高铁赤泥的浮选研究

宋说讲，孔德顺，韦轶华

（六盘水师范学院化学与材料工程学院，贵州 六盘水 553004）

近年来，我国铝土矿资源越来越少。从东南亚等国家进口的铝土矿含铁量较高，在提取氧化铝之后产生的赤泥为高铁赤泥。为实现高铁赤泥综合利用，对高铁赤泥的应用研究也越来越多。王洪等［1］将高铁赤泥直接还原制备珠铁；高建阳等［2］利用磁化和磁选的方法从高铁赤泥中分选铁精矿；王月娇等［3］采用碱介质湿法处理高铁赤泥，脱除钠硅渣，使氧化铁富集；房永广等［4］采用高梯度磁选方法获得铁精矿。以上研究对于高铁赤泥的工业化应用还有较远的距离，且成本较高，经济效益不被看好。

采用浮选方法［5-6］从高铁赤泥中富集氧化铁，使用较少的捕收剂，常温条件下就可以实现氧化铁富集，且较易达到铁矿石的指标要求。该方法成本低廉，富集效果明显，被认为是较有工业化前景的研究方向之一。

1 实验

1.1 实验原料

高铁赤泥为内蒙古某氧化铝厂提供；六次甲基四胺（AR），郑州裕达化工有限公司；亚甲基双丙烯酰胺（AR），南京品有道化工科技有限公司；油酸钠，成都金山化学试剂有限公司；氢氧化钠（AR），成都金山化学试剂有限公司；硫酸（AR），上海苏懿通用化学试剂厂。

1.2 实验设备

CTFX-1.0型浮选机，徐州威科科技有限公司；101型电热鼓风干燥箱，贵州科辉科学器材有限公司；TD-2500X射线衍射仪，丹东通达仪器有限公司。

1.3 实验过程

1）称取所需试样置入烧杯加少量水搅拌，使试样充分润湿后全部加入浮选槽，并向浮选槽加水至第1道标线。2）关闭进气阀，开动搅拌机构开关，待矿浆搅拌均匀后，加水至第2道标线。3）用电子天平称取计算出的药剂量，加蒸馏水溶解后放置备用。4）向矿浆中加入所需量的捕收剂，搅拌2min。5）向矿浆中加入所需量的起泡剂，搅拌30 s后，打开充气开关向矿浆中充气，随即开启刮泡机构刮取泡沫并全部接取。6）随着浮选的进行，浮选槽中的液位会逐渐降低。为了保证均匀刮泡，需要用洗瓶不断补加清水，同时冲洗粘附在搅拌轴、槽壁上的颗粒。补加清水量以不积压泡沫、不刮水为准。7）待无泡沫或泡沫基本为水泡后，关闭充气阀，停机。边壁黏附的颗粒冲入槽中，溢流口及刮板上的颗粒冲入精矿。8）将分选产品过滤、脱水，烘干至恒重，冷却至室温后称重，并制样、分析化验。

1.4 浮选产品含铁量的测定

将浮选产品（精矿和尾矿）从烘箱中取出称量质量后，分别取一定的量，用研钵研磨后备用。按照上述还原焙烧后含铁量的测定方法，逐步进行，最后测出含铁量。

2 结果讨论

2.1 高铁赤泥中铁物相组成

高铁赤泥的XRD如图1所示。从图1中看出，高铁赤泥的晶型结构主要有三氧化二铁、四氧化三铁和硅铁矿等晶型物质组成。除晶型物质外，还有非晶型物质存在。这些非晶型物质为无定型的二氧化硅以及晶型不好的铁氧化物碎片等。这些结构对高铁赤泥的浮选具有重要的参考作用。

图1 高铁赤泥中的铁物相组成Fig.1 Composition of iron phase in iron-rich red mud

2.2 亚甲基双丙烯酰胺（MBA）对高铁赤泥的影响

取高铁赤泥500g与水配制成一定浓度的浆液，向浆液中加入0.2%捕收剂MBA和适量的起泡剂，在浮选机机中进行湿法浮选，所得铁精矿及尾矿的回收率和品位如表1所示。

表1 亚甲基双丙烯酰胺浮选高铁赤泥的产率和回收率Tab.1 Yield and recovery of methylene diacrylamide flotation ironrich mud

可以看出，所得铁精矿回收率为53.04%，回收率较高；铁品位由30.56%提高到46.93%。尾矿回收率为65.80%，其品位为22.15%，与原矿品位相比降幅不大。说明单纯以MBA作为捕收剂进行浮选，不能将铁从尾矿中很好地分离出来。

2.3 六次甲基四胺对高铁赤泥的影响

取高铁赤泥500g与水配制成一定浓度的浆液，向浆液中加入0.2%捕收剂六次甲基四胺和适量的起泡剂，在浮选机机中进行湿法浮选，所得铁精矿及尾矿的回收率和品位如表2所示。

表2 六次甲基四胺浮选高铁赤泥的产率和回收率Tab.2 Yield and recovery of hexamethylenetetramine flotation ironrich mud

可以看出，所得铁精矿回收率为23.54%，回收率较低；铁品位由28.89%提高到42.72%。尾矿回收率为83.85%，其品位为26.49%，与原矿品位相比降幅不大。说明单纯以六次甲基四胺作为捕收剂进行浮选，也不能将铁从尾矿中很好地分离出来。

2.4 淀粉对高铁赤泥的影响

取高铁赤泥500g与水配制成一定浓度的浆液，向浆液中加入0.2%捕收剂淀粉和适量的起泡剂，在浮选机机中进行湿法浮选，所得铁精矿及尾矿的回收率和品位如表3所示。

表3 淀粉浮选高铁赤泥的产率和回收率Tab.3 Yield and recovery of starch flotation iron-rich mud

可以看出，所得铁精矿回收率为32.62%，回收率较高；铁品位由29.16%提高到43.84%。尾矿回收率为76.55%，其品位为25.08%，与原矿品位相比降幅不大。说明单纯以淀粉作为捕收剂进行浮选，也不能将铁从尾矿中很好地分离出来。

2.5 复合浮选剂（亚甲基双丙烯酰胺+淀粉）的影响

取高铁赤泥500g与水配制成一定浓度的浆液，向浆液中加入0.2%捕收剂复合浮选剂和适量的起泡剂，在浮选机机中进行湿法浮选，所得铁精矿及尾矿的回收率和品位如表4所示。

表4亚甲基双丙烯酰胺+淀粉浮选高铁赤泥的产率和回收率Tab.4 Yield and recovery of methylene diacrylamide and starch flotation iron-rich mud

可以看出，所得铁精矿回收率为74.64%，回收率较高；铁品位由28.75%提高到49.81%。尾矿回收率为56.43%，其品位为13.10%，与原矿品位相比降幅较大。说明以复合浮选剂作为捕收剂进行浮选，能够显著提高精矿中铁的品位和精矿的回收率，也可以将铁从尾矿中很好地分离出来。

2.6 反浮选剂（油酸钠）对高铁赤泥的影响

取高铁赤泥500g与水配制成一定浓度的浆液，向浆液中加入0.2%捕收剂油酸钠和适量的起泡剂，在浮选机机中进行湿法浮选，所得铁精矿及尾矿的回收率和品位如表5所示。

表5 反浮选剂（油酸钠）浮选高铁赤泥的产率和回收率Tab.5 Yield and recovery of reverse flotation agent（sodium oleate）flotation iron-rich mud

可以看出，所得铁精矿回收率为78.84%，回收率较高；铁品位由29.82%提高到51.54%。尾矿回收率为53.79%，其品位为11.86%，与原矿品位相比降幅较大。说明反浮选剂作为捕收剂进行浮选，比浮选剂的浮选效果好。如果优选浮选剂进行配合二级浮选，就能够将铁从尾矿中很好地分离出来。

3 结论

1）高铁赤泥的晶型结构主要有三氧化二铁、四氧化三铁和硅铁矿等晶型物质组成。除晶型物质外，还有非晶型物质存在。2）采用几种浮选剂对高铁赤泥进行浮选，发现六次甲基四胺、淀粉作为浮选剂对提高铁的品位有一定的提高，但提高幅度不大；而浮选剂亚甲基双丙烯酰胺浮选效果较好，但是仍达不到生产的要求。3）复合浮选剂亚甲基双丙烯酰胺+淀粉进行浮选比单浮选剂效果好，对铁的品位和回收率都有很大提高，但是离生产要求还有一定距离。4）采用反浮选剂油酸钠进行浮选，对铁的品位和回收率进一步提高，说明采用反浮选剂较好。反浮选后，能够将铁的品位大大提高，可以满足生产指标的要求或作为原料添加在铁矿石中。