【摘 要】
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贵州是磷资源大省,但随着近年磷矿资源的不断开发,富矿资源储量日趋降低,矿石“贫、杂、细”的特点越见显著,大量中低品位磷矿资源亟待开发。泡沫浮选是目前工业上常用的提高矿石品位的方法,十二胺阳离子浮选剂是磷矿浮选中使用较多的一类浮选药剂,但在反浮选胶磷矿过程中易出现泡沫过稳定化,导致磷精矿后期加工困难,造成环境污染、能耗增加、影响生产效率等一系列问题。为此,本研究通过在实验室模拟十二胺反浮选胶磷矿工艺
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贵州是磷资源大省,但随着近年磷矿资源的不断开发,富矿资源储量日趋降低,矿石“贫、杂、细”的特点越见显著,大量中低品位磷矿资源亟待开发。泡沫浮选是目前工业上常用的提高矿石品位的方法,十二胺阳离子浮选剂是磷矿浮选中使用较多的一类浮选药剂,但在反浮选胶磷矿过程中易出现泡沫过稳定化,导致磷精矿后期加工困难,造成环境污染、能耗增加、影响生产效率等一系列问题。为此,本研究通过在实验室模拟十二胺反浮选胶磷矿工艺,并搭建泡沫稳定性评价装置对其泡沫稳定性及消泡行为进行了系统研究,对相关机理进行了初步讨论。主要开展的工作如下:研究十二胺浓度、pH、温度和无机盐离子对十二胺溶液体系泡沫性能的影响,并通过表面张力测定进一步分析泡沫稳定性规律。研究表明,随着十二胺浓度增加,体系表面张力降低,溶液起泡能力和泡沫稳定性增强;随着p H值增加,溶液起泡能力和泡沫稳定性先升高后降低,在p H=10左右出现最高值;随着温度升高,体系表面张力降低,溶液起泡能力增强,泡沫稳定性降低;Al3+、Mg2+、Ca2+和PO43-四种离子均能促进十二胺在气液界面的吸附,液膜表观粘度增加,溶液起泡能力和泡沫稳定性增强。本课题选取胶磷矿中典型代表矿物氟磷灰石、石英、白云石和方解石为试验矿样,通过泡沫稳定性测试、析液试验、三相接触角测量、Zeta电位测定和显微分析,系统研究十二胺浓度、p H、温度、无机盐离子、矿物颗粒粒度和质量浓度对三相泡沫稳定性的影响。研究表明,随着十二胺浓度增加,四种矿物颗粒的表面电位和疏水性增强。其中,氟磷灰石、白云石和方解石的三相泡沫稳定性均随着颗粒疏水性增大而增强,石英的三相泡沫稳定性先升高后降低,当接触角为90°时,颗粒稳泡能力最强;四种矿物分散体系的三相泡沫稳定性均随着颗粒粒度增加而降低,颗粒质量浓度增加而增强;随着p H值增加,三相泡沫稳定性先升高后降低;随着温度升高,三相泡沫稳定性增强;Al3+的存在能显著增强矿物分散体系的三相泡沫稳定性。在相同的条件下,四种矿物颗粒稳定泡沫的能力大小依次为:方解石、白云石、氟磷灰石、石英。通过机械搅拌和添加消泡剂的方法对胶磷矿阳离子反浮选泡沫进行消泡试验,并通过红外光谱测试、表面张力和粘度测定,对消泡机理进行初步探讨。研究表明,GPE聚醚消泡剂对十二胺反浮选胶磷矿具有较好消泡效果,最佳用量为600g/t。机械搅拌转速越快,消泡效果越好。采用机械搅拌和添加消泡剂相结合的方法进行消泡,能显著提高消泡速率。消泡机理研究表明,加入GPE聚醚消泡剂后,矿浆表面张力降低,泡沫液膜变薄,变脆,更容易消泡。随着GPE聚醚消泡剂用量增加,矿浆粘度降低,液膜排液速率加快,泡沫稳定性降低。红外光谱测试表明,加入消泡剂后不会影响十二胺的浮选性能。
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