高磷鐵礦反浮選降磷捕收劑的研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，地球上有限的富鐵礦和易選鐵礦資源大幅減少，開(kāi)展結(jié)構(gòu)復(fù)雜的微細(xì)粒級(jí)高雜（含磷、硫）鐵礦石的分選研究顯得十分重要。在世界范圍內(nèi)存在大量高磷鐵礦石。我國(guó)高磷鐵礦石儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的14.86％，達(dá)74.5億多噸。國(guó)內(nèi)開(kāi)展了大量選礦降磷工藝研究，但降低鐵精礦含磷量、提高金屬回收率一直是困擾高磷鐵礦選礦的難題。本課題的目標(biāo)旨在通過(guò)對(duì)浮選藥劑的綜合分析研究，設(shè)計(jì)、合成降磷反浮選高效捕收劑，達(dá)到提高鐵回收率、降低鐵精礦含磷量的目的

2、。
　　論文從浮選藥劑分子設(shè)計(jì)的角度入手，運(yùn)用量子化學(xué)計(jì)算，結(jié)合浮選藥劑與礦物表面作用的基礎(chǔ)理論，設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出高效實(shí)用的高磷鐵礦浮選脫磷捕收劑RFP-138，實(shí)現(xiàn)了RFP-138捕收劑在鮞狀高磷赤鐵礦中反浮選降磷的實(shí)際應(yīng)用。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:
　　1.捕收劑RFP-138的合成
　　在國(guó)內(nèi)外磷礦捕收劑的使用基礎(chǔ)上，通過(guò)分子設(shè)計(jì)，篩選并確定一類新型降磷捕收劑主劑——SNA。通過(guò)合成工藝條件的試驗(yàn)，分餾、提純，確定其

3、碳鏈長(zhǎng)度，并與自行研制的YS04增效劑復(fù)配，形成新型鐵礦降磷反浮選捕收劑——RFP-138。
　　2.改善羧酸類捕收劑浮選性能
　　浮選試驗(yàn)表明，藥劑改性和組合用藥兩種方式都能改善羧酸類捕收劑的浮選性能?；腔男阅塬@得更高的浮選回收率，但改性羧酸仍然沒(méi)有克服藥劑用量較大的缺點(diǎn);帶有磷酸酯官能團(tuán)的非離子表面活性劑YS04，對(duì)SNA有著良好的微乳化增溶作用，提高了SNA的溶解性和分散性，增強(qiáng)了SNA浮選性能，明顯降低SNA的藥劑

4、用量，同時(shí)改善SNA的耐硬水性、耐低溫性。
　　3.主要組成礦物及其與捕收劑的相互作用
　　采用單礦物浮選、動(dòng)電位測(cè)試、紅外光譜等方法對(duì)膠磷礦、赤鐵礦與捕收劑的相互作用進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究。結(jié)果表明，陰離子捕收劑在膠磷礦表面發(fā)生明顯的化學(xué)吸附;另外，礦漿溶液化學(xué)結(jié)合紅外光譜表征，陰離子捕收劑氧原子優(yōu)先與鈣原子能產(chǎn)生化學(xué)作用而吸附，但與膠磷礦解離面上的磷酸根沒(méi)有吸附;該藥劑與赤鐵礦表面同樣產(chǎn)生化學(xué)作用，要實(shí)現(xiàn)藥劑對(duì)膠磷礦與赤鐵

5、礦的分選需要選擇合適的pH值以及抑制劑的配合。
　　4.組合捕收劑的浮選性能和作用機(jī)理
　　人工混合礦浮選試驗(yàn)中，RFP-138能在保證精礦Fe回收率的情況下，獲得比油酸鈉更好的降磷效果;根據(jù)表面張力測(cè)試結(jié)果、捕收劑與礦物作用前后的紅外光譜，對(duì)RFP-138的作用機(jī)理進(jìn)行初步探討。
　　5.捕收劑的結(jié)構(gòu)性能關(guān)系
　　通過(guò)對(duì)單礦物的直接浮選試驗(yàn)考察了捕收劑非極性基結(jié)構(gòu)對(duì)極性基反應(yīng)活性、捕收劑疏水能力及浮選性能的影響

6、，結(jié)果顯示:當(dāng)捕收劑以分子形式存在時(shí)，化學(xué)反應(yīng)活性順序?yàn)?不飽和脂肪酸鹽＞烷基羥肟酸鹽＞烷基磺酸鹽＞烷基硫酸鹽＞烷基羧酸鹽;當(dāng)捕收劑由分子變成離子后，化學(xué)反應(yīng)活性順序變?yōu)?烷基磺酸鹽＞烷基硫酸鹽＞不飽和脂肪酸鹽＞烷基羥肟酸鹽＞烷基羧酸鹽。同時(shí)，采用量子化學(xué)軟件——Gaussian09中全略微分算法對(duì)常用陰離子捕收劑極性基的化學(xué)反應(yīng)活性進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果表明，除了提供必要的疏水能力之外，非極性基種類和碳鏈長(zhǎng)度對(duì)極性基的反應(yīng)活性均有一定影響;羧

7、酸根離子的化學(xué)反應(yīng)活性隨著不飽和度的增加而逐漸增強(qiáng)，并且在水中的溶解分散能力增加，所以非極性基中存在碳環(huán)是RFP-138具有良好浮選捕收能力的主要原因之一。
　　6.新型鐵礦降磷捕收劑RFP-138對(duì)實(shí)際礦物的應(yīng)用效果
　　實(shí)際礦石小型浮選試驗(yàn)表明，新型鐵礦降磷捕收劑RFP-138具有良好的磷礦反浮選捕收性能，在保證鐵精礦較高的回收率同時(shí)可以將P品位降至合格鐵精礦要求范圍以內(nèi)，閉路試驗(yàn)可以獲得鐵品位大于60％，磷含量0.17