菱錳礦、石英及方解石的浮選行為研究

王 珊 田 鵬

(中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院)

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菱錳礦、石英及方解石的浮選行為研究

王 珊 田 鵬

(中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院)

針對采用陽離子捕收劑反浮選細粒菱錳礦存在的氣泡量大、選擇性差等問題，為加強細粒菱錳礦的回收，以菱錳礦、石英及方解石的單礦物為對象，探究純礦物的反浮選行為。結果表明：十八胺反浮選菱錳礦較為合適，糊精和淀粉對菱錳礦和方解石均具有抑制作用，并在礦漿pH=9時抑制作用最強。以糊精為抑制劑，對菱錳礦、石英和方解石質量比10∶7∶3的人工配礦進行反浮選，錳回收率高達94.53%；以碳酸鈉為pH調整劑、糊精為抑制劑、十八胺為捕收劑，對廣西大新某難選錳礦石采用反浮選進一步提高強磁選精礦質量，獲得了品位21.22%、回收率77.64%的錳精礦。研究結果可為菱錳礦實際礦石的選別提供理論指導。

菱錳礦 石英 方解石 反浮選 十八胺 糊精

自然界中錳主要以軟錳礦、硬錳礦、偏錳酸礦、水錳礦、褐錳礦黑錳礦和菱錳礦的形式被利用，其中菱錳礦是錳礦中可浮性較好的一種礦物，其次是軟錳礦和硬錳礦[1-3]。從細粒礦物中回收錳，浮選工藝具有明顯優勢。菱錳礦的浮選方法主要分為兩種：一是用脂肪酸類捕收劑正浮選錳礦物；二是抑制錳礦物，采用陽離子捕收劑反浮選脈石礦物[4]。由于陽離子捕收劑存在氣泡量大、消泡難、選擇性差、受礦泥影響大等缺點，因此菱錳礦反浮選基本處于試驗階段，目前國內外仍采用陰離子正浮選回收[5-6]。

論文以菱錳礦、石英及方解石為對象，采用胺類捕收劑(陽離子捕收劑)，糊精、淀粉、六偏磷酸鈉、水玻璃作抑制劑進行單礦物及人工混合礦的反浮選試驗，旨在為菱錳礦與石英及方解石的反浮選分離提供參考。

1 純礦物試樣

菱錳礦、石英及方解石經過手選挑純后進行破碎，經超聲波清洗、干燥后采用三頭研磨機磨碎，待用同時取少量試樣進行單礦物XRD分析，分析結果分別見圖1～圖3。

由圖1～圖3可知，菱錳礦試樣含錳45.45%，純度達88.81%，石英及方解石的純度均在95%以上，可以作為純礦物試驗的試樣。

圖1 菱錳礦純礦物X衍射分析圖譜

圖2 石英純礦物X衍射分析圖譜

圖3 方解石純礦物X衍射分析圖譜

2 試驗方法

純礦物浮選試驗在掛槽浮選機(容積40 mL)上進行，每組試驗單礦物用量3 g，加入40 mL去離子水，調漿2 min后，順序加入抑制劑0.009 g/L、捕收劑0.027 g/L，攪拌，調節礦漿pH(誤差在0.1以內)，攪拌3min后充氣，刮泡4 min。浮選試驗在常溫下進行，結束后將精礦、尾礦進行抽濾，烘干并稱重，計算回收率。

3 試驗結果與討論

3.1 捕收劑種類試驗

在自然pH下(pH=8)，選擇十二胺、十四胺、十六胺、十八胺和混合胺5種常見的胺類捕收劑進行反浮選試驗，考察精礦指標，結果見圖4。

圖4 胺類捕收劑對菱錳礦回收率的影響

圖4表明，不同胺類捕收劑反浮選中，十八胺對菱錳礦的捕收能力較弱，精礦中錳的回收率僅5.02%，因此選擇十八胺為菱錳礦的反浮選捕收劑。

3.2 抑制劑種類試驗

常見的菱錳礦反浮選抑制劑有淀粉、糊精、六偏磷酸鈉、水玻璃等[7]。在自然pH條件下，以十八胺為捕收劑，使用糊精、淀粉、六偏磷酸鈉、水玻璃4種常見抑制劑分別對菱錳礦、石英、方解石進行單礦物反浮選試驗，均采用一次粗選流程，考察精礦指標，結果見圖5。

圖5 不同抑制劑對菱錳礦、石英、方解石單礦物反浮選的影響

由圖5可以看出，4種抑制劑中，淀粉對菱錳礦具有強烈的抑制作用，而對石英抑制作用較弱，糊精的抑制效果次之。因此，選擇淀粉或糊精作為反浮選菱錳礦的抑制劑較為合適。

3.3 pH值對抑制劑作用效果的影響

以淀粉或糊精作為菱錳礦反浮選抑制劑，考察pH變化對菱錳礦、石英及方解石反浮選精礦回收率的影響規律，結果見圖6～圖8。

圖6 不同抑制劑下pH變化對菱錳礦回收率的影響

圖7 不同抑制劑下pH變化對石英回收率的影響

圖8 不同抑制劑下pH變化對方解石回收率的影響

從圖6可以看出，無抑制劑時，pH= 5～11，十八胺對菱錳礦的捕收能力隨pH的逐漸增大而增大，但變化較小；淀粉對菱錳礦的抑制作用隨pH的增大呈先減弱后增強的趨勢；糊精在pH=5～9時，抑制作用逐漸減弱，在pH=9～11時逐漸增強，在pH=9時的抑制作用最弱。

從圖7可以看出，無抑制劑時，石英回收率隨pH的增大而增大，糊精對石英有一定的活化作用，且活化作用基本不受礦漿pH的影響。淀粉的抑制作用在pH=5～7和pH=9～11時逐漸減弱，在pH=7～9時抑制作用增強。

從圖8可以看出，無抑制劑時，方解石回收率隨pH的增大而減小，但變化不大；淀粉和糊精對方解石的抑制作用在pH=7～9時較強。

3.4 人工配礦試驗

試驗以菱錳礦∶石英∶方解石質量比10∶7∶3的人工配礦為對象，控制礦漿pH=9，在不同抑制劑作用條件下進行反浮選試驗，結果見表1。

表1 抑制劑對人工配礦反浮選指標的影響

由表1可以看出，對菱錳礦抑制效果較好的是糊精，尾礦回收率達94.53%，其次是淀粉，尾礦回收率92.88%。

4 實際礦物試驗

廣西大新某難選菱錳礦石，錳礦物主要是菱錳礦、錳方解石，脈石礦物主要是石英、綠泥石及方解石，錳品位14.62%。采用強磁選回收錳，錳精礦品位19.18%、回收率84.92%。為進一步提高選別指標，以碳酸鈉為pH調整劑、糊精為抑制劑、十八胺為捕收劑對強磁選精礦進行反浮選，最終獲得了錳品位21.22%、回收率77.64%的錳精礦。

5 結 論

在以十八胺為捕收劑的反浮選體系中，淀粉和糊精對菱錳礦有較強的抑制作用，而六偏磷酸鈉對石英有抑制作用，對菱錳礦和方解石具有一定的活化作用；淀粉和糊精對菱錳礦和方解石均具有抑制作用，但糊精的抑制作用稍強于淀粉，也說明了菱錳礦和方解石具有相似的礦物表面性質，在浮選中難以分離。

廣西大新某難選菱錳礦以碳酸鈉為pH調整劑、糊精為抑制劑、十八胺為捕收劑，采用強磁選—反浮選工藝回收錳，最終獲得了錳精礦品位21.22%、回收率77.64%的良好指標。強磁選對細粒碳酸錳礦的選別具有較大局限性，查明菱錳礦、石英和方解石的浮選行為，對提高菱錳礦的資源利用效率、獲得高品質的錳精礦具有重要意義。

[1] 潘其經，周永生.我國錳礦選礦的回顧與展望[J].中國錳業，2000，18(4):1-10.

[2] 汪鏡亮.錳礦產資源及其加工和應用[J].礦產保護與利用，1993(3):39-46.

[3] 胡為柏．浮選[M]．北京：冶金工業出版社，1983．

[4] 王 資．浮選選礦技術[M]．北京：冶金工業出版社，2006．

[5] 余新陽，鐘 宏，劉廣義.陽離子反浮選脫硅捕收劑研究現狀[J].輕金屬，2008(6):6-10.

[6] 任建偉，王毓華.鐵礦反浮選脫硅的試驗分析[J].中國礦業，2004，13(4):70.

[7] 毛鉅凡，張 勇.水玻璃等調整劑在菱錳礦浮選中的作用研究[J].中國錳業，1988(2):18-23.

2016-08-24)

王 珊(1988—)，女，助理工程師，650051 云南省昆明市盤龍區東風東路東風巷1號。