超声波对金川硫化镍矿浮选的作用研究

超声波对金川硫化镍矿浮选的作用研究 文库 手机文库 超声波对金川硫化镍矿浮选的作用研究 ? (竺:-___--_? ______? ? ___-_______-__? -____-________-Il -_____-____? -? _? l -? __-___--_? ____-? ________——————————————————————一空垒全墨! 垒芏璺坌2垫! ! 生箜兰塑doi :10(3969,j (i ssn(1671-9492(2015(04(009超声波对金川 硫化镍矿浮选的作用研究吕沛超1，卢毅屏2，冯博2，冯其明2(1(北京矿冶研究总院，北京100160; 2(中南大学资源加工与生物学院，长沙410083)摘要:以金川镍矿二矿区富矿矿石为研究对象， 通过粒度检测和浮选试验。研究超声波在硫化镍矿浮选中的作用。结果表明，超声波能脱附硫化矿物 表面附着的细粒脉石矿物。对磨矿后的矿浆，经超声波处理后，可以得到更高的镰品位和回收率;现 场验证试验表明，对细度为一74 p皿占65,的现场一段磨矿产品，在保证M go低于6(50,的前提 下，超声处理可使一段开路精矿镍回收率提高20(57,。关键词:筛分;浮选;超声波作用;金川 硫化镍矿中圈分类号:3”I)923+(9;TD954文献标识码:A文章? 号:1671-9492(2015)04-0034-05The Fl otati onStudyofJ i nchuanN i ckel Sul fi de O res under U l trasoni cati onLVPei chao’ ， LU脚耐，FENGB02，FEN GQ i m i n92(j (Bel ti ngG eneral Research l nsti m l eof M i ni ngandM etal l urgy，&沉ng 100160，Chi na;2(School ofM i neral sSouthUn锄rs;’ y，Changsha 410083， Chi na)Processi ng and口级州咖咖，CentralAbstract:The effect of ul trasoni cO i l the fl otati onperform anceof ni ckelsul fi de ores from the ri ch ores ofJ i nchuan N o(2 m i neul trasoni cati on cani m provethedesorpti onof fi neganguem i neralcan be obtai nedbyul trasoni cati on for them i l l i ng pul punder the sam e fl ow sbeet and reagents(Fi el d?proventests show ed that under theprem i seof20(57,com paredto the fi el d condi ti onsbyuhm soni cati on for the fi rststage gri ndi ngsi ze of 一74ttan65,(Key w ords: screeni ng;fl otati on;ul trasoni cati on;J i nchuanni ckelares w as studi edthrough parti cl esi ze m easurem ent and fl otati on tests(Resul ts show thaton sul fi de m i neral surface and hi gher ni ckel 孕甜eandrecoveryl ess than6(5,M :go，theni ckelrecovery of concent rat ei m provessul fi de o瑚镍被视为国民经济建设的重要战略物质，广泛应用在各种领域，其 资源的高效开发利用具有重要意义【l 。3J 。在我国，镍资源主要集中在甘肃金川，占全国硫化镍 金属总储量的89(16,，但是金川矿石的逐年开采导致矿石的贫、细、杂化严重，开采出的矿石品 位降低并且蛇纹石含量越来越高，约占50,一55,，因此造成精矿产品中M go含量过高，铜镍回收 率的进一步提高困难H 。J 。郭昌槐和胡熙庚认为蛇纹石矿泥会在含镍磁黄铁矿表面形成罩盖层， 阻碍目的矿物表面黄药的吸附和与气泡作用【6J 。李治华的研究也表明蛇纹石等含镁脉石矿物会在 镍黄铁矿表面形成矿泥罩盖，抑制镍黄铁矿浮选o? 。进一步研究表明[8。101，蛇纹石在硫化矿物 表面形成矿泥罩盖层，是因为在常规浮选pH 区间内蛇纹石和硫化矿物表面电性相反，两者间存在静 电作用力。针对改善高蛇纹石含量硫化矿物浮选、消除蛇纹石罩盖的研究，主要集中在化学分散及物 理分散两个方面。有研究认为CM C( 羧甲基纤维素) 是通过增大颗粒表面水化膜的厚度及空间位阻 作用实现颗粒的分散，澳大利亚Lei nster硫化镍矿中蛇纹石含量达到62,，用分散剂CM C来处理 可以使精矿中的M go含量降低28,[ hi 。国内研究学者认为六偏磷酸钠通过对矿物表面镁离子的 溶出，并在矿物表面发生吸附，可以改变蛇纹石表面电位? 2|。但是金川镍矿的矿石性质复杂，主 要是高蛇纹石含量和矿浆中存在大量难免离子，导致试验效果及经济成本不理想‘ 81。超声波是指 振动频率大于20 kH z的声波，超声波产生的高强度声波能够对溶液中的固体颗粒起到基金项目:国 家自然科学基金资助项目( 51174229)收稿日期:2014-05-05修回日期:2015-05(19作者简介:吕 沛超( 1987? ) ，男，河北文安人，硕士，助理工程师。主要从事选矿工艺研究。万方数据 文库 手机文库 文库 手机文库 型兰生箜兰塑旦渔超等:超声波对金川硫化镍矿浮选的作用研究(35(分散作用，从固体表面除去杂质层(清洗或者脱泥)，以及促进药剂吸附。由于超声波的特殊性，在溶液中会有高温高压环境的形成，并且可以产生较高的声波强度，从而对浮选过程有多种作用。在选矿中应用超声波，国内外科研工作者开展了多方面的试验研究。在非洲某国M erensky选矿厂的硫化矿选矿试验中，Al dri ch C研究了超声波预处理对难处理金属硫化矿浮选的影响，认为通过超声波进行物理分散，有利于硫化矿浮选，提高选矿指标? 列;国外某学者在菱镁矿的试验研究中，发现矿浆在经过超声处理后再浮选优于常规浮选，其认为导致这种现象的原因是超声波在矿物表面有擦洗作用【l 钊;我国学者康文泽等在煤矿选矿试验中，考察了超声波对煤泥浮选指标的影响，结果表明超声波处理对精煤产率和脱硫完善度分别提高了10,和20,，加快了有用矿物的浮选速度【15|。这说明在矿物分选过程中，超声波的物理分散作用能够有效提高矿物的分选，有利于浮选指标的提高? 6|。本文以金川公司的二矿区富矿石为研究对象，在以超声波的处理功率和时间为变量的条件下，探索超声波对矿物浮选的作用机理，以及对矿物浮选指标的影响。1研究对象和浮选药剂研究对象:选用金川公司二矿区的镍矿富矿石，该矿石主要的化学成分为:镍1(43,，铜1(01,，铁13(20,，氧化镁26(89,;矿石中主要矿物组成及含量为:镍黄铁矿3(85,、黄铜矿1(82,，磁黄铁矿8(15,，磁铁矿6(61,，蛇纹石是主要的脉石矿物，含量为46(45,。浮选药剂均选用工业品，主要是Y89-2( 捕收剂)、碳酸钠、六偏磷酸钠、丁基醚醇、硫酸铜、丁基黄药、J 622( 起泡剂) 。2试验方法2(1粒度分布检测检测设备:M al vemM astersi zer 2000;试验方法:取1 g需要检测的矿样，用二次蒸馏水稀释，加入六偏磷酸钠，保待试验矿样充分分散，再进行检测。2(2超声处理将需要处理的矿浆置于烧杯中，采用超声波细胞粉碎机J Y98(11作为超声波发声源，将超声波探头放入矿浆中进行处理，该设备超声频率为20 kH z，超声处理功率和超声作用时间可以调节。2(3浮选试验1) 将金川镍矿石破碎， 取试验用矿样500 g，加水500 m L，加入碳酸钠5kg,t，粒度范围达到一2作为试验用矿样;2) 经过磨矿，得到磨矿细度一74 pi n占65,、pH9的矿浆。2) 经过磨矿处理完成的矿浆按照相应试验条件加入药剂并调浆，试验条件见具体的图，采用容积为1(5 L的XFD型挂槽式机械搅拌浮选机，在25?下进行浮选试验，对浮选精矿产品、尾矿产品进行干燥称重、化验品位，计算镍的产率、回收率。nl l n，3结果与讨论3(1超声波对金川镍矿中粗粒表面罩盖矿泥的脱附作用为了考察超声波对金川镍矿矿浆中粗粒表面罩盖矿泥的脱附作用，了如下试验，试验依据是:将矿石磨至一74斗m 占65,，用74? 皿筛子进行筛分，脱除一74岬粒级。将此筛分得到的+74岬粒级矿样作为研究对象，如果不存在矿泥罩盖现象，小于74岬粒级的颗粒在筛分时就已进入筛下产品;如果发生矿泥罩盖，会有部分一74 pan粒级的细颗粒附着在粗颗粒表面进入+74 fun粒级产品。将筛分得到的+74斗m 粒级矿样加入分散剂六偏磷酸钠充分分散后，附着在+74 p(m 表面的矿泥会脱附下来，并且能够通过激光粒度仪检测。图1+74pan粒级矿物表面脱附物的粒度分布与超声功率的关系Fi g(1Rel ati onshi pbetw eenparti cl esi zedi stri buti on of +74Ixmparti cl essurfacestri ppi ngw i th ul trasoni cpow ers万方数据 ? 36?有色金属( 选矿部分)2015年第4期试验流程如下:将筛分得到的+74“ m 粒级颗粒分两种途径进行处理:一是直接加人分散剂分散后采用激光粒度仪进行粒度测定，以便确定是否存在矿泥罩盖，同时作为未超声处理试验和超声处理试验进行对比;二是先进行超声处理，超声功率和超声时间为变量，对超声处理后的矿样用74恤m 筛子再次进行筛分，将筛分得到的+74 Ixm 粒级颗粒加人分散剂分散后采用激光粒度仪进行粒度测定;得到的一74“ m 粒级颗粒干燥、称重，然后用XRD 其物质组成。图2+74Ixm 粒级矿物表面脱附物的粒度分布与超声时间的关系Fi g(2Rel ati onshi pbetw eenparti cl esi zedi stri buti onof+74Ixmparti cl essurfacestri ppi ngw i th ul trasoni c ti m es图1和图2是不同超声处理条件下，金川镍矿+74斗m 粒级矿物中罩盖细粒级部分( 0,40斗m ) 的粒度分布。试验结果表明，未超声处理的+74斗m粒级颗粒表面附着矿泥;超声处理能够明显减少+74恤m 粒级颗粒表面的矿泥。固定超声作用时间为1 m i n，随着超声处理功率增加，+74“ m 粒级颗粒表面的矿泥逐渐减少，在800 W 超声功率下，一9“ m 颗粒已经全部脱除;固定文库 手机文库 文库 手机文库 超声处理功率400w ，随着超声作用时间增加，+74? m 粒级颗粒表面的矿泥逐渐减少，在超声作用5 m i n后，一10 I(Lm 颗粒已经全部脱除。通过XRD 分析进一步考察了+74斗m 粒级颗粒表面脱附物质的物质组成，选取超声功率、超声时间为400 W 、20 m i n的超声处理条件。试验结果见图3，可知超声波作用后脱附物质中含有蛇纹石、滑石、绿泥石和云母，其中以蛇纹石为主。图3+74Ixm 粒级矿物表面脱附物质的XRD 图谱Fi g(3XRDspectrumof +74pLmparti cl essurfacestri ppi ngm ateri al3(2超声波作用对金川镍矿浮选指标的影响为了考察超声波作用对金川镍矿浮选指标的影响，设计试验流程见图4。磨矿得到的矿浆分为两种途径进行处理，一是不超声处理矿浆，直接进行常规浮选试验;二是对矿浆进行超声处理，其中超声功率和超声时间为考察变量，其余操作与常规浮选试验相同。精矿1尾矿g,t;rai n;下同图4超声浮选流程Fi g(4Fl ow sheet of ul trasoni c fl otati on超声处理时以超声功率和时间为变量，得到的精矿镍品位和回收率关系见图5和图6。图5和图6是以超声功率和时间为变量的条件下，金川镍矿浮选品位与回收率的关系。在图中可以看出，在流程和药剂条件不变的情况下。矿浆在经过超声波作用后，精矿镍的品位明显提高，同时与镍回收率的对应关系得到改善，选择性更好。其中超声波处理功率和时间为150 W 和40 m i n时，镍的品位为4(85,、回收率为86(51,，与未超声处理的浮万方数据 丝堕生箜兰塑——旦沛超等:超声波对金川硫化镍矿浮选的作用研究(37(选结果对比:镍的品位提高0(68,、回收率提高6(73,。蔷譬图5不同超声功率下(镍矿浮选品位和浮选时间的关系Fi g(5Rel ati onshi pbetw eensrade8andrecoveri es of ni ckelsul fi de ores underdi fferent ul trasoni cpow ers图6不同超声时间下(镍矿浮选品位和回收率的关系Rel ati onshi pbetw eengradesandFi g(6recoveri es of ni ckelsul fi de o瑚underdi fferent ul trasoni c ti m es3(3金川硫 矿区铜镍矿富矿现场生产的矿浆样进行验证试验，样品细度一74岬化铜镍矿验证试验以金Il l -- 占65,，为金川一选车间一段磨矿产品。验证试验流程见图7，试验结果见表l 。由试验结果可以看出，现场条件浮选工艺，精矿中镍回收率只有59(19,;超声处理后，镍回收率可以达到79(76,。一段磨矿矿浆一74(岫占65,3) K硫酸铜100) k未超声处理或超声处理2)|(丁基黄药120l 米J 622耜精J选I12I精医邙矗一中}2图7验证试验流程精l 选?’l尾矿精矿中矿i表l眺l e lFi g(7Fl ow sheet of val i dati on test验证试验结果Resul ts of val i cl ari on test,,4结论1)通过对金川镍矿进行试验研究，结果表明，矿物表面的附着物质，是以微细粒的蛇纹石为主的脉石矿物，其在超声波作用下会被有效分离。2) 超声波作用能明显改善金川镍矿的浮选行为，适宜的超声处理功率和超声作用时间有利于改善金川镍矿的浮选指标。3) 以金川公司现场的实际矿浆为研究对象，进行验证试验研究，结果表明，在保证M go低于6(50,的前提下，超声波作用可使精矿镍回收率达到79(76,，相比于现场条件提高了20(57,。参考文献[1]毛麒瑞(战略储备金属—镍[J ](化工之友。1999(2):20-21([2]陈紊秋(镍的性质及用途[J ](重有色冶炼，1980(10):59(62([3]王顺昌(镍所扮演的两个经济角色[J ](世界有色金属，20l o(7):66-67(万方数据 ? 38?有色4, -晨(选矿部分)2015年第4期[4]周世伯，王富余(提高金J tl --矿区富矿石选矿指标的研究[C]l l 第三届全国选矿学术讨论会论文集(北京:中国有色金属学会选矿学术委员会1991:167([5]高玉德，胡春晖，邓丽红，等(降低金川镍精矿氧化镁含量的研究[ J ] (广东有色金属学报，2000，10( 2) :96-99([ 6] 郭昌槐，胡熙庚(蛇纹石矿泥对金川含镍磁黄铁矿浮选特性的影响[J ](矿冶工程，1984( 2) :28-32，75([ 7] 李治华(含镁脉石矿物对镍黄铁矿浮选的影响[ J ] (中南矿冶学院学报，1993( 1) :36-44([8]W el l hamEJ ，El ber L，YahD S(The rol eofcarboxy m ethylcel l ul ose i n the fl otati on of a ni ckelsul phi detransi ti on ore[J 】(M i neral s Engi neeri ng，1992，5(3):381-395([ 9] Brem m el lKE，Fornasi eroD ，Ral stonJ (Pentl andi te(Ii zardi te i nteracti ons andi m pfi cafi onsfor thei r separati on byfl otati on[J ](Couoi dsand Surfacesa:Physi cochem i calandEngi neeri ng，2005，252(2):207-212([ 10] Edw ardsCR，Ki pki eWB，AgarGE(The effect of sl i m ecoati ngs of theSerpenti ne m i neral 文库 手机文库 文库 手机文库 s，Chl TSO ti l eandl i zardi te，onpentl andi te fl otati on[J ](Internati onal J ournal of M i neralProcessi ng，1980，7(1):3342([11]Pi etrobonMC，G ranoSR，Sebi erajS。et a1(Recoverym echani sm sforpentl andi teo瑚from W estern Austral i a[J ](andM go- beari ngganguem i neral s i nni ckelM i neral sEngi neeri ng，1997，10(8):775-786([ 12] Lu Yi pi ng，zh肌g M i ngqi ang，FeIIg Q i m i TIg，eta1(Effect0f sodi umhexam etaphosphateO i lseparati onofserpenti nefrompyri te[J ](Transacti onsof N onferrous M etal sSoci etyofChi na，2011，21(1):208-213([13]Al dri ch C，FeIl gD (Effect of ul trasoni cprecondi ti oni ngofpul ponthefl otati onofsul phi deores[ J ] (M i neral sEngi neeri ng，1999，12(6):701-707([ 14] O zkanSG (Benefi ci ati onofm agnesi tesl i m esw i thul trasoni c treaUnent[J ](M i neral s Engi neeri ng，2002，15(I):99—101([ 15] km g W em e，Xun H ai xi n，J un H u(Studyof the effectoful trasoni ctreatm enton the surfacecom posi ti oncoal [ J ] (and thefl otati onperform anceofhi sh—sul furFuelProcessi ng Technol ogy，2008，89(12):1337-1344([ 16] 吕沛超，卢毅屏，冯博，等(超声波作用下金川硫化镍矿浮选动力学研究[ J ] (有色金属( 选矿部分) ，2014(3):58-61(( 上接第7页)表5闭路试验结果7I、Ibl e 5Resul t of cl osed(ci rcui ttest,,产品名称产率品位回收率PbCuPbZnCuZn铜精矿铅精矿锌精矿尾矿2尾矿I总尾矿( 1+2)原矿1(6l26(095(433(901(093(6048(825(455(O l1(030(5649(800(302(019(441(5l91(99 o(079o(10O (2492(29 O (0850(13o(244l ?(O0(590(772(8471(256(63的(2l11(412(2l2(088(761(?3(7l3(6687(78o(1612(3312(O l7(7713(3615(727(93100(Ol ?(0 l ?(O闭路试验结果表明，试验推荐工艺中关键的铜铅分离工艺条件相对简单，铜、铅矿物得到较好分离，为铜、铅矿物分离提供了新技术。4结论1) 试验矿石铜、铅品位较低，含有较高的 306，氧化铜、次生硫化铜、氧化铅矿物，使得铜、铅矿物分离比较困难。2) 新研制的有机抑制剂EM Y-可选择性解吸铅矿物表面吸附的捕收剂，同时吸附在铅矿物表面，而对铜矿物表面捕收剂的解吸作用较弱，从而实现选择性抑制铅矿物的目的。通过与常用铅矿物抑制剂比较，采用新药剂铜铅分离效果良好。3) 采用新研制的有机抑制剂EM Y-306，可实现在不经浓缩脱水、脱药条件下的铜铅矿物分离，简化了常规的铜铅分离工艺，为铜铅分离提供了新技术。参考文献:[ 1] 陈代雄，杨建文，李观奇，等(高海拔地区复杂铜铅锌多金属硫化矿浮选试验研究及应用[ J ] (有色金属( 选矿部分)，2009(6):1-6([ 2] 贾仰武(云南某铜铅锌硫化矿铜铅分离浮选试验研究[J ](矿冶工程，2009，29(4):47-49([ 3] 李观奇(混合浮选新工艺回收复杂铜铅锌矿硫化矿试验研究[J ](湖南有色金属，2009，25(2):8-12，64([ 4] 米丽平，孙春宝，李青，等(用组合抑制剂实现铜铅高效分离的试验研究[J ](金属矿山，2009(8):53-56([ 5] 袁明华，赵继春(铜铅混合精矿铜铅浮选分离试验研究[J ](有色金属(选矿部分)。2008(5):5-7([ 6] 陈建华，冯其明(硫化矿有机抑制剂分子结构设计与作用原理[ J ] (广西大学学报( 自然科学版) ，2002，27( 4) :276珊0(275([ 7] 刘润清，孙伟(巯基类小分子有机抑制剂对复杂硫化矿物浮选行为的抑制机理[ J ] (中国有色金属学报，2006，16(4):192(197(万方数据 超声波对金川硫化镍矿浮选的作用研究超声波对金川硫化镍矿浮选的作用研究作者:吕沛超， 卢毅屏， 冯博， 冯其明， LV Peichao， LU Yiping， FENG Bo， FENG Qiming作者单位:吕沛超,LV Peichao(北京矿冶研究总院,北京,100160)， 卢毅屏,冯博,冯其明,LU Yiping,FENGBo,FENG Qiming(中南大学资源加工与生物工程学院,长沙,410083)刊名:有色金属(选矿部分)英文刊名:Nonferrous Metals Mieral Processing Section年，卷(期): 引用本文:吕沛超.卢毅屏.冯博.冯其明.LV Peichao.LU Yiping.FENG Bo.FENG Qiming 超声波对金川硫化镍矿浮选的作用研究[期刊论文]-有色金属(选矿部分) 2015(4)2015(4) 文库 手机文库 文库 手机文库 文库 手机文库