4种捕收剂对低品位菱镁矿浮选效果的研究

2022-02-09 13:35龙小柱
现代盐化工 2022年6期
关键词:铵盐收剂矿浆

高 禄,龙小柱

(沈阳化工大学,辽宁 沈阳 110142)

中国的菱镁矿资源位居世界前列[1-3],以辽宁省储量居多,占国内储量的比例高达86.00%[2-3]。高品位菱镁矿的应用非常广泛,涉及化工、建材、炼钢等产业[4-6]。但是,经济的快速发展使需求量剧增,导致开采量逐年上升,出现了优质菱镁矿供应不能满足发展需要的窘况,而低品位菱镁矿由于浮选技术的限制在国际市场上不占优势。因此,中国的低品位菱镁矿满足不了国际市场对菱镁矿的需求[7]。我国现在只能大量产出普通级别的镁砂,所以经济效益低。为了使资源利用率最大化,只有运用矿物加工技术,降低低品位菱镁矿中的杂质含量,提纯并将其转化为优质菱镁矿,这是发展菱镁矿的主要途径之一[8]。由于以往使用的十二胺对人体的危害较大,本研究设计了对十二胺进行改性、制取高于十二胺捕收率的新型捕收剂相关实验。

1 实验

1.1 实验矿样

矿石中除了主要的菱镁矿,还存在赤铁矿、石英、绿泥石、方解石等成分。

1.2 实验药品

分析纯试剂:硅酸钠、十六烷基三甲基溴化铵(Cetyltrimethylammonium Bromide,CTMAB)、盐酸、氢氧化钠、氯化钠、氨水、乙二胺四乙酸(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid,EDTA)、氯化铵、三乙醇胺、氯化镁、钙羧酸、无水乙醇、环氧氯丙烷。选用的化学纯试剂为十二胺,混合物选定其中的松油。

2 结果与讨论

2.1 十二胺为捕收剂的浮选效果

2.1.1 改变抑制剂用量后MgO的品位及回收率变化

将十二胺作为捕收剂,控制剂量为200 g/t,相关的松油用量控制在0.35 mL。固定原矿浆pH,增加硅酸钠的用量,检测十二胺的捕收性能,结果如图1所示。

图1 改变抑制剂用量后MgO的品位及回收率

由图1可知,将抑制剂剂量控制在200 g/t时,效果最好,MgO的品位为42.57%,回收率达到92.07%。由此可见,加入部分抑制剂能提高捕收效果,但抑制剂过多也会降低捕收率[9-10]。

2.1.2 改变十二胺用量后MgO的品位及回收率变化

选择十二胺作为捕收剂,硅酸钠的剂量维持在100 g/t。松油剂量为0.35 mL,原矿浆pH不变,增加十二胺的用量,检测十二胺的捕收性能,实验结果如图2所示。

由图2可以看出,当十二胺的剂量增加到300 g/t时,MgO的回收率达到最高,为88.36%,MgO的品位是42.16%。

图2 改变十二胺用量时MgO的品位及回收率

2.2 CTMAB为捕收剂的浮选效果

2.2.1 改变抑制剂用量后MgO的品位及回收率变化

以500 g/t CTMAB为捕收剂,松油剂量为0.35 mL,原矿浆pH固定,依次增加硅酸钠的剂量,检测CTMAB的捕收性能,实验结果如图3所示。

图3 改变抑制剂用量后MgO的品位及回收率

由图3可知,将抑制剂定量在200 g/t时,效果最好,MgO的品位是43.60%,回收率高达90.56%。

2.2.2 改变CTMAB用量后MgO的品位及回收率变化

将CTMAB作为捕收剂,硅酸钠为200 g/t,松油为0.35 mL。在固定原矿浆pH的前提下,持续更换CTMAB的剂量,检测pH产生变化时CTMAB的捕收性能,结果如图4所示。

由图4可知,当CTMAB用量逐渐增加时,MgO的品位及其回收率先升高后降低,可见在矿浆中添加适量CTMAB会使菱镁矿浮选实验得到较好的结果。当CTMAB的用量为600 g/t时,效果最好,MgO的品位和回收率分别为43.68%、92.33%。由此可知,选择合适的捕收剂用量可以提高捕收效果,但是由于选择性的问题,量过多也会影响捕收效果[11-12]。

图4 改变CTMAB用量后MgO的品位及回收率变化

2.3 实验室自制季铵盐为捕收剂的浮选效果

2.3.1 改变抑制剂用量后MgO的品位及回收率变化

将选定的捕收剂季铵盐加入菱镁矿的反浮选实验,季铵盐的剂量固定为600 g/t,松油剂量为0.35 mL,固定原矿浆pH,改变硅酸钠的投放剂量,检测季铵盐的捕收性能,实验结果如图5所示。

图5 改变抑制剂剂量后MgO品位及回收率的变化

由图5可知,当抑制剂的投放量为100 g/t时,MgO的回收率最高,为94.91%,MgO的品位为43.94%。

2.3.2 改变季铵盐用量后MgO的品位及回收率变化

选择季铵盐作为捕收剂进行菱镁矿的反浮选实验,采用100 g/t的硅酸钠及0.35 mL松油,在原矿浆pH稳定不变的前提下,对季铵盐的投放剂量进行增减操作,检验季铵盐的捕收性能变化,实验结果如图6所示。

由图6可知,将季铵盐的剂量控制在700 g/t,此时MgO的回收率最高,为92.91%,MgO的品位为41.92%。

图6 改变咪唑类季铵盐用量时MgO的品位及回收率变化

2.4 改性十二胺用量对MgO品位及MgO回收率的影响

选择改性十二胺作为实验捕收剂,固定原矿浆的pH,使用250 g/t的硅酸钠和0.35 mL松油,逐步增加改性十二胺的剂量,检测改性十二胺的捕收性能,实验结果如图7所示。

图7 改性十二胺剂量变化时MgO的品位及回收率变化

由图7可知,随着改性十二胺剂量的增加,MgO的品位及回收率产生变化。当改性十二胺剂量为250 g/t时,MgO的回收率最高,为89.06%,MgO的品位达到49.25%。

3 结论

(1)选择十二胺作为实验捕收剂,控制十二胺的剂量为200 g/t,确定抑制剂剂量为200 g/t,此时MgO的品位为42.57%,回收率是92.07%。

(2)当CTMAB作为捕收剂时,保持CTMAB用量为500 g/t、抑制剂剂量为200 g/t,此时MgO的品位为43.60%,回收率是90.56%。

(3)使用自制的季铵盐作为实验捕收剂,控制咪唑类季铵盐的剂量为600 g/t,当抑制剂剂量为100 g/t时,MgO的品位为43.94%,回收率是94.91%。

(4)选择改性十二胺作为实验捕收剂,控制抑制剂的剂量为250 g/t,当改性十二胺的剂量为250 g/t时,MgO的品位为49.25%,回收率达到89.06%。

(5)调整矿浆的pH后,以上4种捕收剂在pH=10的条件下,实验得到最好的结果,但是MgO的品位和回收率仍没有太大提升。在4种捕收剂中,浮选效果最好的是咪唑类季铵盐,MgO的品位为43.94%,回收率达到94.91%。

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