研究高岭石对菱锌矿浮选效果的影响

作者:红星机器 发表于: 2016-04-28 13:30:39

微细粒矿泥是影响氧化锌选矿指标的重要因素之一,因此,本文主要探究微细粒高岭土对菱锌矿浮选的影响规律,为降低矿泥对氧化锌矿的有害影响提供一定的指导作用。

锤式破碎机

一、试验

1、矿样与试剂

高岭石矿样取自山西孝义,菱锌矿试样取自云南某氧化铅锌矿。试验用纯矿物制备方法为人工选取块矿,经锤式破碎机手选后用球磨机磨细,以粒度为-5μm的高岭石和+38-75μm的菱锌矿作为凝聚分散试样。

2、浮选试验

浮选机上进行浮选试验,每次试验称取2g单矿物矿样置于浮选槽内,加蒸馏水到40mL刻度线处,加pH调整剂后搅拌3min,添加金属离子搅拌3min,然后加入调整剂搅拌3min,经pH计测定矿浆pH后,加入捕收剂并搅拌3min,浮选3min。

3、沉降试验

采用浊度来表征矿物颗粒间的凝聚与分散行为。沉降试验采用100mL的沉降量筒,高岭石矿浆质量浓度为0.5g/L,菱锌矿矿浆质量浓度为10g/L,根据试验条件进行调浆,然后沉降3min,抽取上部25ml矿浆,采用WGZ-3型散射光浊度仪测量矿浆浊度。采用相同的方法和质量浓度进行人工混合样的沉降试验。

浮选机

二、试验结果及讨论

1、pH对矿物浮选行为的影响

菱锌矿浮选时采用Na2CO3调浆比采用NaOH调浆效果好,在试验研究的pH范围内,高岭石基本不浮,回收率高仅为9.6%。而对于菱锌矿,在7<pH<8.5时,回收率基本不变,在pH=8.5左右时达到值96.7%,在8.5<pH<10时,回收率呈下降趋势,在pH为10左右时回收率低为42.95%,在10<pH<11时,回收率升高。

2、捕收剂用量对矿物浮选的影响

根据Na2CO3调矿浆pH至9.5时,油酸钠用量对矿物浮选的影响可以看出,油酸钠用量对菱锌矿的浮选影响显著,加大油酸钠的用量,可以提高菱锌矿的回收率。油酸钠用量为0.5×10-4mol/L时,菱锌矿的回收率为25.6%,而油酸钠用量为1.0×10-4mol/L时,菱锌矿的回收率为65.5%,油酸钠用量为2.0×10-4mol/L时,菱锌矿的回收率为93.95%,而在此浮选条件下,微细粒高岭石基本不浮,回收率高仅为2.21%。

3、捕收剂对矿物表面润湿性的影响

矿物表面润湿程度(即亲水疏水程度)是矿物可浮性好坏直观的标志。矿物表面接触角的大小直观地反映了矿物表面的亲水疏水程度,接触角越大,矿物表面的疏水性越好。随着油酸钠用量的增加,高岭石表面的接触角虽然会增大,但依然表现出较强的亲水性,因此在油酸钠作用下高岭石基本不浮;菱锌矿表面的接触角会不断增大,矿物表面的疏水性增强,因此在油酸钠作用下,菱锌矿表现出较好的可浮性。

4、高岭石对菱锌矿浮选的影响

单矿物浮选试验表明,在试验的pH条件下,菱锌矿和高岭石之间的可浮性差异较大,仅用捕收剂油酸钠就可以实现二者的分离,然而由于微细粒矿物具有质量小、比表面积大的特性,在实际浮选机体系中,微细粒高岭石的存在可能会影响菱锌矿的浮选。由于高岭石含量较低而且难浮,因此试验采用混合矿的产率变化来表征菱锌矿的回收率变化。随着高岭石含量增加,菱锌矿的回收率显著降低,在高岭石的含量仅为5%时,菱锌矿的回收率由65.5%降到29.4%。仅少量高岭石的存在就会严重抑制菱锌矿的浮选。

浮选机

5、微细粒高岭石影响菱锌矿浮选的机制

(1)Al3+用量对菱锌矿浮选的影响

高岭石属于盐类矿物,溶解速度较快,其溶解产生的Al3+可能会对菱锌矿的浮选产生影响,因此考察一下Al3+的加入是否会影响菱锌矿的浮选。试验结果证明高岭石溶解产生的Al3+较少,对菱锌矿浮选的影响较小,因此我们推断高岭石溶解产生的Al3+不是少量微细粒高岭石抑制菱锌矿的主要原因。

(2)高岭石与菱锌矿之间的异相凝聚

矿泥罩盖也是微细粒对浮选不利的原因之一,因此考虑微细粒的高岭石可能会吸附在菱锌矿表面,从而抑制了菱锌矿的浮选。菱锌矿和高岭石的浮选行为存在较大的差异,有无捕收剂作用时,微细粒高岭石均不会上浮,菱锌矿在捕收剂作用下具有较好的可浮性,微细粒高岭石的存在会严重抑制菱锌矿的浮选,这应该是因为高岭石在菱锌矿表面附着后,会使菱锌矿表面性质发生一定的改变,从而使菱锌矿在一定程度上表现出与高岭石相似的表观性质。由于高岭石附着在菱锌矿表面上,在油酸钠作用下,混合矿体系中菱锌矿的表观疏水性低于单矿物体系中菱锌矿的表观疏水性,因此高岭石的存在会抑制菱锌矿的浮选。

6、微细粒高岭石存在时提高菱锌矿回收率的措施

(1)增加捕收剂用量

pH=9.5时,微细粒高岭石与菱锌矿人工混合矿(高岭石2.5g/L,菱锌矿50g/L)的浮选试验中,油酸钠用量与菱锌矿回收率的关系表明,在高岭石用量一定情况下,增加油酸钠用量,被高岭石抑制的菱锌矿浮选回收率升高,当油酸钠用量为3.5×10-4mol/L时,菱锌矿浮选回收率与油酸钠用量为1×10-4mol/L而不加高岭石时候的菱锌矿浮选回收率基本相同。说明高岭石存在时增大捕收剂油酸钠用量可以提高混合矿体系中菱锌矿表面疏水性,从而增加被高岭石抑制的菱锌矿的浮选回收率。

(2)添加调整剂

六偏磷酸钠是菱锌矿浮选中常用的分散剂和调整剂,因此考察了pH=9.5,油酸钠用量为1×10-4mol/L时,六偏磷酸钠对人工混合矿(高岭石2.5g/L,菱锌矿50g/L)可浮性的影响,结果可以得出,六偏磷酸钠用量越大,菱锌矿回收率越高,说明了六偏磷酸钠能够减弱高岭石对菱锌矿浮选的抑制作用。这是因为六偏磷酸钠对矿泥有较强的分散作用,从而使微细粒高岭石从菱锌矿表面脱附。

球磨机

综上,微细粒高岭石存在时,增加捕收剂用量或者添加六偏磷酸钠可以降低矿泥对菱锌矿浮选的不利影响,以上试验研究能够有效促进氧化锌矿浮选效果的提高。

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