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随着铁矿资源的开采和利用,富矿资源日益枯竭,我国的铁矿资源普遍具有“贫、细、杂”及含铁硅酸盐含量高等特点,铁矿物与含铁硅酸盐的分离是铁矿选矿现存的难题。烷基多胺醚药剂(GE-609)在反浮选酒钢磁精矿中的含铁硅酸盐碧玉方面发挥了重要作用,一年可为该公司创造接近一个亿的经济效益,然而药剂与含铁硅酸盐类矿物的作用机理尚不清楚,不利于烷基多胺醚应用于其它类含铁硅酸盐矿物的浮选。针对这一现状,本文对烷基多胺醚药剂的浮选性能进行了研究,并通过红外光谱、Zeta电位、热力学研究及量子化计算等手段分析了其作用机理,为铁矿物与含铁硅酸盐的分离提供了新的方法与理论支持。
烷基多胺醚GE-609浮选酒钢磁精矿的捕收性能试验表明:醋酸中和烷基多胺醚的浮选指标优于盐酸,最佳中和度为25%; GE-609有较好的耐低温性质,在8℃温度下仍可获得较好的浮选指标;最佳浮选矿浆浓度在30%~40%之间;Ca2+、Mg2+、Fe3+浓度变化对捕收剂GE-609的浮选指标影响很小;条件试验确定最佳捕收剂用量为150g/t,淀粉用量600g/t;与817、十二胺相比,GE-609浮选性能更好,泡沫量少且脆,流动性好,易于消泡。
烷基多胺醚GE-609优化试验表明:6501与GE-609最佳配比为6501∶GE-609=1∶4,组合浮选效果最好;消泡剂CM最佳配比为CM∶GE-609=20%,CM可明显降低GE-609的泡沫量,改善其泡沫现象;EA-2与GE-609组合捕收性能优于EA-1、异丁醇,可有效降低捕收剂用量。
烷基多胺醚浮选新疆磁铁矿试验表明:当捕收剂GE-609用量160g/t,淀粉用量600g/t,经一粗一精三扫的闭路流程,获得了良好的选矿指标:精矿铁品位65.59%,回收率95.94%。
分选机理:溶液化学研究表明,当pHiep印<pH<9,[RNH42+]为捕收剂的主要组分,pH升高时静电吸附作用增强,浮选指逐渐变好;当pHs>pH>9,pH升高时[RNH42+]浓度逐渐减少,浮选指标变差;红外光谱分析表明,碧玉与烷基多胺醚药剂作用后,碧玉表面牢固吸附了大量药剂;Zeta电位研究表明,碧玉在与捕收剂作用后动电位变化较大,而磁铁矿动电位变化不明显,表明药剂与碧玉的作用更强;矿物热力学及量子化学计算表明,烷基多胺醚在磁铁矿和碧玉表面的吸附都是以静电作用的物理吸附为主,但烷基多胺醚分子中的醚基对碧玉有类似氢键的特殊作用,增强了其对碧玉的捕收能力;同时烷基多胺醚阳离子较十二胺阳离子稳定性低,反应活性高,捕收能力更强。