含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝的製作方法
2023-12-08 16:48:46 1
專利名稱：含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種膠磷礦的反浮選工藝，特別是一種膠磷礦選擇性絮凝反浮選脫
娃工藝。
背景技術：
我國磷礦資源以成礦年代古老、含P2O5中低品位、矽鈣質難選沉積磷塊巖礦石 為主體。浮選此類型的磷礦石，不僅要求除去碳酸鹽脈石礦物(主要是白雲石)，而且要 求排出部分矽質脈石礦物(主要是石英、玉髓、長石類)。在磷礦浮選技術中，脫矽可分正浮選脫矽和反浮選脫矽。正浮選脫矽是在弱鹼 性條件下，用脂肪酸類等陰離子捕收劑將磷酸鹽礦物和碳酸鹽礦物(可浮性好於磷酸鹽 礦物)浮出，將矽質脈石礦物留在礦漿內而達到分離的目的。反浮選脫矽是將矽質脈石 礦物用胺類陽離子捕收劑作為泡沫浮出，將磷酸鹽礦物留在礦漿內而達到分離的目的。 正浮選脫矽的主要缺點是浮選精礦上浮量太大，佔原礦80%以上，且脂肪酸類等陰離 子捕收劑受溫度影響大，溫度低，捕收劑大。反浮選脫矽，符合「少浮多抑」浮選原 則，可以在常溫下實現，分選效率高。磷礦反浮選脫矽是磷礦浮選發展的方向。磷礦反浮選脫矽是在反浮選脫鎂後的礦槳中進行，和反浮選脫鎂組成雙反浮選 流程。礦石磨細後，在弱酸性條件下(pH = 5 6)，用脂肪酸皂類捕收劑浮出白雲石等 碳酸鹽礦物，槽內礦漿中加入有機胺類陽離子捕收劑浮出石英、玉髓等矽質礦物，最終 獲得優質磷精礦。在磷礦反浮選選脫矽中，胺類陽離子捕收劑對礦泥敏感，常會產生大量粘性泡 沫，導致浮選過程難以正常進行。礦泥可分兩種一是原生礦泥，主要是礦中的各種泥 質礦物，如高嶺土、絹雲母、綠泥石、碳質頁巖、粘土等等；二是次生礦泥，它們是在 破碎、磨礦、運輸、攪拌等過程中形成的。原生礦泥對磷礦反浮選脫矽影響更大。磷礦反浮選脫鎂後，在反浮選脫矽段，對於礦泥對浮選過程的影響，目前採用 的方法有(1)機械脫泥。工藝流程複雜，磷礦物損失大，礦泥處理困難。(2)加入消 泡劑。消泡起泡難平衡，藥劑耗量大，成本大，且對原生礦泥效果差。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種工藝更為合理、 能有效避免礦泥尤其是原生礦泥對浮選過程的影響的含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反 浮選脫矽工藝。本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。一種含原生礦泥 膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝，其特點是在含原生礦泥膠磷礦進行反浮選脫鎂 後的礦漿中加入調整劑使礦漿的pH = 9.5 10.5後，再加入分散劑、絮凝劑、捕收劑進 行粗選，粗選槽內為精礦；粗選泡沫加入捕收劑後，進行精選，精選泡沫作為尾礦，精 選槽內作為中礦返回粗選或與粗選槽內精礦合併成混合磷精礦；所述調整劑為氫氧化鈉或碳酸鈉；所述分散劑為水玻璃，用量為1.0 3.0kg/t原礦，或者為鹼金屬的磷酸鹽， 用量為150 750g/t原礦；所述絮凝劑為陰離子澱粉，用量為200 1000g/t原礦；所 述捕收劑為烷基醚丙胺或烷基丙二胺，粗選用量為200 600g/t原礦，精選用量不高於 50g/t原礦；所述浮選機葉輪轉速為1900 2400轉/分。以上所述的含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝方案中，優選的技 術特徵是1、在反浮選脫鎂後的礦漿中加入調整劑使礦漿的PH = 9.9 10.1後，再加入分 散劑、絮凝劑、捕收劑進行粗選。2、所述的鹼金屬的磷酸鹽優選為六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉或者焦磷酸鈉。3、所述水玻璃的用量為1.8 2.2kg/t原礦；所述的鹼金屬的磷酸鹽的用量為 400 500g/t 原礦。4、所述陰離子澱粉的用量為580 620g/t原礦。5、所述捕收劑的粗選用量為350 450g/t原礦，精選用量為10 30g/t原礦。6、所述浮選機葉輪轉速為2100 2200轉/分。本發明所述的選擇性絮凝浮選工藝是在含有兩種或多種礦物組分的懸浮液中加 入絮凝劑，由於各種礦物組分對絮凝劑的作用力不同，絮凝劑將選擇性地吸附於某種礦 物組分的粒子表面，促使其絮凝，其餘礦物組分仍保持穩定的分散狀態，通過浮選使其 上浮分離。選擇性絮凝浮選工藝須考慮礦物的表面電化學性質及物理性質、水介質的pH、 絮凝劑和浮選捕收劑的功能團及其性質、電解質的種類和濃度等因素。本發明工藝中所述的含原生礦泥膠磷礦進行反浮選脫鎂工藝可以為現有技術中 公開的常規的脫鎂工藝，下面結合磷礦反浮選脫鎂後的兩種主要礦物膠磷礦Caltl(C， PO4)6(F, OH)2和石英SiO2,分析本發明工藝的作用機理如下(1)膠磷礦表面的定位離子是Ca2+，配衡離子是PO42IPOH, pHPZC(零電點) =4 7。石英表面定位離子是H+或OH_，配衡離子是OH_或H+，pHPZC = 1.2 3.7。 在pH = 9.5 10.5時，石英表面荷大量負電，膠磷礦表面也荷負電，有利於礦物之間的 分散，加入水玻璃或鹼金屬的磷酸鹽分散劑後，可使兩礦物充分分散，為下一步選擇性 絮凝創造條件。(2)澱粉(C6HltlO5)是一種多羥基(在2、3、6位)雜環類化合物，在6位上羥基 和氯乙酸醚化後生成陰離子澱粉。陰離子澱粉在pH = 9.5 10.5時，將充分的電離，電 離後的羧酸極性基團在膠磷礦表面的活性區吸附，並與表面的Ca2+產生共價鍵合作用， 在表面生成難溶的羧酸鈣類化合物，使膠磷礦絮凝。陰離子澱粉2和3位上羥基親水， 使膠磷礦也受到抑制。陰離子澱粉對荷大量負電的石英作用力很弱，使其保持分散。(3)烷基醚丙胺或烷基丙二胺捕收劑，在礦漿中電離如下RNH2 (L)+H2O — RNH3++OH"(1-1)由化學平衡可得lg[RNH3+]-lg[RNH2(L)] = 14-pKb-pH (1-2)式中Kb為解離常數。在25°C時大多數第一胺的解離常數Kb接近4X10—4，在pH = 9.5 10.5時，式(1-2)右端約等於0，即[RNH3+]約等於[RNH2a)]。胺類捕收劑將形成穩定的胺分子-胺 離子絡合物，在荷負電的石英表面吸附量達最大值，浮選效果最好。雖然胺類捕收劑可 能通過靜電引力和分子鍵力(範德華力)對荷負電的膠磷礦產生吸附，但這種鍵合能較弱 (一般只有21kJ/mol)小於陰離子澱粉與膠磷礦表面的化學鍵合能(一般大於84kJ/mol)。本發明工藝是通過調節礦漿的pH，並加入分散劑、絮凝劑、捕收劑後，根據各 藥劑對礦物表面作用力的大小，達到選擇性絮凝抑制膠磷礦，使石英類矽質脈石實現反 浮選分離，並通過調節浮選機葉輪轉速，達到最佳的分離效果。轉速太大會導致絮凝團 因機械作用力而破壞，轉速太小會導致絮凝團不能懸浮，均不能達到最佳的分離效果。 磷礦中的原生礦泥和膠磷礦一起形成絮凝團，避免了對反浮選脫矽工藝的影響。本發明 工藝能有效避免礦泥對反浮選脫矽的不利影響，且對原生礦泥有較好的適應性。
圖1是本發明的一種工藝流程圖。圖2是本發明的另一種的工藝流程圖。
具體實施例方式以下參照附圖，進一步描述本發明的具體技術方案，以便於本領域的技術人員 進一步地理解本發明，而不構成對其權利的限制。實施例1。參照圖1。一種含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝， 在含原生礦泥膠磷礦進行反浮選脫鎂後的礦漿中加入調整劑使礦漿的pH = 9.5後，再加 入分散劑、絮凝劑、捕收劑進行粗選，粗選槽內為精礦；粗選泡沫加入捕收劑後，進行 精選，精選泡沫作為尾礦，精選槽內作為中礦返回粗選；所述調整劑為氫氧化鈉或碳酸 鈉；所述分散劑為水玻璃，用量為1.0kg/t原礦，或者為鹼金屬的磷酸鹽，用量為150g/t 原礦；所述絮凝劑為陰離子澱粉，用量為200g/t原礦；所述捕收劑為烷基醚丙胺或烷基 丙二胺，粗選用量為200g/t原礦，精選用量為5g/t原礦；所述浮選機葉輪轉速為1900轉 /分。所述的反浮選脫鎂也可以採用以下工藝含原生礦泥膠磷礦經磨到浮選要求 的粒度後，加入反浮選脫鎂調整劑和捕收劑，進行鎂粗選作業，鎂粗選槽內為脫鎂粗精 礦；鎂粗選泡沫加入調整劑後，進行鎂再選作業，鎂再選槽內為脫鎂中礦，鎂再選泡沫 為碳酸鹽尾礦；脫鎂調整劑可以為硫酸或磷酸，脫鎂捕收劑可以為烷基脂肪酸的皂化 物；實施例2。參照圖2。一種含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝， 在含原生礦泥膠磷礦進行反浮選脫鎂後的礦漿中加入調整劑使礦漿的pH = 10.5後，再加 入分散劑、絮凝劑、捕收劑進行粗選，粗選槽內為精礦；粗選泡沫加入捕收劑後，進行 精選，精選泡沫作為尾礦，精選槽內作為中礦與粗選槽內精礦合併成混合磷精礦；所述 調整劑為氫氧化鈉或碳酸鈉；所述分散劑為水玻璃，用量為3.0kg/t原礦，或者為鹼金屬 的磷酸鹽，用量為750g/t原礦；所述絮凝劑為陰離子澱粉，用量為1000g/t原礦；所述 捕收劑為烷基醚丙胺或烷基丙二胺，粗選用量為600g/t原礦，精選用量為50g/t原礦；所 述浮選機葉輪轉速為2400轉/分。
實施例3。參照圖1。一種含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝， 在含原生礦泥膠磷礦進行反浮選脫鎂後的礦漿中加入調整劑使礦漿的pH = 9.9後，再加 入分散劑、絮凝劑、捕收劑進行粗選，粗選槽內為精礦；粗選泡沫加入捕收劑後，進行 精選，精選泡沫作為尾礦，精選槽內作為中礦返回粗選；所述調整劑為氫氧化鈉或碳酸 鈉；所述分散劑為水玻璃，用量為1.8kg/t原礦，或者為鹼金屬的磷酸鹽，用量為400g/t 原礦；所述絮凝劑為陰離子澱粉，用量為580g/t原礦；所述捕收劑為烷基醚丙胺或烷基 丙二胺，粗選用量為350g/t原礦，精選用量為10g/t原礦；所述浮選機葉輪轉速為2100 轉/分。實施例4。參照圖2。一種含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝， 在含原生礦泥膠磷礦進行反浮選脫鎂後的礦漿中加入調整劑使礦漿的pH = 10.1後，再加 入分散劑、絮凝劑、捕收劑進行粗選，粗選槽內為精礦；粗選泡沫加入捕收劑後，進行 精選，精選泡沫作為尾礦，精選槽內作為中礦與粗選槽內精礦合併成混合磷精礦；所述 調整劑為氫氧化鈉或碳酸鈉；所述分散劑為水玻璃，用量為2.2kg/t原礦，或者為鹼金屬 的磷酸鹽，用量為500g/t原礦；所述絮凝劑為陰離子澱粉，用量為620g/t原礦；所述捕 收劑為烷基醚丙胺或烷基丙二胺，粗選用量為450g/t原礦，精選用量為30g/t原礦；所述 浮選機葉輪轉速為2200轉/分。實施例5。參照圖1-2。一種含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝， 在含原生礦泥膠磷礦進行反浮選脫鎂後的礦漿中加入調整劑使礦漿的pH = 10後，再加 入分散劑、絮凝劑、捕收劑進行粗選，粗選槽內為精礦；粗選泡沫加入捕收劑後，進行 精選，精選泡沫作為尾礦，精選槽內作為中礦返回粗選或與粗選槽內精礦合併成混合磷 精礦；所述調整劑為氫氧化鈉或碳酸鈉；所述分散劑為水玻璃，用量為2.0kg/t原礦，或 者為鹼金屬的磷酸鹽，用量為450g/t原礦；所述絮凝劑為陰離子澱粉，用量為600g/t原 礦；所述捕收劑為烷基醚丙胺或烷基丙二胺，粗選用量為400g/t原礦，精選用量為20g/ t原礦；所述浮選機葉輪轉速為2150轉/分。實施例6。實施例1-5任何一項所述的含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫 矽工藝中所述的鹼金屬的磷酸鹽為六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉或者焦磷酸鈉。實施例7。參照圖1。含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝實驗一。雲南某地膠磷礦，脈石礦物主要有白雲石、石英、玉髓，還有少量鐵泥質 (包括褐鐵礦)、有機質、高嶺石及白雲母、粘土等泥質物。原礦含P20523.04%、 Mg03.50%。原礦經磨至-200目含量72%後，用常規方法反浮選脫鎂，排出尾礦X115 在脫鎂後的礦漿中，加入碳酸鈉調節礦漿pH= 10.2，再加入水玻璃1.5kg/t原礦、陰離子 澱粉450g/t原礦、捕收劑十二烷基丙二胺(DN12) 360g/t原礦後進行粗選，粗選槽內為磷 精礦K。粗選泡沫加入捕收劑30g/t原礦後，進行精選，精選泡沫作為尾礦X2,精選槽 內作為中礦返回粗選。浮選機葉輪轉速為2000轉/分。浮選試驗結果見表1。表1雲南某地膠磷礦試驗結果
權利要求
1.一種含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝，其特徵在於在含原生礦 泥膠磷礦進行反浮選脫鎂後的礦漿中加入調整劑使礦漿的pH = 9.5 10.5後，再加入 分散劑、絮凝劑、捕收劑進行粗選，粗選槽內為精礦；粗選泡沫加入捕收劑後，進行精 選，精選泡沫作為尾礦，精選槽內作為中礦返回粗選或與粗選槽內精礦合併成混合磷精 礦；所述調整劑為氫氧化鈉或碳酸鈉；所述分散劑為水玻璃，用量為1.0 3.0kg/t原 礦，或者為鹼金屬的磷酸鹽，用量為150 750g/t原礦；所述絮凝劑為陰離子澱粉，用 量為200 1000g/t原礦；所述捕收劑為烷基醚丙胺或烷基丙二胺，粗選用量為200 600g/t原礦，精選用量不高於50g/t原礦；所述浮選機葉輪轉速為1900 2400轉/分。
2.根據權利要求1所述的含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝，其特徵在 於在反浮選脫鎂後的礦漿中加入調整劑使礦漿的pH = 9.9 10.1後，再加入分散劑、 絮凝劑、捕收劑進行粗選。
3.根據權利要求1所述的含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝，其特徵在 於所述的鹼金屬的磷酸鹽為六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉或者焦磷酸鈉。
4.根據權利要求1所述的含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝，其特徵 在於所述水玻璃的用量為1.8 2.2kg/t原礦；所述的鹼金屬的磷酸鹽的用量為400 500g/t 原礦。
5.根據權利要求1所述的含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝，其特徵在 於所述陰離子澱粉的用量為580 620g/t原礦。
6.根據權利要求1所述的含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝，其特徵在 於所述捕收劑的粗選用量為350 450g/t原礦，精選用量為10 30g/t原礦。
7.根據權利要求1所述的含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝，其特徵在 於所述浮選機葉輪轉速為2100 2200轉/分。
全文摘要
一種含原生礦泥膠磷礦的選擇性絮凝反浮選脫矽工藝，其特徵在於在含原生礦泥膠磷礦進行反浮選脫鎂後的礦漿中加入調整劑氫氧化鈉或碳酸鈉使礦漿的pH＝9.5～10.5後，再加入分散劑水玻璃或者為鹼金屬的磷酸鹽、絮凝劑陰離子澱粉、捕收劑烷基醚丙胺或烷基丙二胺進行粗選，粗選槽內為精礦；粗選泡沫加入捕收劑後，進行精選，精選泡沫作為尾礦，精選槽內作為中礦返回粗選或與粗選槽內精礦合併成混合磷精礦；所述浮選機葉輪轉速為1900～2400轉/分。本發明工藝通過調節礦漿的pH，並加入各藥劑，根據各藥劑對礦物表面作用力的大小，達到選擇性絮凝抑制膠磷礦，使石英類矽質脈石實現反浮選分離，並通過調節浮選機葉輪轉速，達到最佳的分離效果。
文檔編號B03B1/00GK102009001SQ20101050945
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月18日 優先權日2010年10月18日
發明者馮春暉, 劉星強, 朱孔金, 李豔, 楊勇, 柳佃義 申請人:中藍連海設計研究院