菱锰矿、石英及方解石的浮选行为研究

王 珊 田 鹏

(中国有色金属工业昆明勘察设计研究院)



菱锰矿、石英及方解石的浮选行为研究

王 珊 田 鹏

(中国有色金属工业昆明勘察设计研究院)

针对采用阳离子捕收剂反浮选细粒菱锰矿存在的气泡量大、选择性差等问题，为加强细粒菱锰矿的回收，以菱锰矿、石英及方解石的单矿物为对象，探究纯矿物的反浮选行为。结果表明：十八胺反浮选菱锰矿较为合适，糊精和淀粉对菱锰矿和方解石均具有抑制作用，并在矿浆pH=9时抑制作用最强。以糊精为抑制剂，对菱锰矿、石英和方解石质量比10∶7∶3的人工配矿进行反浮选，锰回收率高达94.53%；以碳酸钠为pH调整剂、糊精为抑制剂、十八胺为捕收剂，对广西大新某难选锰矿石采用反浮选进一步提高强磁选精矿质量，获得了品位21.22%、回收率77.64%的锰精矿。研究结果可为菱锰矿实际矿石的选别提供理论指导。

菱锰矿 石英 方解石 反浮选 十八胺 糊精

自然界中锰主要以软锰矿、硬锰矿、偏锰酸矿、水锰矿、褐锰矿黑锰矿和菱锰矿的形式被利用，其中菱锰矿是锰矿中可浮性较好的一种矿物，其次是软锰矿和硬锰矿[1-3]。从细粒矿物中回收锰，浮选工艺具有明显优势。菱锰矿的浮选方法主要分为两种：一是用脂肪酸类捕收剂正浮选锰矿物；二是抑制锰矿物，采用阳离子捕收剂反浮选脉石矿物[4]。由于阳离子捕收剂存在气泡量大、消泡难、选择性差、受矿泥影响大等缺点，因此菱锰矿反浮选基本处于试验阶段，目前国内外仍采用阴离子正浮选回收[5-6]。

论文以菱锰矿、石英及方解石为对象，采用胺类捕收剂(阳离子捕收剂)，糊精、淀粉、六偏磷酸钠、水玻璃作抑制剂进行单矿物及人工混合矿的反浮选试验，旨在为菱锰矿与石英及方解石的反浮选分离提供参考。

1 纯矿物试样

菱锰矿、石英及方解石经过手选挑纯后进行破碎，经超声波清洗、干燥后采用三头研磨机磨碎，待用同时取少量试样进行单矿物XRD分析，分析结果分别见图1～图3。

由图1～图3可知，菱锰矿试样含锰45.45%，纯度达88.81%，石英及方解石的纯度均在95%以上，可以作为纯矿物试验的试样。

图1 菱锰矿纯矿物X衍射分析图谱

图2 石英纯矿物X衍射分析图谱

图3 方解石纯矿物X衍射分析图谱

2 试验方法

纯矿物浮选试验在挂槽浮选机(容积40 mL)上进行，每组试验单矿物用量3 g，加入40 mL去离子水，调浆2 min后，顺序加入抑制剂0.009 g/L、捕收剂0.027 g/L，搅拌，调节矿浆pH(误差在0.1以内)，搅拌3min后充气，刮泡4 min。浮选试验在常温下进行，结束后将精矿、尾矿进行抽滤，烘干并称重，计算回收率。

3 试验结果与讨论

3.1 捕收剂种类试验

在自然pH下(pH=8)，选择十二胺、十四胺、十六胺、十八胺和混合胺5种常见的胺类捕收剂进行反浮选试验，考察精矿指标，结果见图4。

图4 胺类捕收剂对菱锰矿回收率的影响

图4表明，不同胺类捕收剂反浮选中，十八胺对菱锰矿的捕收能力较弱，精矿中锰的回收率仅5.02%，因此选择十八胺为菱锰矿的反浮选捕收剂。

3.2 抑制剂种类试验

常见的菱锰矿反浮选抑制剂有淀粉、糊精、六偏磷酸钠、水玻璃等[7]。在自然pH条件下，以十八胺为捕收剂，使用糊精、淀粉、六偏磷酸钠、水玻璃4种常见抑制剂分别对菱锰矿、石英、方解石进行单矿物反浮选试验，均采用一次粗选流程，考察精矿指标，结果见图5。

图5 不同抑制剂对菱锰矿、石英、方解石单矿物反浮选的影响

由图5可以看出，4种抑制剂中，淀粉对菱锰矿具有强烈的抑制作用，而对石英抑制作用较弱，糊精的抑制效果次之。因此，选择淀粉或糊精作为反浮选菱锰矿的抑制剂较为合适。

3.3 pH值对抑制剂作用效果的影响

以淀粉或糊精作为菱锰矿反浮选抑制剂，考察pH变化对菱锰矿、石英及方解石反浮选精矿回收率的影响规律，结果见图6～图8。

图6 不同抑制剂下pH变化对菱锰矿回收率的影响

图7 不同抑制剂下pH变化对石英回收率的影响

图8 不同抑制剂下pH变化对方解石回收率的影响

从图6可以看出，无抑制剂时，pH= 5～11，十八胺对菱锰矿的捕收能力随pH的逐渐增大而增大，但变化较小；淀粉对菱锰矿的抑制作用随pH的增大呈先减弱后增强的趋势；糊精在pH=5～9时，抑制作用逐渐减弱，在pH=9～11时逐渐增强，在pH=9时的抑制作用最弱。

从图7可以看出，无抑制剂时，石英回收率随pH的增大而增大，糊精对石英有一定的活化作用，且活化作用基本不受矿浆pH的影响。淀粉的抑制作用在pH=5～7和pH=9～11时逐渐减弱，在pH=7～9时抑制作用增强。

从图8可以看出，无抑制剂时，方解石回收率随pH的增大而减小，但变化不大；淀粉和糊精对方解石的抑制作用在pH=7～9时较强。

3.4 人工配矿试验

试验以菱锰矿∶石英∶方解石质量比10∶7∶3的人工配矿为对象，控制矿浆pH=9，在不同抑制剂作用条件下进行反浮选试验，结果见表1。

表1 抑制剂对人工配矿反浮选指标的影响

由表1可以看出，对菱锰矿抑制效果较好的是糊精，尾矿回收率达94.53%，其次是淀粉，尾矿回收率92.88%。

4 实际矿物试验

广西大新某难选菱锰矿石，锰矿物主要是菱锰矿、锰方解石，脉石矿物主要是石英、绿泥石及方解石，锰品位14.62%。采用强磁选回收锰，锰精矿品位19.18%、回收率84.92%。为进一步提高选别指标，以碳酸钠为pH调整剂、糊精为抑制剂、十八胺为捕收剂对强磁选精矿进行反浮选，最终获得了锰品位21.22%、回收率77.64%的锰精矿。

5 结 论

在以十八胺为捕收剂的反浮选体系中，淀粉和糊精对菱锰矿有较强的抑制作用，而六偏磷酸钠对石英有抑制作用，对菱锰矿和方解石具有一定的活化作用；淀粉和糊精对菱锰矿和方解石均具有抑制作用，但糊精的抑制作用稍强于淀粉，也说明了菱锰矿和方解石具有相似的矿物表面性质，在浮选中难以分离。

广西大新某难选菱锰矿以碳酸钠为pH调整剂、糊精为抑制剂、十八胺为捕收剂，采用强磁选—反浮选工艺回收锰，最终获得了锰精矿品位21.22%、回收率77.64%的良好指标。强磁选对细粒碳酸锰矿的选别具有较大局限性，查明菱锰矿、石英和方解石的浮选行为，对提高菱锰矿的资源利用效率、获得高品质的锰精矿具有重要意义。

[1] 潘其经，周永生.我国锰矿选矿的回顾与展望[J].中国锰业，2000，18(4):1-10.

[2] 汪镜亮.锰矿产资源及其加工和应用[J].矿产保护与利用，1993(3):39-46.

[3] 胡为柏．浮选[M]．北京：冶金工业出版社，1983．

[4] 王 资．浮选选矿技术[M]．北京：冶金工业出版社，2006．

[5] 余新阳，钟 宏，刘广义.阳离子反浮选脱硅捕收剂研究现状[J].轻金属，2008(6):6-10.

[6] 任建伟，王毓华.铁矿反浮选脱硅的试验分析[J].中国矿业，2004，13(4):70.

[7] 毛鉅凡，张 勇.水玻璃等调整剂在菱锰矿浮选中的作用研究[J].中国锰业，1988(2):18-23.

2016-08-24)

王 珊(1988—)，女，助理工程师，650051 云南省昆明市盘龙区东风东路东风巷1号。