铁矿浮选药剂综述

铁矿浮选药剂综述（东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳，110003）摘要：由于我国铁资源存在原矿品位低、组成复杂、嵌布粒度细等特点，浮选在铁矿选矿中是越来越重要【1】。而浮选工艺中最重要的就是浮选药剂。本文主要讲述国内铁矿浮选药剂进展、国外浮选药剂进展以及应用实例等。关键字：铁矿；捕收剂；抑制剂中图分类号：TD923文献标识码：AAbstract：Becauseourcountryironresourcesofrunofmineoregradeislow,thecompositioncomplex,finedisseminatedextentetc.,flotationinironoredressingismoreandmoreimportant【1】.Andtheflotationprocessisthemostimportantflotationreagents.Thispapermainlytellsthedomesticironoreflotationreagentsprogress,foreignflotationreagentsprogressandapplications,andsoon.Keywords:Ironore;Collector;Depressant1国内铁矿浮选药剂进展铁矿选矿药剂的研究一直是我国选矿药剂的重点和热点，这主要是由我国铁资源的贫、细、杂等特点决定的，几十年来我国铁矿选矿药剂的研究已取得举世公认的成绩，达到了很高的水平。1.1阴离子捕收剂1.1.1RA-系列捕收剂。长沙矿冶研究院从氯化脂肪酸RA-315出发，研制并生产使用RA-515，RA-715，RA-915【2、3】。目前RA-715，RA-915在铁矿反浮选中得到广泛的应用。取得了良好的分选指标，其结构分别为：由于Cl是吸电子集团，它的引入可增加捕收剂的酸性，有利于捕收剂与碱金属离子发生化学吸附，OH-基的引入，可以与COO-基团形成螯合物吸附于碱金属离子表面，从而使捕收力得到加强。1.1.2MZ、MH药剂。马鞍山矿山研究院研究开发的MZ，MH药剂也是以脂肪酸类为原料的改性药剂，MZ药剂在鞍山地区得到了成功应用，MH药剂在尖山铁矿工业应用中取得了很好的指标，该类药剂的具体组成及结构未见报道【4】。1.1.3MG捕收剂。由武汉理工大学研究MG捕收剂，其主要特点是，常温使用效果良好，该药剂在山西腾飞矿业公司和奔腾矿业公司应用2a以上，其正常使用温度为20—25℃，最低使用温度可达到15℃，但此时药剂用量加大。1.2阳离子捕收剂目前国内可以生产的阳离子药剂品种很多，C12、C14、C16、C18。等伯胺，椰油伯胺，棕榈油伯胺，大豆油胺，牛油胺。C12、C14、C16、C18。叔胺，季铵盐，脂肪二胺和多胺，氧化胺等。由武汉理工大学研翩的GE系列阳离子捕获剂也投人工业生产及工业应用。目前国内用于铁矿浮选的阳离子捕收剂主要是十二胺等伯胺类药剂和GE系列阳离子捕收剂。1.3抑制剂、活化剂国内用于铁矿反浮选的抑制主要有淀粉及其衍生物，比如糊精，羧甲基淀粉等。活化剂，反浮选脱硅一般采用石灰作为活化剂。这在国内是通用的办法，其它一些高硫铁矿脱硫用CuSO4。作活化剂，有利于硫铁矿的浮选。2国外铁矿浮选药剂研究现状铁矿石中的主要脉石是石英和硅酸盐矿物。目前国外采用的铁矿浮选流程有三种：①阳离子捕收剂反浮选石英和硅酸盐；②阴离子捕收剂或螯合捕收剂正浮选铁矿物；③阴离子捕收剂反浮选活化了的石英。2.1脱泥从图中数据显示，有些矿样对选择性指数影响明显。当含泥量达到5％时选择性指数影响达到最大，再增加矿样泥量也没有多大作用。Queiroz【5】证明，对铁英岩型铁矿石采用擦洗可增加矿泥产率和浮选精矿产率，降低尾矿和矿泥品位，同时降低精矿中Si02，A1203，和P含量，提高Gaudin选择性指数，降低药剂消耗。一种简单的脱泥方法是用大量NaOH提高pH值，使矿粒得到高度分散，增大矿粒间的电荷排斥力，再脱去悬浮的矿泥。2.2阳离子捕收剂国外主要有酰胺、多胺、醚胺、缩合胺及其盐等阳离子捕收剂。如：Quast【7】用十二胺醋酸盐作捕收剂研究酸碱度对人工配制铁矿(含Fe2O3，98．5％)分选的影响；LaskowkiJ.s.【8】研究十二胺盐酸盐与赤铁矿的作用机理时，发现其吸附量与pH值关系紧密；Peres【9】等报道了采用阳离子反浮选工艺，用醚胺醋酸盐作捕收剂，各种淀粉作抑制剂来研究淀粉抑制剂对巴西铁英岩矿石的影响；Papini等人针对巴西IronQuadrangle铁矿的药剂评价试验发现【6】；Usui【10】等研究颗粒尺寸对十二胺反浮选的作用效果。2.3阴离子捕收剂对于低品位铁矿，表外矿和老尾矿，氧化铁矿的正浮选都有吸引力，主要使用的捕收剂有脂肪酸、肌氨酸和磺化琥珀酸。羟肟酸其效果明显但因其价格较高，未显示出良好潜【11】。2.4抑制剂国外铁矿浮选中淀粉是最常用的撺铺剂，它们是从玉米、木薯、马铃薯、小麦、大米、竹芋等中提取的。试验表明支链淀粉对赤铁矿的抑制更为有效【9】。从图2可以看出：玉米蛋白对石英的抑制作用最大，支链淀粉对石英的抑制作用比直链淀粉要差，普通淀粉对石英的抑制作用最强，从反浮选石英的角度考虑应该选用对石英抑制作用弱的支链淀粉。图3赤铁矿与抑制剂的浮选关系可知，直链淀粉对赤铁矿的抑制作用较弱，普通淀粉又比直链淀粉抑制作用强，支链淀粉对赤铁矿抑制作用最好。2.5其他阳离子捕收剂反浮选中，有研究表明专用的起泡剂部分代替胺的研究取得了一定进展，用合成的聚乙二醇类起泡剂约替代10％胺用量可提高浮选铁回收率和选择性，直链醇的添加对浮选指标无改善作用【12】。非离子表面活性剂壬基苯酚乙氧基化合物(含2个乙氧烯基)与醚胺按1：4配合使用，可以提高石英的可浮性20％，并能明显改善系统的泡沫特性，降低系统的表面张力【13】。最近有人研究了用腐殖酸作为铁矿反浮选的抑制剂【14】。当控制pH值在10．2，腐殖酸的作用使十二胺在石英表面有比较大的接触角，而在赤铁矿的接触角则非常少。实验室浮选也证明，当用腐殖酸作抑制剂，十二胺作捕收剂浮选赤铁矿(75％)和石英(25％)的混合矿，赤铁矿的回收率大于90％，Pe：0，的含量86．0％，由此说明腐殖酸可以作为淀粉酌替代品用作铁矿的抑制剂。3应用实例3.1包钢铁矿石浮选药剂的研制及选矿试验【15】3.1.1剂合成试验原料来源及筛选(1)混合酸。石化及轻工产品；(2)螯合剂I，Ⅱ。普通化学产品；(3)助剂I，Ⅱ。常用化工产品；(4)催化剂。过氧化物；(5)水解剂；(6)其它。3.1.2实验室合成条件试验及产品质量标准经过大量的正交试验，最终确定的合成工艺流程如图4所示。图4合成工艺流程最终确定的小试工艺参数如下：(1)主体物料／螯合剂=7／3；(2)反应时间。7h；(3)反应温度。T=95℃(4)催化剂用量。1．0％～1．5％(以主体反应物料计)。3.1.3浮选试验氧化矿开、闭路浮选试验对氧化矿进行了开、闭路试验，试验结果见表1。表1氧化矿浮选试验结果由表1可知，开路试验时MD一5药剂与Na2SiO组合使用，铁精矿品位和回收率都相当高；而MD一5药剂与NaOH、淀粉、CaO等药剂组合，无论是铁精矿质量，还是回收率均比上述药剂组合获得的指标差。综合考虑认为，对氧化矿而言，以MD一5药剂与NazSiO，组合较为适宜。在开路精选试验的基础上，为考察中矿返回对浮选过程的影响，在选择较佳条件下，按一次粗选、二次精选、中矿顺序返回到粗选的选别工艺流程，对氧化矿以MD一5捕收剂与Na2Si03组合进行了闭路浮选试验。试验条件为Na2Si032．0kg／t、捕收剂用量0．3kg／t。试验结果表明，用MD一5作为氧化矿浮选捕收剂可获得铁精矿品位63．55％，回收率89．17％的良好指标。3.1.4磁性矿开、闭路浮选试验试验结果表明，以MD一8药剂用量为0．6kg／t、Na2Si031．5kg／t的组合，要比其它几种药剂组合获得的选别指标均好，开、闭路试验结果见表2。表2磁性矿浮选试验结果从表2可见，MD-8药剂用量为0．6kg／t，Na2Si03用量为1．5kg／t，可获得铁精矿品位64．47％，回收率92．30％的优良指标。3.2新型高效铁矿石浮选药剂的研制及应用【16】3.2.1剂合成试验原料来源及筛选经过反复筛选确定反应原料如下：(1)混合酸(石化及轻工产品)；(2)反应剂I、Ⅱ(化工产品)；(3)助剂I；(4)助剂Ⅱ；(5)催化剂；(6)水解剂；(7)其它。3.2.2实验室合成条件试验及产品质量标准经过大量的正交试验．最终确定的合成工艺流程如图5。图5成工艺流程3.2.3小试产品选矿验证试验经过多次试验。已基本确定了药剂的合成工艺条件，按此工艺条件生产的药剂质量较为稳定。但其浮选性能必须在实验室进行选矿验证试验，浮选作业采用的流程是一次粗选、一次精选、三次扫选，开路及闭路选矿指标见表3及表4。从实验室选矿验证试验可看出：新研制的铁矿石捕收剂对鞍钢地区的铁矿石及其它类型的磁铁矿具有优良的捕收性和选择性。3.2.4药剂扩大试验及选矿工业试验表3单槽或开路浮选试验结果（一粗、一精）/%表4闭路浮选试验结果（一粗、一精、一扫）/%扩大试验的工艺流程及参数及实验室相同，生产规模由小试每次生产200g放大为每次生产1000kg，在对工艺参数稍做修正后．生产出的药剂质量标准与小试产品基本一致。并在此基础生产了140t药剂供鞍钢调军台选厂和齐大山选厂做为期一个月的工业试验。工业试验结果见表5。表5工业试验结果/%工业试验结果显示：扩大试验生产的浮选药剂质量稳定，浮选指标优良，且与两选厂原先用药进行了平行对比试验，其中调军台选厂浮精品位提高0．31个百分点，浮尾品位降低0．47个百分点，吨精矿浮选药剂费用降低15．85％；齐大山选厂浮精品位提高0．85个百分点，浮尾品位降低0．62个百分点，吨精矿浮选药剂费用降低23％。参考文献：[1]余永富．我国铁矿资源有效利用及选矿发展方向[J]．金属矿山，2001：(2)：9-11．[2]林祥辉，路平．高效新品种捕收荆RA-315的制取及应用研究[J].矿冶工程，1993，13(3)：31-34．[3]林祥辉等．铁矿选矿与药剂新技术-RA系列药剂的研制、生产及选矿应用．矿冶工程，2006(增)．[4]梁振绪，提铁降硅阴离子反浮选工艺在磁铁矿选矿中的应用[J].矿业工程，2003，1（2）：29-30.[5]Queiroz，L.A，2003．Useofattritioninthedesliming：effectsonthereverseflotationofitabiriteores．M．Sc．thesis，CPGEM-UFIMG．p．165(inPortuguese)．[6]Papini，R．M，et．al，2001．Cationicflotationofironores：aminecharacterizationandperformance，Minerals8cMetallurgicalPro-cessing17(2)：1-5．[7]K.B.Quast.Areviewofhematiteflotationusing12-carbonchaincollector．MineralsEngineering，2000．(13)：1361-1376.[8]LaskuwskiJ．s．．weak-electrolytetypecollectors．MineralprocessionControl,1987．137-154．[9]A．E．C．Peres．M．I．Corroa，Depressionofironoxideswithironstarches．MineralsEngineering，1996，9(12)：1227-1234．[10]Usui，Shinnousuke,Takeda，Susumu．Effectofparticlesizeonreverseflotationofquartzfromhematiteu