湖南某长石选矿试验研究

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湖南某长石选矿试验研究•试验研究•IM&P化工矿物与加工2012年第11期()10087524201211001305文章编号：一黄红军*O中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙410083根据湖南某长石的矿石性质，进行了反浮选除杂试验研究。用碳酸钠作为助磨剂，用盐酸作为PH调整剂，摘要：用脂肪酸类混合捕收剂C铁等杂质矿物的捕收剂，可以有效去除长石矿中的钛、铁等杂质。在条件试SU-HY作为钛、验的基础上进行了长石除杂全流程试验，可以获得产率和白度分别为71・30%和51.70%的长石精矿产品。采用本研究所用的工艺流程，可以对选矿废水进行回用处理，选矿废水回用后长石产品指标几乎不变。关键词：长石除杂；反浮选；白度；选矿废水中图分类号：TD973文献标识码：A0引言我国长石资源丰富，常用于制造玻璃及作陶瓷坯釉的助熔剂，用于磨 料工业的磨具与磨料，生产玻璃纤维，用作焊条等的融合结合剂、去污剂。长石矿主要以低品质的钾长石和钠长石为主，矿大部分含有石英、口云石含杂质种类多而复杂，母、黑云母、金红石、磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿，有些长石原矿中还含有磷灰石、黄铁矿、楣石、角闪石、电气石等，含钛、铁量比较高，另外还含有带颜色的杂质，影响了长石白度或烧成白度，不能直接达1〜4]O到工业要求[为长石和石英的混合物，长石浮选后获得的长石精矿含9・用N22%K.22%NaaC1抑2O和420,制钠长石、浮选钾长石，可以进一步获得含12.65%K3・10%Na0・ll%Fe20、20、2038]和0・巴耶特[等人04%Ti02的钾长石精矿。0.研究了各种阳离子捕收剂在长石浮选过程中的使用效果，结果表明，对浮选长石来说，AER-03030C与AER0801+AER0825捕收剂混合使比这些捕收剂单独使用可取得更好的效果，当用，这些捕收剂混合使用时，能获得一种更高质量的长石精矿：67・06%Si019.49%A10.018%2、203、0.135%TiOO.98%CaO、0.02%MO、Feg2O3>2、11.02%Na0・22%K・02%P2O、20和0205。 本研究主要从工艺矿物学分析、选矿工艺流废水处理等方面进行探讨，获得了程及药剂制度、较理想的结果，为处理该类型矿石提供了一个合理、可行的技术原型。1矿石物质组成该研究中所用长石为碱性长石，呈褐红、肉红、白、灰白等色，硬度为6~6・密度为2.5,55〜/玻璃光泽。矿石主要含有钾长石，少2.76gcm3,、石英、云母矿物（白云母和黑云母）含量正长石、从低甜质长石矿中去除铁、钛氧化物及其他带颜色的杂质，以提高长石白度，对提高长石的价5]O由于这些杂值，满足工业需求具有重要意义[质在物性、化学组成、结构构造等方面的不同，因此除去上述杂质的方法也有所不同。长石常用除洗矿、磁选、浮选、磁选一浮选联合等方杂方法有：6]法。熊文良[等人采用浮选方法对青海某钾长石资源进行了综合利用研究，结果表明：采用粗磨一浮云母一再磨一浮选脱泥一长石浮选的选矿流、程，可综合回收云母产品（产率8.长石产22%）。品（产率3和石英产品（产率44.28%）6.51%） 7]古尔索伊[等人用磁选法和浮选法生产不0・Y.经磁选后的非磁性产品主耍同品级的长石精矿，*收稿日期：20100929——）o中国博士后科学基金（编号：2012M521561基金项冃：,黄红军（湖南永州人，博士，中南大学讲师，电话：198013787020194c作者简介：-）•13••试验研究•IM&P化工矿物与加工2012年第11期钛矿物（金红石和少量楣石）以及微量风化了的粘土矿物。矿石解离度分析表明，长石颗粒大小为金红石和楣石单体颗粒大小分别150〜4500pm；为15〜300卩m和30-200umo铁矿物主要同黑,有时与镜铁矿（云母共生（50〜4000um）25〜60和绿帘石矿物（共生。原矿化m）50~500um）u学多元素分析结果见表1。表1长石化学多元素分析％Fe质量分数 SiO2A1203Ca0M0g0.630.670.071418620.0.Kai0质量分数P矿泥由于比表面积大而吸附大量浮选药剂，导致药剂消耗增加。因此必须添加一定量的分散剂强防止有用矿物与脉石矿物化矿浆屮颗粒的分散，以保证颗粒的独立分散性。本试验的异向凝聚，通过在磨矿过程中添加助磨剂以达到必要的矿浆分散效果。试验条件如下：磨矿细度一0・074mm/,/颗粒占7盐酸24%左右,CSU-HY400gt000g,/,十二胺1第2段矿浆质量分数3t00gt0%，搅/,助磨剂碳酸钠用量分别为拌速度2000rmin/o试验结果见图1o300、400、500、600、700gt6.7329140426.0.0.2研究方法2・1试验试剂及设备试验试剂包括助磨剂碳酸钠、H调整剂盐p、酸、脂肪酸类混合捕收剂（十二胺等，CSU-HY）其中脂肪酸类混合捕收剂为本单位最新研制的长代码为C石反浮选捕收剂，SU-HYo 所用设备主耍有XFD型浮选机、XMQ67型一锥型球蘑机、DL5C型真空过滤机以及MBE电一热恒温鼓风干燥箱等。2.2试验方采用反浮选工艺进行长石除杂浮选试验，即通过反浮选，最大程度地降低长石中的钛、铁等杂质，每次试验Z前，均对矿石进行冲洗脱泥。为了确定长石反浮选除杂的最佳工艺条件，分别进行脂肪酸类混合捕收剂了助磨剂碳酸钠用量试验、矿CSU-HY用量试验、H调幣剂盐酸用量试验、p浆质量分数试验和搅拌速度试验。每次试验均进行了2段反浮选除杂作业，其中第1段包括6次反浮选作业，捕收剂为脂肪酸类混合捕收剂第2段包括4次反浮选作业，先用盐酸CSU-HY；调节pH值后用十二胺作捕收剂。优化长石除杂获得高品质的长石精矿产品。流程和药剂制度，3试验结果与讨论3.1长石反浮选除杂条件试验3.1.1助磨剂用量试验对于含有大量粘土矿物的长石，在磨矿过程中不可避免地会产生大量矿泥。矿泥质量小，比表面积大，易夹杂于泡沫中上浮；同时矿泥易罩盖影响杂质矿物的浮选脱除；此外于杂质矿物表面，图1助磨剂用量对长石选别指标的影响由图1可知，随着助磨剂用量的增加，长石产当碳酸钠用量为品的白度和产率均呈上升趋势，/长石的白度和产率分别为5500gt时，4.3%和/当助磨剂用量高于5长石产67.66%,00gt后，品的白度和产率曲线均趋于水平，因此，确定助磨/。剂的最佳用量为500gt3. 1・2捕收剂用量试验通常适当增加捕收剂用量有利于提高浮选指 O据相关标，但用量过高或过低对浮选都不利】文献报告，长石除杂浮选主耍用油类捕收剂，在特殊情况下，也会添加其他捕收剂以强化对杂质矿物的捕收。本试验以实验室自制的脂肪酸类混合试验条件如下：磨捕收剂cSU-HY作为捕收剂，矿细度一0・碳酸钠074mm颗粒占74%左右，/,/,/,盐酸2十二胺1第2段矿500gt000gt00gt/,浆质量分数3搅拌速度2捕收剂0%,000rmin/o试验结用量分别为100、150、225、400、500gt果见图2。由图2可知，随着捕收剂用量的增加，长石产品的口度呈逐渐上升趋势，而产率则呈下降趋势，/当捕收剂用量为4长石产品的白度和00gt时，产率分别为5当捕收剂用量大6.00%和64.96%,•14••试验研究•IM&P化工矿物与加工2012年第11期/于4长石产品白度变化不大，产率则继00gt时，续下降。综合考虑产品选别指标和药剂经济成本等因素，确定第1段浮选捕收剂CSU-HY的最佳/。用量为400gt质量分数太高，不利于矿物颗粒的分散，使分选难矿浆质量分数太低,则使处理量变小，且度加大；造成水资源的大量浪费。本研究通过探索试验发现，矿浆质量分数对第1段反浮选影响不大，对第因此主要进行了第2段矿浆质量2段影响较 大,磨分数对长石选别指标的影响。试验条件如下：矿细度一0・碳酸钠074mm颗粒占74%左右，/,/,/,盐酸2十二胺500gtCSU-HY400gt000gt/,/搅拌速度2第2段浮选矿浆100gt000rmin,质量分数分别为15%、20%、25%、30%、25%o试验结果见图4o图2捕收剂用量对长石选别指标的影响3・1.3pH调整剂用量试验为了在第2段浮选中有效抑制长石，强化对石英和绢云母的浮选捕收,在浮选过程中，需耍对矿浆P因此进行了PH进行调幣，H调整剂用量试验。试验条件如下：磨矿细度一0・074mm颗/,/碳酸钠5粒占73%左右，OOgtCSU—HY400g,/,十二胺1第2段矿浆质量分数3搅t00gt0%,/,拌速度2盐酸用量分别为3000rmin00、750、/。试验结果见图3o1500、2000、2500gt图4矿浆质量分数对长石选别指标的影响由图4可知，随着矿浆质量分数的升高，长石产品白度呈下降趋势，而产率则呈上升趋势，当矿浆质量分数为2长石产品的白度和产率分5%时，别为5综合考虑选别指标和操1・00%和66・89%,作条件，确定最佳的矿浆质量分数为24%。3.1・5搅拌速度试验 为了查清物理因素对长石除杂浮选指标的影响，在浮选过程中，对矿浆的物理能量输入进行研究分析，此方面主要考虑机械搅拌能量输入，因考察了浮选机搅拌速度对浮选指标的影响。此，试验条件如下：蘑矿细度一o・074mm颗粒占/,/,碳酸钠5盐酸74%左右，00gtCSU—HY400gt图3pH调整剂用量对长石选别指标的影响由图3可知，随着p长H调整剂用量的增加，石产品的白度和产率均逐渐上升，盐酸用量为/长石产品的白度和产率分别为52000gt时，5./当p30%和65.03%,H调整剂用量大于2000gt后，其白度和产率均有略微的下降，因此，确定/。000gtH值调整剂的最佳用量为2p3.1・4矿浆质量分数试验矿浆质量分数是浮选的一个重要参数，矿浆/,/,十二胺1第2段反浮选矿浆质量2000gt00gt分数2搅拌速度分别为15%,300、1600、1900、/2300.2600rmino试验结果见图5。由图5可知，随着搅拌速度的增加，长石产品的白度和产率均呈上升的趋势，搅拌速度为2300/rmin时，长石产品的白度和回收率分别/为50.6%和67.42%。当搅拌速度大于2300r产品白度趋于水平，而产率则略有下降。min后，/因此确定最佳搅拌速度为2300rmino•15* •试验研究•IM&P化工矿物与加工2012年第11期 浪费水资源，提高生产成本，也会给周边环境造成一定的影响。由于生产废水中仍含有大量的选矿如果在生产过程屮可以实现生产废水的直药剂，接部分回用，一方面不但有利于减少生产用水消另一方面还可以减少选矿药剂消耗，因此选矿耗，废水的回用直接关系到牛产成本的降低，为此本试验进行了废水回用试验。选矿废水回用试验结果见表3。由表3可知，选矿废水回用后，精矿产率和白度几乎不受影响，可见使用该工艺流程，选图5搅拌速度对长石选别指标的影响3.2长石除杂全流程试验根据上述试验，确定最佳蘑矿细度为一0.074浮选最佳条件为:助磨剂mm颗粒占74%左右，/,碳酸钠5第1段捕收剂C00gtSU-HY用量400/,/,第2段捕收剂十二H调整剂盐酸2t000gtgp/,胺1第2段浮选矿浆质量分数为2搅00gt5%,/拌速度2300rmino长石除杂全流程试验流程见图6，试验结果见表2。由表2可知，此流程可使长石产品的产率和白度分别达到71.30%和达到了长石产品质量的要求o51.70%,矿废水是完全有可能实现部分回用的。表3选矿废水回用试验结果产品新鲜水长石精矿废水回用长石精矿 白度51.7051.462结论工艺矿物学分析结果表明，该类型的长石a・从矿石性质及技术上是可选的。长石选矿除杂采技术经济指标完全可行。在用洗矿一全浮流程，磨矿细度一0•矿物074mm颗粒占74%左右时，得到充分解离,选别指标良好。条件试验表明，碳酸钠可以作为最佳的助b・/;磨剂，最佳用量为5盐酸可以作为最佳的00gt/；最佳用量为2最佳捕收剂000gtH调整剂，P/:第2段最佳浮选矿浆质CSU-HY用量为400gt/。量分数为2最佳搅拌速度为25%,300rmin长石除杂全流程试验结果表明，采用反浮c・长石产品的产率和白度选法选出长石中的杂质，可以分别达到71・30%和51.70%0选矿废水的回用处理试验结果表明，长石d・除杂过程中产生的废水大部分可以回用，选矿废水回用后长石选别指标几乎不变。5参考文献口胡波，韩效钊，肖正辉，陆亚玲，陈敏.我国钾长石矿产资源分1］：布、开发、利用、问题与对策［化工矿产地质，J・2005, 27(1)25-图6长石除杂工艺流程图表2长石除杂试验结果产品尾矿1尾矿2长石精矿产率/%16.1212.5871.30白度//51・722.［］］谷雨.亚洲陶瓷用长石市场前瞻［中国非金属矿工业导刊，2J.（）：1998,19134.□郭守国，何斌•非金属矿产开发利用［北京：地质出版社,3M］・1991：167170・一口马鸿文.工业矿物与岩石［北京：地质出版社，4M］.2002:45-53.口］等.从长石矿石中浮选有色的杂质矿物［国5M.S.塞利克,J・（）：外金属矿选矿，2001,121720・一3.3选矿生产废水的回用处理在实际生产过程中会不可避免地产生一定量如果这些生产废水全部排放，不但会的生产废水，（下转）•16••试验研究•IM&P化工矿物与加工2012年第11期 brineinChaidamuBasin1231anLILonZENGYin—gggg,,12323anYANGJianLAIXuein—y—mg,g,81600sotrationofQinhathereciitationreulgintheofisothedeterminedsathrouhXRDandchemicaesc2-)+,+,2(,of(NaKMClS0H20entanardiaramgpyg4osstemat25C.Theexerimentandstudrovidedimortantypypp YUDein—mg2,3(1.Co1leeofMaterialsandChemistr&Chemica1gy,,EnineerinChenduUniversitofTechnolo9,ChinatEnineerinR0,Chinagypzationand:;;KewordsDafenshanmirabi1iteoreintercrstal1inebrinegyy；；25°Cisothermalevaorationintercrstal1ineathreciitationpypppreu1aritgy褪褪褪褪褪褪褪褪褪概栓歸歸歸歸歸歸歸歸艮 （上接），DaiunsimininareaYunnan试验研究发现，采用一粗一精的反浮选流b.yg程，选择合适的磨矿细度、正确的药剂添加方式，并使用新型药剂wP可以得到P205品位3回收率60・61%、8.25%的磷精矿。对于反浮选工艺，药剂添加地点和作用方式c.很关键，因此，使用合理的药剂添加方式和高效药剂可以有效分选此类磷矿。5参考文献［］］李耀基•云南磷矿选矿研究与实践［武汉工程大学学报，1〕・（）：2011,3321216口］谢国先，张路莉，等.胶磷矿选矿工艺的研究现状［磷肥与2J・（）：复肥，2012,2711619.—,LIRuo1anXIEGuoxian——(PhoshateResourcesDevelomenta PP,ofEnineerinTechnoloResearchCenterUtilizationgggy…YunnanPhoshateChemica1GrouCouYunnan65rocbong205,,Y15•44%)mininareagconeradfP0•73%onaveraverwithonerouhinandonecleanin>roc ess1owradehoshaterocksflotaonnewreaentgppgyWPExerimentalstudonflotationpa1owco11hanieinofradePg檄褪檄檄檄檄檄檄檄檄檄檄檄檄褪褪檄褪飆,(CentralSouthUniversit上接)[]]熊文良，杨永涛•青海某钾长石资源综合利用试验研究】6J.()：矿产综合利用，2004,21012・一[]]古尔索伊.由土耳其低品级伟晶岩矿石生产钾长石[70・Y・J.()：国外金属矿选矿，2006,62023・一□巴耶特，等•在浮选土耳其长石矿石时不同捕收剂混合使80.])：国外金属矿选矿，用的效果[J・2006,(101427・一□胡岳华，冯其明•矿物资源加工技术与设备[北京：科学出9M]•版社,2006：209210.— )ChanshaHunan410083,China :AbstractroertiesAccordintotherocinHunan,exerimenvebeenconducted.Imurisearatedfromt,HC,minera1atorrindinHaCSU-HYasacpgwho1ef1ttestwasductedonthebassarconcenrat51•70%wasobta—ationwastewaeredbereusedwiththetechnolousedsarconcentgyresearch.Thefe1drateindexeschanedlitt1ewhen pgthebeneficatlonwastewaterwarrocessppgorefromHuHUANGHonun—gj(,SchoolofMineBioenineeringgg:；r；KewordsfeldsarimuritiesremovaleverselotationfPPy；whitenessbeneficiationwastewater