新型两性捕收剂的制备及其对磷矿的浮选性能

李杰, 聂光华, 李嘉欣. 新型两性捕收剂的制备及其对磷矿的浮选性能[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(6): 124-130. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.06.015
引用本文: 李杰, 聂光华, 李嘉欣. 新型两性捕收剂的制备及其对磷矿的浮选性能[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(6): 124-130. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.06.015
LI Jie, NIE Guanghua, LI Jiaxin. Preparation of A New Amphoteric Collector and Its Flotation Performance for Phosphate Rock[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(6): 124-130. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.06.015
Citation: LI Jie, NIE Guanghua, LI Jiaxin. Preparation of A New Amphoteric Collector and Its Flotation Performance for Phosphate Rock[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(6): 124-130. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.06.015

新型两性捕收剂的制备及其对磷矿的浮选性能

  • 基金项目:
    贵州大学博士基金资助项目(贵大人基合字(2016)60号)
详细信息
    作者简介: 李杰(1995-),男,内蒙古呼和浩特人,硕士研究生,主要研究方向为难选矿石分选及其机理研究,E-mail:1052032518@qq.com
    通讯作者: 聂光华(1973-),男,博士,副教授,主要研究方向为难选矿石分选及资源综合利用,E-mail: ghnie@gzu.edu.cn
  • 中图分类号: TD923+.13;TD971+.3

Preparation of A New Amphoteric Collector and Its Flotation Performance for Phosphate Rock

More Information
  • 近年来,氨基酸型两性捕收剂在磷矿选矿过程中已经取得了较好的分选效果。以丙烯酸甲酯法制备N-十二烷基-β-氨基丙酸钠(C12Giy),并采用响应面法构建回归模型和响应面曲线分析对其合成工艺条件进行优化。结果表明,反应温度对浮选磷精矿回收率的影响最显著,而反应时间对磷精矿品位的影响最显著,反应时间与反应温度的交互作用对磷精矿回收率与品位的影响最显著。通过Design Expert软件分析可知,两性捕收剂C12Giy性能最优的合成条件为:十二胺与丙烯酸甲酯的物料质量配比为1:1.5,反应时间40 min,反应温度为70 ℃。在该条件下合成的C12Giy用作浮选捕收剂时,磷精矿的品位与回收率分别达到28.78%与64.04%,理论综合效率值与实际综合效率值分别为5.74%与5.49%,表明该模型的预测结果较可靠。

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  • 图 1  原矿X射线衍射图谱(XRD)

    Figure 1. 

    图 2  反浮选试验工艺流程

    Figure 2. 

    图 3  磷精矿回收率残差分布

    Figure 3. 

    图 4  磷精矿品位残差分布

    Figure 4. 

    图 5  A与B因素间交互作用对磷精矿回收率影响的等高线与三维响应曲面图

    Figure 5. 

    图 6  A与C因素间交互作用对磷精矿回收率影响的等高线与三维响应曲面图

    Figure 6. 

    图 7  B与C因素间交互作用对磷精矿回收率影响的等高线与三维响应曲面图

    Figure 7. 

    图 8  AB因素间交互作用对磷精矿品位影响的等高线与三维响应曲面图

    Figure 8. 

    图 9  AC因素间交互作用对磷精矿品位影响的等高线与三维响应曲面图

    Figure 9. 

    图 10  BC因素间交互作用对磷精矿品位影响的等高线与三维响应曲面图

    Figure 10. 

    表 1  硅钙质磷矿原矿化学多元素分析结果 /%

    Table 1.  Results of chemical multi-element analysis of silicon-calcium phosphate ore

    成分 P2O5 SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 F
    含量 25.29 24.20 33.19 2.23 8.05 1.55 1.41
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    表 2  试验因素水平及编码

    Table 2.  Test factor level and coding

    因素 编码 单位 水平
    -1 0 1
    物料配比 A 1:1 1:1.5 1:2
    反应时间 B min 40 80 120
    反应温度 C 70 80 90
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    表 3  响应面设计试验及结果

    Table 3.  Response surface design test and results

    编号 因素 E/% ε/% β/%
    A B C
    1 1:1 40 80 4.32 61.80 27.26
    2 1:2 40 80 3.32 57.31 26.79
    3 1:1 120 80 2.72 58.06 26.37
    4 2:1 120 80 1.83 53.57 25.9
    5 1:1 80 70 4.48 57.50 27.58
    6 1:2 80 70 3.51 53.01 27.11
    7 1:1 80 90 2.95 54.76 26.63
    8 1:2 80 90 2.07 50.27 26.16
    9 1:1.5 40 70 5.49 64.55 28.78
    10 1:1.5 120 70 5.02 58.75 27.89
    11 1:1.5 40 90 5.01 59.75 27.83
    12 1:1.5 120 90 3.46 56.01 26.94
    13 1:1.5 80 80 4.26 53.72 27.64
    14 1:1.5 80 80 4.27 53.60 27.65
    15 1:1.5 80 80 4.23 53.52 27.63
    16 1:1.5 80 80 4.24 53.58 27.63
    17 1:1.5 80 80 4.21 53.71 27.60
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    表 4  磷精矿回收率模型方差分析结果

    Table 4.  Variance analysis result of concentrate recovery rate model

    方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性
    模型 212.78 9 23.64 151.72 < 0.0001 极显著
    A 40.32 1 40.32 258.74 < 0.0001 极显著
    B 36.21 1 36.21 232.37 < 0.0001 极显著
    C 21.19 1 21.19 135.98 < 0.0001 极显著
    AB 0 1 0 0 1 不显著
    AC 0 1 0 0 1 不显著
    BC 1.06 1 1.06 6.81 0.035 显著
    A2 3.49 1 3.49 22.40 0.0021 极显著
    B2 103.98 1 103.98 667.28 < 0.0001 极显著
    C2 5.76 1 5.76 36.96 0.0005 极显著
    残差 1.09 7 0.16
    失拟 1.06 3 0.35 47.28 0.0014 极显著
    纯误差 0.03 4 7.48E-003
    总离差 213.87 16
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    表 5  磷精矿品位回归模型方差分析结果

    Table 5.  Analysis of variance of concentrate grade regression model

    方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性
    模型 8.41 9 0.93 4 674.14 < 0.0001 极显著
    A 0.44 1 0.44 2 209 < 0.0001 极显著
    B 1.58 1 1.58 7921 < 0.0001 极显著
    C 1.80 1 1.80 9025 < 0.0001 极显著
    AB 0 1 0 0 1 不显著
    AC 0 1 0 0 1 不显著
    BC 0 1 0 0 1 不显著
    A2 4.38 1 4.38 21 903.16 < 0.0001 极显著
    B2 3.789E-003 1 3.789E-003 18.95 0.0033 极显著
    C2 0.28 1 0.28 1 423.16 < 0.0001 极显著
    残差 1.400E-003 7 2.00E-004
    失拟 0 3 0 0 1 不显著
    纯误差 1.400E-003 4 3.500E-004
    总离差 8.41 16
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出版历程
收稿日期:  2021-10-11
刊出日期:  2021-12-25

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