遼寧某低品位菱鎂礦的浮選提純?cè)囼?yàn)研究

朱一民， 閆 嘯，潘克儉， 李艷軍

(東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110004)

遼寧某低品位菱鎂礦的浮選提純?cè)囼?yàn)研究

朱一民， 閆 嘯，潘克儉， 李艷軍

(東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110004)

遼寧大石橋菱鎂礦資源豐富，但低品位礦石利用率不高，對(duì)其拋棄的礦石進(jìn)行X射線分析、化學(xué)多元素分析可知,礦石中主要礦物為菱鎂礦，其次為滑石和石英，其中MgO品位為45.08%，可利用價(jià)值較高。本試驗(yàn)以大石橋廢棄菱鎂礦為原料，通過(guò)浮選條件試驗(yàn)，在磨礦細(xì)度-0.074mm占90%，礦漿pH值為8.5，羧甲基淀粉用量100g/t，十二胺用量為200g/t的條件下，最終可以得到精礦MgO品位46.7%、 MgO回收率85%的良好指標(biāo)。

菱鎂礦；浮選；提純

菱鎂礦是一種重要的非金屬礦物，其中的氧化鎂具有很高的耐火性和粘結(jié)性，因此廣泛應(yīng)用于冶金、建材和化工等行業(yè)。我國(guó)的菱鎂礦資源豐富，儲(chǔ)量居世界首位。但近年來(lái)隨著菱鎂礦的不斷開(kāi)采，高品位的菱鎂礦儲(chǔ)量越來(lái)越少，而低品位菱鎂礦不能直接作為煅燒優(yōu)質(zhì)耐火材料的原料。并且由于技術(shù)等原因，我國(guó)許多地區(qū)低品位菱鎂礦在開(kāi)采過(guò)程中被直接拋棄，造成菱鎂礦資源的浪費(fèi)。為了提高菱鎂礦資源利用率，對(duì)低品位菱鎂礦的提純開(kāi)發(fā)就變得越來(lái)越重要。我國(guó)菱鎂礦資源儲(chǔ)量高度集中，主要集中在遼寧和山東兩省[1-2]。本文取自遼寧某地區(qū)廢棄菱鎂礦做為原礦樣，對(duì)其進(jìn)行浮選提純實(shí)驗(yàn)，使其達(dá)到優(yōu)質(zhì)菱鎂礦標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)促進(jìn)遼寧菱鎂礦資源的高效利用具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)用礦樣

本試驗(yàn)礦石整體呈白色、夾雜灰白、紅棕顏色。對(duì)原礦進(jìn)行X射線熒光光譜分析、化學(xué)多元素分析，結(jié)果分別見(jiàn)表1、表2。

通過(guò)光譜分析結(jié)果可知，礦石中主要含有元素Mg和Si，其次還有Al、Ca、Fe、Ti、K等元素。

通過(guò)化學(xué)多元素分析結(jié)果可知，該礦石MgO品位為45.08%，SiO2品位5.48%，此外，還含有少量的Ca、Al等。

利用X射線衍射對(duì)原礦中主要礦物組成進(jìn)行分析，所得原礦X射線衍射分析圖譜見(jiàn)圖1。

表1 原礦X射線熒光光譜分析

表2 化學(xué)多元素分析

圖1 礦石x射線衍射分析圖譜

從圖1可以看出礦石中主要有用礦物為菱鎂礦，主要脈石礦石為石英和滑石。

1.2 試驗(yàn)用藥劑與設(shè)備

試驗(yàn)所用藥劑和設(shè)備如表3、表4所示。試驗(yàn)用pH值為5的蒸餾水，所用抑制劑為實(shí)驗(yàn)室自制羧甲基淀粉，所用十二胺為乙酸鹽，用乙酸在實(shí)驗(yàn)室配制成摩爾比為1∶1的乙酸鹽[3-4]。其余所列試劑均用蒸餾水配制。

表3 試驗(yàn)所用試劑

表4 試驗(yàn)所用主要儀器設(shè)備

磨礦試驗(yàn)所用設(shè)備為湖北省探礦機(jī)械廠生產(chǎn)的XMD240×90的錐形球磨機(jī)，浮選試驗(yàn)在容積為0.75L的單槽浮選機(jī)中進(jìn)行，所用浮選機(jī)為長(zhǎng)春探礦機(jī)械廠生產(chǎn)的XFG-76型浮選機(jī)。

1.3 試驗(yàn)流程

反浮選條件試驗(yàn)流程如圖2所示。

2 結(jié)果與討論

2.1 磨礦細(xì)度試驗(yàn)

合適的磨礦細(xì)度可以充分實(shí)現(xiàn)菱鎂礦的單體解離。磨礦實(shí)驗(yàn)的給礦量為250g，磨礦濃度控制在70%，給礦粒度-1.5mm。磨礦細(xì)度曲線如圖3所示。控制用硫酸調(diào)節(jié)pH值到7左右，十二胺用量300 g/t，水玻璃用量135g/t的條件，按照?qǐng)D2流程進(jìn)行反浮選石英以及硅酸鹽礦物等脈石礦物，進(jìn)行試驗(yàn)。

從圖3中可以看出，對(duì)應(yīng)于磨礦細(xì)度-0.074mm含量為75%、80%、85%、90%的磨礦時(shí)間分別為3′30″、3′50″、4′20″和4′50″。為了考察磨礦細(xì)度對(duì)浮選過(guò)程的影響，分別試驗(yàn)?zāi)サV細(xì)度-0.074mm占75%、80%、85%和90%的條件下菱鎂礦和脈石礦物的分選效果，試驗(yàn)結(jié)果如下圖4所示。

從圖4中可以看出，隨著磨礦細(xì)度的提高精礦中MgO的品位略微降低后逐漸升高，而精礦中MgO的回收率在-0.074mm占85%以前隨著磨礦細(xì)度的降低逐漸降低，超過(guò)-0.074mm 85%后，回收率變化幅度較小。所以綜合考慮確定浮選磨礦細(xì)度為-0.074mm 90%，即磨礦時(shí)間為4′50″。

2.2 浮選礦漿pH值試驗(yàn)

礦漿PH值試驗(yàn)的磨礦細(xì)度為-0.074mm占90%，捕收劑十二胺用量200g/t，抑制劑羧甲基淀粉用量500g/t，選用鹽酸和氫氧化鈉做為本試驗(yàn)的pH調(diào)整劑。試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

從圖5可以看出，隨著礦槳pH值的升高，精礦中MgO的品位逐漸降低，當(dāng)?shù)V漿pH值在8.5附近時(shí)為品位最高點(diǎn)，達(dá)到46.30%；而精礦MgO的回收率隨著pH值的升高先略有波動(dòng)，然后再逐漸升高。因此，確定礦漿pH值為8.5時(shí)精礦MgO品位最高，同時(shí)回收率也相對(duì)較高，確定浮選pH值為8.5。

2.3 羧甲基淀粉用量試驗(yàn)

羧甲基淀粉是一種改性淀粉，在普通淀粉中引入羧基提純后得到。固定磨礦細(xì)度為-0.074mm占90%，礦漿pH值為8.5，十二胺用量200 g/t，改變羧甲基淀粉用量進(jìn)行羧甲基淀粉用量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

從圖6可以看出，MgO的回收率隨著羧甲基淀粉用量的增加先升高再降低，當(dāng)羧甲基淀粉用量增加至300g/t后，MgO的回收率又呈現(xiàn)出先升高后降低的現(xiàn)象；而隨著羧甲基淀粉用量的增加MgO的品位先有所升高，然后隨著用量的增加逐漸降低，綜合考慮，當(dāng)羧甲基淀粉用量為100g/t時(shí)，MgO的品位和回收率都處高位，因此最佳用量為100g/t。

2.4 捕收劑十二胺用量試驗(yàn)

從圖7可以看出，當(dāng)十二胺用量小于200g/t時(shí)，精礦MgO的品位隨著捕收劑十二胺用量的增加逐漸升高，回收率逐漸降低。當(dāng)十二胺用量大于200g/t時(shí)，精礦MgO的品位隨著捕收劑十二胺用量的增加逐漸降低，回收率在波動(dòng)中降低。綜合考慮。確定十二胺用量為200g/t。且當(dāng)十二胺用量在200g/t時(shí)，精礦MgO的品位為46.70%，MgO的回收率為85.40%。

圖2 反浮選流程圖

圖3 磨礦細(xì)度曲線

圖4 磨礦細(xì)度對(duì)浮選試驗(yàn)結(jié)果的影響

圖5 礦漿pH對(duì)浮選試驗(yàn)結(jié)果的影響

圖6 羧甲基淀粉用量對(duì)反浮選試驗(yàn)結(jié)果的影響

圖7 十二胺用量對(duì)反浮選試驗(yàn)結(jié)果的影響

綜上所述，實(shí)際礦石反浮選試驗(yàn)最適宜工藝條件為磨礦細(xì)度-0.074mm占90%，礦漿pH值為8.5，羧甲基淀粉用量為100g/t，十二胺用量為200g/t。通過(guò)一次反浮選，菱鎂礦樣取得良好的指標(biāo)：精礦MgO 品位為46.70%，MgO回收率為85.40%，見(jiàn)表5。

表5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果/%

3 結(jié) 論

1)大石橋地區(qū)廢棄的菱鎂礦礦石通過(guò)X射線熒光光譜分析，化學(xué)多元素分析可知，礦石中主要含有元素Mg和Si,其次還有少量的Al、Ca、Fe等元素，其中MgO品位45.08%，SiO2品位5.48%。礦石經(jīng)X射線衍射分析得：該礦石所含礦物主要以菱鎂礦為主，其次為滑石和石英。

2)通過(guò)對(duì)礦石的浮選條件試驗(yàn)得到最佳的浮選工藝條件：磨礦細(xì)度-0.074mm占90%，礦漿pH值為8.5，羧甲基淀粉用量為100g/t，十二胺用量為200g/t。通過(guò)反浮選試驗(yàn)，菱鎂礦取得良好的指標(biāo)：精礦MgO品味為46.7%，MgO回收率為85%。

[1] 全躍. 菱鎂行業(yè)如何應(yīng)對(duì)入世挑戰(zhàn)——對(duì)遼寧菱鎂礦業(yè)發(fā)展形勢(shì)思考[J]. 國(guó)土資源，2002(1):22-23.

[2] 何勇，姜明. 我國(guó)菱鎂礦資源的開(kāi)采利用現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題[J]. 耐火與石灰，2012(6):25-28.

[3] 印萬(wàn)忠. 遼寧大石橋某低品級(jí)菱鎂礦浮選提純?cè)囼?yàn)研究[C]. 2008年中國(guó)鎂鹽行業(yè)年會(huì)，2008:172-176.

[4] 王倩倩,李曉安,魏德洲，等. 兩種捕收劑反浮選菱鎂礦的效果對(duì)比[J].金屬礦山，2012(2):82-85.

[5] 紀(jì)振明，田鵬杰，陳洲，等. 菱鎂礦浮選作用機(jī)理研究[J]. 有色礦冶，2008，24(6):21-24.

Research on flotation purification of low grade magnesite of Liaoning province

ZHU Yi-min，YAN xiao，PAN Ke-jian，LI Yan-jun

(Resource and Civil Engineering Institute，Northeastern University，Shenyang 110004，China)

Magnesite resource is abundant in Dashiqiao of Liaoning province，but the utilization rate of low grade ore is not high.X-ray analysis and chemical multi-elements analysis on the discarded ores were carried out.The result showed the main mineral of run of mine was magnesite，and the gangue mineral were talc and quartz.The high grade of MgO(45.08%)indicated this discarded magnesite ore still had a great value for exploitation and utilization.In the experiment，flotation condition test was conducted under then optimal conditions as follows: grinding fineness-74μm of 90%，slurry pH of 8.5，carboxmethyl starch dosage of 110g/t,laurylamine dosage of 200g/t.Good performance of concentrate grade with MgO was 46.7% and recovery was 85%，which could be finally worked out provided a basis for further study on the discarded magnesite ore.

magnesite；flotation；purification

2014-06-19

朱一民(1964-)，女，東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院礦物工程研究所，教授。

TD952

A

1004-4051(2015)05-0118-03