李东等：赤铁矿的自载体作用及对浮选的影响 1399· 1.2试验方法 摄像机和图像分析软件等对接触角的大小进行分 1.2.1浮选试验 析与测量 单矿物浮选试验在Siwek-Top浮选柱中进行， 2结果与讨论 其结构如图3所示.Siwek-Top浮选柱的柱体与顶 部球体之间通过较细的管道连接，每次只能允许 2.1粒度对赤铁矿浮选的影响 数个气泡通过，因此只有黏附在气泡上的矿粒才 矿浆pH值与矿粒表面电性及分散/团聚行为 能进人到精矿中，正是由于上述特殊结构，Siwek- 密切相关，同时也是决定浮选回收率的重要因素 Top浮选柱在浮选微细粒矿物时的机械夹带率很 之一，因此首先探索了矿浆pH值对赤铁矿浮选的 低.浮选的具体操作步骤如下：1)首先在烧杯中加 影响，结果如图4所示.从图中可以看出，当矿浆 人2g矿样和150mL去离子水，在一定转速下 pH值在7.0~9.5范围内变化时，赤铁矿的可浮性 (600rmin)调浆2min;2)依次加入pH调整剂、 较好，其中当矿浆pH值为9.0左右时，赤铁矿的浮 捕收剂，每次加入药剂后调浆3min;3)在Siwek 选回收率最高(87.7%)，因此确定下述浮选试验的 Top浮选柱中充入氮气，充气量为30 mL:min,然 矿浆pH值为9.0. 后将烧杯中的矿浆转移至浮选柱中，浮选5min; 100 4)精矿产品和尾矿产品分别烘干、称重、计算回 收率 80 60 Siwek-Top浮选柱 40 调浆 20 ·一粗粒(-106+45m) 浮选精矿” 转移 0 6 8 10 12 pH值 白<氮气 图4矿浆pH值对赤铁矿浮选的影响（油酸钠.10mgL) 图3 Siwek-Top浮选柱示意图 Fig.4 Effects of slurry pH on hematite flotation (sodium oleate, Fig.3 Schematic of Siwek-Top flotation column 10 mgL) 1.2.2光学显微镜分析 图5为粒度对赤铁矿浮选的影响，从图5(a)中 在烧杯中放入1g试验样品后加入适量去离 可以看出粗粒赤铁矿(-106+45m)的可浮性明 子水，参照浮选的试验步骤依次添加药剂并进行 显好于细粒赤铁矿(-18m),赤铁矿的回收率随 搅拌调浆，静置约5min后用注射器抽取烧杯底部 着油酸钠用量的增加而升高，其中当油酸钠用量 少量矿浆并转移至光学显微镜下进行观察，对比 超过15mgL时，回收率增加的趋势明显降低； 不同条件下赤铁矿颗粒的团聚状态 赤铁矿的回收率随时间变化的关系曲线如图5(b) 1.2.3动电位测试 所示，相应的一级浮选动力学拟合方程见表2，其 首先将待测矿物磨细至5um左右，每次称取 中的k为浮选速率常数，为相关性系数，从表中 100mg置于烧杯中并加入100mL去离子水，按照 可以看出细粒赤铁矿的浮选速率(k=0.44)明显低 试验要求调节矿浆pH值并加人适量药剂，经过磁 于粗粒赤铁矿(k=0.56).上述试验结果表明粗粒 力搅拌器搅拌一定时间后，吸取适量的矿浆悬浮 赤铁矿的可浮性较好，在适宜油酸钠用量的条件 液通过Zeta电位分析仪(Nano ZS-90)进行赤铁矿 下回收率可达到90%以上；而细粒赤铁矿的浮选 动电位的测量 速率、浮选回收率则较低，通过常规浮选难以有效 1.2.4接触角测试 回收，这也与已知的文献资料基本一致2-) 接触角在型号为FTA-200的接触角测定仪上 2.2粗粒对细粒赤铁矿浮选的影响 通过液滴法进行测量，用注射器将去离子水滴在 为能够定量地分析粗粒赤铁矿(-106+45μm) 按照试验要求处理好的赤铁矿切片上，然后通过 对细粒赤铁矿(-18m)浮选的影响，定义粗-细赤1.2    试验方法 1.2.1    浮选试验 单矿物浮选试验在 Siwek-Top 浮选柱中进行， 其结构如图 3 所示. Siwek-Top 浮选柱的柱体与顶 部球体之间通过较细的管道连接，每次只能允许 数个气泡通过，因此只有黏附在气泡上的矿粒才 能进入到精矿中，正是由于上述特殊结构，Siwek￾Top 浮选柱在浮选微细粒矿物时的机械夹带率很 低. 浮选的具体操作步骤如下：1）首先在烧杯中加 入 2 g 矿样和 150 mL 去离子水 ，在一定转速下 （600 r·min−1）调浆 2 min；2）依次加入 pH 调整剂、 捕收剂，每次加入药剂后调浆 3 min；3）在 Siwek￾Top 浮选柱中充入氮气，充气量为 30 mL·min−1，然 后将烧杯中的矿浆转移至浮选柱中，浮选 5 min； 4）精矿产品和尾矿产品分别烘干、称重、计算回 收率. 1.2.2    光学显微镜分析 在烧杯中放入 1 g 试验样品后加入适量去离 子水，参照浮选的试验步骤依次添加药剂并进行 搅拌调浆，静置约 5 min 后用注射器抽取烧杯底部 少量矿浆并转移至光学显微镜下进行观察，对比 不同条件下赤铁矿颗粒的团聚状态. 1.2.3    动电位测试 首先将待测矿物磨细至 5 μm 左右，每次称取 100 mg 置于烧杯中并加入 100 mL 去离子水，按照 试验要求调节矿浆 pH 值并加入适量药剂，经过磁 力搅拌器搅拌一定时间后，吸取适量的矿浆悬浮 液通过 Zeta 电位分析仪（Nano ZS-90）进行赤铁矿 动电位的测量. 1.2.4    接触角测试 接触角在型号为 FTA-200 的接触角测定仪上 通过液滴法进行测量，用注射器将去离子水滴在 按照试验要求处理好的赤铁矿切片上，然后通过 摄像机和图像分析软件等对接触角的大小进行分 析与测量. 2    结果与讨论 2.1    粒度对赤铁矿浮选的影响 矿浆 pH 值与矿粒表面电性及分散/团聚行为 密切相关，同时也是决定浮选回收率的重要因素 之一，因此首先探索了矿浆 pH 值对赤铁矿浮选的 影响，结果如图 4 所示. 从图中可以看出，当矿浆 pH 值在 7.0～9.5 范围内变化时，赤铁矿的可浮性 较好，其中当矿浆 pH 值为 9.0 左右时，赤铁矿的浮 选回收率最高（87.7%），因此确定下述浮选试验的 矿浆 pH 值为 9.0. 图 5 为粒度对赤铁矿浮选的影响，从图 5(a) 中 可以看出粗粒赤铁矿（−106 + 45 μm）的可浮性明 显好于细粒赤铁矿（−18 μm），赤铁矿的回收率随 着油酸钠用量的增加而升高，其中当油酸钠用量 超过 15 mg·L−1 时，回收率增加的趋势明显降低； 赤铁矿的回收率随时间变化的关系曲线如图 5(b) 所示，相应的一级浮选动力学拟合方程见表 2，其 中的 k 为浮选速率常数，R 2 为相关性系数，从表中 可以看出细粒赤铁矿的浮选速率（k = 0.44）明显低 于粗粒赤铁矿（k = 0.56）. 上述试验结果表明粗粒 赤铁矿的可浮性较好，在适宜油酸钠用量的条件 下回收率可达到 90% 以上；而细粒赤铁矿的浮选 速率、浮选回收率则较低，通过常规浮选难以有效 回收，这也与已知的文献资料基本一致[12−13] . 2.2    粗粒对细粒赤铁矿浮选的影响 为能够定量地分析粗粒赤铁矿（−106 + 45 μm） 对细粒赤铁矿（−18 μm）浮选的影响，定义粗−细赤 转移 氮气 浮选精矿 调浆 Siwek-Top浮选柱 图 3    Siwek-Top 浮选柱示意图 Fig.3    Schematic of Siwek-Top flotation column 2 4 6 8 10 12 0 20 40 60 80 100 粗粒 (−106+45 μm) 回收率/% pH值 图 4    矿浆 pH 值对赤铁矿浮选的影响（油酸钠，10 mg·L−1） Fig.4     Effects  of  slurry  pH  on  hematite  flotation  (sodium  oleate, 10 mg·L−1) 李    东等： 赤铁矿的自载体作用及对浮选的影响 · 1399 ·