铝盐对矿物浮选影响因素的研究.doc

铝盐对矿物浮选影响原因研究
相关铝盐在浮选中作用, 文件上有不少报道, 但相关铝盐影响稀土矿物浮选研究却极少。同时, 因为铝盐在矿浆中行为十分复杂, 它们浮选作用机理研究得也充足, 需要继续积累资料。
本文对铝盐及其与水玻璃共用对稀土等矿物浮选影响进行了研究, 并探计谋其作用机理。
1.试验结果与讨论
首先, 考察了硝酸铝和明矾对不一样粒度氟碳铈矿、 独居石和氟碳钙铈矿浮选影响。试验结果表明, 用油酸钠为捕收剂时, 伴随铝盐浓度增加, 三个矿物回收率均急剧下降。这说明铝盐是氟碳铈矿、 独居石、 氟碳钙铈矿强烈抑制剂。
接着, 在稀土矿物、 假象赤铁矿、 方解石、 萤石浮选时, 分别对硝酸铝、 硫酸铝和明矾进行了试验, 结果表明, 硝酸铝对四个矿物抑制作用大小可按下面次序排列: 稀土矿物>假象赤铁矿>方解石>萤石。实际上, 在1000g/t范围内, 对萤石无显著抑制作用（见图1）。硫酸铝和明矾也一样含有选择性抑制作用, 只是硫酸铝对稀土矿物抑制作用不如硝酸铝那样强烈(见图2和图3)试验条件,矿物粒度均为: -0.043+0.01mm, 氧化石蜡钠皂添加量为（g/t）: 浮混合稀土200、 假象赤铁矿500, 萤石100-150、 方解石500、 重晶石500。

图1 硝酸铝对矿物浮选影响
Ⅰ-稀土矿物; Ⅱ-萤石; Ⅲ-假象赤铁矿; Ⅳ-方解石

图2 硫酸铝对矿物浮选影响
Ⅰ-稀土矿物; Ⅱ-萤石; Ⅲ-假象赤铁矿[next

图3 明矾对矿物浮选影响
Ⅰ-稀土矿物; Ⅱ-萤石; Ⅲ-假象赤铁矿; Ⅳ-方解石（CaCO3）Ⅴ-重晶石（BaSO4）
铝盐和水玻璃共用时, 能够显著提升抑制效果。从表1第一组结果能够清楚看出, 在药剂总量相同情况下, 共用时对混合稀土矿物抑制作用比单独使用时要强。尤其在捕收剂过量时, 效果更为突出, 第二组结果说明了这点, 在单独添加量相当大也难奏效情况下, 混合使用却展现强烈抑制作用, 总量能够降低二分之一以上。而且, 先加水玻璃比先加硝酸铅效果愈加好。第三组结果表明, 提升矿浆pH值也是使硝酸铝在捕收剂过量情况下仍能强烈抑制稀土矿物路径。
表1 硝酸铝和水玻璃单用与混用结果

试验编组
硝酸铝
（g/t）
水玻璃
（g/t）
月桂酸钠
（g/t）
加入矿物前水溶液pH值
回收率
（%）
一组

二组

三组

0
100
500
0
50
0
3000
0
200（后加）
（后加）
3000
3000
0
0
0
100
50
0
0
800
200
200
0
0
200
200
200
200
200
800
800
800
800
800
800
800
6.8
6.8
6.8
6.8
6.8
6.8
6.8
6.8
6.8
6.8
10.6
11.0
100
32.5
0
20.3
0
100
100
40.7
0
42.0
0
0
在纯矿物试验研究基础上, 进行了矿石浮选试验, 取得了比较满意结果, 下面援引一部份数据列于表2它说明: 用明矾替换糊精时（均与水玻璃共用）, 在萤石品位和回收率极为相近情况下, 萤石精矿中稀土含量有显著降低。
表2 用明矾替换糊精矿石浮选结果
抑制剂
用量（g/t）
产率
（%）
萤石精矿品位（%）
萤石精矿回收率（%）
Fe
F
RExOr
Fe
F
RExOr
精糊
明矾
1500
2500
27.76
26.89
18.45
17.54
27.15
27.30
4.43
3.05
10.5
9.3
88.9
87.2
37.8
26.4
注: RExOy——稀土氧化物
明矾替换糊精时（均与水玻璃共用）, 在萤石品位和回收率极为相近情况下, 萤石精矿中稀土含量有显著降低。上述结果曾成功地应用于还原焙烧磁选尾矿优先浮选萤石步骤中, 并为设计建厂所采取。
1)矿浆pH值对铝盐抑制作用影响
如图4（对照表3所表示, 硝酸铝对于独居石抑制作用, 在酸性矿浆中（pH为3.4）, 反而引发了活化作用; 对氟碳铈矿抑制作用在蒸馏水中最强, 强酸强碱矿浆中均不所减弱; 对氟碳钙铈矿情况则完全相反（图5）, 在弱酸性或中性周围抑制作用最弱, 在强酸性介质中氟碳钙铈矿几乎完全丧失浮游能力。可见, 矿浆, pH值对硝酸铝抑制作用有很大影响, 而且随矿物性质不一样而有很大差异。

图4 矿浆pH值对硝酸铝抑制作用影响
Ⅰ-氟碳铈矿; Ⅱ-独居石
表3 加入溶液pH与矿浆pH关系
矿物加入前溶液pH
2.8
5.5
6.6
7.4
8.1
9.0
矿浆pH
氟碳铈矿（Ⅰ）
独居石（Ⅱ）
3.2
3.4
7.4
7.5
7.5
7.9
7.8
8.3
8.1
8.5
9.0
9.0

图5 矿浆pH对硝酸铝抑制氟碳钙铈矿影响
油酸钠: 1.2mg/L; 硝酸铝: 0.01mg/L
另外, 还出现了一个有趣现象。在前述三个铝盐添加量试验中, 曾分别测定了混合稀土矿物、 假象赤铁矿和萤石矿浆pH值, 发觉有一个共同规律, 即在蒸馏水条件下, 对稀土矿物和赤铁矿最好抑制效果出现在铝盐添加量恰恰足以使矿浆pH值降低到5.7-6.5范围内, 然而, 三个铝盐对萤石矿浆pH值影响甚微, 一直在7-7.6范围内波动, 浮选厍收率改变也很小。
2）对矿粒向气泡附着速度影响
图6表明, 硝酸铝对稀土矿物颗粒向气泡附着时间影响, 与它们实际浮选作用一致。伴随硝酸铝浓度增大, 稀土矿粒向气泡附着时间急剧加长, 不管是先加捕收剂或预先将它同捕收剂混合再加入矿浆中, 都能显示各部出硝酸铝使气泡附着时间延长, 只不过不如先加硝酸铝那样强烈。图中1为月桂酸钠（后加硝酸铝）, 2为月桂酸钠和硝酸铝预先混合再添加, 3为月桂酸钠（先加硝酸铝）, 4为氧化石蜡钠皂（先加硝酸铝）。试验中加氧化石蜡钠皂20mg/L, 月桂酸钠50mg/L, 矿物粒度为-0.15+0.074mm。

图6 硝酸铝浓度对矿物附着时间影响
3）铝对过量月桂酸钠（14C）在矿物上吸附量影响
为了查明在过量捕收剂下, 硝酸铝不再抑制稀土矿物原因, 研究了在捕收剂为400mg/L条件下, 硝酸铝对于带有放射性同位素14C月桂酸钠在稀土矿物（粒度为-0.043+0.01mm）表面吸附量影响。图7表明, 在此条件下, 月桂酸钠（14C）在稀土矿物表面吸附量随硝酸铝浓度增大而增加, 从而造成矿物表面疏水性急剧提升。

图7 硝酸铝对月桂酸钠（14C）在矿物上吸附量影响
4）抑制作用机理
（1）铝盐在水中水解生成微溶并极少解离氢氧化铝及易解离酸, 水解和解离产物达成一定数量时, 吸附到稀土矿物表面, 使后者造成强烈亲水性, 阻止捕收剂向矿物表面吸附, 也能排挤掉预先固着在稀土矿物表面上捕收剂, 从而决定了矿粒向气泡靠近时界面液层稳固性, 造成附着急剧地减缓或停止（据图6试验结果）以及稀土矿物浮选被抑制。
（2）在碱性矿浆中（pH值7.4-9.0）, 硝酸铝可强烈抑制独居石, 在弱碱性矿浆中（pH7.4-7.5）, 硝酸铝对氟碳铈矿抑制最为有效。依据化学研究可知, 在上述条件下, 关键是Al(OH)3、 OH-和AlO2-在起作用。而抑制氟碳钙铈矿则在强酸性矿浆（或强碱性）中显著, 有效成份应为Al3+和H+或AlO2-和OH-在不一样pH矿浆中, 铝盐对三个稀土矿物作用有很大差异以及对稀土矿物、 假象赤铁矿和萤石含有选择性抑制作用, 原尚不清楚。
（3）过量捕收剂会使铝盐失去抑制能力, 甚至会产生活化作用, 这可能是因为月桂酸钠与铝离子结合成月桂酸铝数量增加, 所以使矿物表面疏水性增加; 同时因为大量铝盐絮凝作用, 有利于月桂酸钠吸附, 并将大量细粒稀土矿物团聚在一起, 附着在气泡上而上浮。所以, 浮选速度增加, 而且泡沫很稳固。但当矿浆为强碱性时, 因为胶体氢氧化铝溶解度增大, 又造成稀土矿物重新被抑制。因为水玻璃含有分散作用, 有利于消除絮凝现象, 也能取得一样结果。
2.结论
（1）铝盐是稀土矿物、 假象赤铁矿、 重晶石和方解石强烈抑制剂, 对萤石抑制作用不显著, 可作为萤石与这些矿物分离时选择性抑制剂。铝盐和水玻璃共用, 抑制效果愈加好。
（2）矿浆pH值对铝盐抑制作用有很大影响。铝盐在强酸性矿浆中强烈抑制氟碳钙铈矿, 而活仳独居石和氟碳铈矿; 在强碱性矿交中, 能加强对独居石和氟碳钙铈矿抑制作用; 在弱酸弱碱介质中, 对独居石 和氟碳铈矿抑制作用增强, 而活化氟碳钙铈矿。
（3）因为铝盐在矿浆中, 水解和离解生成Al3+, AlO2-, Al(OH)3, H+, OH-等产物, 它们吸附到矿物表面, 阻碍捕收剂吸附, 并能排挤掉预先吸附捕收剂, 从而造成矿物浮游性降低。