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> 铁矿石的常规浮选药剂

  • 发布时间:2015-09-01 09:35:05  
  •     铁矿石的常规浮选药剂
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        一、捕收剂
        铁矿石捕收剂主要分为阴离子捕收剂、阳离子捕收剂和整合捕收剂3大类。
        (一)阴离子捕收剂
        常用的阴离子型捕收剂主要有脂肪酸(改性脂肪酸)类、石油磺酸盐类等,最早广泛应用的捕收剂是氧化石蜡皂和塔尔油。由于氧化石蜡皂、塔尔油的来源日趋紧张且选择性不好,因此近几年主要从以下三方面进行研究。一是寻找具有广泛来源且选择性好的代用品,例如改用动植物脂肪酸等;二是研究并采用混合药剂,即脂肪酸类捕收剂中加入选择好的助剂,以提高选择性或对矿浆温度的适应性,如脂肪酸与磺酸盐等混合使用;三是研究并采用改性脂肪酸类捕收剂,如采用氯化、氧化、磺化等改性处理,其选择性明显提高。尤其需要指出的是,马鞍山矿山研究院近几年新研制开发的新型高效捕收剂SH-37和MZ-21,分别在鞍钢调军台选矿厂和齐大山选矿厂应用获得了成功,生产实践证明,铁精矿品位明显提高(现已达到66%~67%),吨精矿药剂成本降低15%以上,对温度的适应性强,经济效益显著,为我国高质量铁精矿反浮选技术的推广应用奠定了基础。其后又相继开发出MD-28、MH-80磁铁精矿反浮选药剂。
        石油磺酸盐类捕收剂包括钠盐及钙盐等。应该说石油磺酸钠的研制成功并应用,对于推动国内外铁矿石正浮选技术进步起到了巨大作用,例如由马鞍山矿山研究院研制成功的石油磺酸钠捕收剂在鞍钢齐大山选矿厂推广应用了近20年,对于提高铁精矿品位和过滤性能起到了无可替代的作用。由于石油磺酸钠的捕收能力较弱,一般工业应用时加入适量助剂。由于石油磺酸钠捕收剂对矿泥比较敏感,为此马鞍山矿山研究院于90年代初又研制了以石油磺酸钙为主的新型磺酸盐类捕收剂M203,对于处理鞍钢东鞍山铁矿的难选铁矿石取得了明显优于氧化石蜡皂、塔尔油的浮选指标。需要指出的是,石油磺酸盐类捕收剂存在用量较大、药剂成本稍高等不足之处。
        (二)阳离子捕收剂
        工业应用的阳离子捕收剂主要是胺类捕收剂,用于浮选硅质矿物,包括脂肪胺和醚胺。根据NH3分子中的H被-CH3取代的数量多少又分为伯、仲、叔、季胺,而根据胺分子中-NH2的多少又分为一元胺和二元胺。
        国内外有关研究及实践证明,从浮选效果及经济角度考虑,伯胺性能较好,醚胺优于脂肪胺,一元胺适于较细物料的浮选,而二元胺适于较粗物料的浮选.国外普遍采用醚胺类捕收剂,且以一元醚胺为主,或采用一元与二元醚胺混合使用,而单独采用二元醚胺的较少,通常浮选时加入适量起泡剂(如MIBC醚醇类等)。国外最著名的生产醚胺类捕收剂的公司是艾斯兰德化学公司(AslandchemicalCo.),其ArosurfMg牌号的产品近10种,碳氢链R为含8~14个碳原子的直链或支链。国外对胺类捕收剂浮选性能进行了大量研究,并提出选择何种胺类捕收剂应视人浮矿石的性质而定。
        国内采用胺类捕收剂的选矿厂仍然较少,且药剂种类较少,主要以十二碳脂肪胺或混合胺为主,而对二元胺和醚胺类捕收剂研究的较少。70~80年代国内曾对醚胺浮选贫赤铁矿石进行过试验研究,但一直未见工业应用的报道。近几年,国内有关单位对二元脂肪胺进行了研究,证明了浮选效果优于一元脂肪胺,但未见工业应用的报道。我国主要用十二碳脂肪胺或混合胺反浮磁铁精矿中的硅质矿物,生产实践证明,浮选泡沫粘,难消泡,选择性较差,整个浮选过程难于控制,尤其是难以在浮选流程中设置扫选作业。为了解决该问题,国内在近年来研发出GE-601、YS-73等新型复合阳离子捕收剂,该药剂具有泡沫性脆、耐低温等特点。
        (三)两性捕收剂。两性捕收剂分子中同时含有阴离子和阳离子基团,适用于弱酸性介质中富含铝硅酸矿物铁矿石的正浮选。马鞍山矿山研究院针对昆钢大红山铁矿的矿石性质(长石类矿物较多)研发出耐低温MP-28两性捕收剂,可在低温(15'C左右)矿浆中进行正浮选,取得的选别指标明显优于阳离子胺类捕收剂。
        (四)螯合捕收剂。螯合捕收剂是分子中含有两个以上O、N、P等具有螯合基团的捕收剂,如羟肟酸、杂原子有机物等。由于该类捕收剂能与矿物表面的金属离子形成稳定的螯合物,其选择性比脂肪酸类捕收剂明显提高,如我国相关单位曾采用Q-618(羟肟酸类)及RN-665捕收剂对鞍钢东鞍山铁矿石进行了浮选试验,取得了较好的浮选指标。由于该类捕收剂不适于分选含多种金属矿物的矿石,且对水中的钙、镁等金属离子比较敏感,即需要对水质进行软化处理,另外,通常该类药剂有毒且成本高,因此在铁矿石浮选生产中尚未有应用的报道。
        二、起泡剂
        铁矿石捕收剂一般都具有捕收和起泡双重作用,因此在铁矿石浮选中用的起泡剂较少,常用的起泡剂为松醇油、醚醇类等。一般为了弥补捕收剂的起泡能力不足,常加入或混入少量起泡剂,如国外采用醚胺类反浮选硅质矿物时,常加入少量起泡剂,另外,为了控制泡沫性质,有时加人少量中性油,如燃料油、柴油、煤油等,较典型的实例是在石油磺酸盐中入适量中性油,或者单独添加少量燃料油等。
        三、调整剂
        (一)活化剂。在铁矿石阴离子捕收剂浮硅工艺中,常用石灰或CaCl2作为硅质矿物的活化剂;在铁精矿阳离子捕收剂反浮选除碱金属氧化物时,可用氢氟酸作为长石类矿物的活化剂。
        (二)抑制剂。铁矿物的抑制剂有淀粉、木质素、栲胶等天然有机高分子化合物,过量的水玻璃等有机化合物也对铁矿物有抑制作用。研究与实践证明,玉米淀粉是铁矿物最有效的抑制剂,一般用碱苛化配成溶液使用,其缺点是耗用大量粮食,配杂且易于降解失效等。鞍钢调军台选矿厂采用水溶性的羧甲基淀粉代替苛化淀粉的生产实践证明,不仅简化了淀粉配制过程和大幅延缓淀粉变质时间,而且节省了大量能耗。另外,在阳离子捕收剂浮硅工艺中,为了提高铁矿物与铁镁硅酸盐矿物分选效果,国外用荷正电的铁离子的螯合剂(如二氮杂菲等)作为铁矿物的抑制剂,取得了较淀粉类抑制剂为好的浮选效果。硅质矿物的抑制剂玻璃、酸化水玻璃、氟硅酸钠、聚合硅酸胶体(由水玻璃、多价金属盐和硫酸配制而成)及低分子量有机酸(如羟基乙酸等)等,虽然对这些药剂进行了大量研究,但工业应用的主要是水玻璃。
        (三)选择性分散剂和絮凝剂。为了消除矿泥的影响,浮选或选择性絮凝之前常加入碳酸钠、水玻璃,聚磷酸盐等分散剂,工业上常用的分散剂主要是碳酸钠和水玻璃。选择性絮凝剂有淀粉、改性聚丙烯酰胺及腐植酸盐等,其中最常用的是苛化玉米淀粉,主要用于选择性絮凝脱泥-反浮选工艺中。另外,马鞍山矿山研究院曾采用SPAM新型选择性絮凝剂对鞍钢东鞍山铁矿石进行了选择性絮凝脱泥-酸性正浮选工艺试验研究,其浮选指标较直接碱性正浮选工艺有明显提高。

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