工程科学学报.第42卷.第5期：586-594.2020年5月 Chinese Journal of Engineering,Vol.42,No.5:586-594,May 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.06.06.006;http://cje.ustb.edu.cn 粒度大小对赤铁矿和石英浮选分离的影响 李 东”，李正要)四，印万忠2，孙春宝》，寇珏)，姚金，韩会丽2) 1)北京科技大学土木与资源工程学院，北京1000832)东北大学资源与土木工程学院，沈阳110819 ☒通信作者，E-mail:zyli0213@ustb.edu.cn 摘要通过浮选试验、DLVO理论计算、聚焦光束反射测量(FBRM)等研究了油酸钠浮选体系下粒度大小对赤铁矿和石英 浮选分离的影响.人工混合矿浮选试验表明，窄粒级粗粒或中等粒级的赤铁矿-石英混合矿(CH&CQ和MH&CQ)的浮选效 果较好，其中CH&CQ和MH&CQ的分选效率分别为85.49%和84.26%，明显高于全粒级混合矿(RH&RQ)的分选效率 74.94%:但窄粒级的细粒赤铁矿-石英混合矿(FH&FQ)的浮选效果则较差，其分选效率只有5498%.浮选动力学试验表明，赤 铁矿的浮选速率和回收率不仅与赤铁矿的粒度有关，还受石英粒度的影响，细粒脉石矿物石英会降低赤铁矿的浮选速率和回 收率.DLVO理论计算表明，当矿浆pH值为9.0时，石英与赤铁矿颗粒间的相互作用力为斥力，此时细粒石英很难“罩盖”在赤 铁矿表面并通过这种“直接作用”的方式抑制赤铁矿浮选，这也与聚焦光束反射测量(FBRM)的测定结果基本一致；颗粒-气 泡碰撞分析表明，在浮选过程中细粒石英可能通过“边界层效应”"的方式跟随气泡升浮（夹带作用），影响赤铁矿颗粒与气泡间 的碰撞及黏附，从而降低了赤铁矿的浮选速率和回收率. 关键词赤铁矿；石英：浮选分离：粒度：DLVO理论 分类号TD923 Effect of particle size on flotation separation of hematite and quartz LI Dong.LI Zheng-yao.YIN Wan-zhong?.SUN Chun-bao,KOU Jue,YAO Jin),HAN Hui-l) 1)School of Civil and Resource Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Resources and Civil Engineering,Northeastern University,Shenyang 110819,China Corresponding author,E-mail:zyli0213@ustb.edu.cn ABSTRACT Generally,the flotation performance of mineral particles in a wide size range is usually poor,which can be attributed to the high reagent consumptions and low floatability differences between valuable and gangue minerals.Classification flotation is an effective method for improving the flotation efficiency of particles in a wide size range and is commonly used for coal slime.However, for refractory iron ores,the literature on the relative technology and basic theory of classification flotation,which are necessary and beneficial for the effective utilization of refractory iron ore resources,is scarce.In this study,flotation tests,DLVO theory calculations, and focused beam reflectance measurement(FBRM)particle size analysis were used to analyze the effect of particle size distribution on the flotation separation of hematite and quartz in the sodium oleate system.The flotation results of artificial mixtures show that the flotation performance of coarse or medium hematite-quartz mixture(such as CH&CQ and MH&CQ)with a narrow size range is better than that of the wide size range mixtures.The separation efficiency of CH&CQ and MH&CQ is 85.49%and 84.26%,respectively, which is higher than that of the wide size range mixtures(74.94%).However,the separation efficiency of fine hematite-quartz mixture with a narrow size range (FH&FQ)decreases to 54.98%.The flotation kinetic tests demonstrate that the flotation rate and recovery of hematite are not only related to the particle size of hematite but also influenced by the particle size of quartz.The fine quartz particles 收稿日期：2019-06-06 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51904020)：中国博士后科学基金资助项目(2019M660466):中央高校基本科研业务费资助项目 (FRF-TP-18-082A1)粒度大小对赤铁矿和石英浮选分离的影响 李    东1)，李正要1) 苣，印万忠2)，孙春宝1)，寇    珏1)，姚    金2)，韩会丽2) 1) 北京科技大学土木与资源工程学院, 北京 100083    2) 东北大学资源与土木工程学院, 沈阳 110819 苣通信作者，E-mail: zyli0213@ustb.edu.cn 摘    要    通过浮选试验、DLVO 理论计算、聚焦光束反射测量（FBRM）等研究了油酸钠浮选体系下粒度大小对赤铁矿和石英 浮选分离的影响. 人工混合矿浮选试验表明，窄粒级粗粒或中等粒级的赤铁矿−石英混合矿（CH&CQ 和 MH&CQ）的浮选效 果较好，其中 CH&CQ 和 MH&CQ 的分选效率分别为 85.49% 和 84.26%，明显高于全粒级混合矿（RH&RQ）的分选效率 74.94%；但窄粒级的细粒赤铁矿−石英混合矿（FH&FQ）的浮选效果则较差，其分选效率只有 54.98%. 浮选动力学试验表明，赤 铁矿的浮选速率和回收率不仅与赤铁矿的粒度有关，还受石英粒度的影响，细粒脉石矿物石英会降低赤铁矿的浮选速率和回 收率. DLVO 理论计算表明，当矿浆 pH 值为 9.0 时，石英与赤铁矿颗粒间的相互作用力为斥力，此时细粒石英很难“罩盖”在赤 铁矿表面并通过这种“直接作用”的方式抑制赤铁矿浮选，这也与聚焦光束反射测量（FBRM）的测定结果基本一致；颗粒−气 泡碰撞分析表明，在浮选过程中细粒石英可能通过“边界层效应”的方式跟随气泡升浮（夹带作用），影响赤铁矿颗粒与气泡间 的碰撞及黏附，从而降低了赤铁矿的浮选速率和回收率. 关键词    赤铁矿；石英；浮选分离；粒度；DLVO 理论 分类号    TD923 Effect of particle size on flotation separation of hematite and quartz LI Dong1) ，LI Zheng-yao1) 苣 ，YIN Wan-zhong2) ，SUN Chun-bao1) ，KOU Jue1) ，YAO Jin2) ，HAN Hui-li2) 1) School of Civil and Resource Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) School of Resources and Civil Engineering, Northeastern University, Shenyang 110819, China 苣 Corresponding author, E-mail: zyli0213@ustb.edu.cn ABSTRACT    Generally, the flotation performance of mineral particles in a wide size range is usually poor, which can be attributed to the  high  reagent  consumptions  and  low  floatability  differences  between  valuable  and  gangue  minerals.  Classification  flotation  is  an effective method for improving the flotation efficiency of particles in a wide size range and is commonly used for coal slime. However, for  refractory  iron  ores,  the  literature  on  the  relative  technology  and  basic  theory  of  classification  flotation,  which  are  necessary  and beneficial for the effective utilization of refractory iron ore resources, is scarce. In this study, flotation tests, DLVO theory calculations, and focused beam reflectance measurement (FBRM) particle size analysis were used to analyze the effect of particle size distribution on the  flotation  separation  of  hematite  and  quartz  in  the  sodium  oleate  system.  The  flotation  results  of  artificial  mixtures  show  that  the flotation performance of coarse or medium hematite–quartz mixture (such as CH&CQ and MH&CQ) with a narrow size range is better than  that  of  the  wide  size  range  mixtures.  The  separation  efficiency  of  CH&CQ  and  MH&CQ  is  85.49% and  84.26%,  respectively, which is higher than that of the wide size range mixtures (74.94%). However, the separation efficiency of fine hematite–quartz mixture with a narrow size range (FH&FQ) decreases to 54.98%. The flotation kinetic tests demonstrate that the flotation rate and recovery of hematite are not only related to the particle size of hematite but also influenced by the particle size of quartz. The fine quartz particles 收稿日期: 2019−06−06 基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51904020）；中国博士后科学基金资助项目（2019M660466）；中央高校基本科研业务费资助项目 （FRF-TP-18-082A1） 工程科学学报，第 42 卷，第 5 期：586−594，2020 年 5 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 42, No. 5: 586−594, May 2020 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.06.06.006; http://cje.ustb.edu.cn