六偏磷酸钠对蛇纹石作用机理分析.pdf

第4期
矿产综合利用
2016年8月
Multipurpose Utilization of Mineral Resources
Aug-2016
六偏磷酸紂对蛇纹石作用机理分析
李治杭,韩跃新,李艳军,高鵬
(东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳10819
摘要:通过浮选试验、Zeta电位测试、DLVO理论计算等方法研究了六偏磷酸钠对蛇纹石浮选行为及表面
性质的影响。浮选试验结果表明,蛇纹石可浮性较差,六偏磷酸钠可很好地抑制蛇纹石上浮。机理分析表明
六偏礫酸钠通过与蛇纹石表面Mg2作用吸附于蛇纹石表面,并使其更加亲水,从而达到抑制效果。DLVO理
论计算结果表明,六偏磷酸钠可改变蛇纹石微粒的分散状态。
关键词:蛇纹石;六偏磷酸钠;DLVO理论
doi:10.3969/j.isn.1000~6532.2016.04.012
中图分类号:TD985文献标志码:A文章编号:1000-6532(2016)04-0052-04
辽西硼铁矿资源丰富,其主要矿物为蛇纹石、石粒度分析结果,Ds为10.1um,De为42.4pm,体
硼镁石和磁铁矿,并且蛇纹石含量很大,占矿物总含积平均直径为12.8um。试验所用药剂六偏磷酸
量的25.1%。由于硼铁矿石性质复杂利用率很低,钠、盐酸、氢氧化钠、十二胺均为分析纯,试验用水为
其中蛇纹石对该硼铁矿石分选产生极大的影去离子水。
响
蛇纹石作为一种含镁层状硅酸盐矿物,磨
v蛇纹石
矿过程中易泥化,罩盖在有用矿物表面,从而恶化浮
选环境,使有用矿物回收率降低3。因此,在硼铁
矿浮选硏究中,深入分析蛇纹石表面特性,并有效抑
制分散蛇纹石是提升精矿回收率的重要途径之一。
本文研究了蛇纹石的浮选特性,并就六徧磷酸钠对
102030405060708090
蛇纹石的表面电位的影响及蛇纹石微粒间团聚吸附
2e/
行为进行了探讨,尝试为目后实际应用提供理论依
图1蛇纹石XRD分析结果
据
Fig. I XRD analysis results of serpentine
试验
表1蛇纹石化学分析结果/%
矿物样品及药剂
Table 1 Analysis results of serpentine
Sio
试验所用蛇纹石取自辽宁丹东,经人工拣选、手
42.09
43.68
0.90
0.88
<0.
工机械粉碎和陶瓷磨机球謄后获得-38μm蛇纹石
表2蛇纹石粒度分析结果
矿样。其粒度组成见表1。蛇纹石矿样X射线術射
Table 2 Particle size analysis results of serpentine
结果和化学分析结果及分别见图1和表2。由图
Do/ um Dso/umDo/pm体积平均直径/um
可知,该矿样中仅含有蛇纹石一种矿物,蛇纹石分子
2
11.0
42.4
12.8
式为Mg[Si4010](OH)g,理论Mg0含量为43.6%,1.2试验方法
因此知该蛇纹石矿样纯度为96.5%。表2为蛇纹1.2.1浮选试验
收稿日期:2015-12-0
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51204033);辽宁省教育厅一般项目(L2014088
作者简介:李治杭(199-),男,东北大学博士研究生。
第4期
李治杭等:六偏磷酸钠对蛇纹石作用机理分析
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浮选试验采用30 MXFG型挂槽型浮选机。每
次试验称取蛇纹石2.0g置于浮选槽内,使用精密
pH计测定pH值后,加人浮选药剂后搅拌3min,浮
选刮泡时间3min,该过程采用手工刮泡。将所得泡
兰
沫产品烘干、称量后计算浮选回收率。
回40
1.2.2Zeta电位测试
釆用制样机将蛇纹石矿样研磨至-2um。测量
付,每次称取0.02g样品置于100mL烧杯中,并加
06080100120
入50mL去离子水。试验所用电解质为1.0x10
六偏磷酸钠用量/(mg?L
mol/L的KCI溶液。调节溶液pH值后加人浮选药
图3六偏磷酸钠对蛇纹石浮选的影响
剂,使用磁力摸拌器境拌5min。拌结束后静置Fs3 Effects of dosage of sodium hexametaphosphat
15min后抽取上清液,然后使用 Marvin Nano-7S90
on the flotation of serpentine
型zeta电位测定仪进行电位测量,每个点测量3次
后取均值。
2.2六偏磷酸钠对蛇纹石表面电位的影响
2结果及讨论
矿物表面电位与浮选结果有重要影响,六偏磷
酸钠对蛇纹石表面电位影响见图4。由图4可知,
2.1浮选试验结果
在电解质溶液中,蛇纹石零电点在9.1左右,当溶液
pH值小于9.1时,蛇纹石颗粒表面带正电,当溶液
pH值大于9.1时,蛇纹石颗粒表面带负电。十二胺
溶液(0.32x10moLL)的 logc-pH曲线见图5。由
60
SHMP Omg/L
图5可知,当pH值大于10.0后,溶液中十二胺主
要以RNH2(s)形式存在,RNH3浓度逐渐降低,十ニ
胺捕收性能开始减弱,因此继续増大pH值蛇纹石
SHMP 40mg/
回收率开始逐渐下降。
S678
蛇纹石与六偏磷酸钠作用后,蛇纹石表面电位
pH值
向负方向移动,此时蛇纹石表面具有很强的电负性。
图2pH值对蛇纹石浮选的影响
Fig 2 Effects of ph value on the flotation of
此时,由于矿物颗粒表面电荷出现了较大改变,因此
颗粒间的作用行为也发生了转变。六偏磷酸钠作为
serpentine
一种高分子聚合物,可与Ca2、Mg“等多种金属离子
蛇纹石在不同pH值条件下的可浮性见图2,六发生反应,生成络合物。并且该生成物具有很好的
徧礫酸钠对蛇纹石可浮性的影响见图3。由图2可亲水性。蛇纹石作为一种含镁的硅酸盐矿物经磨矿
知,蛇纹石可浮性较差,在十二胺浮选体系下其回收
后,表面暴露出大量的Mg*,六偏磷酸钠可与Mg2
率最高为43.1%,加人六偏磷酸钠后,蛇纹石被抑
发生如下反应[68:
制,回收率明显降低。在pH值为8.9条件下,使用
六偏磷酸钠对蛇纹石进行抑制。试验结果见图3。
(NAPO, 6+Mg*=Lmgna, Pso3"+ Na
由图3可知,六偏磷酸钠对蛇纹石有明显的抑制效
MgOH]'+[NaP。0s]2=MgNa,P。0s+OH
果。采用十二胺为捕收剂时,蛇纹石回收率随着六
六偏磷酸钠与蛇纹石表面作用后,使得矿物表
偏磷酸钠含量升高而逐渐降低,当不加六偏磷酸钠面正电荷减少,负电荷增多,因此蛇纹石zea电位向
时其回收率为43.1%,当六偏磷酸钠用量升高至负方向移动,并在整个pH值范围内都为负值。因
100mg/L时,蛇纹石含量达到最低为14.5%,继续此,在pH值为8.9时,蛇纹石亲水性加强,十二胺
增大六偏磷酸钠用量后其抑制效果基本无变化。
对其捕收效果减弱。