摘要：我國鐵礦資源日益枯竭，其存在貧、細(xì)、雜等難選特質(zhì)。傳統(tǒng)陰離子捕收劑藥劑用量大、藥劑制度復(fù)雜、活性差。為解決這一問題，采用工業(yè)廢胺經(jīng)過加工后的表面活性劑（YTDB）作為陽離子捕收劑，對石英和赤鐵礦進(jìn)行了單礦物浮選試驗以及礦物吸附機(jī)制的研究。結(jié)果表明，當(dāng)十二胺（DDA）作為捕收劑時，在pH=7、捕收劑用量為20 mg/L的條件下，可以得到石英的回收率為78.36%,赤鐵礦的回收率為12.57%,此時浮選差異性最大；當(dāng)YTDB作為捕收劑時，在pH=7、捕收劑用量為15 mg/L的條件下，可以得到石英的回收率為91.27%,赤鐵礦的回收率為12.67%,此時浮選差異性最大。YTDB在浮選指標(biāo)上明顯優(yōu)于DDA,并一定程度上節(jié)省了藥劑用量。通過測試藥劑與礦物作用前后的紅外光譜、表面張力以及Zeta電位，發(fā)現(xiàn)YTDB在石英表面發(fā)生了吸附作用。

鋼鐵工業(yè)最重要的原料是鐵礦石。絕大部分的鐵礦石具有易碎特質(zhì)，嵌布粒度較低，在開采和加工過程中難免會產(chǎn)生大量的細(xì)粉和泥，不能直接在高爐中進(jìn)行冶煉，對選礦工藝有極高的要求。天然的鐵礦通常具有順磁性質(zhì)，對于這些低品位、粒度極細(xì)的鐵礦石，磁選無疑是最常見的選別方式，可通過有用礦物與脈石礦物的磁性差異進(jìn)行選別作業(yè)，可以很大程度上去除一部分脈石礦物。然而，作為工業(yè)生產(chǎn)以及優(yōu)質(zhì)冶金原料的高純度鐵礦石，磁選往往達(dá)不到精礦的要求，而浮選作為去除細(xì)粒級雜質(zhì)最有效的選礦方法，可以最大程度減少脈石礦物的含量。

浮選，通常也被稱為泡沫浮選，是國內(nèi)鐵礦石最重要以及最通用的選礦技術(shù)，它是通過脈石礦物與有用礦物表面性質(zhì)的差異來分離脈石礦物的技術(shù)過程，涉及固、液、氣三相相互作用，礦物顆粒組成固相，水和表面活性劑成分組成液相，氣相則由氣泡內(nèi)部組成。作為浮選中最重要的浮選藥劑——捕收劑，主要是通過物理吸附以及化學(xué)吸附吸附在礦物表面，使其具有疏水性，從而聚集在泡沫上與親水顆粒分離。

目前鐵礦石中最主要的脈石礦物是石英，石英也幾乎存在于所有金屬氧化物的礦石中，常用反浮選選別。反浮選中常見捕收劑可分為非離子型和離子型捕收劑，而捕獲石英常用到的捕收劑為離子型。離子型捕收劑具有親礦物的極性部分和碳?xì)渥杂涉湹姆菢O性部分，礦物通常吸附于離子型捕收劑的極性部分，這些極性部分通常攜帶陰離子和陽離子。傳統(tǒng)陰離子捕收劑在反浮選鐵礦中廣泛應(yīng)用，例如，王秋林等采用弱磁—強(qiáng)磁—陰離子反浮選流程選別東鞍山鐵礦，通過使用KS捕收劑進(jìn)行了“一粗一精三掃”的反浮選閉路試驗，最終得到鐵品位為67.55%、回收率為78.22%的鐵精礦。龔豪使用新研發(fā)陰離子捕收劑H-27A,以李樓鐵礦為實際礦物，進(jìn)行“一粗一精三掃”的反浮選閉路試驗，最終得到鐵品位為66.85%、鐵回收率為90.71%的鐵精礦。然而，陰離子捕收劑存在藥劑用量大、藥劑制度繁瑣、耐低溫效果差等問題，始終沒有得到很好的解決。陽離子捕收劑則可以避免這一問題，其不需要消耗過多的能量來維持藥劑的溶解度和活性。

本文采用工業(yè)廢胺經(jīng)過加工后的表面活性劑（YTDB）作為捕收劑，研究了YTDB作為浮選捕收劑的浮選效率及其對石英表面的吸附機(jī)制，探究其對石英和赤鐵礦單礦物浮選行為的影響。

1試驗材料與方法

1.1試驗材料

本試驗所用的單礦物石英取自某礦廠，將制備后的石英單礦物樣品進(jìn)行X射線衍射（XRD）分析、X射線熒光光譜（XRF）分析和激光粒度分析，XRD的分析結(jié)果如圖1（a）所示，XRF的分析結(jié)果見表1,粒度分析如圖1（b）所示。從圖1（a）可以看出，石英單礦物SiO?峰強(qiáng)度以及密度最高，說明SiO?占主導(dǎo)地位。從圖1（b）可以看出，樣品的中值粒徑D??達(dá)到了133.5μm,D??則達(dá)到了264.3μm.綜合上述礦物的純度以及粒度，石英可滿足后續(xù)單礦物試驗以及機(jī)理分析的要求。

赤鐵礦單礦物則取自某鐵礦廠，將制備后的赤鐵礦樣品進(jìn)行X射線衍射（XRD）分析、X射線熒光光譜（XRF）分析和激光粒度分析，XRD的分析結(jié)果如圖2（a）所示，XRF的分析結(jié)果見表2,粒度分析如圖2（b）所示。從圖2（a）和表2可以看出，F(xiàn)e?O?峰強(qiáng)度最高，含量達(dá)到了96.84%,另外含有少量的氧化物SiO?、Al?O?等。從圖2（b）可以看出，樣品的中值粒徑D??達(dá)到了79.89μm,D??則達(dá)到了123.2μm.綜合上述純度以及粒度，赤鐵礦可滿足后續(xù)單礦物試驗的要求。

1.2試驗方法

1.2.1浮選試驗

采用一次粗選的試驗流程，探究十二胺（DDA）和YTDB在不同礦漿pH、不同捕收劑用量下，對石英以及赤鐵礦回收率的影響。單礦物浮選試驗在XFD-Ⅲ浮選機(jī)進(jìn)行，在室溫條件下配制礦漿，稱取2.00 g的單礦物放入浮選槽中，再加入20 g去離子水，控制浮選機(jī)的攪拌速度為1900 r/min,攪拌2 min以充分?jǐn)噭虻V漿。加入事先準(zhǔn)備好的pH調(diào)整劑調(diào)漿3 min,再加入捕收劑調(diào)漿3 min后，開始刮泡，控制刮泡時間為3 min.浮選結(jié)束后，將精礦進(jìn)行過濾、烘干、稱重，隨后計算其回收率。單礦物浮選試驗流程如圖3所示。

圖3單礦物浮選試驗流程