微细粒矿物浮选综述:增大颗粒表观尺寸与减小气泡直径

微细粒矿物的浮选回收是世界性难题,增大颗粒表观直径与减小气泡尺寸为解决该难题的有效途径。论文综述了增大颗粒表观直径的四种方法:疏水絮凝浮选、载体浮选、选择性絮凝浮选和剪切絮凝浮选,详细阐述了其在矿物加工领域中的应用及机理,尤其是增大颗粒表观粒径过程中新药剂的最新研究进展及应用领域。从减小气泡尺寸角度出发,以微纳米气泡在矿物加工领域的应用研究为落脚点,阐述了微纳米气泡现有的稳定性机理,为后续微纳米气泡稳定性机理的深入研究提供参考;系统介绍了微纳米气泡在不同种类微细粒矿物浮选中的应用现状;从微纳米气泡与颗粒间界面作用机理出发,详细阐述了微纳米气泡在界面作用中的角色;举例介绍了微纳米气泡浮选设备的研究进展。提出微纳米气泡强化细粒浮选的机理需要进一步明确,基于微纳米气泡、矿浆精准可控的微纳米气泡浮选设备是微细粒矿物浮选的重要研究方向。

我国石英资源的开发利用特点及应用进展

石英资源是重要的基础性非金属矿产资源,广泛用于玻璃、机械铸造、电子电工、冶金、耐火材料、化工、陶瓷等领域,不同行业对石英砂的技术要求和用量各不相同,宏观了解石英资源的开发利用特点和市场应用对石英资源的高效合理利用意义重大。介绍了我国各类石英资源的资源现状、不同类型矿石的开发利用特点及主要应用方向,详细总结了玻璃、高纯石英、机械、电子电工、冶金、耐火材料、化工、陶瓷、石油、板材等不同领域对石英原料的标准技术要求和产品特点;从石英资源开发利用全领域角度出发,系统梳理了不同领域石英资源的用量及产值,详细分析了高纯石英市场现状及供需发展趋势。结合石英资源开发利用现状,提出了在石英资源的开发利用过程中应分类评价、分级利用等对策建议,以期进一步提高我国石英资源开发利用水平和保障能力。

不同钙离子沉淀对辉钼矿浮选抑制机理研究

辉钼矿浮选矿浆中含有的大量钙离子,可能与SO_(4)^(2-)、MoO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-)、OH^(-)等生成沉淀吸附在辉钼矿表面,不同程度抑制辉钼矿的浮选。溶液化学计算结果表明,矿浆中CaSO_(4)/CaMoO_(4)/CaCO_(3)/Ca(OH)_(2)/出现点分别为pH=1.8/3.8/6.6/13.6,且存在不同程度的相互转化行为。单矿物浮选实验结果显示CaSO_(4)、CaMoO_(4)对辉钼矿浮选的抑制作用较小,而CaCO_(3)、Ca(OH)_(2)的抑制作用较大,其中CaMoO_(4)影响最小,Ca(OH)_(2)影响最大。接触角测试发现,去离子水/CaMoO_(4)溶液/CaSO_(4)溶液/CaCO_(3)溶液/Ca(OH)_(2)溶液中辉钼矿“棱”上接触角分别为89.25°/80.44°/73.31°/62.56°/53.13°,与不同钙离子沉淀对辉钼矿浮选效果影响的规律一致。SEM-EDS结果发现,仅有微量CaMoO_(4)吸附于辉钼矿“棱”,少量CaSO_(4)吸附于辉钼矿“面”,而CaCO_(3)大量吸附于辉钼矿“面”和“棱”。不同钙离子沉淀物在辉钼矿表面吸附行为的差异是导致辉钼矿浮选效果不同的原因,因此,调控辉钼矿浮选矿浆中钙离子沉淀物的类型有利于改善选钼效果。

基于Bayes算法与数值模拟的缓倾斜破碎薄矿体采矿方法优选

为实现某锰矿顶板破碎低品位缓倾斜薄矿体安全高效经济开采,首先根据开采条件设计出5种技术可行的采矿方法,然后基于贝叶斯(Bayes)和蒙特卡洛(Monte Carlo)方法建立涵盖技术和经济共17项评价指标的采矿方法优选体系进行采矿方法优选。研究结果表明,浅孔进路V型掏槽后退/前进采矿法、中深孔进路V型掏槽/平行抛掷采矿法和浅孔接钎头斜向掏槽采矿法的综合得分依次为0.524、0.193、0.214、0.228和0.221,浅孔进路V型掏槽后退采矿法最优。最后采用MIDAS数值模拟对优选出的采矿方法的4种不同跨度采场的稳定性进行分析,其采场跨度12 m时可在采场稳定性和矿石回收率之间取得较好平衡。综合考虑技术、经济和安全指标的采矿方法及采场结构参数优化思路,可为该矿山选出安全高效采矿方案,并可供类似矿山参考借鉴。

浮选—浸出法从某银尾矿中回收锰和银

为了回收某银尾矿中的锰和银,详细研究了其矿物组成以及主要矿物的嵌布特征。其中,菱铁锰矿是主要回收对象,粒度较细,多呈集合体产出,粒度主要分布在38~150μm粒级;菱铁锰矿单体解离度为81.95%,未解离部分以富连生体为主。根据工艺矿物学性质,采用浮选—浸出的选冶联合工艺回收银尾矿中的锰资源,浮选工艺获得Mn品位17.89%、Ag品位104.1g/t、回收率分别为67.99%和55.15%的锰精矿;锰精矿在最佳浸出条件下,得到锰浸出率为98.11%的技术指标,锰综合回收率为66.70%。锰浸渣进一步氰化浸银,银浸出率为95.61%,银综合回收率为52.73%。银尾矿综合回收共伴生锰资源,不但提高了资源综合利用水平,同时提升了矿山企业的经济效益。

硫化—胺法浮选菱锌矿体系中两相和三相泡沫的性能研究

硫化—胺法是氧化锌的主要选别方法之一,在工业生产中的指标较好,但存在浮选泡沫发黏、难消泡的问题。研究了硫化-胺法浮选菱锌矿体系中两相泡沫和三相泡沫的性能,考察了硫化钠用量、十二胺用量、矿物含量、矿物粒度、矿物种类等对泡沫稳定性的影响,并测试了不同矿物含量的矿浆黏度。结果表明,在采用硫化—胺法浮选菱锌矿时,加入硫化钠能够提高两相和三相泡沫的稳定性。不同粒度的矿物颗粒对泡沫稳定性影响不同,加入-74+37μm粒级的菱锌矿和石英颗粒均能够降低泡沫稳定性,而加入-37μm粒级的菱锌矿和石英颗粒均能够提高泡沫稳定性,-18μm的石英颗粒影响尤为明显。当十二胺与微细粒级石英共同存在时,浮选泡沫尤为稳定。加入石英颗粒后的三相泡沫半衰期均高于菱锌矿,这是由于石英矿浆的黏度高于菱锌矿,因而泡沫液膜的Marangoni效应增强,导致排液速率变慢,泡沫液膜变薄速率下降,泡沫稳定性更强。

改性黑药类捕收剂强化浮选玉龙铅锌矿中伴生银的无碱工艺研究

针对玉龙铅锌矿浮选过程中伴生银矿物回收率不高等问题,进行了新型捕收剂下无碱铅银浮选工艺研究。研究结果表明,在磨矿细度为-74μm占65%时,抑制剂采用亚硫酸钠与硫酸锌,捕收剂采用改性黑药类捕收剂CY-1,可实现无碱条件下铅银精矿中银回收率的显著提升。闭路实验获得了含Pb 52.05%、Ag 4 866 g/t的铅银精矿,铅、银回收率分别为91.76%和84.43%。与乙硫氮+丁铵黑药为组合捕收剂时的高碱工艺相比,铅、银回收率分别提高了2.5和6百分点。该工艺消除了浮选过程中石灰对银矿物的抑制,有助于强化铅锌矿伴生稀贵金属的综合回收,提升资源的综合利用效率。

云南大关天星石英矿工艺矿物学研究

采用矿物解离度分析仪(MLA)分析、扫描电镜分析、光薄片鉴定等方法对云南大关地区天星石英砂岩型矿石进行了详细的矿物学研究。分析结果显示该矿SiO2含量98.95%,石英含量98.47%,主要杂质矿物为黏土矿物、黑云母和金红石等。矿石中石英原生粒度主要为100~210μm,黏土矿物粒度主要分布在10μm以下和75~150μm,金红石和锆石等主要分布在38~75μm。石英多以碎屑物的形式赋存,大部分杂质矿物分布在石英颗粒之间,其中黏土矿物多以胶结物形式赋存,金红石等多以碎屑物形式赋存,少量金红石被石英包裹。对矿体不同层位样品的分析显示,在磨矿细度基本不变的情况下,薄层状矿石中被包裹的金红石等有害矿物含量明显高于厚层状矿石。建议按矿石性质对云南大关天星石英砂岩矿分级利用,其中厚层状矿石适合加工超白石英砂等高端用途,薄层状矿石可以考虑生产中低端石英砂原料。同时建议选矿过程中适当降低磨矿细度,以提高石英单体解离度。

气溶胶化丁基黄药强化黄铁矿浮选回收机理研究

为分析气溶胶处理丁基黄药对黄铁矿浮选效果的影响规律及其机理,以气溶胶化丁基黄药为捕收剂,进行了黄铁矿单矿物浮选实验,采用电导率、红外光谱及XPS等手段对经气溶胶处理前后的丁基黄药作用的黄铁矿进行表征。结果表明,气溶胶化丁基黄药可显著提高丁基黄药中的有效成分双黄药分子的含量以及黄铁矿的浮选效果,在丁基黄药质量浓度为15 mg/L时,黄铁矿的回收率为57.20%,与未处理相比,黄铁矿回收率提高16.47百分点。气溶胶化处理丁基黄药可以提高溶液中的溶解氧浓度,溶解氧既可促进溶液中双黄药的生成,强化丁基黄药对黄铁矿的捕收效果,又可影响黄铁矿的氧化反应程度,使黄铁矿表面矿物组成发生变化,并且疏水性单质硫的比例增加了7.61百分点,有利于黄铁矿上浮。此外,由于气溶胶化丁基黄药在黄铁矿表面吸附量增大,黄铁矿表面所含疏水基团-C4H9增多,提高了黄铁矿的疏水性。研究结果对气溶胶浮选技术在浮选领域应用有一定的参考意义。

卤代改性月桂酸捕收剂WN-01对氟碳铈矿的捕收性能研究

为解决氟碳铈矿浮选所用羟肟酸类捕收剂价格高、用量大、毒性强、难降解且起泡性较弱等问题,研发了一种新型卤代改性月桂酸捕收剂WN-01用于氟碳铈矿浮选提纯。实验结果表明,相比改性前的月桂酸,月桂酸卤代改性捕收剂WN-01取得的最佳粗精矿REO品位和回收率可分别提高4.45百分点和36.86百分点。改性脂肪酸捕收剂WN-01浮选氟碳铈矿的适宜条件为矿浆pH为8.5,矿浆温度为30℃,捕收剂用量为150 mg/L,抑制剂水玻璃用量为120 mg/L。在该条件下,REO品位为26.57%的氟碳铈矿经1次粗选3次精选2次扫选开路浮选,可得到REO品位为49.18%、回收率为80.72%的浮选精矿。产品鉴定结果表明,浮选精矿主要成分为氟碳铈矿,含极少量萤石,浮选尾矿主要是石英和硅灰石,改性脂肪酸捕收剂WN-01表现出了优异的捕收性能和选择性,可替代羟肟酸类捕收剂,实现氟碳铈矿绿色、高效浮选。

典型层状硅酸盐矿物分子模拟研究进展

层状硅酸盐矿物性质特殊,在矿物浮选、矿物材料应用等领域的研究都备受关注。分子模拟作为一种高效分析预测手段,能从微观角度理解层状硅酸盐矿物的性质。综述了滑石、蛇纹石、蒙脱石、高岭石、云母等5种典型层状硅酸盐矿物的分子模拟研究现状,主要包括层间水化作用、矿物吸附浮选药剂及其他污染物,旨在进一步认识层状硅酸盐矿物并更好地分离与利用层状硅酸盐矿物。

离子型稀土矿浸取剂阴离子对稀土和杂质铝浸出行为的影响

离子型稀土矿浸出过程常伴随杂质铝的浸出,这会增加后续除杂工序和成本,并造成稀土损失。为了保障稀土高效浸出的同时减少杂质铝离子的浸出,同时为离子型稀土矿绿色高效浸取剂的遴选提供方案,以不同阴离子体系(SO_(4)^(2−)、Cl^(−)、NO_(3)^(-)−和CH_(3)COO^(−))的铵盐和镁盐为浸取剂,考察了单一浸取剂浓度、液固比和流速及组合药剂对稀土和杂质铝浸出行为的影响。结果表明:随着浸取剂浓度、液固比的增加以及浸取剂流速的降低,稀土浸取率逐渐增大,不同阴离子对稀土浸出的促进效果为SO_(4)^(2−)>Cl^(−)>NO_(3)^(-)−>CH_(3)COO^(−),且镁盐的稀土浸取率高于铵盐。浸取剂中存在的乙酸根阴离子可以显著降低浸出液中的杂质铝浓度,在硫酸镁与乙酸镁组合药剂分步加药的最佳条件下,可获得稀土浸取率为97.36%、稀土离子质量浓度为706.34 mg/L、铝离子质量浓度为17.8 mg/L的浸出母液。

延期时间对逐孔预裂爆破振动衰减规律的影响

为了获得逐孔预裂爆破的最优延期时间,基于Ansys/LS−Dyna有限元软件,结合现场实验研究了不同延期时间下逐孔预裂爆破的振动衰减规律,为实际工程应用提供了理论依据。结果表明:与齐发起爆相比,逐孔起爆可以有效地降低质点峰值振动速度(PPV),特别是预裂沟附近区域;随着延期时间的增大,萨道夫斯基公式的K值逐渐减小,而α值变化不大,当延期时间大于0.6T(T为单孔爆破振动持续时间)时,K与α的值趋于稳定,接近于单孔爆破;校正系数β与延期时间成反比,最优延期时间应为0.6T~1.0T;逐孔预裂成缝后对主爆区的减振率大于齐发预裂爆破。

淀粉接枝丙烯酰胺与聚丙烯酰胺对高岭土动态絮凝差异的研究

高岭土等黏土矿的存在是煤泥水沉降效果差的主要原因,目前尚未有关于难沉降煤泥水动态絮凝过程的研究。相较于聚丙烯酰胺(PAM)合成单体的毒性,淀粉接枝丙烯酰胺(SAM)合成的单体可降解性好。为此,以高岭土为研究对象,系统对比了SAM与PAM对高岭土动态絮凝过程的影响。首先,考察了不同SAM与PAM用量下的沉降速度和絮凝效果。随后,通过聚焦光束反射测量(FBRM)和颗粒录影显微镜(PVM)技术研究了高岭土悬浮液在SAM和PAM作用下的不同粒级颗粒数量变化。沉降实验和FBRM-PVM测试结果表明,PAM能够形成更多的+100μm大絮团,使得PAM具有更好的沉降效果;SAM形成的絮团更稳定,对细颗粒的絮凝效果更好。最后,通过FBRM获得的数据,基于Smoluchowski模型计算了PAM和SAM作用下高岭土的絮凝动力学参数,发现PAM作用下的絮凝指数明显高于SAM,同时-30μm和30~60μm颗粒数量的动态变化主导了絮凝动力学中絮团的形成过程。总体而言,PAM可以形成更多的、松散的大絮团,有利于高岭土的快速沉降,但对微细颗粒絮凝效果不佳。相较于PAM,SAM独特的多链立体网状结构,有利于微细颗粒絮凝和形成稳定的絮团,从而避免选煤厂洗水系统中细泥的循环积聚。

乳化捕收剂强化煤泥浮选研究进展

与传统药剂(烃类油)相比,乳化捕收剂能降低油水界面张力,在水中的分散度高,可快速有选择性地吸附在煤表面,改善煤表面的疏水性,提高浮选效率,能够有效解决捕收性能差、选择性差和油耗高的问题。介绍了乳化捕收剂(普通乳状液和微乳液)的结构及形成机理,分析了机械搅拌、超声乳化和射流乳化三种制备乳化捕收剂的方法及优缺点,阐述了乳化捕收剂的分散度、表面改性作用及浮选速度与煤泥浮选效率提高之间的关系,总结了现阶段乳化捕收剂的研究类型及应用情况。提出针对煤泥的性质,设计及制备不同特性的乳化捕收剂,将有利于推动工业规模上煤泥的高效回收。

河北省某钼尾矿土壤化改良及种植实验研究

以河北省某钼尾矿为研究对象,采用低成本添加剂与机械混合方法对钼尾矿进行土壤化改良。针对钼尾矿的保水性、酸碱性及阳离子交换能力,开展了单因素改良实验及复合改良实验。结果表明,利用农家肥、蒙脱土、聚丙烯酰胺及柠檬酸复合改良剂对钼尾矿进行改良,钼尾矿的饱和吸水率提高至61.1%,水分挥发速率和渗滤速率明显降低;阳离子交换能力达到了10.15 cmol/kg,pH值降低至8.08,达到了适宜种植的水平。此外,通过盆栽实验验证了复合改良后钼尾矿的植物生长效应,与原始钼尾矿相比,复合改良后钼尾矿中的小白菜生长状态良好,植株的高度和质量分别提高了77.4%和98.1%。经过15 d的小白菜种植后,改良钼尾矿的保水性、pH值及阳离子交换能力达到了正常土壤的水平,实现了钼尾矿向可种植土壤的转化。

我国铌矿资源概况及选矿技术进展

我国铌矿资源储量丰富,但矿石品位低,且共伴生有多种有价金属,可供经济开采的铌矿资源稀缺,对外依存度超过90%。分析了全球铌资源概况及供需关系,简要阐述了铌的性质、用途、分布特征以及矿床类型,归纳总结了重选工艺、磁选工艺、浮选工艺、焙烧—浸出工艺以及联合工艺等铌矿选矿工艺研究进展,并对其进行了对比分析。最后,展望了选铌工艺的研究方向,并提出了保障我国铌资源稳定供应的对策。

基于苯甲羟肟酸的三元组合捕收剂高效浮选白钨矿研究及分子动力学模拟

羟肟酸是常见的白钨矿浮选捕收剂,由于其价格高、用量大导致浮选成本偏高。为实现白钨矿的低成本高效浮选,提出一种降本增效的白钨矿浮选三元组合捕收剂:苯甲羟肟酸(BHA)+R-苯甲酸(4-MBA)+辛基羟肟酸(OHA)。采用分子动力学模拟计算方法证实了该组合捕收剂在白钨矿浮选体系中存在协同作用;同时,通过实际矿石浮选实验,进一步验证了组合捕收剂对白钨矿有着良好的捕收性能。分子动力学模拟结果表明,随着捕收剂种类的增加,白钨矿(112)表面水分子相对浓度也随之降低,矿物表面疏水性增强;当捕收剂体系为BHA+OHA+4-MBA的三元组合捕收剂时,白钨矿表面水分子相对浓度最低,表明该三元组合捕收剂间存在协同作用,使矿物表面表现出更强的疏水性。针对某复杂低品位白钨矿进行了浮选试验,结果表明,在BHA浮选白钨矿体系中加入BHA用量11.11%的4-MBA,有效提高了BHA对白钨矿的浮选效果,在保障回收率的同时,BHA用量约降低40%;而BHA用量2.22%的OHA与BHA组合后,白钨矿的浮选回收率约提高20百分点,同时改善了浮选泡沫层。在BHA+OHA+4-MBA的三元组合捕收剂体系中,综合了两种不同的协同作用效果,使钨粗精矿的品位与回收率均达到最佳值。在使用水玻璃与羧甲基纤维素(CMC)组合作为抑制剂,经一粗一扫三精的闭路浮选实验后得到WO_(3)品位为28.55%、WO_(3)回收率为72.04%的钨精矿;与现场使用苯甲羟肟酸单一捕收剂相比,钨精矿的品位与回收率分别提高了3百分点与4百分点左右,捕收剂用量降低了37.5%。在提高白钨矿回收率的同时显著降低了浮选药剂成本,实现了白钨矿的高效回收。

草酸/超声预处理对氧化黄铁矿浮选的影响

黄铁矿表面严重氧化后会形成稳定性较高的氧化层,严重影响浮选药剂的吸附,使得矿物浮选回收难度增加。为实现严重氧化后黄铁矿的有效浮选回收,研究了草酸和超声预处理对严重氧化后黄铁矿可浮性和表面铜离子吸附活化的影响。单矿物实验结果表明,经草酸预处理后黄铁矿浮选效果不理想,即使在草酸用量达到2.5 g/L时,黄铁矿的回收率仍仅有44.68%,并且添加铜离子后,黄铁矿回收率仅增加至48.13%;而经超声预处理后黄铁矿回收率明显增加,在超声功率为100 W时,黄铁矿的回收率达到了79.72%,且在超声时间为2 min、超声功率为60 W时添加铜离子活化,黄铁矿回收率可达到84.77%。由此可见,添加铜离子后可在超声功率较低时实现黄铁矿的有效浮选回收。主要原因是采用草酸预处理的方式,黄铁矿表面氧化组分脱落程度较低,而经超声预处理后,大量亲水性铁的氧化物/氢氧化物、硫酸盐从表面脱落,增加了表面铜离子吸附位点,进而促进了捕收剂在黄铁矿表面的吸附。

全球黏土型锂矿资源现状及提锂技术进展

为解决我国锂资源相对短缺的问题,减轻进口依赖度,保障国家资源安全,需要加快黏土型锂矿资源的开发。综述了全球黏土锂资源现状,介绍了目前全球黏土型锂矿资源的分布与储量、黏土型锂矿资源的特点,汇总了国内外黏土型锂矿提取技术研究进展,分析了黏土型锂矿提取技术未来的发展趋势。我国黏土型锂矿资源丰富,分布范围广泛,开发黏土型锂矿有助于缓解国内锂资源供给,未来需加强对黏土矿物勘探和选冶技术深入研究,加快黏土型锂矿的开发,以助于做好锂资源战略储备,助力新能源产业蓬勃发展。