酸化水玻璃做抑制剂对萤石矿浮选作用研究外文翻译资料

酸化水玻璃做抑制剂对萤石矿浮选作用研究

摘要：研究酸化水玻璃（AWG）做抑制剂从矿石中浮选萤石已经用于取代常用的抑制剂（纯碱加木质素磺酸钠）。本实验研究结果表明，与目前使用的抑制剂相比，AWG可以显著提高浮选尾矿浆中细颗粒的沉降速度，从而产生更加清洁的循环水，另外还能提高萤石的回收率和浮选速率。除此之外，在萤石浮选过程中，AWG能够实现萤石矿和脉石矿物（碳酸盐矿物和硅酸盐矿物）之间更高的选择性。

关键词：浮选；非金属矿；浮选抑制剂

Flotation of fluorite from ores by using acidized water glass as depressant

Wenbo Zhou ^a, Josue Moreno ^b, Roberto Torres ^b, Hector Valle ^b, Shaoxian Song ^c,

^a Hubei Key Laboratory for Efficient Utilization and Agglomeration of Metallurgic Mineral Resources, Wuhan University of Science and Technology, Wuhan, China ^b Mexichem Fluor S.A. de C.V., San Luis Potosi, Mexico ^c Instituto de Metalurgia, Universidad Autonoma de San Luis Potosi, San Luis Potosi, Mexico

1. 介绍

萤石浮选通常以木质素磺酸钠为抑制剂和脂肪酸为捕收剂在高pH值实现 (Crozier, 1992; Ayhan et al., 2006)。当使用木质素磺酸盐做为抑制剂时会导致浮选回路中循环水浊度较高，在这种情况下，若给矿中含有大量的细粒，细粒就不能够有效的进行分散，细颗粒的沉降速度会明显减缓。这种情况曾经在拉斯奎尔瓦斯萤石选矿厂发生过并造成了较差的分选效率（该选矿厂是Mexichem福陆公司的一家下属公司，位于墨西哥的圣路易斯波托西州）。因此，找到另外一个化学方案来解决这个问题具有重要的意义。

在尾矿矿浆中颗粒沉降效果差的机制可能是由于木质素磺酸钠在高ph的矿浆中有效分散颗粒的能力强， 康利（1996）和卢（2005）等人已经发现木质素磺酸钠在悬浮液中是通过空间位阻斥力来有效分散颗粒的。大多数的矿物在pH值9.5以上的水溶液是高度带负电荷（kosmulski，2011），这导致在矿物悬浮液中形成了一个强大的双电层，而这双电层又会使颗粒之间产生斥力（卢等，2005）。如果微细颗粒不带负电，那么使用一种无机抑制剂可以在中性或酸性条件下提高萤石浮选中微细颗粒的沉降效果。

许多研究已经涉及替代抑制剂的开发以提高萤石浮选效果(Marinakis and Shergold, 1985; Yuehua et al., 2003; Pearse, 2006; Kienko et al., 2010）。比如水玻璃做抑制剂和脂肪酸做捕收剂用于萤石浮选(Sun et al., 2012).；盐化的硫酸铜对荧石浮选中磷酸盐矿物的起到了有效的抑制作用(Zhang and Song, 2003)；酸化硅酸钠在中性ph条件下可以用作碳酸盐矿物的另一种抑制剂 (Zhou and Lu, 1992; Ding and Laskowski, 2006)。由于酸化硅酸钠（水玻璃）是无机试剂，在中性或弱酸性介质中起作用，它可能是荧石浮选中木质素磺酸钠的良好替代抑制剂。

这项研究的目的是开发一个更好的化学方案，以改善脉石矿物在萤石浮选中的分离和提高Las Cuervas浓缩厂循环水的澄清度。本文包括了目前被广泛使用的木质素磺酸钠，纯碱方案和酸化水玻璃方案的比较，该比较测试了尾矿浆的凝固，浮选速率和分离效率。

1. 实验

2.1实验材料

在这项研究中使用的矿样是从Las Cuervas浓缩厂的萤石浮选回路的原料矿石中得到的矿石样品由萤石，石英，方解石和粘土矿物组成。 样品的组成成分测定为75.08％CaF 2，5.01％CaCO 3和9.69％SiO 2。通过使用标准筛测定样品的粒度分布，显示d30，d50和d80（在30％，50％和80％的累积尺寸下的直径）分别为18,39和150mu;m。

使用的水玻璃来自Silicatos y Derivados（墨西哥），其具有2.8的SiO ₂ :Na ₂ O比率和99％的纯度；木质素磺酸钠来自BARMEX（墨西哥），纯度为55％。捕收剂为来自ProductosQuiacute;micosMonterrey（墨西哥）的商业产品PQM-1907（脂肪酸混合物），改性剂为来自Productos Alcali（墨西哥）的苏打灰和来自Agricel（墨西哥）的苏糖酸，其纯度分别为99％和98％。使用的水是墨西哥圣路易斯波托西市的饮用水。

2.2 水玻璃的制备

通过以1：1的体积比混合9％w / w的硫酸和10％w / w的水玻璃的两种溶液来制备AWG溶液。 混合后，将溶液在磁力搅拌器上搅拌1小时。

2.3 浮选试验

浮选试验使用丹佛实验室浮选槽，在固体含量为25％下进行测试。将化学试剂加入浮选槽反应十分钟后再进行浮选。将AWG用作抑制剂的化学方案称为新方案，并且将使用苏打灰和木质素磺酸钠的化学方案称为实际方案。每种浮选药剂的工艺条件见表一。

表格1 工艺条件的实际方案和新方案

浮选试验流程如图1所示。首先，在加入适量的药剂后粗选5分钟。然后，将粗选精矿通过精选I和精选II在不添加任何试剂的情况下分别浮选3分钟和2分钟，得到一个最终的精矿和两种中矿（中间II和III）。粗选的尾矿在不添加任何药剂的情况下扫选5分钟，产生中矿I（泡沫产物）和最终的尾矿。

将五种产物脱水干燥，称重并进行化学分析。每个试验重复两次。本文记录了两次试验产品品味和回收率的算术平均值，并且品味和回收率的误差分别控制在plusmn;0.3％和plusmn;3％的范围内。

表一：萤石浮选测试流程图。

3.结果和讨论

采用实际方案和新方案进行荧石浮选试验。 图2展示了浮选试验中尾矿矿浆实际方案沉降96小时和新方案中沉降2小时后的照片。使用实际方案（图2a），尾矿矿浆在沉降96小时后不产生澄清水，这表明尾矿矿浆具有非常高的分散稳定性。然而，新方案（图2b）的沉降效果则有所不同，尾矿矿浆在2小时内完全停止沉降，并在上部产生大量澄清的水。由于极大地消除了淤泥对浮选的负面影响，这种澄清的水适合作为Las Cuevas萤石浮选回路中的循环水。

图 2尾矿浆沉降的照片。（a）实际方案试验中沉降96小时后的尾矿矿浆和（b）新方案的试验中沉降2小时后的尾矿矿浆。

图3从萤石品味和浮选精矿的回收率两个方面对两种方案进行了比较。数据来自粗选，扫选和粗选，精选两个阶段的精矿。结果表明，新方案的回收率与品味线位于实际方案的右侧，表明在给定CaF₂级别的情况下，新方案的回收率高于实际方案的回收率。 在97％CaF ₂（酸性级萤石精矿）级别，新方案实现了76.2％的回收率，而实际方案回收率为71.8％。 回收率的差异超过4％。 这种差异在较低品味的精矿（粗选或第一步精选）会大得多。 显然，新方案不仅通过加速尾矿矿浆中细颗粒的沉降来澄清循环水，而且通过增加萤石回收率来改善萤石浮选。在萤石浮选中，也可以通过萤石与脉石矿物（CaCO ₃和SiO ₂）之间的选择性来比较这两种方案。数据是从上述相同的浮选试验中收集得到的。图4表明了通过两种方案浮选产生的萤石精矿的CaF ₂回收率与CaCO ₃回收率的曲线。在给定的萤石回收率下，新方案浮选的方解石比实际方案少。 它表明，新方案在浮选中对萤石和方解石更具选择性，因此与实际方案相比，AWG对碳酸盐矿物（主要是钙化物）是一种更好的抑制剂。

CaF₂ 粒级 %

CaF₂ 粒级 %

图3.实际方案和新方案浮选中精矿中CaF ₂回收率与品味曲线。

精矿中CaCO₃回收率 %

精矿中CaF₂回收率 %

图4. 实际方案和新方案浮选精矿中CaCO ₃回收率和CaF ₂回收率曲线。

如图5所示，从萤石精矿的CaF ₂回收率与SiO ₂回收率的曲线图获得相同的观察结果，在给定的CaF ₂回收率下，新方案浮选的硅酸盐矿物少于实际方案。这表明，与实际方案相比，新方案提高了萤石浮选中萤石和硅酸盐矿物的选择性。

精矿中SiO₂回收率 %

精矿中CaF2回收率 %

图5.由实际方案和新方案浮选萤石精矿的 CaF ₂回收率SiO ₂回收曲线。

值得注意的是，AWG添加可能通过吸收矿物表面上的硅酸盐物质来提高萤石精矿的SiO ₂品味，然而，与样品中发现的总硅酸盐相比，AWG剂量非常低。 发现通过添加AWG的总SiO ₂含量仅增加0.018％的含量，因此当分析数据时可以忽略该效应。

如图6展示了实际方案与新方案萤石的浮选动力学。在这里，只进行了粗选。与实际方案相比，新方案表现出了更高的萤石回收率。达到最大萤石回收率，新方案需要约4分钟，而实际方案需要6分钟。在40秒时，萤石回收率的差异为约16％，而在3分钟时为3％。这个结果表明，从浮选速率的观点来看，相对于萤石浮选的实际方案，新方案抑制效果更好。

CaF2回收率累积量 %

%

浮选时间，min

图6实际和新方案萤石浮选动力学。

1. 结论

（1）实验结果表明，与苏打灰和木质素磺酸钠相比，来自Las Cuer-vas矿石的酸化水玻璃是萤石浮选更好的抑制剂。这大大增加了尾矿浆中细颗粒的沉降速率，从而产生更清洁的再循环水。此外，它改善了萤石回收率和浮选率。

（2）萤石浮选中，与苏打灰和木质素磺酸钠相比，，AWG在萤石和脉石矿物（碳酸盐和硅酸盐矿物）之间更具选择性。

参考文献

[1]Ayhan, F.D., Bozdogan, M., Temel, H.A., 2006. Enrichment of Elazig–Keban fluorite by flotation method. Mineral Processing and Extractive Metallurgy 115, 113– 116.

[2]Conley, R.F., 1996. Practical Dispersions. Wiley-VCH, New York.

[3]Crozier, R.D., 1992. Flotation, Theory, Reagents and Ore Testing. Pergamon,Oxford.

[4]Ding, K., Laskowski, J.S., 2006. Application of a modified water glass in a cationic flotation of calcite and dolomite. Canadian Metallurgical Quarterly 45, 199–206.

[5]Kienko, L.A., Samatova, L.A., Voronova,

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