英语原文共 8 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
用分散工艺改善矿石的铀矿选择
S. Song*，A. Lopez-Valdivieso，C. Martinez-Martinez，R. Torres-Armenta
Instituto de Metalurgia，圣路易斯波托斯自动车诺斯大学，Av。 塞拉利昂550，圣路易斯波托斯，CP 78210，圣路易斯波托斯，墨西哥
摘要
在这项工作中，通过粒度分析和扫描电子显微镜（SEM）的测量,实验研究了来自墨西哥矿的尿石矿浆中的异凝聚。 实验结果表明，在pH值为9的尿石矿浆中,以粘土包裹形式存在强烈的异凝聚作用，这可能是由于在水溶液中氟/石英颗粒和方解石/石英之间的双电层吸引力，和在水溶液中的氟碳化物/方解石颗粒之间非常弱的双电层排斥。 此外，通过使用化学分散剂，CMC（羧甲基纤维素）或水玻璃来消除杂凝，以便通过泡沫浮选提高氟化矿石的矿化度。 研究发现，以CMC为分散剂的分散处理可以有效地改善氟铝矿的选择性，在相同精矿品位98％的CaF2中，将Uriite回收率从72％提高到78.5％。
关键词：非金属矿石; 精细颗粒处理; 泡沫的选择
- 介绍
通常在矿浆中观察到异凝固，其中在水性悬浮液中有两种或更多种矿物颗粒聚集，如果在ne尺寸范围内存在少数颗粒（Lu等人，2005; 王，1992; 臼井，1972年）。 它不仅适用于非均质矿物颗粒（Wang和Heiskanen，1992; Xu等人，2003），而且还涉及具有不均匀粗粒矿物颗粒的ne矿物颗粒（Somasundaran，1980）。 后一种现象被称为“粘泥涂层”。 在矿浆中，有四种煤泥涂料，即脉石矿泥涂覆粗脉石矿物颗粒，贵重矿物粘土涂层粗颗粒有价矿物颗粒，脉石矿泥粘土涂覆粗颗粒有价矿物颗粒，以及贵重矿泥粘土涂覆粗颗粒脉石矿物颗粒。 前两者在改善矿物质的可用性方面已经有了泡沫，被称为载流子的选择（格林和杜克，1962年; Atesok等人，2001）。 后两者对任何腐蚀过程都是非常有害的，因为无论涂覆的颗粒是作为浓缩物还是拖尾收集，精矿品位或回收率都会降低。 因此，在开始任何腐蚀过程之前，有必要有效地消除矿浆中的异相凝聚，这就像粉碎处理以释放有价值的矿物质一样。
通常通过用专用分散剂进行分散处理来消除杂凝（康利，1996年）。 矿物加工中常用的分散剂有水玻璃，六偏磷酸钠，糊精，尿硅酸钠，CMC（羧甲基纤维素），鞣酸和木质素磺酸盐等。郭先生 和Pugh，1992年）。 在分散剂吸附在矿物颗粒上时，水悬浮液中颗粒之间的排斥相互作用（静电排斥力，水合力，空间力）将大大增加。 这种增加会导致非常高的势能屏障，以防止颗粒接近，使矿浆保持良好的分散状态（基萨，1999年).
在这项工作中，我们试图研究Minera de los Cuer-位于墨西哥圣路易斯波托西州的萤石浓缩厂，以及萤石浮选的分散处理工艺。 萤石矿石含有约85％的CaF2，并且萤石主要与石英和方解石有关。 为了满足萤石市场，必须去除矸石以生产高品位的99％CaF2的萤石浓缩物，其实际上通过使用油酸作为收集器和作为抑制剂的泡沫浮选在工厂中实现。浮选电路由粗选线和两步浮选净化器组成，实现约70％的萤石回收率。 显然，在电路中有一个增加萤石恢复的空间。由于容量大，这种增加将使工厂产生巨大的经济利益。 本研究的目的是探索分散处理提高浓缩物回收率和品位的方式来改善萤石浮选的可能性。
2.试验
2.1物料
本工作中使用的矿石样品是从Minera de los Cuervas（MLC）浓缩厂的萤石浮选回路的进料矿中采集的。 样品含有85.86％CaF2，6.41％CaCO3和4.29％SiO2。 粒度分布如图所示图。1。 样品的d60（60％累计尺寸下的直径）为111 lm。
在这项工作中，来自ProductosQu#39;ımicos的水玻璃
Panamericanos SA（墨西哥）和Qu#39;ımicaAmtex（墨西哥）的CMC用作分散剂; 使用PQM-1710（一种油酸）作为捕收剂和PQM-1704（一种醇）作为来自ProductosQu#39;ımicosMonterrey（墨西哥）的起泡剂; 来自BARMEX（墨西哥）的quebracho被用作抑制剂; 苏打灰被用于调节浆料pH值。 他们都是工业纯度。
在这项工作的整个测试过程中，使用浓缩设备的尿素选择回路中循环的水。
2.2.实验方法
2.2.1.粒度分析
一系列Tyler筛选用于样品的粒度分析。 首先，将200g干燥样品和2L水在调节罐中混合30分钟，同时添加2重量％的六偏磷酸钠作为分散剂。 使用分散剂以消除淤浆中的新矿物颗粒的凝结。 然后，浆料按顺序通过筛网，并分成几个大小的部分。 之后，将各馏分的产物热干燥并称重以获得尺寸分布。 此外，在不存在分散剂的情况下进行样品的粒度分析，据报道浆料中的凝结物为大颗粒。
2.2.2.SEM分析
飞利浦MICROSPEC WDX电子扫描显微镜（SEM）用于观察矿石浆液中矿物颗粒的凝结和分散。 拍摄了凝结物和分散颗粒的SEM图像。 此外，使用SEM附带的EDAX能量色散光谱仪（EDS）来测定SEM图像中的矿物质颗粒。
2.2.3.浮选测试
用丹佛实验室选择池进行浮选试验。 首先，制备500克矿石样品和2升水的浆液，同时加入足够的苏打灰以将浆液调节至pH9.0。 然后，将浆液与1kg / t抑制（quebracho）和1kg / t收集器（PQM-1710）一起在选择池中调节10分钟。 在某些情况下，在这个步骤中也加入了一定量的分散剂。 接下来，将淤浆继续调节30s，同时添加40g / t起泡剂（PQM-1704）。 之后，开始进行粗选，然后进行两步清洁剂选择以升级粗选精矿。 在清洁剂中，没有添加任何试剂。 从这个程序中，生产出一种浓缩物，一种尾矿和两种中浆，所有这些都被热干燥，称重和化学分析。 每个测试重复3次。 本文报道了这三种试验精矿品位和回收率的算术平均值。 精矿品位和回收率的误差分别控制在plusmn;0.3％和plusmn;2％的范围内。
3.结果与讨论
在这项工作中，粒度分析和SEM成像已被用于研究尿素矿石含水浆体中的异凝聚（粘泥涂层）。图。1说明了在用pH值为6的偏磷酸钠作为分散剂进行分散处理之前和之后矿石浆液的粒度分布9.0。 从该图中可以看出，由于分散处理的处理，尿素矿的粒度分布发生了变化。 ne尺寸分数（减去38 lm）中的重量百分比增加约7％，而那些大小为 38-45 lm， 45-75 lm和 75-106 lm分别减少了约2.5％，3.2％和0.7％。 在其他尺寸部分，几乎没有变化。 如所知，细粒度的粒子将进入。在颗粒分析中，采用混凝法和粘结剂对矿浆进行粒度分析。降低了细粒级的重量百分率。(通常是负10 lm)和大的增加。，并且与较大粒径分数实际粒径分布tribution。 因此，结果如图所示图。1表明在尿素矿浆中存在杂凝。
如前所述，氟榴石，方解石和石英是该矿石中的主要矿物。 这些矿物质的等电点（IEP）在pH为9.0-10.0的情况下，米勒等人，2004），方解石的pH值为9.5，石英的pH值为1.8Lu等人，2005）， 分别。 在pH9.0时，石英颗粒带负电荷，而uorite和方解石颗粒带正电荷，但倾向于零电位。 根据DLVO理论（Verwey和Overbeek， 1948），胶体悬浮体的聚集稳定性是由于颗粒之间存在阻止颗粒接近的势能势垒，并且由于双电层和范德华力的相互作用能量而出现势能势垒。 对于水溶液中的萤石-石英和方解石 - 石英体系，粒子间的范德华相互作用总是吸引人的，并且在pH9.0时电双层相互作用也是有吸引力的，因为相互作用的粒子被反向充电。 因此，在pH值为9.0时，在每个距离处，辉绿岩和石英颗粒或方解石和石英颗粒之间相互作用的总势能是有吸引力的。 换句话说，粒子之间没有潜在的能量障碍。 因此，应该对萤石-石英颗粒和方解石 - 石英颗粒采用强烈的异凝聚。 对于水溶液中的萤石-方解石颗粒体系，颗粒之间的范德华相互作用是有吸引力的，并且双电层相互作用是排斥性的，但在pH9.0时非常小，因为两种矿物的zeta;电位趋向于零，到非常小的能量势垒并因此混合凝聚。 这是将萤石，方解石和石英颗粒的非均相凝固用于pH9的尿素矿矿浆中的机理，如图。1.
在未经分散处理的pH值为9.0的尿石矿石浆液中的矿物颗粒的SEM显微照片在中给出图2。 矿物质通过使用EDS鉴定。 正如它可以观察到的图2a，粗粒萤石颗粒被大量的方解石包覆范围0-5 um。 在图2b，相反，粗方解石颗粒被大量的萤石包裹。 事实上，在pH 9.0的尿素矿石的含水浆液中有强烈的粘液涂层。
对经分散处理或未经分散处理获得的各个尺寸部分中的萤石矿石样品进行化学分析以获得CaF2，CaCO3和SiO2的等级。 从测定结果和重量分布如图所示图。1，计算出了颗粒级分中的方解石，方解石和石英的分布图3。 值得注意的是，在分散处理矿石浆液中，在负38lm的粒度分数中，萤石，方解石和石英的分布（真实分布）分别为25.3％，33.1％和49.2％这表明矿石样品中的脉石矿物，石英，比萤石多得多。 然而，在没有分散处理的情况下，相同尺寸部分的分布分别为22.1％，19.9％和18.8％。 方解石的亏损分别为3.2％，13.3％和30.4％。 同时，分散处理降低了矿物的分布大小为38-106 lm。 38-45 lm的尺寸分数比较大尺寸的分数降低得更多。 显然，在尿素矿浆中存在杂凝，导致ne颗粒（负号）38微米）以凝结物和粘液涂层的形式进入38-106微米的尺寸部分。 异凝聚不仅应用于脉石矿物颗粒，而且也应用于萤石矿石。 此外，结果表明，石英和方解石nes比矿浆中的uorite nes具有更强的凝结。 由于石英颗粒在pH9.0时带有高度负电荷，所以凝结（或粘液涂覆）石英之间不可能发生。 因此，石英会在浆液中涂覆粗颗粒的氟碳酸盐和方解石颗粒，这将防止粗颗粒的氟碳酸盐颗粒在氟铝酸盐浮选中被氧化。
从上述实验结果可以看出，通过消除矿浆中的异相凝聚，可能对萤石的选择有帮助。 因此，在这项工作中已经进行了一项关于通过分散处理改进尿素选择的研究。 萤石选择是通过使用油酸作为收集器和白坚木作为抑制剂，这是一个常用的化学方案浮选（Crozier，1992; Raju和Prabhakar，2000年). 图4 说明浓缩液（CaF2）在有或没有分散处理的情况下从氟榴石矿石的铀矿石的回收中改变。 图中显示的结果来自粗选和两步清洁选择。 如可以观察到的，在没有分散处理的情况下，获得测定98％CaF2的浓缩物的回收率为约72％。 然而，在分散处理过程中，CaF2品位与回收线向上移动，表明对萤石的选择有所改善。 水玻璃和CMC的分散处理分别将回收率提高到75％和78.5％，而精矿品位不变。 增量分别约为3％和6.5％。 事实上，分散处理可以大大改善尿素矿石的萤石浮选的效果。
图5显示了氟化钙2的品位和从分散加工中作为水玻璃添加功能的氟铝酸盐浮选回收精矿。 从图中可以看出，随着水玻璃添加量的增加，CaF2的等级略有增加，从不添加时的97.8％增加到1kg /吨添加时的98.4％。 这表明分散处理消除了粗粒脉石矿物颗粒上的氟碳酸盐涂层，从而防止了脉石矿物颗粒被夹带入浓缩物中。 随着水玻璃的增加，回收率也略有增加直到达到最大值，然后下降。 0.5kg /吨水玻璃添加量的回收率增加约2％。 这种增加应该归因于消除了矿石浆液中粗颗粒的颗粒上煤矸石矿物的粘液涂层，从而导致氟化物颗粒以浓缩物的形式被搅拌。
图6说明了CaF2的品位和从分散加工中作为CMC添加剂的函数的氟铝酸盐滴眼回收浓缩物。 如所指出的，随着CMC添加量的增加，CaF2等级和回收率增加。 低CMC添加量的增加比高添加量要多得多。 在1kg /吨CMC添加量下，CaF2等级的增量约为0.7％，回收率约为4％，这表明CMC是用于改善氟锆石的良好分散剂。
采用扫描电子显微镜（SEM）对以CMC为分散剂的分散处理后的尿素矿石浆液中的颗粒进行拍照。图7给出一个粒子的SEM图像。 如所观察到的那样，没有粘土覆盖在氟碳酸盐粗颗粒上，既没有方解石粗颗粒，表明分散处理是真的有效消除尿素矿石浆液中的杂凝。
众所周知，CMC（羧甲基纤维素）是以b-D - 葡萄糖为基本单元的长链聚合物（Laskow- 滑雪和普，1992年）。 其葡萄糖单位显示在图8。 羧基的存在使其成为阴离子聚合物，在碱性溶液中完全电离。 上羧基与矿物表面的相互作用，CMC分子吸附在矿物/水溶液界面上，形成长链聚合物层。 根据空间稳定理论（莫里森 和Ross，2002; Hiemenz和Rajagopalan，1997; 佐藤 和鲁奇，1980年），在具有长链聚合物吸附层的颗粒之间存在强烈的立体排斥，导致胶态分散体的高稳定性。 在我们的情况下，CMC在pH9的水溶液中通过形成羧酸钙化学吸附在氟铝酸盐和方解石表面上（Crozier，1992），使矿物颗粒带负电。 这种吸附作用将导致水溶液中的氟碳酸盐和方解石颗粒之间强烈的立体排斥，从而导致矿物颗粒的强烈分散。 另一方面，CMC不能吸附在石英/水溶液的界面上，因为在pH 9.0的石英表面上的强负电荷阻止了阴离子聚合物（CMC）的接近。 然而，尿素颗粒上的CMC吸附使表面电荷反转为负，导致双电层相互作用在水溶液中的尿石 - 石英颗粒之间由吸引变为排斥。 这种排斥作用可能导致潜在的高能势垒，从而防止矿石浆液中石英和氟尿石颗粒的异相凝聚。 如图1所示，这可能是CMC强烈分散尿素矿浆以改善尿素结石的机制图6.
4.结论
结果表明，Minera de los Cuervas浓缩厂的选择回路在pH9的尿素矿浆液中存在强烈的异凝聚作用，这对于通过渗出使尿素矿石产生不利影响。 异凝聚的机制可能归因于在水溶液中萤石 /石英颗粒与方解石/石英之间的双电层吸引以及在水溶液中的萤石 /
全文共5917字，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[9660]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
