辽宁某低品位菱镁矿的浮选提纯试验研究

朱一民， 闫 啸，潘克俭， 李艳军

(东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110004)

辽宁某低品位菱镁矿的浮选提纯试验研究

朱一民， 闫 啸，潘克俭， 李艳军

(东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110004)

辽宁大石桥菱镁矿资源丰富，但低品位矿石利用率不高，对其抛弃的矿石进行X射线分析、化学多元素分析可知,矿石中主要矿物为菱镁矿，其次为滑石和石英，其中MgO品位为45.08%，可利用价值较高。本试验以大石桥废弃菱镁矿为原料，通过浮选条件试验，在磨矿细度-0.074mm占90%，矿浆pH值为8.5，羧甲基淀粉用量100g/t，十二胺用量为200g/t的条件下，最终可以得到精矿MgO品位46.7%、 MgO回收率85%的良好指标。

菱镁矿；浮选；提纯

菱镁矿是一种重要的非金属矿物，其中的氧化镁具有很高的耐火性和粘结性，因此广泛应用于冶金、建材和化工等行业。我国的菱镁矿资源丰富，储量居世界首位。但近年来随着菱镁矿的不断开采，高品位的菱镁矿储量越来越少，而低品位菱镁矿不能直接作为煅烧优质耐火材料的原料。并且由于技术等原因，我国许多地区低品位菱镁矿在开采过程中被直接抛弃，造成菱镁矿资源的浪费。为了提高菱镁矿资源利用率，对低品位菱镁矿的提纯开发就变得越来越重要。我国菱镁矿资源储量高度集中，主要集中在辽宁和山东两省[1-2]。本文取自辽宁某地区废弃菱镁矿做为原矿样，对其进行浮选提纯实验，使其达到优质菱镁矿标准，对促进辽宁菱镁矿资源的高效利用具有重要意义。

1 实验材料与方法

1.1 试验用矿样

本试验矿石整体呈白色、夹杂灰白、红棕颜色。对原矿进行X射线荧光光谱分析、化学多元素分析，结果分别见表1、表2。

通过光谱分析结果可知，矿石中主要含有元素Mg和Si，其次还有Al、Ca、Fe、Ti、K等元素。

通过化学多元素分析结果可知，该矿石MgO品位为45.08%，SiO2品位5.48%，此外，还含有少量的Ca、Al等。

利用X射线衍射对原矿中主要矿物组成进行分析，所得原矿X射线衍射分析图谱见图1。

表1 原矿X射线荧光光谱分析

表2 化学多元素分析

图1 矿石x射线衍射分析图谱

从图1可以看出矿石中主要有用矿物为菱镁矿，主要脉石矿石为石英和滑石。

1.2 试验用药剂与设备

试验所用药剂和设备如表3、表4所示。试验用pH值为5的蒸馏水，所用抑制剂为实验室自制羧甲基淀粉，所用十二胺为乙酸盐，用乙酸在实验室配制成摩尔比为1∶1的乙酸盐[3-4]。其余所列试剂均用蒸馏水配制。

表3 试验所用试剂

表4 试验所用主要仪器设备

磨矿试验所用设备为湖北省探矿机械厂生产的XMD240×90的锥形球磨机，浮选试验在容积为0.75L的单槽浮选机中进行，所用浮选机为长春探矿机械厂生产的XFG-76型浮选机。

1.3 试验流程

反浮选条件试验流程如图2所示。

2 结果与讨论

2.1 磨矿细度试验

合适的磨矿细度可以充分实现菱镁矿的单体解离。磨矿实验的给矿量为250g，磨矿浓度控制在70%，给矿粒度-1.5mm。磨矿细度曲线如图3所示。控制用硫酸调节pH值到7左右，十二胺用量300 g/t，水玻璃用量135g/t的条件，按照图2流程进行反浮选石英以及硅酸盐矿物等脉石矿物，进行试验。

从图3中可以看出，对应于磨矿细度-0.074mm含量为75%、80%、85%、90%的磨矿时间分别为3′30″、3′50″、4′20″和4′50″。为了考察磨矿细度对浮选过程的影响，分别试验磨矿细度-0.074mm占75%、80%、85%和90%的条件下菱镁矿和脉石矿物的分选效果，试验结果如下图4所示。

从图4中可以看出，随着磨矿细度的提高精矿中MgO的品位略微降低后逐渐升高，而精矿中MgO的回收率在-0.074mm占85%以前随着磨矿细度的降低逐渐降低，超过-0.074mm 85%后，回收率变化幅度较小。所以综合考虑确定浮选磨矿细度为-0.074mm 90%，即磨矿时间为4′50″。

2.2 浮选矿浆pH值试验

矿浆PH值试验的磨矿细度为-0.074mm占90%，捕收剂十二胺用量200g/t，抑制剂羧甲基淀粉用量500g/t，选用盐酸和氢氧化钠做为本试验的pH调整剂。试验结果如图5所示。

从图5可以看出，随着矿桨pH值的升高，精矿中MgO的品位逐渐降低，当矿浆pH值在8.5附近时为品位最高点，达到46.30%；而精矿MgO的回收率随着pH值的升高先略有波动，然后再逐渐升高。因此，确定矿浆pH值为8.5时精矿MgO品位最高，同时回收率也相对较高，确定浮选pH值为8.5。

2.3 羧甲基淀粉用量试验

羧甲基淀粉是一种改性淀粉，在普通淀粉中引入羧基提纯后得到。固定磨矿细度为-0.074mm占90%，矿浆pH值为8.5，十二胺用量200 g/t，改变羧甲基淀粉用量进行羧甲基淀粉用量试验。试验结果如图6所示。

从图6可以看出，MgO的回收率随着羧甲基淀粉用量的增加先升高再降低，当羧甲基淀粉用量增加至300g/t后，MgO的回收率又呈现出先升高后降低的现象；而随着羧甲基淀粉用量的增加MgO的品位先有所升高，然后随着用量的增加逐渐降低，综合考虑，当羧甲基淀粉用量为100g/t时，MgO的品位和回收率都处高位，因此最佳用量为100g/t。

2.4 捕收剂十二胺用量试验

从图7可以看出，当十二胺用量小于200g/t时，精矿MgO的品位随着捕收剂十二胺用量的增加逐渐升高，回收率逐渐降低。当十二胺用量大于200g/t时，精矿MgO的品位随着捕收剂十二胺用量的增加逐渐降低，回收率在波动中降低。综合考虑。确定十二胺用量为200g/t。且当十二胺用量在200g/t时，精矿MgO的品位为46.70%，MgO的回收率为85.40%。

图2 反浮选流程图

图3 磨矿细度曲线

图4 磨矿细度对浮选试验结果的影响

图5 矿浆pH对浮选试验结果的影响

图6 羧甲基淀粉用量对反浮选试验结果的影响

图7 十二胺用量对反浮选试验结果的影响

综上所述，实际矿石反浮选试验最适宜工艺条件为磨矿细度-0.074mm占90%，矿浆pH值为8.5，羧甲基淀粉用量为100g/t，十二胺用量为200g/t。通过一次反浮选，菱镁矿样取得良好的指标：精矿MgO 品位为46.70%，MgO回收率为85.40%，见表5。

表5 实验结果/%

3 结 论

1)大石桥地区废弃的菱镁矿矿石通过X射线荧光光谱分析，化学多元素分析可知，矿石中主要含有元素Mg和Si,其次还有少量的Al、Ca、Fe等元素，其中MgO品位45.08%，SiO2品位5.48%。矿石经X射线衍射分析得：该矿石所含矿物主要以菱镁矿为主，其次为滑石和石英。

2)通过对矿石的浮选条件试验得到最佳的浮选工艺条件：磨矿细度-0.074mm占90%，矿浆pH值为8.5，羧甲基淀粉用量为100g/t，十二胺用量为200g/t。通过反浮选试验，菱镁矿取得良好的指标：精矿MgO品味为46.7%，MgO回收率为85%。

[1] 全跃. 菱镁行业如何应对入世挑战——对辽宁菱镁矿业发展形势思考[J]. 国土资源，2002(1):22-23.

[2] 何勇，姜明. 我国菱镁矿资源的开采利用现状及存在的问题[J]. 耐火与石灰，2012(6):25-28.

[3] 印万忠. 辽宁大石桥某低品级菱镁矿浮选提纯试验研究[C]. 2008年中国镁盐行业年会，2008:172-176.

[4] 王倩倩,李晓安,魏德洲，等. 两种捕收剂反浮选菱镁矿的效果对比[J].金属矿山，2012(2):82-85.

[5] 纪振明，田鹏杰，陈洲，等. 菱镁矿浮选作用机理研究[J]. 有色矿冶，2008，24(6):21-24.

Research on flotation purification of low grade magnesite of Liaoning province

ZHU Yi-min，YAN xiao，PAN Ke-jian，LI Yan-jun

(Resource and Civil Engineering Institute，Northeastern University，Shenyang 110004，China)

Magnesite resource is abundant in Dashiqiao of Liaoning province，but the utilization rate of low grade ore is not high.X-ray analysis and chemical multi-elements analysis on the discarded ores were carried out.The result showed the main mineral of run of mine was magnesite，and the gangue mineral were talc and quartz.The high grade of MgO(45.08%)indicated this discarded magnesite ore still had a great value for exploitation and utilization.In the experiment，flotation condition test was conducted under then optimal conditions as follows: grinding fineness-74μm of 90%，slurry pH of 8.5，carboxmethyl starch dosage of 110g/t,laurylamine dosage of 200g/t.Good performance of concentrate grade with MgO was 46.7% and recovery was 85%，which could be finally worked out provided a basis for further study on the discarded magnesite ore.

magnesite；flotation；purification

2014-06-19

朱一民(1964-)，女，东北大学资源与土木工程学院矿物工程研究所，教授。

TD952

A

1004-4051(2015)05-0118-03