·1400 工程科学学报.第41卷，第11期 100 100 (a) (b) 80 80 -粗粒(-106+45um) 0一细粒(-18m) ■粗粒(-106+45m) 60 60 口细粒(-18μm) 40 20 0 0 10152025 30 3 油酸钠用量/(mgL-) 时间min 困5粒度对赤铁矿浮选的影响.()回收率随油酸钠用量变化的关系曲线(pH9.0):(b)回收率随浮选时间变化的关系曲线(pH9.0:油酸钠用量. 15 mg-L-) Fig.5 Influence of particle size on hematite flotation:(a)the recovery as a function of sodium oleate concentration(pH 9.0),(b)the recovery as a function of flotation time (pH 9.0;sodium oleate,15 mg-L) 表2赤铁矿浮选动力学的拟合方程 选柱浮选的机械夹带率很低，因此细粒赤铁矿通 Table 2 Fitted equation of hematite flotation kinetics 过机械夹带作用对浮选回收率的影响可基本忽 一级浮选动力学 略.从图中可以看出，当粗-细赤铁矿中粗粒的质 矿样 浮选速率常数，相关性系数， 拟合方程 /min R 量分数从0增加至0.5的过程中，实际浮选回收率年 粗粒赤铁矿 y=99.351-e0.5) 0.56 0.994 从48.42%逐渐升高至80%左右，此时年大于T, 细粒赤铁矿 y=54.63(1-e-0.4) 0.44 0.998 并且矿浆调浆过程中的搅拌速度对浮选回收率也 有一定的影响，在较高的搅拌速度下(600rmin) 铁矿的理论浮选回收率（εT)如下： 年更高；而当粗粒赤铁刊矿的质量分数在0.5~0.9范 8T=y1E1+Y282 (1) 围内变化时，随着粗粒含量的增加年反而下降，此 式中，61表示细粒赤铁矿的浮选回收率，62表示粗 时6年小于，并且在高搅拌速度下(600rmin) 粒赤铁矿的浮选回收率，1和2则分别表示粗-细 年降低地更明显 赤铁矿中细粒和粗粒的质量分数，其中1+2=1. 一方面，粗粒矿物的浮选回收率和浮选速率 粗-细赤铁矿中粗粒的质量分数对总浮选回 都要比微细粒矿物高，因此在细粒赤铁矿中加人粗 收率的影响如图6所示，图中的虚线是根据式(1) 粒赤铁矿时，总浮选回收率会升高，如图6中粗粒 计算得到的理论浮选回收率，由于Siwek-Top浮 的质量分数在0.25~0.5范围内变化时，实际浮选 100 回收率年大于理论回收率T,此时可认为粗粒的 ◆低搅拌速度，400 rmin- “自载体作用”对细粒赤铁矿的浮选起到了强化作 o-正常搅拌速度，600rmin-1 90 …理论回收率 用.另一方面，微细粒矿物与粗粒矿物相比则会消 80 耗更多的药剂，因此细粒赤铁矿的存在也会降低 粗粒的浮选回收率，如图6中粗粒的质量分数在 70 0.75~0.9范围内变化时，实际浮选回收率年小于 理论回收率红，根据上述现象，推测粗粒和细粒赤 铁矿间的团聚行为与粗粒和细粒间的质量分数有 心 关，当粗-细赤铁矿中的粗粒部分和细粒部分的质 量近似相等时，粗-细颗粒间能发生明显的团聚现 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 粗-细赤铁矿中粗粒赤铁矿的质量分数 象，粗粒的“自载体”效果最明显，浮选回收率也提 高的最多；当粗-细赤铁矿中粗粒过量时，粗-细颗 图6粗-细赤铁矿中粗粒的含量对浮选的影响(H9.0:油酸钠 15 mg-L) 粒间的团聚现象减弱，粗粒对浮选的强化作用消失 Fig.6 Effect of coarse particle mass fraction on the final recovery of 2.3光学显微镜分析 fine-coarse hematite mixtures (pH 9.0,sodium oleate,15 mgL) 赤铁矿属于深颜色的氧化矿，因此其分散/团铁矿的理论浮选回收率（εT）如下： εT = γ1ε1 +γ2ε2 （1） 式中，ε1 表示细粒赤铁矿的浮选回收率，ε2 表示粗 粒赤铁矿的浮选回收率，γ1 和 γ2 则分别表示粗−细 赤铁矿中细粒和粗粒的质量分数，其中 γ1 + γ2 = 1. 粗−细赤铁矿中粗粒的质量分数对总浮选回 收率的影响如图 6 所示，图中的虚线是根据式（1） 计算得到的理论浮选回收率 εT，由于 Siwek-Top 浮 选柱浮选的机械夹带率很低，因此细粒赤铁矿通 过机械夹带作用对浮选回收率的影响可基本忽 略. 从图中可以看出，当粗−细赤铁矿中粗粒的质 量分数从 0 增加至 0.5 的过程中，实际浮选回收率 εF 从 48.42% 逐渐升高至 80% 左右，此时 εF 大于 εT， 并且矿浆调浆过程中的搅拌速度对浮选回收率也 有一定的影响，在较高的搅拌速度下（600 r·min−1） εF 更高；而当粗粒赤铁矿的质量分数在 0.5～0.9 范 围内变化时，随着粗粒含量的增加 εF 反而下降，此 时 εF 小于 εT，并且在高搅拌速度下（ 600 r·min−1） εF 降低地更明显. 一方面，粗粒矿物的浮选回收率和浮选速率 都要比微细粒矿物高，因此在细粒赤铁矿中加入粗 粒赤铁矿时，总浮选回收率会升高，如图 6 中粗粒 的质量分数在 0.25～0.5 范围内变化时，实际浮选 回收率 εF 大于理论回收率 εT，此时可认为粗粒的 “自载体作用”对细粒赤铁矿的浮选起到了强化作 用. 另一方面，微细粒矿物与粗粒矿物相比则会消 耗更多的药剂，因此细粒赤铁矿的存在也会降低 粗粒的浮选回收率，如图 6 中粗粒的质量分数在 0.75～0.9 范围内变化时，实际浮选回收率 εF 小于 理论回收率 εT. 根据上述现象，推测粗粒和细粒赤 铁矿间的团聚行为与粗粒和细粒间的质量分数有 关，当粗−细赤铁矿中的粗粒部分和细粒部分的质 量近似相等时，粗−细颗粒间能发生明显的团聚现 象，粗粒的“自载体”效果最明显，浮选回收率也提 高的最多；当粗−细赤铁矿中粗粒过量时，粗−细颗 粒间的团聚现象减弱，粗粒对浮选的强化作用消失. 2.3    光学显微镜分析 赤铁矿属于深颜色的氧化矿，因此其分散/团 表 2    赤铁矿浮选动力学的拟合方程 Table 2    Fitted equation of hematite flotation kinetics 矿样 一级浮选动力学 拟合方程 浮选速率常数， k/min−1 相关性系数， R 2 粗粒赤铁矿 y = 99.35( 1−e −0.56t ) 0.56 0.994 细粒赤铁矿 y = 54.63( 1−e −0.44t ) 0.44 0.998 5 10 15 20 25 30 0 20 40 60 80 100 (a) 回收率/% 回收率/% 油酸钠用量/(mg⋅L −1) 粗粒 (−106+45 μm) 细粒 (−18 μm) 粗粒 (−106+45 μm) 细粒 (−18 μm) 0 20 40 60 80 100 (b) 时间/min 0 1 2 3 4 5 图 5    粒度对赤铁矿浮选的影响. （a）回收率随油酸钠用量变化的关系曲线（pH 9.0）；（b）回收率随浮选时间变化的关系曲线（pH 9.0；油酸钠用量， 15 mg·L−1） Fig.5     Influence  of  particle  size  on  hematite  flotation:  (a)  the  recovery  as  a  function  of  sodium  oleate  concentration  (pH  9.0);  (b)  the  recovery  as  a function of flotation time (pH 9.0; sodium oleate, 15 mg·L−1) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 40 50 60 70 80 90 100 回收率/% 理论回收率 低搅拌速度，400 r·min−1 正常搅拌速度，600 r·min−1 粗−细赤铁矿中粗粒赤铁矿的质量分数 图 6    粗−细赤铁矿中粗粒的含量对浮选的影响 (pH 9.0；油酸钠， 15 mg·L−1) Fig.6     Effect  of  coarse  particle  mass  fraction  on  the  final  recovery  of fine-coarse hematite mixtures (pH 9.0; sodium oleate, 15 mg·L−1) · 1400 · 工程科学学报，第 41 卷，第 11 期