劉殿一 齊帥 李鳳久 賈清梅

摘 要：通過采用常規(guī)絮凝劑和新合成絮凝劑絮凝對人工混合礦選擇性絮凝試驗，得出不同選擇性絮凝劑對微細(xì)粒赤鐵礦的絮凝效果優(yōu)劣順序為：淀粉丙烯酰胺接枝聚合物>磺化聚丙烯酰胺>苛化玉米淀粉，綜合考慮品位和回收率指標(biāo)，以淀粉丙烯酰胺接枝聚合物效果最佳。

關(guān)鍵詞：赤鐵礦-石英體系 微細(xì)顆粒 選擇性絮凝 分散

中圖分類號：TD951 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）01（b）-0000-00

Research of Selective Flocculation for System of Fine Hematite and Quartz

LIU Dianyi QI Shuai LI Fengjiu JIA Qingmei

（ North China University of Science and Technology，Hebei Tangshan 063009）

Abstract： Though the experiment selective flocculation study of the conventional Flocculant and the new synthesis of Flocculant flocculation for artificial mixed minerals， get the order of merits of three kinds of flocculants on flocculation of fine hematite-quartz system： starch-acrylamide graft copolymer > sulphonated polyacrylamide > causticizing cornstarch， considering the grade and recovery index， the starch acrylamide graft copolymer best effect.

Key words： System of Fine Hematite and Quartz；Fine； Selective Flocculation； Dispersion

基金項目：華北理工大學(xué)2015年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃資助項目（編號：X2015097 ）

選擇性絮凝工藝是在傳統(tǒng)絮凝工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的應(yīng)用于礦物加工領(lǐng)域的一種新工藝，該工藝在分選微細(xì)粒礦物方面已經(jīng)體現(xiàn)出一定的優(yōu)勢[1]。該工藝的主要目的是從微細(xì)礦物中回收有用礦物，通過選擇性團(tuán)聚微細(xì)礦物顆粒，使其達(dá)到有效分離的粒度，再結(jié)合重、磁、浮等常規(guī)物理選礦方法使目的礦物絮凝體與分散體實現(xiàn)分離[2，3]，選擇性絮凝分選技術(shù)在微細(xì)粒弱磁性礦物中的應(yīng)用已經(jīng)逐步完善，經(jīng)過多年的發(fā)展，已在分選工藝和理論方面逐漸成熟，從分選效率上與其他常規(guī)物理選礦相比已體現(xiàn)出優(yōu)越性[4-6]。

1.原材料及試驗方法

1.1原材料

（1）試驗用礦樣：人工選取澳大利亞原生赤鐵礦富礦塊，經(jīng)化驗原礦品位60.13%，經(jīng)破碎、篩分磨礦后，經(jīng)過強(qiáng)磁-重選制備出品位為68.13%的鐵精礦，作為純礦物備用，磨礦細(xì)度至-500目100%（-30?m）。人工選取人溝鐵礦石英脈石英。

（2）試劑：分散劑為三聚磷酸鈉（STPP），絮凝劑為苛化玉米淀粉、磺化聚丙烯酰胺、新合成淀粉-丙烯酰胺接枝聚合物；pH值調(diào)節(jié)劑為分析純NaOH，HCl。

1.2試驗方法

將已加工好的微細(xì)粒（-30?m）純礦物、人工混合礦樣（W0）與試驗用蒸餾水混合，在1000mL燒杯中將礦漿濃度調(diào)整為2%，添加各種藥劑進(jìn)行攪拌，沉降一定時間后，在液面下650mL處迅速吸出懸浮液，，過濾烘干燒杯中剩余礦漿（W）并稱重化驗。定義W與W0的比值Es為沉降率，即

在絮凝試驗中沉降率Es越大說明聚團(tuán)絮凝能力越強(qiáng)，并結(jié)合沉降物的品位和回收率指標(biāo)可綜合考慮絮凝劑的選擇性絮凝效果[7]。

2.赤鐵礦-石英混合礦物絮凝分離試驗

單一礦物絮凝試驗結(jié)果證實，苛化玉米淀粉、磺化聚丙烯酰胺和接枝聚合物在一定的pH值和分散劑用量范圍內(nèi)都能有效的絮凝赤鐵礦而不絮凝石英。為了考察制備的新藥劑的絮凝性能，進(jìn)行了三種不同絮凝劑選擇性絮凝分離赤鐵礦石英人工混合礦的對比試驗。

將石英和赤鐵礦按一定比例配成33%品位的混合礦，并用蒸餾水將人工混合礦物配成礦漿，利用NaOH調(diào)節(jié)礦漿pH值到11，分散劑STPP加入量為5mg/L ，以1000r/m的轉(zhuǎn)速攪拌4min，礦漿充分分散后，分別加入苛化玉米淀粉、磺化聚丙烯酰胺、新合成高分子接枝聚合物三種絮凝劑，分別改變用量進(jìn)行絮凝試驗，此時降低攪拌轉(zhuǎn)速至700r/min，攪拌4min，沉降30s，計算沉降率，并化驗沉降物品位計算回收率。

2.1磺化聚丙烯酰胺絮凝劑對混合礦絮凝分離的影響

加入磺化聚丙烯酰胺絮凝劑，用量為1 mg/L、 2 mg/L、 3 mg/L、 4 mg/L、 5 mg/L，通過化驗沉降物的鐵品位，計算其中鐵的回收率，圖1為試驗結(jié)果。

由圖1可知，加入磺化聚丙烯酰胺絮凝劑后，當(dāng)加入磺化聚丙烯酰胺絮凝劑1mg/L時，沉降率提高到65%，在用量增加至3mg/L時，沉降率最高達(dá)76.13%；伴隨著磺化聚丙烯酰胺用量的增大，混合礦的鐵品位變化不大，由以上試驗結(jié)果可知，磺化聚丙烯酰胺絮凝劑對赤鐵礦的絮凝能力相對較強(qiáng)，但對其選擇性不佳。綜合考慮沉降率（產(chǎn)率）、品位指標(biāo)及回收率指標(biāo)，要產(chǎn)生的絮凝效果良好，磺化聚丙烯酰胺的添加量應(yīng)控制在3 mg/L左右。

2.2苛化玉米淀粉用量對人工混合礦絮凝分離的影響

加入苛化玉米淀粉絮凝劑，用量為1 mg/L、 2 mg/L、 3 mg/L、 4 mg/L、 5 mg/L，試驗結(jié)果圖2所示。

由圖2可知，隨著苛化玉米淀粉絮凝劑的用量增加，人工混合礦的沉降率和回收率小幅增加到最大后又小幅下降；相比于磺化聚丙烯酰胺絮凝劑，要達(dá)到同樣的絮凝效果，苛化玉米淀粉絮凝劑用量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于磺化聚丙烯酰胺加入量，由沉降物品位的變化可以看出，與磺化聚丙烯酰胺絮凝劑相比，苛化玉米淀粉對赤鐵礦的選擇性略強(qiáng)，沉降物的最高鐵品位較原礦品位上升了10%，在其使用量為4mg/L時，最高回收率為66%。

2.3接枝聚合物用量對混合礦絮凝分離的影響

通過圖3可以看出，不斷增大接枝聚合物絮凝劑的用量，混合礦的沉降率和回收率開始階段上升的較為明顯，隨后有小幅下降，并且增加的幅度要遠(yuǎn)大于苛化玉米淀粉的增加量，且沉降物的品位高于玉米淀粉；與磺化聚丙烯酰胺絮凝劑相比，接枝聚合物對赤鐵礦的選擇性要明顯好于磺化聚丙烯酰胺，絮凝能力比磺化聚丙烯酰胺絮凝劑稍弱，當(dāng)加入3mg/L的接枝聚合物時，可得到鐵品位為42%，鐵回收率為91.42%的沉降物，當(dāng)接枝聚合物加入量為1mg/L時，鐵品位達(dá)到45%，鐵回收率達(dá)到84.55%的沉降物。

2.4三種絮凝劑同樣用量對混合礦絮凝分離的對比試驗結(jié)果

三種絮凝劑在同樣用量和試驗條件下，用量與人工混合礦沉降物品位和回收率關(guān)系如圖4、5所示。

由以上絮凝試驗結(jié)果可知：磺化聚丙烯酰胺、苛化玉米淀粉和接枝聚合物三種絮凝劑均能有效的絮凝赤鐵礦，其絮凝能力大小順序為：磺化聚丙烯酰胺>淀粉丙烯酰胺接枝聚合物>苛化玉米淀粉；人工混合礦絮凝分離試驗表明，綜合考慮品位和回收率指標(biāo)，接枝聚合物的絮凝性能優(yōu)于磺化聚丙烯酰胺和苛化玉米淀粉，當(dāng)用量為1mg/l時，絮凝沉降物最高品位為45%，相比原礦提高了12個百分點，為采用常規(guī)選礦方法進(jìn)一步分選絮團(tuán)創(chuàng)造了條件，當(dāng)用量達(dá)到3mg/l時，絮凝沉降物的回收率為91.42%。三種絮凝劑對赤鐵礦的選擇性順序為：淀粉丙烯酰胺接枝聚合物>磺化聚丙烯酰胺>苛化玉米淀粉；綜合三種絮凝劑來看，淀粉丙烯酰胺接枝聚合物分離效果優(yōu)于其他兩種絮凝劑。

3.結(jié)論

人工混合礦分離試驗表明，綜合考慮沉降率、品位及回收率，接枝聚合物的絮凝性能優(yōu)于磺化聚丙烯酰胺和苛化玉米淀粉，三種絮凝劑的絮凝能力優(yōu)劣順序為：淀粉丙烯酰胺接枝聚合物>磺化聚丙烯酰胺>苛化玉米淀粉；綜合考慮絮凝能力和選擇性，淀粉丙烯酰胺接枝聚合物絮凝效果優(yōu)于其他兩種絮凝劑。

參考文獻(xiàn)

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