高效浮選組合藥劑及其用於螢石浮選中預脫碳酸鈣的方法與流程

2023-06-21 07:42:46

本發明涉及選礦
技術領域：
，具體涉及一種高效浮選組合藥劑及其用於螢石浮選中預脫碳酸鈣的方法。
背景技術：
：螢石(CaF2)，是氟元素的最主要來源。氟的應用領域包括新能源、新材料、國防、光電、冶金、化工等產業，其作用不可替代。因此，國際上將螢石認定為戰略保護資源。自然界，螢石通常與其他含鈣鎂礦物緊密共生，浮選是從這類礦石中分離和回收螢石最主要的方法。浮選是利用不同礦物間表面性質差異進行分選的物理化學方法。但是，螢石與方解石、白鎢礦、磷灰石、白雲石等含鈣鎂脈石礦物皆為半可溶性鹽類礦物，表面活性質點相同或相近，表面物理化學性質相似，給螢石的高效浮選分離和回收帶來了困難。目前，該含鈣鹽類礦物主要是在鹼性條件下採用以油酸鈉為代表脂肪酸類捕收劑進行浮選。對於螢石選礦廠，尤其針對碳酸鹽-螢石型礦床類型，螢石與方解石均是含鈣礦物，脂肪酸類捕收劑均對兩者具有強捕收性能，在現場中必須使用有效且合理抑制劑來實現脫除碳酸鈣。含鈣礦物的抑制劑有水玻璃、偏磷酸鈉、糊精及單寧酸等。為了得到合格螢石浮選產品，傳統螢石選礦工藝處理高碳酸鈣螢石礦的過程中，均採用選擇性抑制碳酸鈣、多次螢石精選的方案，但是當原礦中碳酸鈣的含量達到一定值時，往往無法取得良好的浮選指標；為了實現對碳酸鈣的抑制，浮選現場常加入大量抑制劑：例如浮選每噸螢石原礦，水玻璃的用量達到10kg以上，在提高生產成本的同時，也會由於水玻璃的高粘度造成了後續尾礦處理困難。綜上所述，急需一種新的浮選藥劑和新的浮選工藝以解決現有技術中存在的問題。技術實現要素：本發明目的在於提供一種用量小、選礦成本低、原料容易獲得且脫除碳酸鈣效果好的高效浮選組合藥劑，具體技術方案如下：一種高效浮選組合藥劑，包括作為抑制劑的檸檬酸、作為調整劑的氟化鈉以及作為捕收劑的磺化油酸。為了達到更好的效果，還包括將礦漿pH值調節至2-12的pH調整劑，所述pH調整劑採用質量分數為18％-25％的碳酸鈉溶液和/或質量分數為5％的硫酸溶液。以上技術方案中優選的，浮選每噸螢石原礦，所述檸檬酸、氟化鈉和磺化油酸的用量為2000-4000克、7000-9000克和100-200克。以上技術方案中優選的，所述磺化油酸的製備過程具體是：將質量分數為98％的濃硫酸與油酸按照摩爾比1：2的比例在25℃-30℃條件下進行攪拌，即得磺化油酸；攪拌過程中攪拌速率為200-2000r/min。應用本發明的技術方案，具有以下有益效果：(1)本發明的高效浮選組合藥劑包括檸檬酸氟化鈉和磺化油酸，原料容易獲得，成本低；(2)抑制劑檸檬酸的選擇性抑制作用明顯：對螢石抑制作用強，但對方解石影響不大，且該抑制劑成本低，在選礦廠比較常見；(3)調整劑氟化鈉極大促進了該浮選體系下方解石的浮選，同時降低了螢石的浮選回收率，達到了理想的脫除碳酸鈣的效果；(4)捕收劑磺化油酸對螢石和方解石的捕收能力均很強，對檸檬酸和氟化鈉處理過的螢石捕收作用弱，但能高效回收檸檬酸和氟化鈉處理過的方解石，因此，磺化油酸的捕收性能好，用量小，且易於製備，節約選礦成本；(5)本發明的高效組合藥劑用於螢石浮選，對浮選條件要求寬鬆(浮選溫度、pH值等適用條件廣泛)，精礦中碳酸鈣的回收率高達85.18％以上，利於提高後續螢石產量，還具有環保、無汙染等優點，可大範圍推廣使用。本發明還公開一種應用上述高效浮選組合藥劑用於螢石浮選中預脫碳酸鈣的方法，包括以下步驟：第一步、將螢石原礦進行磨礦，得到第一礦漿；第二步、將預定配比的檸檬酸加入第一步所得第一礦漿中進行攪拌，得到第二礦漿；第三步、將預定配比的氟化鈉加入第二礦漿中進行攪拌，得到第三礦漿；第四步、將預定配比的磺化油酸加入第三礦漿中進行浮選，得到碳酸鈣精礦和尾礦；浮選每噸螢石原礦，所述檸檬酸、氟化鈉和磺化油酸的用量為2000-4000克、7000-9000克和100-200克。以上技術方案中優選的，所述第一步中第一礦漿中磨礦細度為-74μm的物質的質量含量大於等於93％。以上技術方案中優選的，所述第一礦漿、第二礦漿和第三礦漿的pH值均為2-12；所述第二步中攪拌、第三步中攪拌以及第四步中浮選的溫度均為-30-70℃。最好是：所述第二步中攪拌時的pH值為7-10，所述第三步中攪拌和所述第四步中浮選時的pH值均為6-10；所述第二步中攪拌、第三步中攪拌以及第四步中浮選的溫度均為-10-40℃。以上技術方案中優選的，所述螢石原礦中方解石的質量含量20％時，浮選每噸螢石原礦時所述檸檬酸、氟化鈉和磺化油酸的用量為4000克、7000克和100克。以上技術方案中優選的，所述第二步中攪拌、第三步中攪拌和第四步中浮選的時間分別為2-4分鐘、1-3分鐘和1-5分鐘。應用本發明的預脫碳酸鈣的方法，工藝精簡，工藝參數便於控制，試劑用量小、精礦中碳酸鈣的回收率高達85.18％以上，利於提高後續螢石產量，環保、無汙染，實用性強。除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本發明還有其它的目的、特徵和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。附圖說明構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：圖1是實施例1高效浮選組合藥劑用於螢石浮選中預脫碳酸鈣的方法的示意圖。具體實施方式以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以根據權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。實施例1：從湖南某地區獲取螢石原礦，該螢石礦中含鱗片狀絹雲母與含炭質高碳酸鈣，其螢石和含炭質高碳酸鈣及絹雲母穿插交代、嵌布緊密，且螢石單體外包裹了微細粒的方解石與絹雲母，故採用現有技術分選出高級別標準的螢石精粉難度相當大。螢石原礦中主要礦物相對含量分析結果如表1所示。表1螢石原礦中主要礦物相對含量結果進行上述螢石原礦預脫碳酸鈣時採用的藥劑包括作為抑制劑的檸檬酸、作為調整劑的氟化鈉、作為捕收劑的磺化油酸以及pH值調整劑，浮選每噸螢石原礦時所述檸檬酸、氟化鈉和磺化油酸的用量為3000克、8000克和150克；所述pH調整劑採用質量分數為18％-25％的碳酸鈉溶液和質量分數為5％的硫酸溶液。此處螢石原礦為500克。上述檸檬酸的化學式為HOOCCH2(HO)C(COOH)CH2COOH，其EINECS號為201-069-1，其分子結構式為：上述氟化鈉的化學式為NaF，其EINECS號為231-667-8。上述磺化油酸的製備過程具體是：將質量分數為98％的濃硫酸與油酸按照摩爾比1：2的比例在25℃-30℃條件下進行攪拌，即得磺化油酸，此處的磺化油酸為油酸磺化物和過量油酸的混合物；攪拌過程中攪拌速率為200-2000r/min。應用上述高效浮選組合藥劑進行預脫碳酸鈣的方法，詳見圖1，包括以下步驟：第一步、將螢石原礦進行磨礦，得到第一礦漿，第一礦漿中磨礦細度為-74μm的物質的質量含量為93％；第二步、將預定配比的檸檬酸加入第一步所得第一礦漿中進行攪拌，得到第二礦漿；攪拌時：溫度為-10-40℃，pH值為7-10，攪拌時間為3分鐘；第三步、將預定配比的氟化鈉加入第二礦漿中進行攪拌，得到第三礦漿；攪拌時：溫度為-10-40℃，pH值為6-10，攪拌時間為3分鐘；第四步、將預定配比的磺化油酸加入第三礦漿中進行浮選，得到碳酸鈣精礦和尾礦；浮選時：溫度為-10-40℃，pH值為6-10，浮選時間為2分鐘。將浮選後所得碳酸鈣精礦和尾礦進行檢測，其各組分含量如表2：表2螢石原礦、碳酸鈣精礦和尾礦中各物質的含量統計表由表2可知，碳酸鈣精礦中碳酸鈣和螢石的回收率分別為85.18％和11.2％，表明該浮選作業中精礦帶走了原礦中85.18％的碳酸鈣，而螢石損失率只有11.2％，脫碳酸鈣尾礦中螢石和碳酸鈣品位分別為48.01％和3.78％，螢石品位得到極大提高，同時碳酸鈣的品位顯著降低，表明預先脫除碳酸鈣的工藝流程可得到很好的分離效果。實施例2：從江西某地區獲取螢石原礦，伴生白鎢礦、方解石等含鈣礦物，浮選分離難度極大。此外，該螢石礦中還存在黑鎢礦、石英、雲母和部分硫化礦。主要礦物分析如表3所示。表3螢石原礦中主要礦物相對含量結果礦物名稱質量含量/％螢石53.68白鎢礦17.39方解石9.37黑鎢礦7.82硫化礦物5.18石英4.10雲母2.46合計100進行上述螢石原礦預脫碳酸鈣時採用的藥劑包括作為抑制劑的檸檬酸、作為調整劑的氟化鈉、作為捕收劑的磺化油酸以及pH值調整劑，浮選每噸螢石原礦時所述檸檬酸、氟化鈉和磺化油酸的用量為2000克、9000克和200克。預脫碳酸鈣工藝同實施例1，將浮選後所得碳酸鈣精礦和尾礦進行檢測，如表4：表4螢石原礦、碳酸鈣精礦和尾礦中各物質的含量統計表由表4可知，碳酸鈣精礦中碳酸鈣和螢石的回收率分別為86.79％和7.95％，表明該浮選作業中精礦帶走了原礦中86.79％的碳酸鈣，而螢石損失率只有7.95％，脫碳酸鈣尾礦中螢石和碳酸鈣品位分別為57.74％和1.45％，螢石品位得到極大提高，同時碳酸鈣的品位顯著降低，表明預先脫除碳酸鈣的工藝流程可得到很好的分離效果。實施例3：從湖南某地區獲取高碳酸鈣型螢石原礦，伴生雲母、石英和少量黑鎢礦、重晶石、長石等脈石礦物。螢石原礦中主要礦物相對含量分析結果如表5所示。表5螢石原礦中主要礦物相對含量結果礦物名稱質量含量/％螢石40.68方解石24.53雲母10.38黑鎢礦4.26重晶石6.53長石3.34合計100進行上述螢石原礦預脫碳酸鈣時採用的藥劑包括作為抑制劑的檸檬酸、作為調整劑的氟化鈉、作為捕收劑的磺化油酸以及pH值調整劑，浮選每噸螢石原礦時所述檸檬酸、氟化鈉和磺化油酸的用量為4000克、7000克和100克。預脫碳酸鈣工藝同實施例1，將浮選後所得碳酸鈣精礦和尾礦進行檢測，其各組分含量如表6：表6螢石原礦、碳酸鈣精礦和尾礦中各物質的含量統計表由表6可知，碳酸鈣精礦中碳酸鈣和螢石的回收率分別為86.73％和12.06％，表明該浮選作業中精礦帶走了原礦中86.73％的碳酸鈣，而螢石損失率只有12.06％，脫碳酸鈣尾礦中螢石和碳酸鈣品位分別為51.94％和4.73％，螢石品位得到極大提高，同時碳酸鈣的品位顯著降低，表明預先脫除碳酸鈣的工藝流程可得到很好的分離效果。綜上所述，應用本發明的技術方案，效果是：(1)本發明將傳統的抑制脈石礦物的思路進行轉換，改為抑制螢石、預先脫除碳酸鈣，無需加溫浮選，極大地降低了浮選難度，可操作性強；(2)本發明不僅適用於常規的螢石原礦(方解石質量份數大於等於10％且小於等於20％)預脫碳酸鈣，針對方解石質量份數小於10％或大於20％的螢石原礦預脫碳酸鈣也具有很好的效果，實用性強；(3)本發明預脫碳酸鈣工藝中：溫度範圍為-30-70℃，pH值範圍為2-12，工藝參數便於調節，適用性強；(4)本發明浮選組合藥劑中的組分容易獲得，製作方便，用量小，成本低。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp