第11期 郭芳等：反浮选法提高细粒径硅钙质磷矿品位 ·1389 择性的是阳离子捕收剂！.在阳离子胺类捕收剂的 有钙质碳酸盐存在的情况下，研究分离该矿石中的 作用下，分离硅质磷矿中的石英和磷灰石己获得了 石英脉石，着重考察浮选方式、阳离子捕收剂种类、 令人较满意的浮选结果【？，但是当碳酸盐矿物同时 体系H值、捕收剂用量和矿石粒度等因素的影响， 存在时，石英的分离效果变差.有文献[4④指出，产 探讨对此类含磷灰石一石英一方解石体系的硅钙质 生这一现象的原因可能是因为碳酸盐脉石的存在改 矿石较适宜的浮选条件，通过有效地分离石英矿物 变了体系的酸碱环境，从而影响了矿物与药剂间的 来达到提到矿石品位的目的. 相互作用，也可能是因为碳酸盐与磷酸盐矿物的表 1实验部分 面性质相近，消耗了抑制剂，从而削弱了抑制剂的选 择性，使部分磷灰石与石英一起上浮.就矿石本身 1.1矿样性质与试剂 而言，它是一种混合体，硅钙质磷矿比硅质或钙质矿 将磷矿于60℃干燥2h后磨细并筛分，得到粒 石的成分和物性更复杂，也较难选别.国内对含石 径小于0.074mm标记为一200)的颗粒矿样用于 英和白云石脉石的磷矿的研究己取得了一些进展， 浮选.矿样物相分析（详情参见文献[]）表明，该 选择先作用于白云石中的含镁物质，除去碳酸盐后， 矿主要组分为氟磷灰石、石英和方解石，属于硅钙质 再阳离子反浮选去石英：但对另一种含石英和方 磷矿石.化学元素分析的数据（表1）给出矿石Q 解石脉石的硅钙质磷矿的研究报道较少，因为方解 的质量分数为23.85%，属中品位矿；酸不溶物(acid 石相对于白云石来说，缺少碳酸镁的成分，因而将其 insoluble substance A)成分为石英，质量分数是 首先从磷矿中分离的难度更大，同时它的存在也 16.65%:I0生要为方解石经950℃高温焙烧后的 势必影响石英的分离.本文就以含氟磷灰石一石 失重量，其值为11.12%.可见该矿的脉石以石英 英一方解石体系的细粒径硅钙质磷矿石为对象，在 居多 表1一200样品的化学元素分析（质量分数） Table 1 Chem ical compositian of the-200 smp % BQ CaO M8O FQ 903 AI L Q I AJQ 23.85 4507 039 1.03 237 1.15 1665 11.12 0.89 注：A上酸不溶物，LOL高温灼失. 本研究采用烷基胺盐(DAH)、醚胺盐 4m.矿石中各化学元素的分析方法参见文 (GE-619)、季铵盐(CTAB、脂肪酸油酸钠(NO) 献[9. 和硅酸钠(NaSQ)为浮选试剂，以硫酸(HS))、磷 2结果与讨论 酸(HO)和氢氧化钠(N(OH)调节矿浆H值.上 述试剂除GE-619为工业级以外，其他均为化学 2.1浮选方式的选择 纯.配制药剂及调浆时均使用蒸馏水. 无药剂浮选、正浮选和反浮选三种不同浮选方 1.2实验方法 式的实验条件和浮选结果如表2所示.在矿浆天然 浮选实验在XFG一型挂槽式浮选机上进行. H值下，无药剂浮选得到的泡沫产品中A的质量 首先称取100的矿样放入500ml浮选槽中，再加 分数达到25.54%，比原矿增大889%，槽底产品的 入适量蒸馏水，用HO或NOH调节体系的酸碱 ?Q含量也比原矿有所增加，表现出一定的反浮选 性（部分实验会注明用HS)替代HO调节H 特征.由于缺少浮选试剂，其泡沫层带出的上浮矿 值)，达到预定的H值后加入捕收剂溶液，控制矿 样质量较少，从而导致石英的去除率低.正浮选得 浆固体颗粒的质量分数为20%，搅拌5m后浮选 到的精矿BQ品位和回收率分别为26.17%和 3m浮选机主轴转速和气体流速分别为1776 46.54%,对比反浮选的27.53%和87.22%，可见反 mr和02n。h'.泡沫产品和槽底产品分别烘 浮选更有利于富集磷矿中的磷酸盐，使Q品位提 干称量，并计算品位和回收率，计算公式参见文 高了近4%并且其尾矿中A质量分数为36.95%， 献[8. 远大于正浮选的18.86%，石英去除率也达到 傅里叶转换红外线光谱(FTB分析采用KBr 45.87%.文献[101报道过油酸盐类和胺类捕收剂 压片技术在670 NEXUS傅里叶变换红外光谱仪上 对石英浮选的差别，碱性条件下，随着H值的增 进行，波长记录范围为4000~400mr',分辨率为 加，纯石英矿物在油酸盐作用下的回收率增大，当第 11期 郭 芳等:反浮选法提高细粒径硅钙质磷矿品位 择性的是阳离子捕收剂 [ 2] .在阳离子胺类捕收剂的 作用下, 分离硅质磷矿中的石英和磷灰石已获得了 令人较满意的浮选结果 [ 3] , 但是当碳酸盐矿物同时 存在时, 石英的分离效果变差.有文献 [ 4]指出, 产 生这一现象的原因可能是因为碳酸盐脉石的存在改 变了体系的酸碱环境, 从而影响了矿物与药剂间的 相互作用, 也可能是因为碳酸盐与磷酸盐矿物的表 面性质相近, 消耗了抑制剂, 从而削弱了抑制剂的选 择性, 使部分磷灰石与石英一起上浮.就矿石本身 而言, 它是一种混合体, 硅钙质磷矿比硅质或钙质矿 石的成分和物性更复杂, 也较难选别.国内对含石 英和白云石脉石的磷矿的研究已取得了一些进展, 选择先作用于白云石中的含镁物质, 除去碳酸盐后, 再阳离子反浮选去石英 [ 5] ;但对另一种含石英和方 解石脉石的硅钙质磷矿的研究报道较少, 因为方解 石相对于白云石来说, 缺少碳酸镁的成分, 因而将其 首先从磷矿中分离的难度更大 [ 6] , 同时它的存在也 势必影响石英的分离 .本文就以含氟磷灰石 -石 英 -方解石体系的细粒径硅钙质磷矿石为对象, 在 有钙质碳酸盐存在的情况下, 研究分离该矿石中的 石英脉石, 着重考察浮选方式 、阳离子捕收剂种类、 体系 pH值、捕收剂用量和矿石粒度等因素的影响, 探讨对此类含磷灰石 -石英 -方解石体系的硅钙质 矿石较适宜的浮选条件, 通过有效地分离石英矿物 来达到提到矿石品位的目的 . 1 实验部分 1.1 矿样性质与试剂 将磷矿于 60 ℃干燥 2 h后磨细并筛分, 得到粒 径小于 0.074 mm(标记为 -200 # )的颗粒矿样用于 浮选 .矿样物相分析 (详情参见文献 [ 7] )表明, 该 矿主要组分为氟磷灰石 、石英和方解石, 属于硅钙质 磷矿石.化学元素分析的数据 (表 1)给出矿石 P2O5 的质量分数为 23.85%, 属中品位矿;酸不溶物 ( acid insolublesubstance, AI) 成分为石英, 质量分数是 16.65%;LOI主要为方解石经 950 ℃高温焙烧后的 失重量, 其值为 11.12%.可见该矿的脉石以石英 居多 . 表 1 -200 #样品的化学元素分析 (质量分数 ) Table1 Chemicalcompositionofthe-200 #sample % P2O5 CaO MgO Fe2 O3 F SO3 A.I. L.O.I Al2 O3 23.85 45.07 0.39 1.03 2.37 1.15 16.65 11.12 0.89 注:AI—酸不溶物, LOI—高温灼失. 本 研 究 采 用 烷 基 胺 盐 ( DAH) 、 醚 胺 盐 ( GE-619) 、季铵盐 ( CTAB) 、脂肪酸油酸钠 ( NaOl) 和硅酸钠 ( NaSiO3 )为浮选试剂, 以硫酸 ( H2SO4 ) 、磷 酸 ( H3 PO4 )和氢氧化钠 ( NaOH)调节矿浆 pH值.上 述试剂除 GE-619为工业级以外, 其他均为化学 纯 .配制药剂及调浆时均使用蒸馏水. 1.2 实验方法 浮选实验在 XFG-Ⅲ型挂槽式浮选机上进行 . 首先称取 100 g的矿样放入 500 mL浮选槽中, 再加 入适量蒸馏水, 用 H3 PO4或 NaOH调节体系的酸碱 性 (部分实验会注明用 H2 SO4替代 H3 PO4调节 pH 值 ), 达到预定的 pH值后加入捕收剂溶液, 控制矿 浆固体颗粒的质量分数为 20%, 搅拌 5 min后浮选 3 min, 浮选机主轴转速和气体流速分别为 1 776 r·min -1和 0.2m 3 ·h -1 .泡沫产品和槽底产品分别烘 干称量, 并计算品位和回收率, 计算公式参见文 献 [ 8] . 傅里叶转换红外线光谱 ( FTIR) 分析采用 KBr 压片技术在 670 NEXUS傅里叶变换红外光谱仪上 进行, 波长记录范围为 4 000 ～ 400 cm -1 , 分辨率为 4 cm -1 .矿石中各化学元素的 分析方法参见文 献[ 9] . 2 结果与讨论 2.1 浮选方式的选择 无药剂浮选、正浮选和反浮选三种不同浮选方 式的实验条件和浮选结果如表 2所示.在矿浆天然 pH值下, 无药剂浮选得到的泡沫产品中 AI的质量 分数达到 25.54%, 比原矿增大 8.89%, 槽底产品的 P2 O5含量也比原矿有所增加, 表现出一定的反浮选 特征 .由于缺少浮选试剂, 其泡沫层带出的上浮矿 样质量较少, 从而导致石英的去除率低 .正浮选得 到的精矿 P2 O5品位和回收率分别为 26.17%和 46.54%, 对比反浮选的 27.53%和 87.22%, 可见反 浮选更有利于富集磷矿中的磷酸盐, 使 P2 O5品位提 高了近 4%, 并且其尾矿中 AI质量分数为 36.95%, 远大于 正浮 选的 18.86%, 石英 去除率 也达 到 45.87%.文献 [ 10] 报道过油酸盐类和胺类捕收剂 对石英浮选的差别, 碱性条件下, 随着 pH值的增 加, 纯石英矿物在油酸盐作用下的回收率增大, 当 · 1389·