尾矿中钪矿物分选条件研究

刘静宇

（黑龙江工业学院 环境工程系，黑龙江 鸡西 158100）

钪具因其优良的物化性质被广泛应用于机械、航空航天、材料等重要领域。随着钪及其化合物用途日益开发，各国对钪的需求也在不断上升。全球钪的消耗量从1985年的100kg，到1990年的350kg，2007年的1000kg，增至2010年的10t，近三四年来世界钪的供需基本上趋于平衡状态，2014年钪的用量大约15t。不仅如此利用传统选矿方法从尾矿的各种矿石中回收含钪矿物具有重要的经济环保意义[1-8]。本文选择矿厂尾矿代替矿量不足的钪精矿进行分选含钪矿物试验研究，并对分选条件进行研究。

1 实验

1.1 试验药剂

碳酸钠（天津市津北精细化工有限公司）、水玻璃（天津市津市双船化工试剂厂）、油酸（天津市科密欧化学有限公司）。

1.2 试验方法

本文采用Na2CO3为pH调整剂，水玻璃作抑制剂，油酸为捕收剂，对实验尾矿进行了反浮选，采用控制变量法的方法对反浮选粗选的条件试验进行探讨，即在矿浆浓度35%，矿物粒度-200目占90%的条件下，通过改变p H值、矿浆温度、水玻璃用量、油酸用量中的一个变量的参数然后对矿物进行分选，并探讨不同其对钪矿物回收率的影响并找寻最佳的用量配比。

2 结果讨论

2.1 不同pH值对钪回收率的影响

本实验采用p H调整剂是碳酸钠，其不但起到调节矿浆pH的作用，还能够减弱或消除矿泥对浮选的不良影响。在矿浆浓度40%，矿浆温度40℃，水玻璃用量为3kg/t，油酸用量为1.5kg/t，讨论实验尾矿粗选中p H值对钪矿物回收率的影响，试验结果如表1所示。

表1 不同PH值对对钪矿物回收率的影响

图1 不同PH值对对钪矿物回收率的影响

由图1可知，随着pH的增大，回收率先升后降，得到的最pH值为9.0。在pH=8～9，分子吸附相对多离子吸附相对少，总的吸附键力在pH=9.0时最强，且在p H=9.0时，油酸对含钪较低的萤石、方解石等矿物捕收性能较好。

2.2 不同矿浆温度对钪回收率的影响

矿浆温度对反浮选分选钪矿物有较大影响，其不仅会影响捕收剂油酸的作用效果，也会影响水玻璃的作用效果。在矿浆浓度40%，pH=9.0，水玻璃用量为3.0kg/t，油酸用量为1.5kg/t。讨论实验尾矿粗选中温度对钪矿物回收率的影响，试验结果如表2。

表2 不同矿浆温度对钪矿物回收率的影响

图2 不同矿浆温度对钪矿物回收率的影响

由图2可知，随着温度的升高，回收率先增加后减少，当温度达到45℃时达到最大值。可能是由于当温度＞45℃，水玻璃对萤石的吸附作用变大，使萤石受到抑制，从而使钪矿的回收率也下降了。

2.3 不同水玻璃用量对钪回收率的影响

水玻璃的抑制作用主要是由于硅酸离子增强硅酸盐矿物的负电位，从而在硅酸盐矿物表面可形成亲水性薄膜使之受到抑制。在矿浆浓度40%，矿浆温度45℃，pH=9.0，油酸用量为1.5kg/t。讨论实验尾矿粗选水玻璃用量对钪矿物回收率的影响，试验结果如表三所示。

表3 水玻璃用量对钪矿物回收率的影响

图3 水玻璃用量对钪矿物回收率的影响

由图3可知，随着水玻璃用量的增加，回收率先升高再下降，用量少时水玻璃优先对硅酸盐矿物进行抑制，当水玻璃用量过多时，反而会恶化抑制作用使产率变低，从而得到了在水玻璃用量为3kg/t是浮选指标最佳。

2.4 不同油酸用量对钪回收率的影响

油酸与矿表由于吸附作用的发生，会提高矿表的捕收剂阴离子的浓度，当超过对应盐的溶度积时，矿表会形成稳定的脂肪酸盐从而达到疏水的作用而上浮。在矿浆浓度40%，矿浆温度45℃，pH=9.0，水玻璃用量为3kg/t。讨论实验尾矿粗选油酸用量对钪矿物回收率的影响，试验结果如表四。

表4 水玻璃用量对钪矿物回收率的影响

图4 水玻璃用量对钪矿物回收率的影响

由图4可知，随着油酸用量的增加，回收率先升后下降，而得到浮选指标最佳的油酸用量为1.5kg/t。当油酸用＞1.5kg/t时，回收率在明显的下降，可能是由于用量过多产生多层吸附，生成多层薄膜不稳定，从而导致钪精矿回收率下降。

总结以上实验在最优实验条件，即：矿浆温度为45℃，pH为9.0，水玻璃用量为3kg/t，油酸用量为1.5kg/t，得回收率50.2%的钪粗精矿。

3 结论

钪资源是一种比较稀缺的资源，基于钪及其的化合物的优越的性能使其在很多领域得到了广泛利用，进而使钪的回收得到了重视。本文选择矿厂尾矿代替矿量不足的钪精矿进行分选含钪矿物试验研究，并对分选粗选条件进行研究。实践结果表明：最佳矿浆温度为45℃，最佳p H为9.0，最佳水玻璃用量为3kg/t，最佳油酸用量为1.8kg/t，且在该条件下，回收率50.2%的钪粗精矿。

参考文献

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