分支浮選是將原礦漿分為幾支，前一支浮選的粗精礦加到次一支，同次支的原礦一起粗選，從而提高了原礦品位，逐步地減少次一支的用藥量。
分支浮選最適合于貧礦，它在黑鎢礦低品位礦泥浮選中已經得到了良好的效果[1]。但是對原礦品位較高的鋁土礦選礦是否合適？怎樣進行分支？第二支的浮選藥方如何確定？這就是本文所要研究的問題。
礦樣系中南某礦區(qū)一水硬鋁石型堆積鋁土礦，主要礦物及其含量為（%）：一水硬鋁石60.3、針鐵礦13.0、赤鐵礦7.5、高嶺石13.7、銳鈦礦2.0、三水鋁石1.9，此外還有少量綠泥石、水云母和石英燈。一水硬鋁石呈微晶結構，結晶較好，粒度一般為0.048～0.0096毫米。原礦化學組成為（%）：Al2O3 56.17、SiO2 5.90、Fe2O3 19.64、TiO2 3.10、Ca 0.05、Mg 0.04、灼減13.34、鋁硅比9.52。
分支浮選的第一支試驗方法與常規(guī)浮選試驗相同，經過浮選脫硅試驗[2]，就獲得了第一支浮選的最佳指標及藥方：鋁精礦產率80.20%、含Al2O3 62.30%、SiO2 4.09%、鋁硅比15.23，Al2O3的回收率88.19%。用藥量，克/噸：碳酸鈉2000，六偏磷酸鈉325，腐殖酸鈉675，氧化石蠟皂1425。
（一）第一支精礦的“負載”能力
由于鋁精礦產率高達80%，不能如產率很小的貧礦一樣全部加到與第一支原礦量相等的第二支。為了確定加入的適當精礦量，即確定第二支原礦量與第一支原礦量的比例關系，以及確定第二支浮選的用藥量，必須查明第一支精礦（泡沫）的“負載”能力，即在適當?shù)膒H條件下，不加其他藥劑，僅加入第一支精礦，就能從第二支原礦漿中“負載”出精礦的能力。試驗按圖1進行，第二支原礦量分別為第一支原礦量的1、2、3、4倍，并將其礦漿用碳酸鈉調整到合適的pH值（8～8.5），不加其他藥劑，加入的第一支精礦就能把第二支原礦中45%、42%、39%和30%的鋁土礦“負載”上來，其Al2O3量分別為32、59、82和84克（表1）。
表1 第一支精礦的“負載”能力
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第一支原礦量 |
第一支粗精礦 |
第二支 原礦量 g |
第二支被“負載”上來的精礦 |
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產率 % |
品位 % |
第一支 原礦的 Al2O3 回收率% |
品位 % |
鋁 硅 比 |
第二支 原礦的 Al2O3 回收率% |
*從第二支 原礦中 回收的 Al2O3量，g |
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|
Al2O3 |
SiO2 |
||||||||
|
125 |
82.22 |
60.37 |
88.44 |
1×125 |
64.35 |
3.51 |
18.33 |
45.88 |
32.2 |
|
125 |
82.42 |
60.09 |
88.15 |
2×125 |
65.80 |
3.24 |
20.31 |
42.64 |
59.4 |
|
125 |
82.88 |
59.89 |
88.61 |
3×125 |
65.49 |
3.17 |
20.66 |
39.37 |
82.2 |
|
125 |
83.4 |
59.85 |
89.15 |
4×125 |
64.78 |
3.74 |
17.32 |
30.48 |
84.7 |
*不包括第一支精礦中的Al2O3量，假設第一支精礦在第二支浮選時有全部浮出。
圖1 第一支精礦“負載”能力試驗
由此可見，第一支精礦有一定的“負載”能力，隨著第二支原礦量的增加，被“負載”上來的Al2O3量也明顯增加，并以第二支原礦量為第一支原礦量的三倍為宜。這樣，為選收第二支原礦中剩下的55%～70%的鋁土礦物，所需的藥量即可顯著減少。
（二）第二支浮選的用藥量
第一支精礦的加入，不但帶進了一部分的藥劑，而且提高了第二支的原礦品位，改變了第二支礦漿的離子組成和泡沫結構，甚至浮選指標有可能提高[1]。
第二支浮選用藥量的試驗流程見圖2。第一支浮選藥方不便，第二支最佳用藥量通過最陡坡法（最陡登山法）尋求[3]。
圖2 第二支浮選用藥量試驗
1、析因試驗設計及結果，用2析因，按正交表L安排試驗。試驗設計及試驗結果見表2和表3。
表2 個因素的水平安排
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A （碳酸鈉） |
B （六偏磷酸鈉） |
C （腐殖酸鈉） |
D （氧化石蠟皂） |
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基點（） |
2000 |
160 |
225 |
700 |
|
步長 |
200 |
20 |
25 |
100 |
|
高水平＋ |
2200 |
180 |
250 |
800 |
|
低水平－ |
1800 |
140 |
200 |
600 |
表3 析因試驗安排及結果
2、判據(jù) 以精礦鋁硅比＞15的回收率Al2O3為判據(jù)。
中心店（基點）安排2個重復試驗，以便估計試驗誤差，算出各試驗指標的標準誤差σb＝0.141。
用t檢驗法檢驗各因素效應的顯著性，由t分布表查得，當自由度為8時，t0.05＝2.306，tσb＝0.335。經比較A、C、D三因素的效應b值（分別為－1.49、－0.81、＋1.9）都比tσb值（0.335）大，表明A、C、D這三個因素效應顯著，AB的交互作用也比較明顯。綜合最佳條件是：A－、B－、C－、D＋為好。
3、登山試驗安排及結果
取影響最顯著的因素D氧化石蠟皂作為單位步長，選擇D的新步長為40克/噸，A的相應新步長為60克/噸，C的新步長為5克/噸，以綜合最佳條件A－1800、B－140、C－200、D＋800克/噸位登山的起點，繼續(xù)登山，各試點的條件及試驗結果見表4。
表4 登山試驗安排及結果
由此可見，試點⑩的鋁硅比為15.84，回收率為88.63%，已達到了最優(yōu)區(qū)，并已達到了常規(guī)浮選的指標（鋁硅比15.3，回收率88.19%），即已達到了“山頂”。
（三）分支浮選與常規(guī)浮選比較
一水硬鋁石型堆積鋁土礦的分支浮選結果與常規(guī)浮選結果比較見表5。
表5 分支浮選與常規(guī)浮選結果比較
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常規(guī)浮選[3] |
分支浮選 |
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|
原礦品位% |
Al2O3 |
80.20 |
5.87 |
分支 浮選 降低 的用 藥量 ，% |
|
SiO2 |
6.33 |
82.92 |
||
|
精礦產率% |
80.20 |
59.73 |
||
|
精礦品位% |
Al2O3 |
62.30 |
3.77 |
|
|
SiO2 |
4.09 |
15.87 |
||
|
鋁硅比 |
15.23 |
88.63 |
||
|
Al2O3回收率 % |
88.19 |
1805 |
9.8 |
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藥劑用量，克/噸 |
碳酸鈉 |
2000 |
185 |
43.1 |
|
六偏磷酸鈉 |
325 |
259 |
61.7 |
|
|
腐殖酸鈉 |
675 |
980 |
31.2 |
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氧化石蠟皂 |
1425 |
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由此可見，將原礦漿分為兩支，第一支占1/4，第二支占3/4，把第一支精礦加到第二支。同第二支原礦漿一起進行分支浮選，在獲得與常規(guī)浮選相同的鋁硅比（15）和回收率（88%）的情況下，分支浮選的用藥量（按原礦計）顯著降低。
這表明，分支浮選不盡對原礦品位低、精礦產率小的鎢礦泥效果顯著，而且對于原礦品位高、精礦產量很大的鋁土礦也很有效。
參考文獻
[1] 中南礦冶學院，《分支粗選、分速精選、濃漿充氣攪拌浮選鎢礦泥新工藝試驗》，《有色金屬》（選冶部分）1977年，第12期.
[2] 李隆峰、張國祥、黃開國、胡為柏，《一水硬鋁石型堆積鋁土礦選礦脫硅除鐵研究》《中南礦業(yè)學院學報》1980，第4期.
[3] 許時、孟書青、劉金華，《常用選礦試驗最優(yōu)化方法的比較和應用（續(xù)）》《有色金屬》（選冶部分）1979，第4期.
