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胶磷矿的双反浮选和泡沫调节作用
摘要：用于对中国湖北省宜昌地区胶磷矿进行选别的一种新的双反浮选工艺。其最终精矿产率为67.37%，P2O5的品位为32.17%，P2O5的回收率是87.80%，其主要杂质MgO、Fe2O3、Al2O3含量分别为0.95%，1.04%，1.36%。通过向阳离子反浮选胶磷矿选矿中添加无机泡沫调节剂CA的方法，我们解决了泡沫多这一难题。我们通过测定加入CA后矿浆的表面张力和zeta电位，从而对该消泡机理进行了研究，发现表面张力的变化及Zeta电位提升可能是泡沫易破的主要原因。
关键词：胶磷矿反浮选；方法；
1引言
1.1磷矿选矿方法
我国磷酸盐矿床十分丰富，主要分布在云南、贵州、四川，重庆、湖北、湖南等地，但其质量很差，因为P2O5平均品位仅为16.75%, 75%以上磷矿为中、低品位胶磷矿，其中MgO的含量在2%和6%之间，过氧化硅和镁含量的含量较高。这一类磷矿选别的难度较大。
浮选是一种重要的选矿方法。今天，因为用浮选的方法，全世界有超过一半的磷矿交易额到了提升。磷矿浮选方法包括直接浮选，反浮选，正反向浮选，反正向浮选等。硅质磷矿一般采用两阶段浮选工艺选别，用胺和脂肪酸分别对硅和磷酸盐进行精选。这种正反向或反正向浮选的效果好，但矿浆要求较高的温度，一般在25℃以上，有的磷矿甚至达到40℃。脂肪酸及其盐常用作磷矿浮选的捕收剂。然而，他们的使用对于细颗粒和溶解物的影响较为敏感，对于这一类矿物需要更高的温度和更多的用量。
对于这种现象，我们试着采用一种新的双反浮选工艺来处理这一类磷矿。它有一些优点，
例如，它不需要加热矿浆，用量小，精矿易过滤，有害杂质能被彻底清除。通过系统实验，我们采用这种双反浮选工艺对宜昌地区的胶磷矿进行了选别，并且获得了很好的选矿指标：精矿产率67.37%，P2O5品位32.17%，P2O5回收率87.80%、主杂质氧化镁含量为0.95%。
1.2反向浮选胶磷矿中阳离子捕收剂存在的问题
阳离子捕收剂具有良好的选择性，耐低温、捕收能力强并且药剂制度简单。但也存在一些问题，如粘性泡沫，粘度强，流动性差，当给矿中含有大量黏土时，如果技术人员不加消泡剂，将很难完成消泡这一环节，这将导致非常差的浮选指标，而且后面的后续工艺如清除尾矿等都将不能进行。如果太严重，选矿厂生产也将面临停止。还有，当十二胺用来反向浮选铁矿中的硅时，泡沫效果差，黏性强，选择性差，而且用量不便。佛罗里达州磷酸盐的研究中，应用阳离子捕收剂双反浮选工艺浮硅、镁含量较高的磷矿，发现如果没有之前的矿浆脱泥，浮选试剂的消耗将大大提升，并且选择性也将变差。
1.3浮选中消泡工艺的研究。
德国科学家最先提出他们采用化学方法来进行消沫，而在此之前，并没有太多关于消泡工艺的研究。在第二次世界大战期间，日本和美国的化学家也单独研究出了消泡的方法。上世纪50年代，中国开始从发酵和造纸工业中研究出了消泡技术。
磷矿选矿前需要进行不同的过程，如脱泥、筛选、分类，粘土抑制剂的加入可以减少粘土或细颗粒对浮选过程的负面影响，所以阳离子反浮选工艺得到了广泛的应用。当使用阳离子捕收剂反浮磷矿时，因为胺离子对粘土和杂质非常敏感，加入聚合物浮选入料还有水和胺，可以使反浮选过程的不受泥土的影响。实际上，大多数胶磷矿和赤铁矿的阳离子反向浮选会在浮选之前进行脱泥工艺。GITERHOFF表明阳离子捕收剂反向浮选需要一些有机抑制剂使
黏土表面变成亲水性的，所以粘土不能吸附捕收离子。通过分别测量是否加入钙离子和聚合物后浮选泡沫层的厚度，我们揭示了浮选泡沫稳定性和恢复能力之间的关系。
至于阳离子捕收剂浮选中泡沫所产生的问题，我国学者主要研究矿石的消泡和添加化学试剂 目前，切实可行的方法主要包括加入不均匀性消泡剂、改变pH值、改变溶解度和合离子功能的起泡剂和盐析作用，增加反应与起泡剂的物质，添加相反的表面活性剂等。消泡剂的种类详见表1
2结果与讨论
2.1胶磷矿
实验磷矿石，来自中国湖北省宜昌市，是沉积磷矿石。这种胶磷矿与石英，长石，白云石，方解石等共生的共生矿。其主要的有用矿物是磷酸盐，主要杂质矿物的SiO2、MgO、Al2O3、Fe2O3、CaCO3等。磷矿分布在鲕粒和结核状环带，或与杂质形成共生颗粒，浸染粒径约0.10毫米。钙和镁的共生矿存在于白云岩[CaO·MgO·(CO2)2] 和方解石[CaCO3]、二氧化硅和铝存在于钙长石[CaAl2SiO8]和云母片，Fe2O3存在于伴生矿物原矿的化学多元素分析结果表现在表2。
2.2双反浮选工艺
如图所示这个实验的双反浮选工艺。粗选是用来除掉镁。粗尾矿进行一次选别后获得收集物2。粗精矿进行一次选别除去硅然后也获得收集物1。选别尾矿也清理一次，然后清理的精矿返回到选别浮选。表3列出了这一双反浮选工艺的结果。它示出最终精矿的数据是令人满意的。它的收益率是67.37%，P2O5等级为32.17%，回收率为87.80%。精矿中有害杂质含量较低MgO，Fe2O3和Al2O3的含量一共10.40%，完全满足生产磷酸所需（12%）。
2.3消泡
虽然GE-609的泡沫效果比十二胺好，但它还没有彻底解决阳离子捕收剂浮选泡沫的障碍。通过长期在实验室里的实验，我们终于找到了这两种廉价有效的消泡剂：一个是有机泡沫调节剂DF，另外一个是无机泡沫调节剂CA，DF是一种变质淀粉，钙是一种金属氧化物。进行三个平行实验，分别为不添加消泡剂，只添加DF和只添加CA。消泡效果评价指标
是泡沫的残留量。这个泡沫的残留量是在完成浮选后不在容器内破碎的泡沫的量。测量容器的体积分别为5升和2升。图2显示消泡实验的结果
图2
由图2 ，我们发现DF的消泡效果差，CA的消泡效果更为明显。加入CA的实验组，泡沫在浮选的10分钟后几乎完全消失。事实上,只加入CA 时，实验泡沫量大大降低但加入DF能显著提高泡沫的流动性，因此CA和DF都在实验中使用。
双反浮选闭路实验是否加CA的实验结果如表4
表4显示，精矿的产量，P2O5品位、回收率，主要杂质的含量在是否加入CA的情况下无明显差异。加入CA的情况下P2O5的品位和回收率比没有加入CA的情况下只少一点点，泡沫的问题已经解决了也证明了CA是一种对于阳离子捕收剂非常好的泡沫调整剂。
3消泡机理
3.1表面张力
在实验中，我们测量了不同剂量CA的溶液（从上清浆中得到的溶液，未加入任何试剂）的表面张力，从而研究CA的消泡机理如图3所示。
从方程gamma;SG =gamma;SL gamma;LG·COStheta;和minus;Delta;G =gamma;SG gamma;LGminus;gamma;SL = WSL，我们可以推测润湿作用WSL =gamma;LG（1 COStheta;）。添加消泡剂CA后，gamma;LG减小，WSL跟着减小，使固/液界面结合力减弱所以泡沫浓度降低矿物颗粒的疏水性降低，泡沫的稳定性下降。
3.2 Zeta电位
在不同pH值纯石英和加入CA的石英的Zeta电位如图4所示。
图4表明由于加入了CA，石英组成的零电点由PH2.1变为了PH2.5，在相同的PH水平下，加入了CA的石英Zeta电位上升了一点。这是因为CA在水中产生了Mn 和 M(OH)(nminus;1) 离子。这2种离子吸附在石英表面上。他们抵制石英表面的负电荷。因此，石英的Zeta电位上升，石英组成的零电点产生了一点移动。
此外，100 mg/LGE-609，180 mg/L的CA和100 mg/LGE-609分别加入石英的蒸馏水中，然后在不同的PH值下测量石英的Zeta电位。
图5表明石英的Zeta电位先下降，然后添加GE-609后开始上升。低于pH＝4.5时它
呈现递减趋势，高于PH值= 4.5时呈上升趋势。当pH值为8时，Zeta石英的电位变为正。这是因为石英表面开始不吸收负电荷。随着正胺离子浓度的增加，越来越多的胺离子被吸附到表面上石英，因此石英表面的Zeta电位不断上升。GE-609分子通过电离在水中产生R—NH3 ，NH3 离子吸附在石英表面，并且很容易粘附在气泡上，因为它的疏水性，使石英颗粒随气泡漂浮。CA和GE-609依次加入相同的石英蒸馏水、CA在水中的电离产生Mn 和 M(OH)(nminus;1) 。他们和胺离子竞争吸附在石英表面，所以石英表面的Zeta电位越来越高，如图5。
因为这三种离子都是正电荷，在石英表面上有竞争吸附发生。同时相同的电荷相互排斥，Mn 和 M(OH)(nminus;1) 使得石英表面上的大量的胺离子有一点下降，因此石英产生的疏水性缓慢形成石英颗粒吸附在泡沫上减少了一点，即是说，浮选泡沫变得易碎，消泡变得更容易。
4结论
1）原矿中胶磷矿的P2O5品位为23.52%，我们采用双反浮选工艺对其进行选别。添加无机消泡剂CA可以得到更好的精矿。产率67.37%，P2O5品位32.17%、回收率为87.80%，杂质MgO、Fe2O3、Al2O3的含量分别为0.95%，1.04%，1.36%。
2）通过添加有机消泡器DF无机和无机消泡剂CA的方法，矿浆的表面张力降低并且Zeta电位增加。这个各种因素叠加，使得泡沫变得易碎和疏导，有效地解决了阳离子捕收剂GE-609的难题。它可能将阳离子捕收剂应用于工业胶磷矿选矿。
3）浮选专用捕收剂是双反浮选工艺的关键。用于除去镁的SR捕收剂和用于除去硅的GE-609捕收剂都有较好的捕收能力和选择性。这个双反浮选工艺可以在进行了工业试验后应用到工业生产胶磷矿中，中低品位胶磷矿的选别问题将得到解决。
5参考文献
[1] LIU Yi-hua. My country and the world phosphate resources amp;exploitation actuality (continuation) [J]. Phosphate amp; Compound Fertilizer. 2005, 20(6): 9minus;12. (in Chinese)
[2] SIS A H, CHANDER S. Reagents used in the flotation of phosphate ores: A critical review [J]. Minerals Engineering, 2003, 16(7):577minus;585.
[3] LUO Zhao-jun, QIAN Xin, WANG Wen-qian. Progress of phosphate ore processing [J]. China Mining Magazine, 1999, 8(4): 50minus;53. (in Chinese)
[4] ZAFAR IQBAL ZAFAR, ANWAR M M, PRITCHARD D W. A new route for the beneficiation of low grade calcareous phosphate rocks [J]. Fertilizer Research, 1996, 44: 133minus;142.
[5] SIS A H, CHANDER S. Improving froth characteristics and flotation recovery of phosphate ores with nonionic surfactants [J]. Minerals Engineering, 2003, 16(7): 587minus;595.
[6] ZHANG Hong-ru. Study on reverse flotation collector for removing silicate [J]. Industrial Minerals amp; Processing, 1998(4): 10minus;11. (in Chinese)
[7] LIU Jing, ZHANG Jian-qiang, LIU Jiong-tian. Status of iron ores flotation reagent [J]. China Mining Magazine, 2007, 16(2): 106minus;108.
[8] ZHANG P, YU Y, BOGAN M. Challenging the “Crago” dou
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