一種礦泥絮凝劑及其製備方法和用途與流程

2023-05-14 20:51:41

本發明涉及一種礦泥絮凝劑，主要用於矽鈣質膠磷礦反浮選脫矽中；本發明還涉及該礦泥絮凝劑及其製備方法和用途。

背景技術：

我國磷礦資源豐富，遠景儲量位居世界第二位，但我國磷礦在礦石質量和可選性等方面有較大的差異，我國磷礦資源豐而不富，中低品位礦多,在已探明的儲量中85%的為中低品位沉積型膠磷礦。解決中低品位膠磷礦的浮選問題是磷礦開發利用的關鍵。對於這類的礦石利用在浮選過程中必須同時排出碳酸鹽和矽酸鹽脈石雜質，才能滿足磷肥加工的要求。

在磷礦浮選工藝中，矽酸鹽脈石的排除主要為正浮選脫矽和反浮選脫矽。正浮選脫矽工藝雖然在工業上使用，但是存在較多的缺點：浮選時礦漿酸鹼性相差很大，回水難於處理利用，浮選受溫度影響，藥劑用量大等缺點。反浮選脫矽工藝符合浮少抑多的浮選原則，可在常溫和較粗的粒度下進行浮選，藥劑用量少，分選效率高，是膠磷礦最佳的脫矽工藝。但是膠磷礦的反浮選脫矽工藝一直未在工業上應用，其原因為反浮選脫矽陽離子捕收劑對礦泥特別敏感，在浮選時產生的泡沫過多且發粘，導致浮選工藝難以正常進行。為了解決這個問題，中國專利（公開號：CN102009001A）含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝，針對目前難題提出的一個比較合理的工藝流程，通過添加絮凝劑，使細粒礦泥絮凝，消除細粒礦泥對浮選的影響，改善泡沫現象。目前，常用的無機絮凝劑有硫酸鋁、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉等，有機絮凝劑有聚丙烯醯胺、羧甲基纖維素等。但這些絮凝在反浮選脫矽中都存在著各種缺點，無機絮凝使用時絮凝效果比較有限，對泡沫改善不大，有機絮凝劑使用時藥劑費用高，且有機絮凝劑使用時會降低捕收劑分選性，影響分選效率。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種新的無機聚合物礦泥絮凝劑。該絮凝劑用於膠磷礦反浮選脫矽中，不僅可以改善浮選泡沫，消除礦泥對浮選的影響，而且該絮凝劑可對膠磷礦起到一定的抑制效果，可提高分選性，優化浮選指標。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供了如上所述的絮凝劑的製備方法。

本發明所要解決的再一個技術問題是提供了如上所述的絮凝劑的用途。

本發明所需解決的技術問題是通過以下技術方案來實現。本發明是一種礦泥絮凝劑，其特點是，該絮凝劑是由氧化鋁和磷酸在酸性條件下聚合而成酸式磷酸鋁聚合物。

本發明所述的一種礦泥絮凝劑，其進一步優選的技術方案是：所述的酸式磷酸鋁聚合物具有多分支結構。

本發明還公開了一種如以上技術方案所述的礦泥絮凝劑的製備方法，其特點是：在30~50℃條件下將氧化鋁固體溶於磷酸溶液中進行一次攪拌反應，加入硫酸控制反應體系的pH在3~4的範圍內，在50~80℃條件下進行二次攪拌反應，得所需絮凝劑。

本發明所述的一種礦泥絮凝劑的製備方法中：所述的固體氧化鋁與磷酸溶液的質量比優選為1：1.5~2.5，進一步優選為1：2.1~2.3，再優選51：115。

本發明所述的一種礦泥絮凝劑的製備方法中：所述的磷酸溶液的質量濃度可以按需要進行調配成任何濃度，優選為分析純濃度 85%。

本發明所述的一種礦泥絮凝劑的製備方法，進一步優選的技術方案或者技術特徵是：一次攪拌反應的時間為1~2小時，二次攪拌反應的時間為3~5小時。

本發明所述的一種礦泥絮凝劑的製備方法，進一步優選的技術方案或者技術特徵是：反應體系的pH為 3.5。

本發明還公開了以上技術方案中任何一項所述的礦泥絮凝劑的用途，其用途是用於膠磷礦反浮選脫矽作業中作絮凝劑，用於改善浮選泡沫，提高礦物分選性。在膠磷礦反浮選脫矽中絮凝劑的使用量優選為200~1000 g/t原礦，進一步優選為400~600 g/t原礦。

本發明的膠磷礦反浮選礦泥絮凝劑製備工藝簡單，原料成本低。製備的絮凝劑在膠磷礦反浮選脫矽中使用時絮凝效果好，可有效消除礦泥對浮選的影響，改善浮選泡沫，使反浮選脫矽工藝流程順利進行。製備的絮凝劑對膠磷礦起到一定的抑制作用，明顯提高礦物的分選性。

具體實施方式

本發明由下列實施例進一步說明，但不受這些實施例的限制。

實施例1，一種礦泥絮凝劑，該絮凝劑是由氧化鋁和磷酸在酸性條件下聚合而成酸式磷酸鋁聚合物。所述的酸式磷酸鋁聚合物具有多分支結構。

實施例2，一種如實施例1所述的礦泥絮凝劑的製備方法：在30℃條件下將氧化鋁固體溶於磷酸溶液中進行一次攪拌反應，加入硫酸控制反應體系的pH＝3，在50℃條件下進行二次攪拌反應，得所需絮凝劑。所述的磷酸溶液的質量濃度為 30%。

所述的固體氧化鋁與磷酸溶液的質量比為1：1.5。一次攪拌反應的時間為1小時，二次攪拌反應的時間為3小時。所得到的礦泥絮凝劑用於膠磷礦反浮選脫矽作業中作絮凝劑，用於改善浮選泡沫，提高礦物分選性。且所述的絮凝劑的用量為200 g/t原礦。

實施例3，一種如實施例1所述的礦泥絮凝劑的製備方法：在50℃條件下將氧化鋁固體溶於磷酸溶液中進行一次攪拌反應，加入硫酸控制反應體系的pH＝4，在80℃條件下進行二次攪拌反應，得所需絮凝劑。所述的磷酸溶液的質量濃度為 50%。

所述的固體氧化鋁與磷酸溶液的質量比為1：2.5。一次攪拌反應的時間為2小時，二次攪拌反應的時間為5小時。所得到的礦泥絮凝劑用於膠磷礦反浮選脫矽作業中作絮凝劑，用於改善浮選泡沫，提高礦物分選性。且所述的絮凝劑的用量為1000 g/t原礦。

實施例4，一種如實施例1所述的礦泥絮凝劑的製備方法：在40℃條件下將氧化鋁固體溶於磷酸溶液中進行一次攪拌反應，加入硫酸控制反應體系的pH在3.5的範圍內，在65℃條件下進行二次攪拌反應，得所需絮凝劑。所述的磷酸溶液的質量濃度為 85%。

所述的固體氧化鋁與磷酸溶液的質量比為51：115。一次攪拌反應的時間為1.5小時，二次攪拌反應的時間為4小時。所得到的礦泥絮凝劑用於膠磷礦反浮選脫矽作業中作絮凝劑，用於改善浮選泡沫，提高礦物分選性。且所述的絮凝劑的用量為500 g/t原礦。

實施例5，一種如實施例1所述的礦泥絮凝劑的製備方法：在35℃條件下將氧化鋁固體溶於磷酸溶液中進行一次攪拌反應，加入硫酸控制反應體系的pH在3.8的範圍內，在60℃條件下進行二次攪拌反應，得所需絮凝劑。所述的磷酸溶液的質量濃度為 85%。

所述的固體氧化鋁與磷酸溶液的質量比為1：2.2。一次攪拌反應的時間為2小時，二次攪拌反應的時間為4小時。所得到的礦泥絮凝劑用於膠磷礦反浮選脫矽作業中作絮凝劑，用於改善浮選泡沫，提高礦物分選性。且所述的絮凝劑的用量為600 g/t原礦。

實施例6：一種如實施例1所述的礦泥絮凝劑的製備方法實驗：

在反應釜中加入115份85% 的磷酸溶液和51份固體氧化鋁，在35℃條件下攪拌反應1小時，加入硫酸控制反應體系的pH在3.5，升溫在70℃條件下攪拌反應4小時，得到具有分支結構的酸式磷酸鋁聚合物絮凝劑。實施例中所有份數和百分數除另有規定外均指質量。

實施例7：湖北某矽鈣質膠磷礦反浮選脫矽試驗：

入選給礦為浮選脫鎂粗精礦，浮選脫鎂後的P2O5的品位為23.46%，SiO2的品位為24%。不使用絮凝劑，直接加入pH調整劑和脫矽捕收劑調漿後進行浮選，產生泡沫很多，且泡沫從浮選機四周溢出，泡沫堆積無法處理，使得反浮選脫矽工藝不能正常進行。

使用有機絮凝劑，加入150 g/t的聚丙烯醯胺，再加入pH調整劑和脫矽捕收劑調漿後進行浮選。浮選泡沫量明顯減少，泡沫不再發粘，反浮選脫矽工藝可以順利進行。經一次粗選脫矽可獲得品位28.97%，回收率為85.96%的磷精礦。

使用合成的無機聚合物絮凝劑，加入450 g/t的實施例6製得的磷酸鋁聚合物，再加入pH調整劑和脫矽捕收劑調漿後進行浮選。浮選泡沫量也明顯減少，泡沫不再發粘，反浮選脫矽工藝順利進行。經一次粗選脫矽可獲得品位30.35%，回收率為85.06%的磷精礦。

實施例8，四川某矽鈣質反浮選脫矽試驗：

入選給礦為浮選脫鎂粗精礦，浮選脫鎂後的P2O5的品位為26.26%，SiO2的品位為18.12%。不使用絮凝劑，直接加入pH調整劑和脫矽捕收劑調漿後進行浮選，產生泡沫很多，且泡沫從浮選機四周溢出，泡沫堆積無法處理，反浮選脫矽工藝不能正常進行。

使用有機絮凝劑，加入200 g/t的羧甲基纖維素，再加入pH調整劑和脫矽捕收劑調漿後進行浮選。浮選泡沫量明顯減少，泡沫不再發粘，反浮選脫矽工藝可以順利進行。經一次粗選脫矽可獲得品位30.83%，回收率為86.13%的磷精礦。

使用合成的無機聚合物絮凝劑，加入550 g/t的實施例6製得的磷酸鋁聚合物，再加入pH調整劑和脫矽捕收劑調漿後進行浮選。浮選泡沫量也明顯減少，泡沫不再發粘，反浮選脫矽工藝順利進行。經一次粗選脫矽可獲得品位32.79%，回收率為83.46%的磷精礦。