我國鋁土礦資源豐富，探明儲量23億t,居世界 第5位11]，98. 33%為一水硬鋁石型鋁土礦，有高鋁、 高桂、低鐵、鋁矽比WA/WS^等特點。我國氧化鋁 工業主要采用混聯法和燒結法，其工藝流程複雜，生 產成本高。而較先進的拜耳法要求原料％/吟大 於10,這種礦石在我國僅占鋁土礦資源的10%左 右。開展經濟有效的選礦脫矽技術研究，提高鋁土 礦的WA/,為拜耳法提供WA/ 大於10的優質

原料，正成為我國急需解決的課題。

鋁土礦資源的顯著特點是有用礦物一水硬鋁石 含量高，而高嶺石等鋁矽酸鹽脈石礦物含量低，若采 用正浮選常規流程，其精礦產率超過80%,給實際 生產帶來諸多弊病。根據浮少抑多的原理，進行反 浮選即從一水硬鋁石型鋁土礦中浮選高嶺石等脈石 礦物的研究，無疑具有十分重要的意義。

1實驗

1.1單礦物試樣

一水硬鋁石取自河南澠池，純度大於95%,經 手磨成-200目後備用，其比表麵為1. 14 m2/ g高嶺 石取自中國地質博物館，純度大於92%,經手磨成 -200目後備用，其比表麵為11.34 m2/g。

1.2主要藥劑及儀器

(1)試劑:十二胺、冰醋酸、鹽酸、氫氧化鈉等為 分析純,1#888电子游戏官网(陽離子化15%,簡稱 1#抑製劑）、2#888电子游戏官网（陽離子化25%, 簡稱2#抑製劑）、3#888电子游戏官网（陽離子化

40% ,簡稱3#抑製劑)等為工業級。

(2)儀器:pHS- 3C精密酸度計、UV- 3000分光 光度計、Zeta- Plus電泳儀、HJ- 4多頭磁力攪拌器、 XFD掛槽浮選機等。

1.3實驗方法

每次稱取2. 0g礦物放入40mL浮選槽內，加適 量蒸餾水，888电子游戏官网反浮選分離一水硬鋁石和高嶺石，按圖1所示的操作製度在掛槽浮選機上

進行試驗。

單^•物 I7木調i劑 調1劑 3K抑製劑 3'X捕收劑

6,

精礦尾礦

圖1單礦物浮選試驗流程 2結果與討論

2. 1單礦物浮選實驗 2. 1.1 pH值試驗

pH值對礦物可浮性的影響見圖2。圖2表明:在 pH=2~ 5的範圍內，888电子游戏官网反浮選分離水硬鋁石和高嶺石，高嶺石與一水硬鋁石的可浮性差 別較大,理論上可在此pH值範圍實現高嶺石和一水硬 鋁石的反浮選分離。但實際工業生產中，酸性環境一 個明顯的缺點是腐蝕設備。因而，陽離子捕收劑浮選 鋁矽酸鹽礦物時調整劑的選擇非常重要。

圖2 pH值對一水硬鋁石和高嶺石回收率的影響

1 一一水硬鋁石;2 —高嶺石 十二胺醋酸鹽用量4x 10-4mol/L

2. 1.2888电子游戏官网用量試驗

888电子游戏官网對一水硬鋁石和高嶺石可浮 性影響見圖3。圖3表明，1#、2#、3#抑製劑對高嶺 石的浮選影響不明顯，卻能很好地抑製一水硬鋁石 的上浮,其抑製強度為:3#抑製劑> 2#抑製劑> 1# 抑製劑，這正與其陽離子含量多少的趨勢一致。

2. 1. 3 pH值對3#抑製劑抑製效果的影響

pH值與3#抑製劑抑製效果的關係見圖4。從 圖可知，高嶺石在整個pH=3~ 11的範圍內，可浮 性均好;而一水硬鋁石在pH= 5. 5~ 8. 5的範圍內

被3#抑製劑有效抑製，因此可在此pH值範圍內實 現一水硬鋁石和高嶺石的反浮選分離。

1一一水硬鋁石；2—高嶺石

3#抑製劑用量12mg/L,十二胺醋酸鹽用量4x 10-4mol/L

2.2人工混合礦實驗

在單礦物浮選實驗的基礎上，進行了一水硬鋁石 和高嶺石質量比為1: 1的人工混合礦實驗，實驗結果見 圖5。圖5實驗結果表明，在pH= 7.5、十二胺醋酸鹽用 量4x 1CT 4mol/L的條件下，當3#抑製劑的用量大於4 mg/L時，就能很好抑製一水硬鋁石的上浮，實現高嶺 石和一水硬鋁石的反浮選分離。

高

2.：

電

的

的

圖

值的變化見圖6。圖6表明，一水硬鋁石的零電點 約為5. 3,高嶺石的零電點約為3.1。因而，當pH值 大於5. 5時，高嶺石和一水硬鋁石表麵整體表現為 負電，都可用陽離子捕收劑十二胺進行浮選。在相 同的pH值下，高嶺石的（-電位絕對值比一水硬 鋁石大，也就是一水硬鋁石表麵比高嶺石表麵具有

更多的鋁原子。

20

圖6 pH值對礦物5 -電位的影響

1 一一水硬鋁石;2—高嶺石

3.2十二胺醋酸鹽對礦物〖-電位的影響 十二胺醋酸鹽對礦物（-電位的影響見圖7。 7表明:隨十二胺醋酸鹽用量的增加，兩種礦物的 電位穩步增加。說明十二胺根陽離子能吸附在 種礦物的表麵，888电子游戏官网反浮選分離一水硬鋁石和高嶺石，並且其吸附量隨十二胺醋酸鹽濃 的增加而增加，從圖7中曲線的變化趨勢可看出， 捕收劑濃度較大時,在兩種礦物的表麵至少存在 層物理吸附。

十二胺醏酸鹽用量（取對數）

圖7十二胺醋酸鹽對礦物5 -電位的影響

1 一一水硬鋁石;2—高嶺石 pH= 7. 5~ 7. 8

3. 3十二胺醋酸鹽存在時3#抑製劑對礦物 位的影響

試驗結果見圖8。圖8表明：隨3#抑製劑用量 增加，一水硬鋁石的〖-電位穩步增長，而高嶺石 ^電位則下降。這可能是一水硬鋁石礦物表麵 較多的活性A1原子，易與3#抑製劑中的酰胺基 結合，引起抑製劑上帶正電的季銨基官能團定向 向外邊,從而增大了其〖-電位。而3#抑製劑在 嶺石表麵以季銨基官能團吸附為主，一方麵，其與 十二胺陽離子在高嶺石表麵存在競爭吸附,有可能 減少十二胺陽離子在高嶺石表麵的吸附量;另一方 麵，其使電中性的酰胺基團定向排在高嶺石表麵的

外麵。這兩種作用都會減少高嶺石的？■-電位。

45 r

圖8十二胺醋酸鹽存在時3#抑製劑對礦物5 -電位的影響

1一一水硬鋁石；2—高嶺石 十二胺醋酸鹽用量4x 10-4mol/L，pH=7. 5~ 7. 8

2. 4吸附量的研究

3#抑製劑與礦物表麵十二胺醋酸鹽吸附量的 關係見表1。表1表明：隨3#抑製劑的加入，吸附在 一水硬鋁石表麵的十二胺醋酸鹽比未加3#抑製劑 時減少了 68.5%，而同樣的條件，高嶺石僅減少 0. 4%。這說明，在反浮選過程中加入3#抑製劑，不 影響十二胺醋酸鹽在高嶺石表麵的吸附，卻大大減 少十二胺醋酸鹽在一水硬鋁石表麵的吸附，從而拉 大高嶺石和一水硬鋁石的可浮性差異。

表1礦物表麵十二胺醋酸鹽吸附量與3#抑製劑的關係

3#抑製劑表麵吸附量/( >：10- 66nol* m- 1)

/(mg.L-l)一水硬鋁石高嶺石條 件

07. 301. 24十二胺醋酸鹽： 4 x 10-4mol/L,

202. 301.235pH= 7. 5~ 7. 8

2. 5討論

十二胺的溶液化學研究表明[2]，在pH值為5. 5 ~8.5的溶液中，888电子游戏官网反浮選分離水硬鋁石和高嶺石，十二胺絕大多數以Cl2H25NH3+陽 離子形式存在，因而易吸附在表麵整體荷負電的高 嶺石和一水硬鋁石表麵。一水硬鋁石的化學式為 A12QB*H2O或a - A1OOH,為斜方晶係，屬一水硬鋁 石型晶體結構。其解離時A1-O鍵大量斷裂，導致 活性Al原子在礦物表麵大量暴露，使表麵正電性較 強，零電點較高[1,3~ 4]。高嶺石的化學式為 AU( Si4〇i0) (0H) 6,為二斜晶係礦物，是由矽氧四麵 體的六方網層與“氫氧鋁石”八麵體按1: 1結合而成 的層狀構造礦物。其解離時，層間氫鍵易斷裂,Al — 0鍵和Si-0鍵難斷裂，因而暴露於礦物表麵的活 性Al原子數量較少，礦物零電點較低。陽離子聚丙 烯酰胺中的酰胺基團易與兩種礦物表麵的活性Al 原子結合。一水硬鋁石由於整個表麵活性Al原子 數量多，與酰胺基團大量結合，導致陽離子聚丙烯酰 胺中的季銨基團定向排列在一水硬鋁石表麵的外 麵，既有效阻止十二胺陽離子吸附在其表麵，又増大 一水硬鋁石的親水性，抑製了一水硬鋁石的上浮。 而888电子游戏官网雖然既可通過酰胺基團又可通 過季銨基團吸附在高嶺石的表麵，888电子游戏官网反浮選分離一水硬鋁石和高嶺石，但不能有效形成 定向排列在高嶺石表麵的季銨基團，同時季銨基團 的空間位阻遠大於十二胺的銨陽離子，使十二胺陽 離子更易吸附在高嶺石的表麵，因而陽離子聚丙烯 酰胺對十二胺浮選高嶺石影響很小。

3結論

(1)以十二胺醋酸鹽為捕收劑，陽離子聚丙烯 酰胺為一水硬鋁石的抑製劑，在pH為5. 5~ 8. 5的 範圍內，能實現高嶺石和一水硬鋁石的反浮選分離。

(2)—水硬鋁石表麵活性Al原子數量多，易與 酰胺基團結合，導致888电子游戏官网中的季銨基 團定向排列在一水硬鋁石表麵的外麵，阻止大部分 十二胺陽離子吸附在其表麵，並増大一水硬鋁石的 親水性，抑製一水硬鋁石的上浮。

(3)888电子游戏官网對十二胺浮選高嶺石影 響很小。

參考文獻

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2 P.索馬桑達蘭，等.崔洪山譯.氧化礦物浮選理論基礎|J|.國 外金屬礦選礦，2⑴1(1): 2~ 9

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(收稿日期2002"09"26) 

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天恢複生產)。將來正式生產，皮帶跑偏打滑、更換 托輥等檢修是經常的，一旦皮帶劃壞，即使礦山備品 備件充足，檢修人員技術相當熟練，全力以赴搶修， 至少也得7天能夠恢複生產，這樣將影響南芬露天 鐵礦7天生產。如果下一環節圓筒儲礦倉儲量較少 (生產時不可能儲滿，設計儲量2. 4萬t)，也將影響 選礦廠的生產，這樣給公司造成很大的經濟損失。

針對目前該礦使用的老礦石運輸係統即將報廢 (僅能維持1年多)，而新的破碎係統存在著單係統、 且用較少投資無法根本解決的現狀，礦業公司經係 統優化與多次論證，最後認為，隻有建倒裝礦槽才能 解決現在存在問題。因此於2002年開始建設倒裝 礦槽，預期2003年初即可投入使用。

4礦石運輸係統的展望

在倒裝礦槽建成之後，南芬露天鐵礦的礦石運 輸係統將可有4種選擇方案：

(1)老礦石運輸係統報廢前繼續使用該係統；

(2)先報廢老礦石運輸係統的3#溜井，繼續使 用1#、2#溜井；

(3) 再報廢1#溜井，由老礦石運輸係統的2#溜 井與倒裝礦槽共同完成生產任務；

(4)使用以倒裝礦槽為主，礦石破碎站為輔的 聯合運輸係統。

在2003年以前將繼續使用老礦石運輸係統，因 此必須做好平硐的安全生產工作，由於該係統己運 行多年，各工作環節配合優良，將繼續維持當前的礦 石運輸成本。

2003~ 2004年間將報廢3#溜井，1# ~ 3#溜井

間的平硐將不做為運輸使用。整個生產任務將由 1#、#溜井完成，888电子游戏官网反浮選分離一水硬鋁石和高嶺石，采場部分礦石將増加運距，礦石運 輸成本將有所提高。此外如1#和2# 2個溜井中任 一個出現問題將難以完成生產任務，必要時必須使 用倒裝礦槽來完成任務，此時要増加汽車數量，以滿 足生產任務的需求，礦石運輸成本將有較大的提高。

2004~ 2005年將報廢1#溜井，由2#溜井與倒 裝礦槽來完成生產任務。由於盡可能地利用平硐運 輸係統，在順利的情況下不會大幅度的提高礦石運 輸成本。

2005年以後，將完全報廢老礦石運輸係統，完 全由倒裝礦槽來完成生產任務。如果啟動礦石破碎 站來完成生產任務，此時由於大幅度増加了汽車運 距，同時要増加汽車數量，礦石運輸成本將大幅度地 提高，將給南芬露天鐵礦的生產帶來較大的影響。

此外礦石運輸係統的變化，將在很長一段時間 內平硐一溜井運輸係統、倒裝礦槽、礦石破碎站運輸 係統均要處於隨時可以進行礦石運輸狀態，必然増 加維護費，從而増加礦石運輸成本。同時由於工藝 環節的増加，會給協調工作帶來困難。因此，進一步 優化礦石運輸係統，做到各種資源都能得到充分合 理地利用是南芬露天鐵礦一項重要的研究內容。