磷石膏反浮选剂用量试验研究

磷石膏反浮选剂用量试验研究

　　磷石膏反浮选捕收剂用量试验研究

　　一、试验设计

　　1.1试验目的

　　确定不同捕收剂在不同用量下的脱色效果、石膏损失率及综合经济性，找到最佳用量区间。

　　1.2试验原料

　　磷石膏取自贵州某磷化工企业，原矿白度52，有机质含量0.35%，Fe₂O₃含量0.8%，碳质含量1.2%。

　　1.3捕收剂方案

　　编号捕收剂方案说明

　　A纯油酸工业级油酸，浓度95%

　　B油酸+煤油（7:3）工业油酸加分析纯煤油

　　C废弃油脂皂化皂地沟油皂化产物

　　D氧化石蜡皂（703号）工业级氧化石蜡皂

　　E油酸+煤油+茶皂素油酸500+煤油210+茶皂素30

　　1.4试验条件

　　固定条件：pH 9.5至10.0，温度35摄氏度，矿浆浓度30%，粗选时间3分钟，浮选机转速1300转每分钟。

　　变量条件：捕收剂用量分别为200、400、600、800、1000、1200克每吨。

　　二、试验结果

　　2.1脱色率随用量变化

　　用量（克/吨）A纯油酸B油酸+煤油C皂化皂D氧化石蜡皂E三元复配

　　200 58%65%52%55%68%

　　400 72%80%68%70%82%

　　600 82%88%78%76%91%

　　800 85%90%82%80%92%

　　1000 86%91%84%81%92%

　　1200 86%91%84%81%92%

　　规律：所有方案脱色率均随用量增加先快速上升后趋于平稳。用量从200增至600时脱色率提升最快（约15至20个百分点），600以上增速明显放缓（仅提升1至3个百分点），800以后基本不再提升，进入"过量区"。

　　2.2石膏损失率随用量变化

　　用量（克/吨）A纯油酸B油酸+煤油C皂化皂D氧化石蜡皂E三元复配

　　200 2.1%2.8%1.8%2.5%2.3%

　　400 3.5%4.2%3.0%3.8%3.6%

　　600 5.2%5.8%4.5%5.0%4.8%

　　800 7.8%8.5%6.5%7.2%6.2%

　　1000 10.5%11.2%8.8%9.5%8.0%

　　1200 13.0%14.0%11.0%12.0%9.5%

　　规律：石膏损失率随用量增加持续上升。600克每吨以下损失率可控（5%以下），800以上损失率快速攀升（超过8%），1200时损失率已达10%以上，经济上不可接受。

　　2.3白度随用量变化

　　用量（克/吨）A纯油酸B油酸+煤油C皂化皂D氧化石蜡皂E三元复配

　　200 68 71 65 67 73

　　400 76 80 73 75 82

　　600 82 86 79 80 88

　　800 84 88 82 83 89

　　1000 85 89 83 84 89

　　1200 85 89 83 84 89

　　2.4药剂成本随用量变化

　　用量（克/吨）A纯油酸B油酸+煤油C皂化皂D氧化石蜡皂E三元复配

　　200 2.0 2.2 0.9 1.5 2.4

　　400 4.0 4.4 1.8 3.0 4.8

　　600 6.0 6.6 2.7 4.5 7.2

　　800 8.0 8.8 3.6 6.0 9.6

　　1000 10.0 11.0 4.5 7.5 12.0

　　1200 12.0 13.2 5.4 9.0 14.4

　　（单位：元/吨产品）

　　三、最佳用量确定

　　以脱色率最大化且石膏损失率小于6%为双重约束条件：

　　方案最佳用量（克/吨）脱色率白度石膏损失药剂成本（元/吨）

　　A纯油酸600 82%82 5.2%6.0

　　B油酸+煤油600至800 88%至90%86至88 5.8%至8.5%6.6至8.8

　　C皂化皂600 78%79 4.5%2.7

　　D氧化石蜡皂600 76%80 5.0%4.5

　　E三元复配600 91%88 4.8%7.2

　　四、用量与脱色率的数学关系

　　对B方案（油酸+煤油）数据进行拟合，脱色率η与用量x的关系符合Langmuir型吸附方程：

　　η=91.2×x/(580+x)

　　其中x为捕收剂总用量（克/吨）。

　　当x=600时，η=88.3%；x=800时，η=90.1%；x=1000时，η=90.8%。

　　该方程表明，用量达到600克每吨后，每增加100克用量仅提升脱色率约0.9个百分点，边际效益递减明显。

　　五、核心结论

　　第一，所有捕收剂方案的最佳用量均在500至700克每吨区间，低于400脱色不彻底，高于800石膏损失急剧增加且脱色率不再提升。

　　第二，三元复配方案（油酸+煤油+茶皂素）在600克每吨时脱色率最高（91%），石膏损失最低（4.8%），综合性价比最优。

　　第三，废弃油脂皂化皂在600克每吨时脱色率78%，接近工业油酸的95%水平，但药剂成本仅为油酸的45%，是最具经济性的替代方案。

　　第四，用量超过800克每吨后进入"过量区"，脱色率不再提升而石膏损失持续增加，属于无效浪费，工业生产中应严格避免。

　　第五，建议工业生产中将捕收剂用量锁定在550至650克每吨，配合在线白度检测实时微调，可实现脱色效果与经济效益的最佳平衡。