰離子捕收劑DZN－1對齊大山選廠混磁精礦的反浮選試驗(yàn)研究［J］.中國礦業(yè)，2012，21（6）：74－77.

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

［5］邱廷省，張衛(wèi)星，方夕輝，等.鐵礦石陽離子反浮選技術(shù)研究進(jìn)展及應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.金屬礦山，2014（2）：89－94.

［6］鄒春林，張范春，朱一民，等.齊大山選礦廠混磁精礦DA－1捕收劑浮選試驗(yàn)［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2012（1）：93－95.

Applications of a new low－temperature－resistant collector BK427 in the reverse flotation for hematite desilication

ZHANG Xing－rong，LIU Chong－jun，AI Jing，ZHENG Gui－bing，SHANG Yan－bo
（
State Key Laboratory of Mineral Processing Science and Technology，Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy，Beijing 102600，China）

A new low－temperature－resistant anion collector BK427 was prepared by Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy（BGRIMM），and was used for the reverse flotation of Qidashan magnetic concentrate.The research results shows that a concentrate of Fe with grade of 65.2%and recovery of 86.6%could be obtained in the following conditions：dosage of NaOH 3.0kg/t，dosage of starch 1.0kg/t，dosage of CaO 500g/t，dosage of BK427 400g/t，the pulp temperature 15℃，with single－stage roughing.The experiment confirmed the collector could be used in low temperature of range of 10 to 20℃with good collecting ability.

low－temperature－resistant；collector，hematite；reverse flotation

張行榮（1984－），高級(jí)工程師，博士。Email：zhangxingrong＠bgrimm.com。

TD951

A

1004－4051（2014）S2－0270－03

2014－08－15

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助（編號(hào)：51304022）；國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（863計(jì)劃）資助（編號(hào)：2013AA064102）；北京礦冶研究總院科研基金項(xiàng)目資助（編號(hào)：YJ－2012－03）