絮凝工艺在选矿中的应用

【摘 要】我国在絮凝工艺方面的研究也在快速发展着。絮凝工艺在选矿工程中的应用十分广泛，并且随着我国在选矿工程方面不断发展，其必将会获得巨大的发展。笔者结合自己多年来的研究和实际工作经验，对于絮凝工艺在选矿工程中的应用进行分析研究。

【关键字】絮凝工艺，选矿，应用分析

中图分类号： O741+.2文献标识码：A 文章编号：

一．前言

絮凝工艺因其具有其独特的优点，因此在选矿工程中的应用也就越来越广泛。其不仅仅可以促进选矿工程的发展，同时也可以我国经济的发展。因此，有必要加强对选矿工艺在选矿中的应用研究。

二．影响选择性絮凝效果的因素

随着矿物原料的需求在增加，可利用的高品位矿石在减少，并且矿石中有用矿物的粒度变细，因此必须开发独特的技术以满足从细粒浸染矿石中回收有用矿物的需要。当今，因为没有适宜的技术用来经济地处理这些物料，致使大量的有用矿物随着细的和微细的矿泥被丢弃。细物料或者由于矿物学和表面成分的变化，或者甚至由于其粒度细小直接影响颗粒与气泡之间的碰撞和吸附率，不能很好地适应象浮选之类的工艺

1.絮凝剂对选择性絮凝效果的影响

为使矿粒群处于悬浮分散状态,采用具有一定强度的机械搅拌,以赋予矿粒一定的运动动能是实践中常见的一种措施。然而,要使矿浆中的细粒矿泥处于充分的有效悬浮状态而不发生聚结现象,实践表明,加入一定量的分散剂乃是行之有效的基本措施。由于细粒赤铁矿充分分散后,难以沉降,这时就需要加入选择性絮凝剂对赤铁矿实现絮凝,同时最大程度保持其它组分充分分散。选择性絮凝剂与普通絮凝剂不同的是,不仅要有絮凝性,同时必须要有选择性,否则是不能从稳定的悬浮液中分选某一矿物的,絮凝剂的选择性是选择性絮凝的关键。长沙矿冶研究院在对湖南某微细粒赤铁矿进行的pH调整剂NaOH与腐植酸铵、NaOH与分散剂水玻璃、NaOH与分散剂六偏磷酸钠、NaOH与水玻璃及DTY的组合试验研究中发现, DTY能有效地对赤铁矿实现选择性絮凝。固定NaOH和水玻璃用量,DTY选择性絮凝剂用量试验结果见图1。

从图1可见,增加DTY的用量,有利于矿泥铁含量降低、铁回收率提高。当DTY用量36 g/t时,矿泥产率32. 79%,矿泥铁含量12. 55%,沉砂铁品位33. 97%,矿泥铁损失率15. 27%,选择性絮凝效果相当明显。但也要注意到絮凝剂用量过量时,则会出现絮团增加,致使选择性絮凝过程中的包裹和夹带加重,絮凝的选择性变差,不利于矿泥的脱除。

2.磁种对选择性絮凝效果的影响

在选择性絮凝分选过程中加入磁种,通过某种物理或物理化学过程使磁种选择性粘附到目的矿物上形成磁覆盖,同时通过添加高分子选择性絮凝剂,使目的矿物借助于磁絮凝与化学絮凝的协同作用,从而达到优化提高选择性絮凝分选效果的目的。有关研究表明,磁种团聚—高分子絮凝联合作用处理赤铁矿,选择性好,回收率高,且获得的絮团比单一磁种团聚和仅用高分子絮凝所得的絮团更为密实,为后序作业絮凝体与分散相之间相互分离提供了有利条件。

长沙矿冶研究院在湖南某微细粒铁矿选择性絮凝试验研究中发现,磁种比例的增加有利于选择性絮凝中矿泥铁含量的降低及沉砂铁回收率的提高,但不利于沉砂铁品位的提高。这主要是随着磁种比例的增加,磁絮凝能力也随之递增,致使磁夹杂加重。因此,磁种添加比例应通过试验综合考虑铁回收率与铁精矿品位来确定。

3.矿浆温度、浓度及外界磁场对选择性絮凝效果的影响

长沙矿冶研究院徐建本对祁东铁矿的选择性絮凝选矿试验,曾得出矿浆温度对絮凝脱泥的沉降时间影响较大,要保持相同脱泥效果,需根据矿浆温度调整沉降时间。例如, 25℃时沉降时间为4min, 10℃时则需6 min,才能保持相同的脱泥效果。矿浆浓度以30%较合适,过高过低将降低絮凝脱泥效果。脱泥前采用外界磁场能有效改善絮凝脱泥过程,不仅能使沉降时间由6 min缩短至2 min,而且在脱除矿泥产率相近时,能使矿泥铁品位由12%降低至10. 5%。

4.沉降时间对选择性絮凝效果的影响

添加分散剂后,呈悬浮状态的矿浆,在没有加入絮凝剂前,如果矿浆各组分粒级均匀,并且悬浮力与重力相平衡,则理论上是不会形成沉降的。这就需要通过添加高分子选择性絮凝剂使目的矿物形成絮团并打破这种力间的平衡,从而使目的矿物形成沉降。这时,目的矿物的沉降时间会对选择性絮凝效果产生重要的影响。长沙矿冶研究院在祁东铁矿某矿段赤铁矿选择性絮凝试验研究中发现,延长矿浆的沉降时间有利于降低矿泥的铁含量,但不利于矿泥量的脱除,即不利于提高脱泥沉砂铁品位。因此,沉降时间的确定,需要从铁回收率与脱泥沉砂铁品位来综合考虑。

三．试验

1.矿样

矿样几乎全部由细粒和微细粒物料组成(粒度从十65网目到-200网目)。颜色有钢灰色及至带粉红色的褐色。矿样的物理和化学性质示于表la, 1b和lc 。

2.原料

试验使用为下原料：1.人工纯赤铁矿(含Fez03 85. 5片)；2.粒度为一200网目的铁矿粉；3.工业用淀粉；4.硅酸钠、盐酸和氢氧化钠用作调整剂。

3.矿样的标准

矿样通过表面积和粒度测定使其标准化。结果示于表2a和2b。

四．试验程序

首先对人工纯赤铁矿进行絮凝试验，然后对纯赤铁矿与石英的人工混合样进行试验，最后用相似的条件对铁矿粉进行试验。所有试验在一个直径为2. 5cm、高为22. 8cm的圆柱形容器中进行，容器中矿浆浓度为500，取样口高距容器底3. 5cm。精确计量的矿粉在矿浆中分散一分钟。然后将苛性化和匀化的淀粉加入并混合1分钟，使絮凝体沉降时间达到3分钟。打开取样口集取絮凝颗粒，并将其进行干燥、称量和化学分析。结果和讨论：

从表3明显看出，对人工纯赤铁矿及最高的絮凝效果，从表4看出，对纯赤铁矿和石英的混合样，取得最高品位和回收率的淀粉最佳用量为0.6kg/t。取得标准之后，用淀粉对铁矿粉进行了絮凝试验。

从表5可得出结论，对铁矿粉，淀粉的最佳用量为0. 75kg/t。表6示出，使用分散剂硅酸钠，对铁的品位及回收率略有改善。回收率和品位的提高是由于分散剂硅酸钠的作用，分散剂分散了脉石矿物，使铁的回收率和品位得到提高。从这些表中明显看出，絮凝效果的趋势无显著变化。

五．结论

对铁矿泥进行的选矿研究揭示，利用絮凝工艺可将损失的大量有用铁分回收为品位较高的精矿。在最佳条件下，对铁品位为8%的铁矿泥进行选别，得到了铁品位为58. 20%、铁回收率为70%左右的产品.可得出如下结论:如果运用适当的方法，絮凝工艺有极大的潜力，能以有限的投资回收随着矿泥和微细泥损失的大量有用铁分，因此，可增加钢铁厂的生产能力，并减轻污染问题。

六．选择性絮凝的发展方向

随着我国细粒、微细粒铁矿研究开发工作的不断深入,选择性絮凝工艺及理论都得到了广泛的应用和发展。在实践应用中,选择性絮凝工艺也暴露出了一些问题,需要选矿科技工作者们去开展更深层次的技术研究,以推动该工艺在工业实践应用中日臻完善。下一步应着重从以下几个方面进行更深层次的研究。

(1)研发更高选择性的絮凝剂,以降低选择性絮凝过程中的包裹和磁夹带。

(2)研制磁(脉冲)-重复合力场高效脱泥装置,以解决矿泥的脱除量和铁含量不能统一的难题。

(3)解决脱泥产出的高分散悬浮矿浆沉降澄清、回水循环利用、环境保护等方面的问题。

七．结束语

综上所述，我们应该不断加强对絮凝工艺的研究，促进絮凝工艺在选矿中的应用。

参考文献：

[1]许时.矿石可选性研究[M].北京.冶金工业出版社, 1987.

[2]王旭艳·矿石分选新技术新工艺与选矿过程控制检测标准及工艺设备选择计算实用手册[M]·西安:中国知识出版社,2005.