史硯春　熊麗青

摘要：文章通過(guò)反浮選，對(duì)不同硬度的水條件下二氧化硅浮選特性、金屬離子濃度以及pH值對(duì)浮選的影響進(jìn)行探討。試驗(yàn)表明，二氧化硅吸附鈣鎂金屬離子會(huì)隨著pH值的增大而升高，在具體的赤鐵礦反浮選過(guò)程中，金屬離子濃度越高，最佳pH值就越低，若水的硬度較大，可以通過(guò)降低氧化鈣含量以及降低pH，保證反浮選順利實(shí)施。

關(guān)鍵詞：水硬度；赤鐵礦；反浮選；影響分析 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD951 文章編號(hào)：1009-2374（2015）21-0164-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.21.082

1 試樣

本文實(shí)驗(yàn)主要選擇某廠混磁精礦中提取的礦樣，經(jīng)過(guò)水篩分析礦樣的粒度，其中-300目占總數(shù)的78.8%，而-200目占總數(shù)的9.2%。

通過(guò)原子吸收光譜測(cè)定法，對(duì)水中離子濃度進(jìn)行測(cè)定，可以將水的總硬度用下面公式表達(dá)：

水總硬度=Ca2+/20.04+Mg2+/12.16

根據(jù)水質(zhì)的分析，能夠確定浮選惡化的原因可能是由于水硬度升高導(dǎo)致。

通過(guò)XRD對(duì)樣品進(jìn)行分析，結(jié)果表明浮選礦樣中主要成分為石英與赤鐵礦。

關(guān)于藥劑的制備。pH調(diào)整劑主要包括H2SO4以及NaOH；赤鐵礦抑制劑選擇苛化淀粉，關(guān)于苛化淀粉的配置，主要是在淀粉中加入20%的NaOH，在90℃的溫度上保持一個(gè)小時(shí)，然后冷卻后用水進(jìn)行稀釋，稀釋后的濃度為5%；活化劑選用濃度為5%的二氯化鈣。由于水中金屬離子成分主要為鎂、鈣，同時(shí)鎂離子、鈣離子與活化石英性質(zhì)存在很大的相似點(diǎn)，因此將這兩種離子濃度之和作為活化劑的濃度值，將其表示為Me2+，添加濃度為5%的二氯化鈣就能改變活化劑的濃度。采用皂化油酸作為陰離子捕收劑，皂化油酸的配置主要是在油酸中加入濃度為20%的氫氧化鈉，最終的稀釋濃度為10%。

2 試驗(yàn)方法

每次選用50g的礦樣，在其中加入400mL的水，并將溫度控制在40℃。在試劑中加入一定量的調(diào)整劑，保證pH值穩(wěn)定，之后在其中加入氯化鈣以及淀粉進(jìn)行10分鐘的攪拌，攪拌完成后加入捕收劑，再次攪拌5分鐘。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，補(bǔ)水必須使用純凈水。

本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采用反浮選的方式，將泡沫產(chǎn)品定義為尾礦，而將反浮選最終得到的產(chǎn)品定義為精礦。尾礦與精礦的品位系全鐵品位TFe，經(jīng)過(guò)原子吸收光譜進(jìn)行測(cè)定。

對(duì)于pH值得測(cè)定，主要是通過(guò)pH儀，下文中提到的pH值，除了特別說(shuō)明的以外，全都表示的是加入捕收劑待浮選時(shí)的pH值。浮選過(guò)程采用XFD0.5L的實(shí)驗(yàn)室浮

選機(jī)。

另外，上文中提高的尾礦中，還需要對(duì)相關(guān)的概念進(jìn)行說(shuō)明。其中泡沫產(chǎn)率=（W尾礦/W給礦）×100；二氧化硅回收率=（W尾礦中二氧化硅/W給礦中二氧化硅）×100；體系匯總的金屬離子濃度=原體系中的鈣離子+鎂離子+新加入的鈣離子。溶液中的金屬離子濃度主要指的是實(shí)際測(cè)量得到的濃度。

3 試驗(yàn)結(jié)果

在使用現(xiàn)場(chǎng)不同pH值下進(jìn)行反浮選試驗(yàn)，首先在水中加入0.4mL的二氯化鈣，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出體系中金屬離子濃度為5×10-3mol/L；然后將4mL的捕收劑加入其中，通過(guò)計(jì)算，得出捕收劑濃度為3.5×10-3mol/L。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，泡沫狀態(tài)如下圖1所示：

在pH值為10.12時(shí)泡沫產(chǎn)出率最大，同時(shí)二氧化硅的回收率也最高。然而當(dāng)pH值超過(guò)10.12后，泡沫產(chǎn)出率會(huì)隨著pH值的增大而下降，同時(shí)二氧化鈣的回收率也隨之下降。

下圖為不同pH值下浮選實(shí)驗(yàn)圖：

如上圖2所示，讓pH值超過(guò)10.3時(shí)，二氧化硅的回收率開始下降，尾礦的品位比精礦品位要高。這就說(shuō)明在這一pH值下，石英會(huì)受到抑制作用，赤鐵礦中會(huì)有尾礦進(jìn)入。pH值等于10.12時(shí)，泡沫的顏色變?yōu)楹谏V體表面的張力變大，因此金屬離子活化的石英會(huì)附著在氣泡上；當(dāng)pH值升高到10.52后，泡沫顏色會(huì)變淡，同時(shí)泡沫上附著的石英會(huì)變少；當(dāng)pH值達(dá)到11.30時(shí)，會(huì)產(chǎn)生虛泡現(xiàn)象，此時(shí)將充氣孔關(guān)閉，同時(shí)在攪拌槽中加入一定量的鈣離子。pH值越高，金屬離子的量越少，就會(huì)降低溶液中的金屬離子濃度，造成捕收劑過(guò)量。一旦出現(xiàn)這種情況，就會(huì)抑制石英浮選。對(duì)于不同pH值條件，通過(guò)原子吸收光譜測(cè)定儀，對(duì)溶液中的鈣鎂離子濃度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果可以用下表1表示：

在加入捕收劑攪拌后，利用可見光分光光度計(jì)對(duì)溶液的吸光度進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)上表1所示，pH值上升，溶液中金屬離子的濃度就會(huì)降低。基于對(duì)溶度積的計(jì)算，在pH大于10時(shí)會(huì)發(fā)生Mg（OH）2沉淀現(xiàn)象，而不會(huì)發(fā)生Ca（OH）2沉淀。而鈣離子濃度降低主要是由于赤鐵礦以及石英的吸附作用。在pH值等于10.12以及11.48時(shí)，加入脂肪酸，溶液中的金屬離子濃度會(huì)逐漸上升。同時(shí)pH值上升會(huì)影響溶液的透射率，pH值越大，溶液的透射率也就越大。在pH值較低的情況下，溶液中膠體更加穩(wěn)定，浮選的效果也更加明顯。

4 水的硬度對(duì)赤鐵礦反浮選影響分析

4.1 pH對(duì)浮選的影響

不同硬度的浮選用水，當(dāng)加入鈣離子使得體系中金屬離子濃度接近時(shí)，SiO2回收率最高時(shí)，對(duì)應(yīng)的pH接近。當(dāng)浮選體系中金屬離子濃度高的時(shí)候（加入CaCl2多），最佳浮選狀態(tài)對(duì)應(yīng)的pH低。這就證明了鈣鎂離子活化石英的pH隨活化劑濃度的增加而降低。

4.2 金屬離子濃度對(duì)浮選的影響

對(duì)于赤鐵礦油酸反浮選工藝來(lái)說(shuō)，通常pH值條件都在11以上，通過(guò)對(duì)體系中金屬離子的濃度，進(jìn)行反浮選試驗(yàn)。下圖3分別是現(xiàn)場(chǎng)用水以及自來(lái)水條件下，反浮選試驗(yàn)的結(jié)果圖：

如上圖3所示，兩條曲線基本上處于重合狀態(tài)，這就說(shuō)明在金屬離子濃度一定的情況下，如果水的硬度，浮選結(jié)果一致。另外，上圖3中，體系中金屬離子濃度如果太高，二氧化硅的回收率就會(huì)逐漸下降。這是由于金屬離子過(guò)量就會(huì)消耗大量的脂肪酸，當(dāng)體系中剩余的脂肪酸過(guò)少時(shí)，就會(huì)對(duì)浮選造成影響。

5 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)本文中的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：第一，體系中金屬離子的濃度會(huì)對(duì)赤鐵礦反浮選最佳pH值造成影響，對(duì)于鈣鎂離子活化石英體系來(lái)說(shuō)，最佳pH值會(huì)隨著金屬離子濃度升高而變低；第二，pH值越高，金屬離子的濃度就會(huì)降低，這主要是由于pH值升高后體系中會(huì)生成羥基化合物，另外pH值升高后金屬離子會(huì)附著在石英上。第三，在赤鐵礦反浮選過(guò)程中，如果金屬離子濃度變大，為了保證反浮選繼續(xù)進(jìn)行，可以通過(guò)降低pH值的方式處理；第四，水的硬度越大，捕收劑用量也會(huì)增加。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：王 波）endprint