劉家弟,劉鳳春

(山東理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院, 山東 淄博 255049)

低品位螢石礦分選試驗(yàn)研究

劉家弟,劉鳳春

(山東理工大學(xué) 資源與環(huán)境工程學(xué)院, 山東 淄博 255049)

討論了羧甲基纖維素作為調(diào)整劑用于低品位螢石礦的分選問(wèn)題，分析了礦石性質(zhì)、制樣過(guò)程和磨浮工藝，確定了浮選最佳工藝參數(shù).在磨礦細(xì)度-200目占80%、浮選溫度26℃～35℃、油酸用量600～650g/t礦、羧甲基纖維素用量600 g/t礦，硫酸用量300 g/t礦參數(shù)條件下，采用一粗六精中礦集中返回工藝，螢石精礦品位可達(dá)到98%以上，回收率可達(dá)到88%以上.

羧甲基纖維素;螢石;浮選

螢石礦通常采用碳酸鈉、水玻璃作為調(diào)整劑、油酸作為捕收劑進(jìn)行浮選[1]，在保證精礦質(zhì)量的前提下，低品位螢石礦分選指標(biāo)較差，碳酸鈉、水玻璃、油酸用量較大，回收率一般50%左右，尾礦含CaF220%左右[2].對(duì)于含重晶石的低品位螢石礦采用碳酸鈉、水玻璃作為調(diào)整劑的混合浮選和水玻璃、硫酸鉬、栲膠作為調(diào)整劑的分離浮選，得到了精礦品位95%，回收率82%的浮選指標(biāo)[3].龔恩民等對(duì)低品位螢石礦粗選采用了碳酸鈉、水玻璃作為調(diào)整劑，精選采用HS、六偏磷酸鈉作為調(diào)整劑，獲得了較好的浮選指標(biāo)[4].

羧甲基纖維素可以作為層狀硅酸鹽礦物抑制劑[5]，為了提高精礦品位和回收率，降低生產(chǎn)成本，本研究采用羧甲基纖維素作為調(diào)整劑，代替碳酸鈉和水玻璃，并加入硫酸調(diào)整礦漿PH值，使用油酸作為捕收劑、2號(hào)油作為起泡劑，對(duì)低品位螢石礦進(jìn)行了分選試驗(yàn)研究，獲得了比較理想的指標(biāo).

1 原料及其性質(zhì)

1.1 低品位螢石礦

1.1.1 礦物組成及物理性能

螢石礦來(lái)自山東龍口，風(fēng)化情況較嚴(yán)重，脈石礦物主要為石英、長(zhǎng)石、方解石及少量粘土等，原礦品位(CaF2)為30%左右，螢石嵌布粒度為0.08～4.1mm，屬中硬礦石f=7～8.礦物組成見(jiàn)表1.

表1 低品位螢石礦主要礦物組成

礦物螢石石英長(zhǎng)石方解石其他含量/%30．2540．8725．211．562．11

表1所示，主要有用礦物為螢石，主要脈石礦物為石英和長(zhǎng)石.

表2為原礦粒度組成分析，礦石最大粒度為150mm，粒度組成比較均勻.

表2 低品位螢石礦粒度組成

粒級(jí)/mm>150150～8080～2020～5<5含量/%5．0128．5539．6320．526．29

1.1.2 化學(xué)組成

低品位螢石礦中主要元素為硅、鈣、鋁等，原礦多元素分析結(jié)果見(jiàn)表3.CaF2含量只有29.38%，Si02含量高達(dá)62.18%.

表3 低品位螢石礦多元素分析結(jié)果

項(xiàng)目CaF2Si02CaCO3Al2O3S其他含量/%29．3862．180．927．850．130．46

1.2 浮選藥劑

捕收劑采用油酸，調(diào)整劑采用羧甲基纖維素和硫酸，起泡劑采用2號(hào)油.

羧甲基纖維素配制成10%水溶液，硫酸配制成40%水溶液，油酸、2號(hào)油采用原液.

2 試樣制備

來(lái)至礦山的低品位螢石礦在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行試樣制備.制備工序如下：

1)大塊礦石用錘子擊碎.

2)小于80mm的礦石由顎式破碎機(jī)破碎至10mm.

3)縮分后由對(duì)輥破碎機(jī)破碎至2mm，并用2mm篩孔的篩子進(jìn)行篩分，篩上物料重新破碎.

4)篩下-2mm物料進(jìn)行混勻、縮分，得到有代表性的試樣.

試樣制備流程如圖1所示.

圖1 試樣制備工藝流程圖

3 磨浮試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析

3.1 試驗(yàn)方法

取制備好的試樣，裝入球磨機(jī)磨細(xì)，磨礦各產(chǎn)品裝入浮選機(jī)浮選，浮選流程為一粗六精中礦集中返回閉路流程，最終產(chǎn)品為精礦、尾礦兩種.浮選藥劑為油酸、羧甲基纖維素、硫酸、2號(hào)油.加藥地點(diǎn)為粗選、精二(只加調(diào)整劑)和精四(只加調(diào)整劑)，進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，采用條件試驗(yàn)“一次變一個(gè)因素”的古典試驗(yàn)方法.試驗(yàn)流程如圖2所示.

共同步驟：礦漿溫度控制在35℃左右，加調(diào)整劑(羧甲基纖維素+硫酸)攪拌3min，再加入加溫后的油酸、2號(hào)油攪拌3min.粗選4min，每精選一次前攪拌1min，精二精四前加調(diào)整劑，一精至六精浮選時(shí)間均為2min.產(chǎn)品及產(chǎn)物處理方式為過(guò)濾、烘干、稱重、化驗(yàn).試驗(yàn)中不變因素為浮選時(shí)間和2號(hào)油加入量.

圖2 試驗(yàn)流程

3.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

確定磨礦細(xì)度試驗(yàn)共同條件為磨礦濃度68%，礦漿溫度35℃，油酸650g/t礦，羧甲基纖維素600g/t礦，硫酸300g/t礦，2號(hào)油60g/t礦.不同磨礦細(xì)度浮選試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4.

表4 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

細(xì)度-200目/%產(chǎn)品產(chǎn)率/%品位/%回收/率%CaCO3/%SiO2/%70K24．1998．5181．050．140．48X75．817．3518．95∑100．0029．40100．0080K26．2099．2588．170．160．34X73．804．7211．83∑100．0029．44100．00

由表4知，磨礦細(xì)度-200目占80%時(shí)精礦品位可達(dá)99%以上，回收率可達(dá)88%以上，繼續(xù)磨細(xì)回收率還會(huì)有所增加，但磨礦成本將增加較大，因此確定磨礦細(xì)度為-200目占80%.

3.3 浮選礦漿溫度試驗(yàn)

浮選礦漿溫度影響分選指標(biāo)，溫度低油酸分散效果差，用量大，精礦品位和回收率均較低.表5為不同礦漿溫度對(duì)分選指標(biāo)的影響.

由表5知，采用羧甲基纖維素、硫酸作為調(diào)整劑，油酸作為捕收劑時(shí)，當(dāng)浮選礦漿溫度在26～35℃時(shí)，螢石精礦品位可達(dá)98%～99%，回收率可達(dá)86%～88%，礦漿溫度超過(guò)35℃，精礦品位和回收率也相應(yīng)提高，但幅度不大.生產(chǎn)中可控制礦漿溫度在26℃～35℃之間.

表5 浮選礦漿溫度試驗(yàn)結(jié)果

溫度/℃產(chǎn)品產(chǎn)率/%品位/%回收率/%CaCO3/%SiO2/%15～20K23．2192．3572．910．283．4521～25K23．4394．4675．270．272．0626～30K25．7898．2486．140．180．5131～35K26．2499．1188．450．150．3836～40K26．2899．1289．600．160．36

3.4 油酸用量試驗(yàn)

試驗(yàn)采用低凝固點(diǎn)(4～6℃)動(dòng)物油酸，粗選一次性加藥，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6.

表6 油酸用量試驗(yàn)結(jié)果

油酸/g·t-i礦產(chǎn)品產(chǎn)率/%品位/%回收率/%CaCO3/%SiO2/%200K20．5895．3566．750．292．45400K22．3596．4773．340．261．86600K26．1898．9888．140．170．48800K26．3898．8788．710．160．38

由表6知，當(dāng)油酸用量超過(guò)600g/t礦時(shí)，螢石精礦品位可達(dá)98%以上，回收率可達(dá)88%以上，油酸用量達(dá)800g/t礦時(shí)，精礦回收率有所提高，但幅度不大.生產(chǎn)中可控制油酸用量為600～650g/t礦之間.

3.5 羧甲基纖維素和硫酸用量試驗(yàn)

羧甲基纖維素和硫酸的加入點(diǎn)為粗選、精二和精四，三點(diǎn)的加入比例控制在5∶2∶1.試驗(yàn)結(jié)果如表7所示.

由表7知，羧甲基纖維素合計(jì)用量超過(guò)600g/t礦、硫酸合計(jì)用量超過(guò)300g/t礦時(shí)，精礦品位可達(dá)98%以上，回收率可達(dá)88%以上，確定羧甲基纖維素和硫酸用量分別為600g/t礦和300g/t礦.

表7 羧甲基纖維素和硫酸用量試驗(yàn)結(jié)果

加藥點(diǎn)纖維素/g·t-1礦硫酸/g·t-1礦產(chǎn)品產(chǎn)率/%品位/%回收率/%粗選精二精四250100501255025K25．4192．4679．91粗選精二精四310130601606030K25．8596．7885．09粗選精二精四380150701907040K26．3498．8688．57粗選精二精四440180802209040K26．1499．2688．25

4 結(jié)論

1) 適宜的礦磨礦細(xì)度為-200目占80%.

2) 適宜的浮選流程為一次粗選、六次精選、中礦集中返回閉路流程，捕收劑采用油酸，調(diào)整劑采用羧甲基纖維素和硫酸，起泡劑采用2號(hào)油.

3) 適宜的浮選礦漿溫度為26℃～35℃.

4) 油酸一次加入，最佳用量為600～650g/t礦.

5) 羧甲基纖維素和硫酸在粗選、精二和精四工序加入，羧甲基纖維素最佳用量為600g/t礦，硫酸最佳用量為300g/t礦.

6) 低品位螢石礦經(jīng)過(guò)浮選，精礦品位可達(dá)到98%以上，回收率可達(dá)到88%以上.

[1] 鄭水林.非金屬礦加工與應(yīng)用·2版.[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008:179-182.

[2] 葉峰宏，劉全軍，鄧榮東，等.貴州某低品位螢石選礦試驗(yàn)研究[J].非金屬礦，2012，35(3)：32-35.

[3] 李顯嵩.湖南某低品位螢石礦浮選試驗(yàn)研究[J].非金屬礦，2011，34(6)：33-38.

[4] 龔恩民、張鴻輝，游維雄.內(nèi)蒙古某低品位螢石礦選礦工藝研究[J].中國(guó)礦業(yè)，2008,17(5)：56-60.

[5] 朱一民，周艷紅.2015年浮選藥劑的進(jìn)展[J].礦產(chǎn)綜合利用，2016,2(2)：7.

(編輯：劉寶江)

Study on the separation test of low grade fluorite

LIU Jia-di， LIU Feng-chun

(College of Resource and Environment Engineering， Shandong University of Technology, Zibo 255049，China)

Carboxymethylcellulose is utilized as regulator and applied to the separation test of low grade fluorite. The characterization of mineral, sample preparation, grinding-flotation process are discussed, and the optimal floating parameters are obtained. Under the condition of that -200 mesh grinded ore fineness accounts for 80%, floatation temperature is 26℃～35℃, oleic acid dosage is 600～650 g/t, carboxymethylcellulose dosage is 600 g/t, and sulfuric acid dosage is 300 g/t, more than 98% of concentrate grade and 88% of recovery efficiency of fluorite could be achieved by adopting the flowsheet of one roughing, six cleaning, and concentrated middling recirculation.

carboxymethylcellulose; fluorite; floatation

2017-03-05

劉家弟，男，ljd2782219@163.com

1672-6197(2017)06-0026-03

TD923

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