当前位置: 首页 » 技术 » 选矿技术 » 正文

纳米气泡在鞍山式铁矿反浮选中效果探索

发布日期:2020-09-14  来源:金属矿山  作者:徐冬林  浏览次数:247
        纳米气泡已被大量研究证实可有效提高微细颗粒尤其是难浮微细颗粒矿物的浮选效果。但是,以往的纳米气泡浮选研究主要集中在正浮选(泡沫产品为有价矿物)作业上,为考察纳米气泡对反浮选的影响,探索了纳米气泡对鞍山式矿反浮选(泡沫产品为脉石矿物石英)的影响。针对鞍钢集团鞍千选矿厂的浮选给矿,进行了实验室纳米气泡浮选与常规浮选的比较试验研究,详细考察了不同浮选条件下,尤其是多种不同药剂用量时纳米气泡对浮选效果的影响。结果表明:纳米气泡浮选可显著提高精矿 Fe 品位和回收率,同时降低药剂消耗量,改进的效果取决于药剂用量条件。典型指标是纳米气泡浮选与常规浮选相比在精矿铁品位为 67% 时一段浮选可将铁回收率从 68% 提高至 84%。讨论了纳米气泡强化浮选的机理,提出空化产生的纳米气泡在疏水性石英颗粒表面优先生成并引发的疏水性团聚是改善微细粒矿物分选的主要途径。众所周知,矿产资源是国民经济建设和社会发展的重要物质基础。铁矿对国民经济影响巨大,但却是进口依赖度最高的矿石之一。近几年我国每年消耗的铁矿石 80%以上(约 10亿 t)依靠进口,严重制约国家全球发展战略,尤其是钢铁行业的持续健康发展。国产铁矿石的主要特点是贫、细、杂、散,平均铁品位低,复杂难选的高碳酸盐铁矿石所占比例较大。鞍山式铁矿是我国正在开发利用的典型难选铁矿床类型之一,具有铁品位低、嵌布粒度细、组成和结构构造复杂等特点,主要分布在辽宁、河北、山西等省,资源储量达数十亿 t,其中辽宁鞍山地区的储量就有约 10亿 t[1],全铁品位一般在 30%~40%左右,要脉石矿物为石英、角闪石、白云母、菱铁矿。这些铁矿石大多需要经过选矿加工才能利用。其选矿流程比较复杂,包括两段连续磨矿、中矿再磨、重选—磁选—阴离子反浮选,精矿品位和回收率分别可达65% 和 90% 左右。浮选作业的效果对选矿流程的技术经济指标都起着十分重要的作用。但目前的浮选作业仍然存在流程复杂、药耗高、细颗粒损失大等问题。因此,进一步开发更加高效的鞍山式铁矿浮选工艺具有重要现实意义常规机械浮选技术应用的气泡尺寸一般在 0.5~1 mm 左右,而相对较先进的微泡浮选柱技术使用的气泡尺寸却也有几百微米,而气泡尺寸的大小对浮选效果影响甚大。对浮选过程的理论分析和数值模拟表明,决定浮选概率和回收率的颗粒与气泡的碰撞概率、吸附概率、脱落概率均随着气泡尺寸的减少而改善[2]。研究表明,对于几微米以下的微细颗粒,常规浮选技术已经失效,工业实践也证明了这一点。常规浮选一般对粒度范围在 10~100 μm 左右的颗粒有较好的分选作用,对于微细颗粒(<10 μm)及相对较粗(>1 mm)的颗粒,浮选效果急剧下降。理论研究表明,这是因为微细颗粒与常规气泡的碰撞概率过低,而较粗颗粒从常规气泡的脱落概率太大。纳米气泡一般指尺寸在数百个纳米以下的气泡,比常规浮选气泡小 3个数量级[3]。在浮选中引入纳米气泡,因其巨大的比表面积和独特的表面和流体力学特性,不仅可以大大提高微细颗粒的分选效率,也可显著提高粗颗粒的分选效率,同时减少药剂用量,提高设备处理量。

鞍山式赤铁矿选矿流程一般采用浮选工艺生产最终精矿,但精矿的回收率和品位往往不太理想。纳米气泡浮选技术在以及多种矿物的浮选应用中显示出了比常规浮选更有效的分选性能[4-7]。研究表明,纳米气泡可以造成疏水微细颗粒团聚并显著提高其可浮性,从而最大限度地回收有用矿物[8,9]。此外,纳米气泡能选择性地在疏水性颗粒的表面成核,并作为常规尺寸气泡在颗粒表面优选吸附位置,进一步促进疏水性颗粒浮选回收率的提高[10]。将纳米气泡整合到浮选过程中增强浮选性能已被认为是一种非常有前景的细颗粒分选技术,特别是对于难选矿物和微细粒矿物。以往的试验表明[11-13],将纳米气泡整合到机械浮选槽中,粗石英的回收率提高了 24个百分点,细石英和超细石英的回收率由于石英接触角的增加和超细石英的团聚而提高了 20~30 个百分点,细/超细黄矿颗粒回收率提高了 16~21 个百分点。纳米气泡与柱浮选的结合,使煤的回收率提高了 50 个百分点[14,15]。研究还表明,纳米气泡可显著提高矿物的浮选效率、动力学和富集比,并减少学药剂的消耗[11,16-20]。纳米气泡可利用不同的方法产生,本文研究的是基于水力空穴原理产生的纳米气泡浮选。该方法在国内外研究多、实用性最强[11,14,21]。它通过气泡发生器中矿浆的压力突变实现纳米气泡在疏水颗粒表面的优先生成而提高颗粒表面疏水性,同时激发微细颗粒的疏水性团聚,增大其表观尺寸,促进气泡捕收微细矿粒的概率,从而强化浮选矿化过程,改善浮选性能指标。最近的研究表明,水力空穴原理产生的纳米气泡颗粒一般在 150~650 nm 之间,浓度可达 4.1×109 个/mL[3,16]。重点研究纳米气泡对鞍钢集团鞍千选矿厂处理的鞍山式铁矿反浮选作业(泡沫产品为脉石矿物石英)的影响。进行了实验室纳米气泡浮选与常规浮选的比较试验研究,详细考察了不同浮选条件下,尤其是多种不同药剂用量条件下纳米气泡对浮选效果的影响。

【免责声明】此文章仅供读者作为参考,出于传递给读者更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。如转载稿件涉及版权等问题,请联系我们,电话:029-85212477
 
 
[ 技术搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 

 
推荐技术
点击排行
取消

感谢您的支持,我会继续努力的!

扫码支持
扫码打赏,你说多少就多少

打开支付宝扫一扫,即可进行扫码打赏哦