4种捕收剂对低品位菱镁矿浮选效果的研究

高 禄，龙小柱

（沈阳化工大学，辽宁 沈阳 110142）

中国的菱镁矿资源位居世界前列[1-3]，以辽宁省储量居多，占国内储量的比例高达86.00%[2-3]。高品位菱镁矿的应用非常广泛，涉及化工、建材、炼钢等产业[4-6]。但是，经济的快速发展使需求量剧增，导致开采量逐年上升，出现了优质菱镁矿供应不能满足发展需要的窘况，而低品位菱镁矿由于浮选技术的限制在国际市场上不占优势。因此，中国的低品位菱镁矿满足不了国际市场对菱镁矿的需求[7]。我国现在只能大量产出普通级别的镁砂，所以经济效益低。为了使资源利用率最大化，只有运用矿物加工技术，降低低品位菱镁矿中的杂质含量，提纯并将其转化为优质菱镁矿，这是发展菱镁矿的主要途径之一[8]。由于以往使用的十二胺对人体的危害较大，本研究设计了对十二胺进行改性、制取高于十二胺捕收率的新型捕收剂相关实验。

1.1 实验矿样

矿石中除了主要的菱镁矿，还存在赤铁矿、石英、绿泥石、方解石等成分。

1.2 实验药品

分析纯试剂：硅酸钠、十六烷基三甲基溴化铵（Cetyltrimethylammonium Bromide，CTMAB）、盐酸、氢氧化钠、氯化钠、氨水、乙二胺四乙酸（Ethylene Diamine Tetraacetic Acid，EDTA）、氯化铵、三乙醇胺、氯化镁、钙羧酸、无水乙醇、环氧氯丙烷。选用的化学纯试剂为十二胺，混合物选定其中的松油。

2.1 十二胺为捕收剂的浮选效果

2.1.1 改变抑制剂用量后MgO的品位及回收率变化

将十二胺作为捕收剂，控制剂量为200 g/t，相关的松油用量控制在0.35 mL。固定原矿浆pH，增加硅酸钠的用量，检测十二胺的捕收性能，结果如图1所示。

图1 改变抑制剂用量后MgO的品位及回收率

由图1可知，将抑制剂剂量控制在200 g/t时，效果最好，MgO的品位为42.57%，回收率达到92.07%。由此可见，加入部分抑制剂能提高捕收效果，但抑制剂过多也会降低捕收率[9-10]。

2.1.2 改变十二胺用量后MgO的品位及回收率变化

选择十二胺作为捕收剂，硅酸钠的剂量维持在100 g/t。松油剂量为0.35 mL，原矿浆pH不变，增加十二胺的用量，检测十二胺的捕收性能，实验结果如图2所示。

由图2可以看出，当十二胺的剂量增加到300 g/t时，MgO的回收率达到最高，为88.36%，MgO的品位是42.16%。

图2 改变十二胺用量时MgO的品位及回收率

2.2 CTMAB为捕收剂的浮选效果

2.2.1 改变抑制剂用量后MgO的品位及回收率变化

以500 g/t CTMAB为捕收剂，松油剂量为0.35 mL，原矿浆pH固定，依次增加硅酸钠的剂量，检测CTMAB的捕收性能，实验结果如图3所示。

图3 改变抑制剂用量后MgO的品位及回收率

由图3可知，将抑制剂定量在200 g/t时，效果最好，MgO的品位是43.60%，回收率高达90.56%。

2.2.2 改变CTMAB用量后MgO的品位及回收率变化

将CTMAB作为捕收剂，硅酸钠为200 g/t，松油为0.35 mL。在固定原矿浆pH的前提下，持续更换CTMAB的剂量，检测pH产生变化时CTMAB的捕收性能，结果如图4所示。

由图4可知，当CTMAB用量逐渐增加时，MgO的品位及其回收率先升高后降低，可见在矿浆中添加适量CTMAB会使菱镁矿浮选实验得到较好的结果。当CTMAB的用量为600 g/t时，效果最好，MgO的品位和回收率分别为43.68%、92.33%。由此可知，选择合适的捕收剂用量可以提高捕收效果，但是由于选择性的问题，量过多也会影响捕收效果[11-12]。

图4 改变CTMAB用量后MgO的品位及回收率变化

2.3 实验室自制季铵盐为捕收剂的浮选效果

2.3.1 改变抑制剂用量后MgO的品位及回收率变化

将选定的捕收剂季铵盐加入菱镁矿的反浮选实验，季铵盐的剂量固定为600 g/t，松油剂量为0.35 mL，固定原矿浆pH，改变硅酸钠的投放剂量，检测季铵盐的捕收性能，实验结果如图5所示。

图5 改变抑制剂剂量后MgO品位及回收率的变化

由图5可知，当抑制剂的投放量为100 g/t时，MgO的回收率最高，为94.91%，MgO的品位为43.94%。

2.3.2 改变季铵盐用量后MgO的品位及回收率变化

选择季铵盐作为捕收剂进行菱镁矿的反浮选实验，采用100 g/t的硅酸钠及0.35 mL松油，在原矿浆pH稳定不变的前提下，对季铵盐的投放剂量进行增减操作，检验季铵盐的捕收性能变化，实验结果如图6所示。

由图6可知，将季铵盐的剂量控制在700 g/t，此时MgO的回收率最高，为92.91%，MgO的品位为41.92%。

图6 改变咪唑类季铵盐用量时MgO的品位及回收率变化

2.4 改性十二胺用量对MgO品位及MgO回收率的影响

选择改性十二胺作为实验捕收剂，固定原矿浆的pH，使用250 g/t的硅酸钠和0.35 mL松油，逐步增加改性十二胺的剂量，检测改性十二胺的捕收性能，实验结果如图7所示。

图7 改性十二胺剂量变化时MgO的品位及回收率变化

由图7可知，随着改性十二胺剂量的增加，MgO的品位及回收率产生变化。当改性十二胺剂量为250 g/t时，MgO的回收率最高，为89.06%，MgO的品位达到49.25%。

（1）选择十二胺作为实验捕收剂，控制十二胺的剂量为200 g/t，确定抑制剂剂量为200 g/t，此时MgO的品位为42.57%，回收率是92.07%。

（2）当CTMAB作为捕收剂时，保持CTMAB用量为500 g/t、抑制剂剂量为200 g/t，此时MgO的品位为43.60%，回收率是90.56%。

（3）使用自制的季铵盐作为实验捕收剂，控制咪唑类季铵盐的剂量为600 g/t，当抑制剂剂量为100 g/t时，MgO的品位为43.94%，回收率是94.91%。

（4）选择改性十二胺作为实验捕收剂，控制抑制剂的剂量为250 g/t，当改性十二胺的剂量为250 g/t时，MgO的品位为49.25%，回收率达到89.06%。

（5）调整矿浆的pH后，以上4种捕收剂在pH=10的条件下，实验得到最好的结果，但是MgO的品位和回收率仍没有太大提升。在4种捕收剂中，浮选效果最好的是咪唑类季铵盐，MgO的品位为43.94%，回收率达到94.91%。