基于柴油微乳液的铝电解阳极炭渣浮选分离优化.pdf

Series No.566August 2023 金 属 矿 山METAL MINE 总 第566 期2023 年第 8 期收稿日期 2023-06-26基金项目 陕西省重点研发计划项目(编号:2023-YBGY-055);教育部产学合作协同育人项目(编号:220506429255344)。作者简介 张宁宁(1990),男,副教授,博士,硕士研究生导师。通信作者 李 振(1983),男,教授,博士,博士研究生导师。基于柴油微乳液的铝电解阳极炭渣浮选分离优化张宁宁1,2 武美圻1 李朋玉1 石忠钰1 韩 瑞1 朱张磊1 李 振1,2(1.西安科技大学化学与化工学院,陕西 西安 710054;2.自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西 西安 710021)摘 要铝电解阳极炭渣富含炭和电解质,两者的浮选分离中存在烃类油捕收剂分散性差、耗量大等问题。以云南某电解铝厂的阳极炭渣为研究对象,分别以普通柴油和由 Span 80 与 CTAB 改性制得的微乳柴油为捕收剂进行浮选效果对比,并通过单因素试验和响应面试验对微乳捕收剂的浮选过程参数进行优化。结果表明,铝电解阳极炭渣样品磨矿时间为 20 min 时浮选效果较好;柴油微乳捕收剂平均粒径 62.22 nm,在水中较柴油具有更好的分散性;单因素浮选得出微乳捕收剂用量 400 g/t、矿浆浓度 15%、搅拌转速 1 800 r/min、充气量 0.15 m3/h 时,碳回收率为75.28%、浮选完善指标为 66.80%;响应面优化分析得出当捕收剂用量 252.47 g/t、矿浆浓度 27.94%、搅拌转速 2 200 r/min、充气量 0.19 m3/h 时所得碳回收率与 1 200 g/t 常规柴油浮选时相当,捕收剂节约率达 78.96%、柴油节约率达94.15%。关键词 铝电解阳极炭渣 浮选 柴油微乳液 捕收剂 响应面优化 中图分类号TD923 文献标志码A 文章编号1001-1250(2023)-08-137-09DOI 10.19614/ki.jsks.202308017Flotation Separation Optimization of Aluminum Electrolytic Anode Carbon Slag Based on Diesel MicroemulsionZHANG Ningning1,2 WU Meiqi1 LI Pengyu1 SHI Zhongyu1 HAN Rui1 ZHU Zhanglei1 LI Zhen1,2(1.College of Chemistry and Chemical Engineering,Xian University of Science and Technology,Xian 710054,China;2.Key Laboratory of Coal Resources Exploration and Comprehensive Utilization,Ministry of Natural Resources of China,Xian 710021,China)Abstract Aluminum electrolysis anode carbon slag is rich in carbon and electrolyte,and there are problems such as poor dispersion and high consumption of hydrocarbon oil collector in the flotation separation of the two.In this paper,Span 80 and CTAB were used for microemulsification of diesel,and aluminum electrolysis anode carbon slag taken from an electrolytic alu-minum plant in Yunnan Province was used as the object,and the flotation effect was compared with conventional diesel and mi-croemulsion diesel as the collector,respectively,through grinding-flotation experiments.Single-factor and response surface ex-periments were carried out to optimize the flotation process parameters of the microemulsion collector.The results showed that the flotation effect of aluminum electrolytic anode carbon slag sample was good when the grinding time was 20 min;the average particle size of diesel microemulsion collector was 62.22 nm,which had better dispersion in water than diesel.Single-factor flo-tation showed that the carbon recovery was 75.28%and the flotation refinement index was 66.80%when the microemulsion collector dosage was 400 g/t,the slurry concentration was 15%,the stirring speed was 1 800 r/min,and the aeration rate was 0.15 m3/h.The response surface optimization analysis showed that the carbon recovery obtained at a collector dosage of 252.47 g/t,slurry concentration of 27.94%,stirring speed of 2 200 r/min and aeration rate of 0.19 m3/h was comparable to that of 1 200 g/t conventional diesel flotation,with a 78.96%savings in collector and 94.15%savings in diesel.Keywords aluminum electrolytic anode carbon slag,flotation,diesel microemulsion,collector,response surface optimiza-tion 我国是世界铝工业生产大国,2022 年我国原铝产量达到 4 021 万 t1。当今工业炼铝采用 Hall-Heroult 电解法(冰晶石-氧化铝熔盐法),在此过程中因电解槽阴极内衬和阳极碳素材料长期被高温熔体侵蚀而会产生大量阴极大修渣和阳极炭渣。每生产1 t 电解铝大约产生 4070 kg 的电极废渣,由此计算731我国每年产生的铝电解电极废渣高达 150 万 t 以上2。阳极炭渣主要由炭以及冰晶石等电解质组成3,而炭和电解质都是铝电解工业所需的宝贵原料。因此,铝电解阳极炭渣是一种可综合回收利用的有价二次资源4-5。当前对铝电解阳极炭渣的处理方式主要为填埋、焚烧、海洋丢弃等6,这不仅对生态环境造成极大危害,同时也是对资源的巨大浪费7。铝电解阳极炭渣的资源化回收,主要是对炭质材料和电解质进行回收,而对两者进行回收利用的前提是对两者进行分离富集8。国内外对铝电解阳极炭渣组分进行分离处理的途径较多,其中浮选法因处理量大、工艺简单、绿色环保而成为最普遍的一种方法9。当前对于铝电解阳极炭渣浮选分离工艺优化的研究有一些报道。LI等10通过 1 粗 2 精 2 扫的浮选流程优化,使炭渣浮选的精矿碳含量由 23.30%提高至 75.60%。袁杰等11对铝电解废渣的浮选药剂制度进行优化,利用水玻璃作抑制剂、煤油作捕收剂、松醇油作起泡剂得到碳含量为 80.67%的浮选精矿。翟秀静等12则使用十二烷基硫酸钠来代替传统烃类油作为铝电解废渣浮选的捕收剂。李楠等13发现两种烃类油(汽油和煤油)复配作为捕收剂的浮选效果要优于单种烃类油捕收剂。综合来看,目前对铝电解阳极炭渣浮选的方案优化主要集中在改良浮选流程、使用联合调整剂、探究其他捕收剂以及复配捕收剂等,各优化方案均取得了较好的阳极炭渣分选指标,但均存在浮选捕收剂用量大、流程复杂等问题。微乳液是由水、油、表面活性剂以及助表面活性剂组成的能自发形成的热力学稳定体系14,其作为一种高效捕收剂在煤泥浮选尤其是低阶煤浮选中显示出较大优势15。微乳捕收剂在理论上可以解决铝电解阳极炭渣浮选中烃类油捕收剂分散性差、消耗量大的问题,但其在阳极炭渣浮选中的实际效果并未见报道。为了发展铝电解阳极炭渣高效浮选新技术,以失水山梨醇单油酸酯(Span 80)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配出的表面活性剂对柴油进行微乳化,考察柴油微乳捕收剂对铝电解阳极炭渣浮选效果的影响,并基于柴油微乳液对浮选参数进行优化,实现铝电解阳极炭渣中炭和电解质的高效分离富集。1 试验材料及方法1.1 试样及试剂试验样品取自云南某电解铝厂电解槽中产生的阳极炭渣,经破碎后制备出-1.0 mm 的样品。通过工业分析、XRF 分析、XRD 分析,得到铝电解阳极炭渣样品的工业分析数据(表 1)及化学组成分析结果(表 2)。铝 电 解 阳 极 炭 渣 固 定 碳 含 量 较 高,为27.94%;灰分中的主要成分为含氟的电解质(包括Na3AlF6、NaF、CaF2、KF 和 MgF2等),试样中冰晶石(Na3AlF6)含量高达 61.18%。因此,试样具有很高的炭-电解质分离回收价值。表 1 铝电解阳极炭渣的工业分析结果Table 1 Proximate analysis results of aluminum electrolytic anode carbon slag%成分MadAadVadFCad含量0.1270.221.7227.94表 2 铝电解阳极炭渣的化学组成分析结果Table 2 Chemical composition analysis results of aluminum electrolytic anode carbon slag%成分Na3AlF6CaF2SO3KFAl2O3MgF2C其他含量61.183.781.921.511.270.5429.090.60 试验所用试剂包括 0#柴油,纯度为 98.0%的 AR级仲辛醇,纯度为 98.0%的 AR 级失水山梨醇单油酸酯(Span 80),纯度为 99.0%的 AR 级十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),以及纯度为 99.5%的 AR 级正丁醇。1.2 微乳液的制备方法采用 Shah 滴定法16制备柴油微乳液,通过前期探索试验确定的制备条件为:油相 Oil 选用柴油;主表面活性剂由 Span 80 与 CTAB 复配而成,其 HLB 值(Hydrophile-Lipophile Balance Number,即亲水疏平衡值17)选定为 8;助表面活性剂18选用正丁醇;主表面活性剂与助表面活性剂复配成 SAS 所用的 Km值(主表面活性剂与助表面活性剂的质量比)选定为1.7;水相 Water 即为去离子水;柴油微乳液中 Oil、SAS、Water 的质量比为 27.827.844.4。1.3 微乳液的性能检测方法采用英国马尔文 Mastersizer 2000 纳米激光粒度分析仪在室温 25 下对制备的微乳捕收剂进行粒度分析,测试稳定时间为 120 s,测量 3 次并记录各溶液平均粒径、粒径分布和浓度等信息后取平均值。采用美国贝克曼库尔特 LS13320 激光粒度分析仪对柴油捕收剂以及微乳捕收剂在水中的分散性能进行测试,测试中以去离子水为介质,将待检测捕收剂滴入其中,仪器自动混匀后测量 3 次并取平均值。1.4 浮选试验方法根据 GB 4757-84选煤实验室单元浮选试验方法进行铝电解阳极炭渣浮选试验。采用容积为0.75 L 的单槽浮选机,每次试验前设置浮选机参数至所需值,将称量好的样品加水润湿搅拌 2 min 后加入捕收剂,继续搅拌 2 min 后加入仲辛醇,仲辛醇作用 1 min 后即打开充气阀充气并开始刮泡,刮泡时长831总第 566 期 金 属 矿 山 2023 年第 8 期3 min。将所得精矿和尾矿抽滤、烘干、称重、烧灰,计算碳回收率 Ec以及浮选完善指标 c,计算公式分别如式(1)和式(2)所示。Ec=MC(100-AC)MF(100-AF)100%,(1)c=MC(AF-AC)MFAF(100-AF)100%,(2)式中,MC、MF、AC和 AF分别表示精矿质量、入料原样质量、精矿灰分和入料原样灰分。2 试验结果与讨论2.1 铝电解阳极炭渣样品的粒度组成及嵌布特征铝电解阳极炭渣粒度组成如表 3 所示,试样0.50.25 mm 粒级产率最高,为 25.84%;+0.5 mm粒级产率为 19.63%,这部分颗粒在浮选过程中容易脱附而发生跑粗现象19。各个粒级的碳含量较为接近,说明炭质在各粒级中分布均匀,同时可推测炭质与电解质并未充分解离,需进一步考察嵌布情况。表 3 铝电解阳极炭渣试样粒度组成分析Table 3 Particle size composition of aluminum electrolytic anode carbon slag粒度级/mm产率/%碳含量/%筛上累计产率/%碳含量/%筛下累计产率/%碳含量/%13.7524.863.7524.86100.0029.7710.515.8834.2519.6332.4696.2529.960.50.2525.8429.9345.4731.0280.3729.110.250.12517.6530.7063.1230.9354.5328.720.1250.07414.5428.0577.6630.3936.8827.770.0740.037 511.6127.1489.2729.9722.3427.590.125 mm)样品产率显著降低,而细粒级(0.125 mm)样品产率显著升高,且磨矿时间越长,该趋势越明显;磨矿细度随磨矿时间的延长而增大。以柴油为捕收剂,在柴油用量 1 200 g/t,仲辛醇用量 100 g/t,搅拌速度 1 800 r/min,充气量 0.15 m3/h,矿浆浓度 20%条件下,考察磨矿时间对浮选效果的影响,试验结果如图 3 所示。浮选泡沫产品的产率、碳含量、碳回收率以及浮选完善指标均随磨矿时间的延长先升高后降低;当磨矿时间为 20 min 时,各项指标均基本达到最大值,精矿产率、精矿碳含量、回收率和浮 选 完 善 指 标 分 别 为 31.35%、68.59%、72.68%和 58.70%,较未磨矿时分别高出 9.28、3.47、23.28 和 20.16 百分点;磨矿时间超过 20 min 后,细度的增大导致更多细颗粒的电解质吸附在粗颗图 1 铝电解阳极炭渣样品的 SEM-EDS 测试结果Fig.1 SEM-EDS results of the aluminum electrolytic anode carbon slag sample粒的炭粒表面,产生“罩盖”现象22,从而降低浮选泡沫产品中粗颗粒的上浮概率及含碳量。因此,固定磨矿时间为 20 min。931 张宁宁等:基于柴油微乳液的铝电解阳极炭渣浮选分离优化 2023 年第 8 期图 2 不同磨矿时间铝电解阳极炭渣的粒度组成Fig.2 Particle size composition of aluminum electrolytic anode carbon slag at different grinding times图 3 磨矿时间对铝电解阳极炭渣浮选试验结果的影响Fig.3 Effect of grinding time on flotation results of aluminum electrolytic anode carbon slag2.3 微乳液粒径分布及分散性微乳捕收剂的粒径集中分布在 20 100 nm 之间,平均粒径为 62.22 nm。捕收剂分散效果受粒径影响23,更小的粒径意味着该捕收剂具备更好的分散性,从而更易于在矿浆中分散。为了更直观地对比柴油与微乳液的分散性能差异,对两者在水溶液中的粒度分布进行了检测,结果见表 4。由表 4 可知,柴油和微乳液的粒径范围分别为0115.42 m 和 0 9.82 m,两者的 d50分别为43.84 m 和 1.35 m,d90分别为 75.99 m 和 4.09 m。微乳捕收剂的粒径远小于普通柴油,证实微乳捕收剂具有更好的分散性,能更有效实现其与矿粒的碰撞,提高附着概率,因此在理论上可以改善铝电解阳极炭渣的浮选效果。图 4 柴油微乳捕收剂的粒径分布Fig.4 Particle size distribution of diesel microemulsion collector表 4 柴油微乳捕收剂在水溶液中的累计粒度分布Table 4 Cumulative particle size distribution of diesel microemulsion collector in aqueous solution捕收剂累计粒度分布/md10d25d50d75d90d100柴油13.5829.5543.8459.9775.99115.42微乳液0.730.971.351.924.099.822.4 常规/微乳捕收剂浮选效果对比在仲辛醇用量 50 g/t、矿浆浓度 20%、搅拌转速1 800 r/min、充气量 0.15 m3/h 条件下,分别采用常规 0#柴油和柴油微乳液为捕收剂对铝电解阳极炭渣进行浮选试验,结果如图 5 所示。从图 5 可以看出,随着捕收剂用量的增大,浮选泡沫产品的产率、碳回收率以及浮选完善指标均逐渐增大,而精矿中的碳含量逐渐降低。当 0#柴油用量为 1 200 g/t 时浮选效果基本达到最佳,而微乳捕收剂在 400 g/t 时各浮选指标与 0#柴油用量为 1 200 g/t 时的指标相当。图 6 为对两种情形下浮选指标的精确对比,微乳柴油用量为 400 g/t 时的浮选指标,除精矿中碳含量稍低于常规柴油用量为 1 200 g/t 时浮选指标外,其余指标均优于常规柴油浮选指标,精矿产率、可燃体回收率、浮选完善指标分别高出 1.51、0.73 和 0.34 百分点。即两种捕收剂浮选效果相当时,微乳捕收剂用量仅为常规柴油用量的 1/3。2.5 柴油微乳液浮选铝电解阳极炭渣的单因素优化2.5.1 仲辛醇用量对浮选效果的影响固定微乳捕收剂用量 400 g/t、矿浆浓度 20%、搅拌转速 1 800 r/min、充气量 0.15 m3/h,考察仲辛醇用量对浮选效果的影响,结果见图 7。从图 7 可知,随着仲辛醇用量的增加,铝电解阳极炭渣浮选精矿的产率、碳回收率以及浮选完善指标均先迅速增大后趋于平缓,而精矿中碳含量先降低后趋于平缓。当仲辛醇用量大于 50 g/t 时精矿产率、碳回收率以及浮选完善指标增加不再明显,因此选择仲辛醇用量为 50 g/t,此时精矿产率、精矿碳含量、碳回收率以及浮选完善指标分别为 27.05%、77.36%、041总第 566 期 金 属 矿 山 2023 年第 8 期图 5 常规/微乳捕收剂用量对铝电解阳极炭渣浮选效果的影响Fig.5 Effect of conventional/microemulsion collectors dosage on the flotation of aluminum electrolytic anode carbon slag图 6 1 200 g/t 常规柴油与 400 g/t 微乳柴油的浮选效果对比Fig.6 Comparison of flotation effect of 1 200 g/t conventional diesel and 400 g/t microemulsion diesel75.28%和 66.80%。2.5.2 矿浆浓度对浮选效果的影响固定微乳捕收剂用量 400 g/t、仲辛醇用量 50 g/t、搅拌转速 1 800 r/min、充气量 0.15 m3/h,考察矿浆浓度对浮选效果的影响,结果见图 8。从图 8 可以看出,随着矿浆浓度的增大,铝电解阳极炭渣浮选的精矿产率和碳回收率逐渐增大,浮选完善指标先增大后减小,而精矿中碳含量则迅速下降。也就是说,虽然矿浆浓度的增大可以提高精矿的产率和碳回收率,但同时也会导致精矿品质的快速下降,这对后续精矿的处理和利用将产生不利影响。当矿浆浓度为 15%时,可在保证较高的精矿碳含量下取得较高的精矿产率、碳回收率以及浮选完善指标,因此,选择矿浆浓度为 15%。2.5.3 搅拌转速对浮选效果的影响固定微乳捕收剂用量400 g/t、仲辛醇用量50 g/t、图 7 仲辛醇用量对浮选效果的影响Fig.7 Effect of frother dosage on flotation矿浆浓度 15%、充气量 0.15 m3/h,考察搅拌转速对浮选效果的影响,结果见图 9。从图 9 可以看出,随着搅拌转速的增大,铝电解阳极炭渣浮选的精矿产率逐渐增大,碳回收率先增大后趋于平缓,浮选完善指标先增大后减小,而精矿中碳含量则先缓慢下降后迅速下降。当搅拌转速为1 800 r/min 时,可保证在较高的精矿碳含量下取得较高的精矿产率、碳回收率以及浮选完善指标。因此,确定搅拌转速为 1 800 r/min。141 张宁宁等:基于柴油微乳液的铝电解阳极炭渣浮选分离优化 2023 年第 8 期图 8 矿浆浓度对浮选效果的影响Fig.8 Effect of pulp concentration on flotation图 9 搅拌转速对浮选效果的影响Fig.9 Effect of stirring speeds on flotation2.5.4 充气量对浮选效果的影响固定微乳捕收剂用量 400 g/t、仲辛醇用量 50 g/t、矿浆浓度 15%、搅拌转速 1 800 r/min,考察充气量对浮选效果的影响,结果见图 10。从图 10 可以看出,随着充气量的增大,铝电解阳极炭渣浮选的精矿产率、碳回收率、浮选完善指标均呈先增大后减小的趋势,而精矿中碳含量则逐渐降低。适度增加充气量可有效提高浮选指标,但充气量过高又会导致矿浆中气泡兼并,从而降低碳回收率。图 10 充气量对浮选效果的影响Fig.10 Effect of inflation capacity on flotation当充气量为 0.15 m3/h 时,精矿产率、精矿碳含量、碳回收率以及浮选完善指标分别为 25.75%、80.10%、74.20%和 67.10%。2.6 柴油微乳液浮选铝电解阳极炭渣的响应面优化2.6.1 Design-Expert 响应面分析试验设计以单因素试验结果为基础,采用响应面分析法进一步优化柴油微乳液为捕收剂时铝电解阳极炭渣的浮选参数。响应面分析法可充分考虑试验过程中的随机误差,有效处理非线性试验结果。以铝电解阳极炭渣浮选碳回收率作为响应值,以捕收剂用量(A)、矿浆浓度(B)、搅拌转速(C)和充气量(D)作为考察因素,设计了 Design-Expertd 的四因素三水平 Box-Be-hnken 试验方案,试验因素水平表列于表 5。表 5 试验因素水平表Table 5 Table of test factor and levels水平各因素取值A/(g/t)B/%C/(r/min)D/(m3/h)150101 4000.052325201 8000.153600302 2000.252.6.2 模型拟合分析利用 Design-Expert 软件,采用二次方模型对试验数据进行多项拟合和方差分析,得到 Y(碳回收率)与各因素相关的四元二次回归方程为 Y=76.82+13.55 A+1.03 B+3.63 C+1.28 D+1.68 A B-0.732 5 A C+1.35 A D+2.15 B C+1.56 B D+2.38 C D-10.10 A2-1.91 B2-2.45 C2-5.04 D2,二次方函数模241总第 566 期 金 属 矿 山 2023 年第 8 期型方差分析结果如表 6 所示。结果显示 A 和 C 因子为极显著的因素,D 因子为显著因素,B 因子则不显著,意味着矿浆浓度的改变对碳回收率的影响并不明显,这与单因素试验得出的结论一致。交互项 BC 和CD 为显著因素,而 AB、AC、AD、BD 均不显著。表 6 二次方函数模型方差分析Table 6 Analysis of variance for quadratic function models拟合项均方和自由度均方F 值P 值显著性Model3 194.3014228.1661.570.000 1显著A2 203.5012 203.50594.590.000 1B12.79112.793.450.084 3C157.691157.6942.550.000 1D19.61119.615.290.037 3AB11.22111.223.030.103 7AC2.1512.150.580.459 3AD7.2417.241.950.184 1BC18.53118.535.000.042 1BD9.6719.672.610.128 5CD22.66122.666.110.026 8A2661.701661.70178.55 0.000 1B223.54123.546.350.024 5C238.90138.9010.500.005 9D2164.531164.5344.40 0.000 1残差51.88143.71失拟项45.51104.552.860.161 7不显著纯误差6.3741.59校正总和 3 246.19282.6.3 响应面分析各因素与响应值之间的关系以及各因素间的交互作用的响应面图和等高线图见图 11。由图 11 可知,6 个响应面开口均向下呈凸形曲线,表明此响应面存在最大值,最优参数在所设计的因素水平范围内。搅拌转速与矿浆浓度以及搅拌转速与充气量的交互影响的坡度较陡,其等高线较为密集且形成半椭圆形,表明这两个因素之间的交互作用显著,这与方差分析结果一致。2.6.4 最优方案及验证试验通过 Design-Expert 软件可预测在设定范围内得到最大碳回收率的参数条件,根据预测结果得出:当捕收剂用量 496.89 g/t、矿浆浓度 27.81%、搅拌转速2 129.99 r/min、充气量 0.20 m3/h 时,预测给定范围内所得碳回收率最高,为 85.53%。为验证模型预测的准确性,以上述参数作为试验条件,进行 3 次平行浮选试验,浮选结果取平均值后得出该浮选条件下碳的实际回收率为 83.37%,与预测值仅差 2.16 百分点,预测精度可达 97.48%,预测结果与实际试验值相符。同时,在最小捕收剂用量下预测出的参数条件为捕收剂用量 252.47 g/t、矿浆浓度 27.94%、搅拌转速 2 200 r/min、充气量 0.19 m3/h,此时的预测碳回收率为 75.89%,同参数下开展 3 次浮选试验得出碳的实际回收率为 72.61%,与预测值相差 3.28 百分点,精度可达 95.68%,预测结果符合实际试验值;此时的碳回收率已接近常规柴油用量为 1 200 g/t 时浮选的碳回收率,捕收剂节约率 78.96%、柴油节约率 94.15%。3 结 论(1)铝电解阳极炭渣中的炭质和电解质存在相互嵌布的情况,当磨矿时间为 20 min 时浮选效果最佳,碳回收率和浮选完善指标分别较未磨矿时高出23.28 和 20.16 个百分点。(2)试验制备的微乳捕收剂粒径集中在 20100 nm,平均粒径仅为 62.22 nm;且该微乳捕收剂较常规柴油捕收剂在水中具有更好的分散性(微乳捕收剂09.82 m,常规捕收剂 0115.42 m)。(3)柴油微乳液作为捕收剂可显著降低浮选药剂用量,微乳柴油用量为 400 g/t 浮选时的精矿产率、碳回收率、浮选完善指标较常规柴油用量为1 200 g/t浮选时分别高出 1.51、0.73 和 0.34 百分点。(4)通过单因素和响应面优化试验对浮选参数进行优化,当捕收剂用量 252.47 g/t、矿浆浓度27.94%、搅拌转速 2 200 r/min、充气量 0.19 m3/h 时所得碳回收率与 1 200 g/t 常规柴油浮选时相当,捕收剂节约率 78.96%、柴油节约率 94.15%。参 考 文 献1 中华人民共和国统计局.2022 年 12 月份规模以上工业增加值增长 1.3%M/OL.中华人民共和国统计局,(2023-01-17)2023-03-27.http: 张宁宁,武美圻,韩瑞,等.铝电解电极废渣的无害化与资源化研究进展J.有色金属:冶炼部分,2023(2):102-110.ZHANG Ningning,WU Meiqi,HAN Rui,et al.Research progress on harmless treatment and resource utilization of electrode waste residue from electrolytic aluminum industryJ.Nonferrous Metals(Extrac-tive Metallurgy),2023(2):102-110.3 田忠良,龚培育,辛鑫,等.铝电解阳极炭渣球磨制备 Si/C 复合材料及其电化学性能研究J.矿冶工程,2021,41(3):110-113.TIAN Zhongliang,GONG Peiyu,XIN Xin,et al.Electrochemical properties of Si/C composite materials prepared from discarded car-bon anode residue from aluminium electrolysis by ball milling meth-odJ.Mining and Metallurgical Engineering,2021,41(3):110-113.4 LI B,ZHOU J,YAO Z,et al.Advances in the safe disposal and com-prehensive utilization of spent carbon anode from aluminum electrol-ysis:Prospects for extraction and application of carbon resources from hazardous waste J.Frontiers in Energy Research,2021(9):779476.341 张宁宁等:基于柴油微乳液的铝电解阳极炭渣浮选分离优化 2023 年第 8 期图 11 响应面图与等高线图Fig.11 Response surface and contour plots graph5 ZHANG Y,CHAIDP Z Y.Research progress on resource comprehen-sive utilization technology of carbon dust in aluminum electrolysisJ.World Nonferrous Metals,2018(7):1-4.6 中国 2020 年铝产量 3708 万 tJ.特种铸造及有色合金,2021,41(2):1.Chinas aluminum production in 2020 was 37.08 million tonsJ.Special casting and non-ferrous alloys,2021,41(2):1.7 MCLEAN A,YANG Y,BARATI M.Refining fluxes for metallurgical melts based on waste materials of the aluminium industryJ.Miner-al Processing and 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