叶轮转速对硅钙质胶磷矿双反浮选的影响图文精Word文档格式.docx
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A
EFFECTOFIMPELLERSPEEDSONDOUBLEREVERSE
FLOTATIONFORCALCIUM.SILICONTYPECOLLOPHANITE
RENAi-junl”,WEIMing.anl,LISong.qin91,QIZon92,ZHENGGui.bin91
（1.StateKeyLaboratoryofMineralProcessingScienceandTechnology,BeijingGeneralResearch
lnsthuteofMiningandMetallurgy,BeOing100044,China;
2.SchoolofCivilandEnvironmentalEngineering,UniversityofScienceand
TechnologyBeijing,Beijing100083,China
ABSTRACT:
Effectofimpellerspeeds,whichonremovaldolomitefromcalcium—silicontypecollophanite,isdif-ferentfromOHremovalsilicates.Withtheincreasingofimpellerspeeds,magnfferoustails’yielddecrease;
therati・OofremovalMgOfalldown;
capacityofBK424collectorisunstrengthened;
andselectivityofBK424isnochange.Inthesystemofanioncollectorflotation,whenimpellerspeedsincrease,coarserparticledolomitemaydropfrombubbleandthefloatratiofalldown,whileapatitemayhavebeennoanyeffecton.Withtheincreasingofimpellerspeeds,siliceoustails’yieldincrease;
theratioofremovalSi02isgainin;
capacity
ofcollecterBK424isstrength・
ened;
selectivityofBK430becomebad;
andlossof
P205rise.In
thesystemofcationcollector,higher
impeller
speedsstrengthenactionoffineparticleapatiteandBK430,andpromotetheloss
ofapatite.ThetestresultshowsthatreducingtheimpellerspeedsearlenhancetheP205recoveryofapatiteconcentrates.
KEYWORDS:
calcium-silicontypeeollophanite;
doublereverseflotation;
impellerspeeds
收稿日期:
2009—08—26
基金项目:
十一五国家科技支撑计划项目（2007BAB08802资助。
作者简介:
任爱军。
在读博士研究生,高级工程师,矿物加工工程专业。
磷矿是提取磷的主要原料,在化工工业上用来制造磷肥。
在世界磷矿中,资源量最大的是沉积型磷块岩矿（含磷矿物为胶磷矿,约占70%以上。
中低品位硅钙质胶磷矿是利用难度最大、且储量最大的一种类型,必须采用选矿技术脱除碳酸盐和硅酸
万方数据
・6・矿冶
盐脉石矿物后,才能满足磷肥加工的要求。
我国的磷矿资源比较丰富,已探明资源总量仅次于世界磷矿资源大国摩洛哥,位居第二。
截止2007年底,磷矿查明资源储量174.91亿t…。
我国磷矿资源在数量上虽丰富,但品位贫乏,以中、低品位为主,P:
O,平均含量为17%一18%,P20,含量大于30%的富矿仅占总量的8%左右嵋。
。
某磷矿是难选的中低品位海洋沉积硅钙质型磷块岩,需要通过选矿来降低精矿中SiO:
和MgO含量。
论文讨论了浮选机叶轮转速对脱镁、脱硅反浮选的影响。
1原矿
试验研究矿样为瓮福磷矿穿岩洞矿段a层矿。
原矿的主要化学成分分析结果列于表1。
表1原矿主要化学成分分析结果
TablelResult“chemicalelement8an8lysis
ofnlnofmine
化学成分P20,CaOSi02MgoA1203含量/%25.8039.3615.232.853.02化学成分K20Na20SFe烧失含量/%0.5l0.220.7l1.Ol6.74
表1结果表明,P,O,是主要有用的化学成分,主要矿物为胶磷矿,即呈胶态形式存在的磷灰石。
MgO和SiO:
是需要脱除的主要杂质化学成分,MgO主要以白云石的矿物形式存在,矿物类型单一;
含硅矿物类型较复杂,主要有石英、长石、高岭石、水白云母、白云母等。
2试验流程
采用双反浮选工艺实现磷精矿与脉石矿物的分离。
双反浮选原则流程如图1所示。
原矿磨矿细度为一0.074mm粒级占55%,硫酸为胶磷矿的抑制剂,总用量6kg/t;
阴离子型BK424为白云石的捕收剂,总用量4009/t;
阳离子型BK430为含硅矿物的捕收剂,总用量为4009/t。
试验浮选机为挂槽式,容积1.5L,浮选浓度30%。
浮选试验时,叶轮转速分别是1500、1700、2010、2500r/min,其他参数固定。
3结果讨论
按照图l所示原则流程进行脱镁、脱硅试验。
分别讨论叶轮转速对含镁尾矿、含硅尾矿和磷精矿的影响。
3.1叶轮转速对含镁尾矿的影响
原矿
含硅尾矿磷精矿
圈1双反浮选原则流程
F嘻1Pfincipalflowsheet“doublerevereflotation叶轮转速对含镁尾矿产率的影响如图2所示。
图2叶轮转速对含镁尾矿产率的影响
Fi&
2Effect“impellerspeedsonmagnifemus
mils’yield
由图2数据可知,随着叶轮转速的增加,含镁尾矿产率降低,从10.85%降低至9.31%。
叶轮转速对含镁尾矿P20,含量及P:
O,损失率的影响如图3所示。
由图3数据可知,随着叶轮转速的增加,含镁尾矿中P20,含量略有降低,并且P:
O,损失率从2.16%降低至1.70%。
叶轮转速对含镁尾矿MgO含量及MgO脱除率的影响如图4所示。
由图4数据可知,随着叶轮转速的增加,含镁尾矿中MgO含量略有增加,但是由于含镁尾矿产率的降低,导致MgO脱除率从63%降低至55%。
任爱军等:
叶轮转速对硅钙质胶磷矿双反浮选的影响
邃嘲钿or
堡静耄F
r
图3叶轮转速对舍镁尾矿P:
05含量及P:
o,损失率的影响
Fig.3Effectofimpellerspeedsonmagniferoustails’P20,contentandlossofP20,
术
、
翻
加
o
=
图4叶轮转速对含镁尾矿MgO含量及
MgO脱除率的影响
Fig.4EffectofimpellerspeedsOilmagniferous
tails’MgOcontentandremovalofMgO
叶轮转速对含镁尾矿产率影响最大,P:
O,和MgO含量略有变化。
因此。
对于阴离子捕收剂BK424的浮选体系,叶轮转速对药剂的选择性影响较小、而对药剂的捕收能力影响较大,较高的叶轮转速降低了捕收剂的捕收能力。
3.2叶轮转速对含硅尾矿的影响
叶轮转速对含硅尾矿产率的影响如图5所示。
由图5数据可知,随着叶轮转速的增加,含硅尾矿产率增加,从10.20%增加至12.98%。
叶轮转速对含硅尾矿P20,含量及P20,损失率的影响如图6所示。
由图6数据可知,随着叶轮转速的增加,含硅尾矿中P:
O,含量以相同增幅不断增加,从9.67%增加至13.58%;
并且P:
O,损失率也以相同增幅不断增加,从3.86%增加至6.67%。
叶轮转速对含硅尾矿SiO:
含量及SiO:
脱除率的影响如图7所示。
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■
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量
图5叶轮转速对含硅尾矿产率的影响
Fig.5Effectofimpellerspeedsonsiliceous
tails’yield
图6叶轮转速对含硅尾矿LO,含量
及P:
6Effectofimpellerspeedsonsiliceoustails’P205contentandlossofP2O,
堡
钿
F
诱
逮
碍
篮
翟
图7叶轮转速对含硅尾矿SiO:
含量及
SIO:
脱除率的影响
Fig.7Effectofimpellerspeedsonsiliceoustails’
Si02ContentandremovalofSi02
由图7数据可知,随着叶轮转速的增加,含硅尾矿中SiO:
含量降低,且降低的幅度随着转速的增大而增大;
转速小于2000r/rain时,SiO:
脱除率随着转速的增加而增加,转速大于2000r/rnin后,SiO:
的脱
・8・矿冶
除率变化较小。
叶轮转速对含硅尾矿的各项指标影响都很大,
随着转速的增加,产率增大、P:
O,含量升高、SiO:
含
量降低。
因此,对于阳离子捕收剂BK430的浮选体系,较高的叶轮转速降低了药剂的选择性,提高了其捕收能力。
3.3叶轮转速对磷精矿的影响
叶轮转速对磷精矿产率的影响如图8所示。
转速/（r・111诅-1
圈8叶轮转速对磷精矿严翠的影响
Fig.5Effectofimpellerspeedsonapatite
concentrates’yield
由图8数据可知,随着叶轮转速的增加,磷精矿产率略有降低。
随着叶轮转速的增加,含镁尾矿产率降低的幅度小于含硅尾矿产率升高的幅度,因此磷精矿的产率小幅下降。
叶轮转速对磷精矿P:
0,和P:
0,回收率的影响
如图9所示。
堡舞《
a一
连静掣巴3
图9叶轮转速对磷精矿P:
0,含量及
o,回收率的影响
Fig.6EffectofimpellerspeedsonapatiteconcentratesP205contentandrecoveryofP20s
由图9数据可知,随着叶轮转速的增加,磷精矿P:
05含量升高、回收率降低。
叶轮转速1500r/min时,精矿P:
O,含量为30.40%、回收率为93.98%。
4机理分析
浮选过程大体分为四个过程（1矿粒与气泡以一定的速度互相接触;
（2疏水矿粒在气泡上的粘着,形成矿化气泡;
（3矿化气泡的升浮进入泡沫层;
（4精矿泡沫层的排出。
根据这个过程,1961年Derjaguin和Dukhin∞3首先提出把矿粒捕获概率分成三个分概率之积,即:
P=P。
・P。
・（1一Pd（1一1
’式中:
P。
一矿粒一气泡碰撞概率;
一粘附概率;
Pd一脱附概率。
在气泡（0—10mm和矿粒（0—0.2ram尺寸的条件下,碰撞概率随着气泡雷诺数的增加而增加。
增大浮选机叶轮的转速,可增加气泡的雷诺数,进而提高矿粒一气泡的碰撞概率。
在矿浆中,矿粒与气泡之间的粘附取决于它们之间的相互作用。
矿粒与气泡间除了存在静电力及范德华力外,还存在界面极性相互作用。
由于气泡是疏水的,白云石吸附BK424表面疏水,硅酸盐矿物吸附BK430疏水,这种极性作用为疏水引力,将使矿粒在气泡表面粘附。
在紊流力场下,稳定粘附在气泡上颗粒的最大尺寸下降,矿粒的脱附概率就会增加,颗粒粒度越小,脱附概率越小,粒度越大,脱附概率越大。
在紊流加速度增大时,颗粒的浮选粒度显著降低。
白云石与阴离子捕收剂BK424的作用以化学吸附为主,选择性较强。
在脱镁浮选中,只有白云石与气泡的粘附概率远大于其他矿物,试验结果表明,叶轮转速对浮选选择性影响较小。
较高的叶轮转速降低了稳定粘附在气泡上白云石的最大尺寸,增加了粗颗粒白云石的脱附概率,试验结果表明,叶轮转速升高,捕收能力下降。
硅酸盐矿物与阳离子捕收剂BK430的作用以物理吸附为主,选择性较差。
在脱硅浮选中,硅酸盐矿物与气泡的粘附概率和磷灰石与气泡的粘附概率之间的差距,随着叶轮转速的升高而降低。
试验结果表明随着叶轮转速增加,浮选脱硅的选择性降低,磷灰石的损失率升高。
由于硅酸盐矿物颗粒粒度较细,增加叶轮转速对其脱附概率影响较小,试验结果表明,SiO:
脱除率随着叶轮转速增加而增加。
因此,较高的叶轮转速对反浮选脱镁和反浮选脱硅均有不利的影响。
（下转第14页
%,哥址锫婆鼙万方数据
・14・矿冶
选指标,仍将是浮选药剂研究的一个重要方向。
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（上接第8页
5结语
（1瓮福磷矿穿岩洞矿段a层矿为硅钙质胶磷矿,主要有用矿物为胶磷矿,主要脉石矿物为白云石、石英、长石、高岭石、水白云母、白云母等。
（2采用双浮选流程,脱除含镁尾矿和含硅尾矿。
磨矿细度为一0.074ram粒级占55%,浮选机叶轮转速为1500r/rain,在酸性条件下,BK424为脱镁捕收剂,BK430为脱硅捕收剂,获得P:
O,品位30.40%、回收率为93.98%的磷精矿。
（3随着叶轮转速的增加,脱镁尾矿产率降低,M90脱除率降低,BK424捕收能力略有减弱,选择性变化不大。
随着叶轮转速的增加,反浮选脱硅尾矿产率增加,SiO:
脱除率升高,BK430捕收剂略有增加,但是选择性明显变差,P:
O,损失率增大。
（4降低浮选机叶轮转速可以提高磷精矿P:
O,回收率。
参考文献:
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