尾礦中鈧礦物分選條件研究

劉靜宇

（黑龍江工業(yè)學(xué)院 環(huán)境工程系，黑龍江 雞西 158100）

鈧具因其優(yōu)良的物化性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、航空航天、材料等重要領(lǐng)域。隨著鈧及其化合物用途日益開發(fā)，各國對鈧的需求也在不斷上升。全球鈧的消耗量從1985年的100kg，到1990年的350kg，2007年的1000kg，增至2010年的10t，近三四年來世界鈧的供需基本上趨于平衡狀態(tài)，2014年鈧的用量大約15t。不僅如此利用傳統(tǒng)選礦方法從尾礦的各種礦石中回收含鈧礦物具有重要的經(jīng)濟(jì)環(huán)保意義[1-8]。本文選擇礦廠尾礦代替礦量不足的鈧精礦進(jìn)行分選含鈧礦物試驗(yàn)研究，并對分選條件進(jìn)行研究。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)藥劑

碳酸鈉（天津市津北精細(xì)化工有限公司）、水玻璃（天津市津市雙船化工試劑廠）、油酸（天津市科密歐化學(xué)有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

本文采用Na2CO3為pH調(diào)整劑，水玻璃作抑制劑，油酸為捕收劑，對實(shí)驗(yàn)尾礦進(jìn)行了反浮選，采用控制變量法的方法對反浮選粗選的條件試驗(yàn)進(jìn)行探討，即在礦漿濃度35%，礦物粒度-200目占90%的條件下，通過改變p H值、礦漿溫度、水玻璃用量、油酸用量中的一個(gè)變量的參數(shù)然后對礦物進(jìn)行分選，并探討不同其對鈧礦物回收率的影響并找尋最佳的用量配比。

2 結(jié)果討論

2.1 不同pH值對鈧回收率的影響

本實(shí)驗(yàn)采用p H調(diào)整劑是碳酸鈉，其不但起到調(diào)節(jié)礦漿pH的作用，還能夠減弱或消除礦泥對浮選的不良影響。在礦漿濃度40%，礦漿溫度40℃，水玻璃用量為3kg/t，油酸用量為1.5kg/t，討論實(shí)驗(yàn)尾礦粗選中p H值對鈧礦物回收率的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 不同PH值對對鈧礦物回收率的影響

圖1 不同PH值對對鈧礦物回收率的影響

由圖1可知，隨著pH的增大，回收率先升后降，得到的最pH值為9.0。在pH=8～9，分子吸附相對多離子吸附相對少，總的吸附鍵力在pH=9.0時(shí)最強(qiáng)，且在p H=9.0時(shí)，油酸對含鈧較低的螢石、方解石等礦物捕收性能較好。

2.2 不同礦漿溫度對鈧回收率的影響

礦漿溫度對反浮選分選鈧礦物有較大影響，其不僅會影響捕收劑油酸的作用效果，也會影響水玻璃的作用效果。在礦漿濃度40%，pH=9.0，水玻璃用量為3.0kg/t，油酸用量為1.5kg/t。討論實(shí)驗(yàn)尾礦粗選中溫度對鈧礦物回收率的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表2。

表2 不同礦漿溫度對鈧礦物回收率的影響

圖2 不同礦漿溫度對鈧礦物回收率的影響

由圖2可知，隨著溫度的升高，回收率先增加后減少，當(dāng)溫度達(dá)到45℃時(shí)達(dá)到最大值。可能是由于當(dāng)溫度＞45℃，水玻璃對螢石的吸附作用變大，使螢石受到抑制，從而使鈧礦的回收率也下降了。

2.3 不同水玻璃用量對鈧回收率的影響

水玻璃的抑制作用主要是由于硅酸離子增強(qiáng)硅酸鹽礦物的負(fù)電位，從而在硅酸鹽礦物表面可形成親水性薄膜使之受到抑制。在礦漿濃度40%，礦漿溫度45℃，pH=9.0，油酸用量為1.5kg/t。討論實(shí)驗(yàn)尾礦粗選水玻璃用量對鈧礦物回收率的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表三所示。

表3 水玻璃用量對鈧礦物回收率的影響

圖3 水玻璃用量對鈧礦物回收率的影響

由圖3可知，隨著水玻璃用量的增加，回收率先升高再下降，用量少時(shí)水玻璃優(yōu)先對硅酸鹽礦物進(jìn)行抑制，當(dāng)水玻璃用量過多時(shí)，反而會惡化抑制作用使產(chǎn)率變低，從而得到了在水玻璃用量為3kg/t是浮選指標(biāo)最佳。

2.4 不同油酸用量對鈧回收率的影響

油酸與礦表由于吸附作用的發(fā)生，會提高礦表的捕收劑陰離子的濃度，當(dāng)超過對應(yīng)鹽的溶度積時(shí)，礦表會形成穩(wěn)定的脂肪酸鹽從而達(dá)到疏水的作用而上浮。在礦漿濃度40%，礦漿溫度45℃，pH=9.0，水玻璃用量為3kg/t。討論實(shí)驗(yàn)尾礦粗選油酸用量對鈧礦物回收率的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表四。

表4 水玻璃用量對鈧礦物回收率的影響

圖4 水玻璃用量對鈧礦物回收率的影響

由圖4可知，隨著油酸用量的增加，回收率先升后下降，而得到浮選指標(biāo)最佳的油酸用量為1.5kg/t。當(dāng)油酸用＞1.5kg/t時(shí)，回收率在明顯的下降，可能是由于用量過多產(chǎn)生多層吸附，生成多層薄膜不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致鈧精礦回收率下降。

總結(jié)以上實(shí)驗(yàn)在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件，即：礦漿溫度為45℃，pH為9.0，水玻璃用量為3kg/t，油酸用量為1.5kg/t，得回收率50.2%的鈧粗精礦。

3 結(jié)論

鈧資源是一種比較稀缺的資源，基于鈧及其的化合物的優(yōu)越的性能使其在很多領(lǐng)域得到了廣泛利用，進(jìn)而使鈧的回收得到了重視。本文選擇礦廠尾礦代替礦量不足的鈧精礦進(jìn)行分選含鈧礦物試驗(yàn)研究，并對分選粗選條件進(jìn)行研究。實(shí)踐結(jié)果表明：最佳礦漿溫度為45℃，最佳p H為9.0，最佳水玻璃用量為3kg/t，最佳油酸用量為1.8kg/t，且在該條件下，回收率50.2%的鈧粗精礦。

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