高频超声波作用下黄铁矿的浮选性能及动力学研究

严文超, 胡法林, 曹沁波. 高频超声波作用下黄铁矿的浮选性能及动力学研究[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(5): 83-88. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.05.012
引用本文: 严文超, 胡法林, 曹沁波. 高频超声波作用下黄铁矿的浮选性能及动力学研究[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(5): 83-88. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.05.012
YAN Wenchao, HU Falin, CAO Qinbo. Flotation Kinetics of Pyrite Under High-frequency Ultrasonic Treatment[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(5): 83-88. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.05.012
Citation: YAN Wenchao, HU Falin, CAO Qinbo. Flotation Kinetics of Pyrite Under High-frequency Ultrasonic Treatment[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(5): 83-88. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.05.012

高频超声波作用下黄铁矿的浮选性能及动力学研究

  • 基金项目:
    国家自然科学基金地区基金(22068020)
详细信息
    作者简介: 严文超(1995-), 女, 硕士研究生, 现从事选矿理论与研究。E-mail: yanwenchao002X@163.com
    通讯作者: 曹沁波, 男, 副教授, 博士。E-mail: yanwenchao002X@163.com
  • 中图分类号: TD925; TD971+.6

Flotation Kinetics of Pyrite Under High-frequency Ultrasonic Treatment

More Information
  • 研究了超声波作用下黄铁矿的浮选行为。结果表明,在磨矿细度为-0.074 mm占57%、丁基黄药200 g/t、起泡剂20 g/t的浮选最佳条件下,在超声波频率为135 kHz和功率为100 W时可以使黄铁矿回收率提高13.86%。通过超声波浮选和常规浮选的动力学分析发现,高频超声波对-150+100μm粒级的黄铁矿影响最大,使回收率提高了7.54%;对该粒级的试验数据利用五个动力学模型拟合可知,一阶经典模型的拟合效果最好,动力学方程可分别表示为超声波浮选:ε=26.27[1-exp(-0.601t)]、常规浮选:ε=18.01[1-exp(-0.671t)]。利用SEM分析发现,超声波主要通过对黄铁矿表面的清洗作用,去除了表面罩盖的矿泥等脉石矿物,提高了黄铁矿的回收率。

  • 加载中
  • 图 1  原矿XRD检测分析结果

    Figure 1. 

    图 2  浮选流程

    Figure 2. 

    图 3  超声波频率对黄铁矿浮选回收率的影响

    Figure 3. 

    图 4  超声波处理对黄铁矿浮选累积回收率的影响

    Figure 4. 

    图 5  超声波处理对各粒级累积回收率的影响

    Figure 5. 

    图 6  不同动力学模型拟合的比较

    Figure 6. 

    图 7  超声波对矿物表面的影响

    Figure 7. 

    表 1  原矿主要化学成分分析

    Table 1.  The analysis results of chemical multi-element  /%

    元素 Cu S Fe Co TiO2 Al2O3 CaO K2O
    含量 0.23 14.51 20.32 0.072 0.34 6.57 9.87 1.35
    元素 Na2O F Pb Zn As Mn C SiO2
    含量 0.21 0.023 0.54 0.223 0.003 0.34 1.5 15.8
    下载: 导出CSV

    表 3  超声波处理对黄铁矿浮选动力学的影响

    Table 3.  Effect of the ultrasonic treatment on the flotation recovery of pyrite

    模型1 模型2 模型3 模型4 模型5
    k, min-1 ε/% R2 k, min-1 ε/% R2 k, min-1 ε/% R2 k, min-1 ε/% R2 k, min-1 ε/% R2
    常规浮选 0.671 18.01 0.990 2 1.249 20.80 0.983 8 1.539 22.96 0.975 0 0.650 22.96 0.975 0 1.262 25.70 0.969 7
    超声波浮选 0.601 26.27 0.992 5 1.097 30.61 0.987 5 1.799 34.20 0.980 4 0.556 34.20 0.980 4 1.058 38.63 0.976 2
    下载: 导出CSV
  • [1]

    苏超, 申培伦, 李佳磊, 等. 黄铁矿浮选的抑制与解抑活化研究进展[J]. 化工进展, 2019, 38(4): 1921-1929. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HGJZ201904038.htm

    [2]

    宋国君, 邓久帅, 先永骏, 等. 黄铁矿解抑活化机理研究现状及进展[J]. 矿物学报, 2017, 37(3): 328-332. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KWXB201703010.htm

    [3]

    吕沛超, 卢毅屏, 冯博, 等. 超声波对金川硫化镍矿浮选的作用研究[J]. 有色金属(选矿部分), 2015(4): 34-38. doi: 10.3969/j.issn.1671-9492.2015.04.009

    [4]

    欧阳嘉骏, 陈艺锋, 王宇菲, 等. 超声波强化铝土矿浮选脱硫研究[J]. 中国矿山工程, 2015, 44(2): 15-18. doi: 10.3969/j.issn.1672-609X.2015.02.005

    [5]

    康文泽, 荀海鑫, 李明明. 超声波预处理对稀缺难浮煤浮选的作用[J]. 中国矿业大学学报, 2013, 42(4): 625-630. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZGKD201304017.htm

    [6]

    杨丽君, 梁殿印, 韩登峰, 等. 超声波对浮选柱选钼过程中细粒尾矿再选的试验研究[J]. 有色金属(选矿部分), 2011(4): 51-55. doi: 10.3969/j.issn.1671-9492.2011.04.013

    [7]

    OZKAN S G. Beneficiation of magnesite slimes with ultrasonic treatment[J]. Minerals Engineering, 2002, 15(1): 99-101. http://download.xuebalib.com/3bveodCEcKDj.pdf?down

    [8]

    KANG W, XUN H, KONG X, et al. Effects from changes in pulp nature after ultrasonic conditioning on high-sulfur coal flotation[J]. Mining Science and Technology (China), 2009, 19(4): 498-502+507. doi: 10.1016/S1674-5264(09)60093-4

    [9]

    ALDRICHl C, FENG D. Effect of ultrasonic preconditioning of pulp on the flotation of sulphide ores[J]. Minerals Engineering, 1999, 12(6): 701-707. doi: 10.1016/S0892-6875(99)00053-9

    [10]

    缪亚兵, 邓海波, 徐轲. 萤石在油酸和水玻璃体系中的浮选动力学模型及浮选行为研究[J]. 化工矿物与加工, 2015, 44(7): 13-17. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HGKJ201507005.htm

    [11]

    崔伟勇, 张覃, 邱跃琴, 等. 捕收剂GJBW作用下胶磷矿浮选动力学研究[J]. 化工矿物与加工, 2015, 44(1): 11-13. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HGKJ201501004.htm

    [12]

    何丽萍. 铜铅锌硫化矿浮选动力学研究[D]. 赣州: 江西理工大学, 2008.

    [13]

    ZHANG H, LIU J, CAO Y, et al. Effects of particle size on lignite reverse flotation kinetics in the presence of sodium chloride[J]. Powder technology, 2013, 246: 658-663. doi: 10.1016/j.powtec.2013.06.033

    [14]

    TAO D. Role of bubble size in flotation of coarse and fine particles-a review[J]. Separation Science and Technology, 2005, 39(4): 741-760. doi: 10.1081/SS-120028444

    [15]

    YUAN X M, PALSSON B I, FORSSBERG K S E. Statistical interpretation of flotation kinetics for a complex sulphide ore[J]. Minerals Engineering, 1996, 9(4): 429-442. doi: 10.1016/0892-6875(96)00028-3

    [16]

    VIDELA A R, MORALES R, SAINT-JEAN T, et al. Ultrasound treatment on tailings to enhance copper flotation recovery[J]. Minerals Engineering, 2016, 99: 89-95. http://www.onacademic.com/detail/journal_1000039645119710_0d0d.html

  • 加载中

(7)

(2)

计量
  • 文章访问数:  2110
  • PDF下载数:  105
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2021-10-10
刊出日期:  2021-10-25

目录