我國(guó)廣西、安徽等地以及毗鄰的東南亞國(guó)家儲(chǔ)量豐富的含鋁高的鐵礦石未得到有效利用。隨著現(xiàn)有可利用的優(yōu)質(zhì)鐵礦資源逐漸減少，充分開(kāi)發(fā)利用這類資源，實(shí)現(xiàn)鐵與鋁、硅的高效分離，對(duì)緩解我國(guó)鐵礦資源嚴(yán)重短缺的壓力具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。欲實(shí)現(xiàn)鐵、鋁、硅的有效分離，浮選藥劑的選擇至關(guān)重要。

研究的鮞狀赤鐵礦中的脈石礦物主要是高嶺石，因此，本文主要研究赤鐵礦和高嶺石的浮選行為，通過(guò)純礦物浮選試驗(yàn)探索能有效分離赤鐵礦與高嶺石合適的藥劑，為實(shí)際礦石的分選提供參考依據(jù)。

1、純礦物制備

試驗(yàn)所用的赤鐵礦純礦物是經(jīng)浮選后的赤鐵礦精礦，因此在赤鐵礦的表面附著一層浮選藥劑。脫出藥劑的主要方法主要分為3類：機(jī)械脫藥法、化學(xué)及物理化學(xué)法、特殊法。鑒于實(shí)驗(yàn)室可操作性，采用活性炭吸附法脫出赤鐵礦浮選精礦的浮選藥劑。用溫水反復(fù)沖洗赤鐵礦精礦4~5次，使浮選藥劑在赤鐵礦表面脫離；在礦漿中加入浮性炭，攪拌，放置5h后過(guò)濾、烘干，篩除赤鐵礦中的活性炭。使用SLon-100周期脈動(dòng)式高梯度磁選機(jī)對(duì)高嶺土進(jìn)行強(qiáng)磁選，采用一粗一精強(qiáng)磁選，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.5T的條件下除去高嶺土中的磁性雜質(zhì)，過(guò)濾、烘干得到高嶺石純礦物。純礦物的分析結(jié)果見(jiàn)表1。

2、試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1、試驗(yàn)方法

純礦物浮選試驗(yàn)在40ml掛槽浮選機(jī)內(nèi)進(jìn)行，每次試驗(yàn)礦量為5g，蒸餾水為25ml，抑制劑和捕收劑的作用時(shí)間為1min，浮選時(shí)間為5min。將上浮物收集過(guò)濾、烘干、稱重，計(jì)算浮選回收率，并比較不同浮選藥劑體系中赤鐵礦和高嶺石的浮選行為。

2.2、捕收劑對(duì)赤鐵礦與高嶺石浮選行為的影響

捕收劑是在礦漿中能夠吸附在礦物表面，形成疏水薄膜，使礦物的疏水性增大，使礦粒牢固地附著于氣泡而上浮，從而增加礦物可浮性的藥劑。捕收劑能力的強(qiáng)弱、選擇性好壞都決定著分離效果，通過(guò)純礦物試驗(yàn)，分別考慮脂肪酸類、羥肟酸和胺類捕收劑對(duì)赤鐵礦、高嶺石浮選行為的影響。

2.2.1、脂肪酸類捕收劑用量對(duì)浮選效果的影響

在自然條件下，通過(guò)考慮捕收劑TS、MG的不同用量對(duì)浮選效果的影響，以確定合適的藥劑種類及用量。試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

從圖1（a）中看出，使用TS作為捕收劑時(shí)，高嶺石和赤鐵礦的浮選回收率均先上升后下降，在TS捕收劑用量為2.4kg/t時(shí)，兩者浮選回收率差值達(dá)到相對(duì)較大，為1.74%。從圖1（b）可看出，用MG作為捕收劑時(shí)，隨著MG捕收劑用量的增多，赤鐵礦和高嶺石的浮選回收率均呈現(xiàn)先降低后上升的趨勢(shì)。赤鐵礦的浮選回收率在MG用量約為2.2kg/t時(shí)達(dá)到*大，為18.37%，而高嶺石的浮選回收率在MG用量為1.0kg/t時(shí)達(dá)到*大，為10.51%。綜合圖1（b）中可以看出，當(dāng)MG的用量為2.4kg/t時(shí)，赤鐵礦和高嶺石浮選回收率差值相對(duì)較大，為10.47%。因此選定MG作為捕收劑，且用量為2.4kg/t。

確定MG作為捕收劑且用量為2.4kg/t的條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)礦漿的pH值，考察MG捕收劑在不同pH值條件下對(duì)赤鐵礦和高嶺石浮選回收率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

從圖2中可看出，在pH=7時(shí)，高嶺石和赤鐵礦兩種礦物的浮選回收率差值達(dá)到*大，*大值為10.47%。

2.2.2、羥肟酸類捕收劑用量對(duì)浮選效果的影響

在自然條件下，通過(guò)考察捕收劑苯甲羥肟酸、水楊羥肟酸、烷基羥肟酸鈉的不同用量對(duì)浮選效果的影響，以確定合適的藥劑種類及用量。試驗(yàn)結(jié)果顯示，苯甲羥肟酸和水楊羥肟酸用量的多少，幾乎對(duì)浮選效果沒(méi)有影響，赤鐵礦和高嶺石的浮選回收率極低，兩者的浮選回收率差值更是幾乎為0，所以只考察烷基羥肟酸鈉對(duì)赤鐵礦與高嶺石浮選效果的影響。烷基羥肟酸鈉對(duì)赤鐵礦與高嶺石浮選效果的影響。烷基羥肟酸鈉用量試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

從圖3可看出，使用烷基羥肟酸鈉作為捕收劑且用量為2.4kg/t時(shí)，赤鐵礦和高嶺石浮選回收率差值相對(duì)較大，為16.32%。因此選定烷基羥肟酸鈉作為合適的捕收劑，且用量為2.4kg/t。

在上述試驗(yàn)中所確定烷基羥肟酸鈉捕收劑用量的條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)礦漿的pH值，考察烷基羥肟酸鈉捕收劑在不同pH值條件下對(duì)赤欠缺礦和高嶺石浮選回收率的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

從圖4中可看出，烷基羥肟酸鈉在pH=7時(shí)，高嶺石和赤鐵礦兩種礦物的浮選回收率差值相對(duì)較大，為16.32%。

2.2.3、胺類捕收劑用量對(duì)浮選效果的影響

針對(duì)礦石性質(zhì)、種類，在自然條件下，通過(guò)考察TY6、LF-4、醚胺3種捕收劑用量對(duì)浮選效果的影響，確定合適的藥劑用量及種類。

其中，TY6為混合胺類氧化鋅捕收劑、鐵脫硅劑；LF-4為混合鏈的混合**胺經(jīng)多種表面活性劑和用機(jī)劑反應(yīng)配制而成，呈黃色膏狀，易熔于水，無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)腐蝕性，屬于環(huán)保產(chǎn)品，有效活性達(dá)到75%~85%，對(duì)礦石具有較好的選擇性。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

從圖5可看出，使用TY6、LF-4以及醚胺作為捕收劑浮選高嶺石和赤鐵礦時(shí)，使用TY6、LF-4、醚胺捕收劑對(duì)赤鐵礦和高嶺石浮選回收率差值相對(duì)較大。

在上述試驗(yàn)中所確定TY6、LF-4、醚胺3種捕收劑用量的條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)礦漿的pH值，考察3種捕收劑在不同pH值條件下對(duì)赤鐵礦和高嶺石浮選回收率的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

從圖6中可看出，TY6、LF-4在pH=9、醚胺在pH=7時(shí)，高嶺石和赤鐵礦兩種礦物的浮選回收率差值達(dá)到*大。

高嶺石的零電點(diǎn)為pH=3.4，赤鐵礦零電點(diǎn)為ph=5.0~6.7，從理論講，pH值應(yīng)在3.0~6.0之間，高嶺石表面帶負(fù)點(diǎn)，赤鐵礦表面帶正電，用陽(yáng)離子胺類捕收劑同礦物發(fā)生靜電作用，達(dá)到分離。

在堿性條件下，分離效果好，分析其原因主要有：

（1）堿性條件下，在赤鐵礦表面，玉米淀粉與捕收劑發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附，其吸附能力強(qiáng)于捕收劑；

（2）捕收劑在礦物表面的吸附方式主要為化學(xué)鍵合吸附，而非單純的靜電吸附；

（3）隨著pH的增加，赤鐵礦表面與氫氧根作用形成親水性的Fe(OH)3，而高嶺石表面電負(fù)性增強(qiáng)，以至于在和捕收劑作用時(shí)，高嶺石競(jìng)爭(zhēng)能力大于赤鐵礦，從而達(dá)到分離。

對(duì)比3種體系的試驗(yàn)可知，由于TY6、LF-4、醚胺3種捕收劑對(duì)赤鐵礦和高嶺石浮選回收率差值均較大，因此，在相應(yīng)的pH條件下對(duì)TY6、LF-4、醚胺3種捕收劑分加盟進(jìn)行協(xié)同用藥試驗(yàn)。

2.2.4、捕收劑協(xié)同用藥試驗(yàn)

協(xié)同用藥劑一般選擇一種捕收能力強(qiáng)的和一種選擇性好的，有利于提高分選效果。按照上述分析確定的浮選藥劑種類、藥劑用量以及浮選礦漿pH值條件，即捕收劑TY6的用量為1.0kg/t，LF-4、醚胺用量均為1.4kg/t，TY6、LF-4在pH為9、醚胺在pH為7的條件下，進(jìn)行協(xié)同用藥試驗(yàn)研究，考察柴油和十二烷基硫酸鈉兩種藥劑人乍為輔助捕收劑時(shí)，對(duì)浮選效果的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

由圖7（a）可看出，柴油用量的變化對(duì)高嶺石浮選回收率的影響不大，而對(duì)赤鐵礦的浮選回收率影響較大。在使用LF-4+柴油作為捕收劑時(shí)，赤鐵礦的浮選回收率隨著柴油用量的增多而上升，且赤鐵礦和高嶺石的浮選回收率差值*大發(fā)生在LF-4+柴油且柴油用量為0.12kg/t，為83.23%。

由圖7（b）可知，十二烷基硫酸鈉對(duì)高嶺石浮選回收率的影響不大，但是對(duì)赤鐵礦的浮選回收率的影響圈套。在使用TY6+十二烷基硫酸鈉作為捕收劑時(shí)，赤鐵礦的浮選回收率隨著十二烷基硫酸鈉用量的增加而減少，這是因?yàn)槭榛蛩徕c作為輔助捕收劑時(shí)，產(chǎn)生了負(fù)協(xié)同效應(yīng)，抑制了赤鐵礦的上浮。因此在不添加十二烷基硫酸鈉時(shí)，赤鐵礦和高嶺石的浮選回收率差值相對(duì)較大，為26.08%。

比較圖7的試驗(yàn)結(jié)果可知，在礦漿pH為9，捕收劑1.0kg/t（LF-4）與輔助捕收劑0.12kg/t（柴油）相結(jié)合的條件下，赤鐵礦浮選回收率為85.48%，高嶺石的浮選回收率為2.25%，差值達(dá)到*大，為83.23%，是在所使用的捕收劑中使赤鐵礦和高嶺石浮選回收率有效期值*大的捕收劑。因此，使用LF-4+柴油作為捕收劑，對(duì)抑制劑進(jìn)行篩選。

3、結(jié)論

（1）試驗(yàn)表明，捕收劑LF-4具有良好的捕收性和選擇性，適用于浮選赤鐵礦。通過(guò)試驗(yàn)確定較佳浮選條件為：當(dāng)LF-4的用量為1.4kg/t、柴油用量為0.12kg/t時(shí)，赤鐵礦的浮選回收率為85.48%、高嶺石的浮選回收率為2.25%，其浮選回收率差值*大，達(dá)到了較好分選效果。

（2）在脂肪酸和羥肟酸類浮選體系中，雖然均是在pH=7的自然條件下，使赤鐵礦和高嶺石產(chǎn)生浮選回收率差值，但是效果均不佳，脂肪酸類捕收劑*佳浮選回收率為10.47%，羥肟酸類捕收劑的浮選回收率也僅為16.32%，其浮選回收率差值遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及胺類浮選體系中的浮選回收率差值。

（3）試驗(yàn)結(jié)果表明，藥劑協(xié)同效果一般要優(yōu)于單一用藥效果。如本次試驗(yàn)，單一使用胺類捕收劑LF-4時(shí)，其浮選回收率差值為26.08%，而使用LF-4與柴油藥劑協(xié)同作用，使得赤鐵礦與高嶺石的浮選回收率差值有所提高，浮選回收率差值*大為83.23%。但是由于使用十二烷基硫酸鈉作為捕收劑協(xié)同用藥時(shí)，產(chǎn)生了負(fù)協(xié)同作用，使赤鐵礦浮選回收率下降，所以不采用其作為捕助捕收劑。

（4）胺類捕收劑的一般特點(diǎn)是與礦物作用快、分選效果好，具有一定的起泡能力，所以浮選時(shí)，不用另外加入起泡劑，但胺類捕收劑用量不宜過(guò)多，否則會(huì)推動(dòng)選擇性；胺類捕收劑在浮選分離赤欠缺礦和高嶺石時(shí)，應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行，能達(dá)到有效地分離效果。

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