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钾长石磁浮联合选矿实验研究

时间:2016-05-05返回列表

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某钾长石含有大量有害杂质,不符合陶瓷行业生产要求,由于有害成分粒度较细,赋存形式多样,比较难去除。为降低该钾长石杂质含量,提高精矿品位,下面本文以该钾长石为研究对象,采取磁浮联合选矿工艺对钾长石进行选矿提纯,试验结果表明,该工艺的除铁效果较好,达到陶瓷行业一级品的质量标准。

钾长石

一、实验部分

1、原矿性质

经化学多元素分析可知,钾长石原矿的主要化学成分(w/%)为:SiO2,75.83;K2O,10.07;Na2O,1.20;Al2O3,11.10;CaO,0.084;MgO,0.08;Fe2O3,0.47;TiO2,0.06。矿石的矿物组成以钾长石、石英、云母为主,含少量黏土矿物、电气石、铁氧化矿、绿泥石、锆石等。杂质Fe2O3含量相对较高,嵌布粒度较细,部分杂质铁掺杂于钾长石晶体结构中,较难除去。

2、试剂及仪器设备

硫酸、十二胺、石油磺酸钠、油酸钠,均为分析纯;自来水。棒磨机,浮选机磁选机,高强磁磁选机,真空抽滤机。

3、试验流程

原矿探索性试验表明,经磨矿、脱泥后采用单一磁选工艺除铁,最终钾长石精矿Fe2O3含量为0.24%,除铁效果不理想,而在酸性矿浆条件下对磁选精矿进行反浮选除铁,最终可以获得杂质Fe2O3含量为0.087%的钾长石精矿产品,铁含量较低,故采用磁浮联合工艺对该钾长石矿进行除铁。

磁选机

二、结果与讨论

1、磁选试验

(1)磨矿细度:为获得粒度均匀的磨矿产品,减少磨矿过程中过粉碎和次生矿泥的产生,采用棒磨机进行磨矿。在弱磁选磁场强度为80kA/m,强磁选磁感应强度为1.2T,脱泥除去-0.020mm粒级的条件下,考察不同磨矿细度对除铁指标的影响。

随着磨矿细度的增加,矿石中含铁矿物单体解离度逐渐增加,钾长石粗精矿产率先出现上升趋势,但随着磨矿细度的增加,产生的矿泥也逐渐增多,使粗精矿产率在上升后逐渐下降,钾长石粗精矿铁品位逐渐降低,综合考虑粗精矿产率和铁品位,以及产品粒度因素,确定磨矿细度为小于0.074mm粒级含量为40%,此时可以获得产率为75.79%,杂质Fe2O3含量为0.21%的钾长石粗精矿。

(2)磁感应强度:强磁选采用磁选机进行,在磨矿细度为-0.074mm粒级含量占40%,脱泥除去-0.020mm粒级,弱磁选磁场强度为80kA/m的条件下,考察磁感应强度分别为1.0T、1.1T、1.2T、1.3T时的除铁效果。

随着磁感应强度的增加,除铁效果逐渐增强,钾长石粗精矿铁品位逐渐降低,且粗精矿产率变化幅度较小。结合实际生产情况,确定强磁选的磁感应强度为1.3T,此时可以获得粗精矿产率为75.53%,精矿Fe2O3含量为0.20%的技术指标。

2、浮选试验

以强磁选粗精矿为浮选给矿,在酸性条件下,采用反浮选的方法进行除铁试验研究。

(1)硫酸用量:在较低pH值条件下,云母等含铁矿物表面会暴露出活性质点,易于和捕收剂发生作用。以硫酸为pH值调整剂,在500g/t石油磺酸钠为浮选捕收剂的条件下,考察硫酸用量对除铁指标的影响。

强磁选所得粗精矿经反浮选可以进一步降低Fe2O3含量。随着硫酸用量的增加,矿浆pH值逐渐降低,Fe2O3品位和钾长石精矿产率均逐渐下降,当硫酸用量超过800g/t继续增加时,精矿产率降低幅度变大,Fe2O3品位波动较小,综合考虑精矿产率、除铁效果以及设备腐蚀因素,硫酸用量以800g/t为宜,矿浆pH值约为3.5,此时可以获得精矿Fe2O3含量为0.13%,精矿产率为73.76%的选矿指标。

(2)捕收剂种类:由原矿性质可知,该钾长石矿中的含铁矿物主要为云母、电气石、褐铁矿等,选择高效的捕收剂对除铁效果有着重要影响。在用量为800g/t的条件下,考察石油磺酸钠、油酸钠、十二胺、石油磺酸钠与十二胺组合4种捕收剂对除铁指标的影响。

不同捕收剂除铁效果不同,油酸钠效果比较差,所得钾长石精矿含铁较高;使用石油磺酸钠作为捕收剂时,可以得到较高产率的钾长石精矿,但Fe2O3含量仍较高;十二胺与组合药剂的除铁效果均较好,石油磺酸钠与十二胺组合药剂在精矿产率相当的条件下,可以进一步降低Fe2O3含量。综合考虑精矿产率及Fe2O3品位因素,确定以石油磺酸钠与十二胺阴阳离子组合捕收剂为反浮选捕收剂,此时可以获得精矿产率为73.16%,Fe2O3含量为0.10%的钾长石精矿。

(3)组合捕收剂质量配比:在确定捕收剂为石油磺酸钠和十二胺后,考察了组合捕收剂质量配比对除铁指标的影响。其中硫酸用量为800g/t,组合捕收剂总用量为480g/t。

在组合捕收剂总用量一定的条件下,随着石油磺酸钠与十二胺质量比的增加,钾长石精矿产率和Fe2O3品位均逐渐升高。当石油磺酸钠与十二胺质量比超过5∶1时,精矿产率增幅变小,而精矿中Fe2O3品位上升较剧烈,综合考虑,确定石油磺酸钠与十二胺的质量配比为5∶1,此时可获得产率为72.84%,Fe2O3含量为0.089%的钾长石精矿产品。

(4)组合捕收剂用量:在组合捕收剂质量配比为5∶1的基础上,考察了组合捕收剂不同用量对除铁指标的影响。随着组合捕收剂用量的增加,钾长石精矿产率逐渐降低,Fe2O3品位在一定范围内逐渐降低。当捕收剂用量过大时,药剂选择性变差,使部分钾长石矿物浮出,当组合捕收剂用量超过480g/t时,精矿产率下降幅度变大,且Fe2O3品位出现上升趋势,综合考虑精矿产率及Fe2O3品位,确定组合捕收剂用量为480g/t,此时可以获得产率为72.64%,Fe2O3含量为0.087%的钾长石精矿。

3、实验室全流程

试验通过上述各个条件试验,确定了磁浮联合工艺的较好条件,在此基础上,考察磁选和浮选流程对除铁指标的影响,确定强磁选和浮选作业段数,最终进行实验室全流程试验。

磁选机

原矿经磨矿后预先脱除-0.020mm矿泥,弱磁选除去强磁性矿物,经两段湿式强磁选,磁选精矿以硫酸为pH值调整剂,石油磺酸钠和十二胺为组合捕收剂,经1粗1精的浮选流程,最终可以获得产率为72.62%,Fe2O3含量为0.087%的钾长石精矿产品。

经过研究,仅采用磁选工艺不能有效降低该钾长石矿的Fe2O3含量,而对磁选粗精矿进行反浮选除铁的效果较好。对磁选粗精矿以阴阳离子组合捕收剂石油磺酸钠和十二胺(质量配比为5∶1)为浮选捕收剂,为pH值调整剂,经1粗1精的工艺流程,最终实验室全流程试验可以获得产率为72.62%,Fe2O3含量为0.087%的钾长石精矿产品。

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