在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂及方法 |
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| 申请号 | CN201410812534.4 | 申请日 | 2014-12-24 | 公开(公告)号 | CN104624360A | 公开(公告)日 | 2015-05-20 |
| 申请人 | 中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所; | 发明人 | 张红新; 李洪潮; 郭珍旭; 张成强; | ||||
| 摘要 | 在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂及方法，捕收剂为亚油酸、亚麻酸、 蓖麻油 中的一种或两种和石油磺酸钠、环烷酸钠一种或两种； 抑制剂 为 水 玻璃、 柠檬酸 、CMC中的两种，步骤如下：步骤一，将粉状的氢 氧 化钠加入捕收剂中加热搅拌后稀释；步骤二，将蓝晶石族矿物进行 破碎 和磨矿；步骤三，干式 磁选 预选抛尾或湿式磁选预选抛尾；步骤四，将非 磁性 矿物进行脱泥；步骤五，浮选提纯工艺，获得浮选精矿；步骤六，浮选精矿进行磁选除 铁 。本 发明 避免因传统工艺在酸性条件下浮选带来的酸耗量大、 腐蚀 设备、污染环境等弊端。所获得的蓝晶石族矿物的精矿Al2O3品位大于55%，Fe2O3含量小于1%的优质精矿，适用于蓝晶石族矿物的分离提纯。 | ||||||
| 权利要求 | 1.在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂，其特征在于：捕收剂为亚油酸、亚麻酸、蓖麻油中的一种或两种和石油磺酸钠、环烷酸钠一种或两种，用量为500-1500g/吨；抑制剂为水玻璃、柠檬酸、CMC中的两种，用量为50-500g/吨。 |
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| 说明书全文 | 在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂及方法技术领域[0002] 蓝晶石族矿物（即蓝晶石、红柱石、硅线石）具有相同的化学分子式A12O3·SiO2，其分选提纯方法也相似。它们有着不同的结晶构造。在工业上这类矿物用于生产优质耐火材料，广泛应用于钢铁、水泥、玻璃、陶瓷等工业部门，我国蓝晶石族矿物资源丰富，在国民经济建设中发挥了重要作用。 [0003] 蓝晶石族矿物选矿分粗粒嵌布与细粒嵌布而方法不同，对于粗粒嵌布的蓝晶石族矿物多以重选与磁选工艺流程为主，如南非与法国的红柱石、中国新疆红柱石；细粒蓝晶石族矿物则多采用重磁浮联合工艺流程，浮选是提高蓝晶石族矿物精矿质量的有效方法。对于细粒红柱石，一般的选矿工艺流程为原矿-破碎-磨矿-脱泥-红柱石浮选-磁选-精矿，细粒蓝晶石一般的选矿工艺流程为原矿-破碎-磨矿-反浮选（云母、炭质等易浮物）-蓝晶石浮选-磁选-精矿。介质pH对蓝晶石族矿物可浮性的影响较大。大量研究结果证实，蓝晶石族矿其纯矿物浮选可在酸性、碱性乃至中性条件下进行，最佳浮选pH与捕收剂种类和用量有关，但在含有较复杂脉石矿物或含有金属离子时，以酸性介质浮选的分选效率和选择性最佳。 [0004] （1）S.Amanu11ah等（含云母石英蓝晶石的选矿，矿产保护与利用，1990,4:38-42）介绍了云母浮选—蓝晶石浮选—磁选选别蓝晶石的工艺流程，在酸性介质中（pH4~5），用石油磺酸钠作为蓝晶石捕收剂。如果在pH值高于4的条件下浮选蓝晶石， 会造成相当一部分石英活化而进入蓝晶石精矿，从而降低其精矿品位，而在pH值低于3的条件下浮选蓝品石， 也不会改善蓝晶石的品位和回收率指标。 [0005] （2）吴艳妮等（内蒙×××蓝晶石矿可选性试验研究，化工矿产地质2008.2:103-107）介绍了采用脱泥—磁选—浮选的工艺流程进行酸性条件下与碱性条件下分选蓝晶石的对比试验研究，研究结果表明，采用酸性条件下可浮性优于碱性条件下分选指标。 [0006] （3）金俊勋等（南阳某低品位蓝晶石矿选矿试验研究，非金属矿2011.6:32-35）介绍了蓝晶石粗选的适宜条件为矿浆pH值3.5，抑制剂水玻璃用量150 g/t，捕收剂石油磺酸钠用量2000 g/t。 [0007] （4）路洋等（沭阳低品位蓝晶石矿石选矿试验，金属矿山2012.4:86-89）酸性浮选可获得比碱性浮选高的精矿回收率，采用SLon型脉动高梯度强磁选机可有效脱除矿石中的铁。磨矿产物脱泥后无论是先进行浮选后进行强磁选还是先进行强磁选后进行浮选，所得精矿的Al2O3品位相近，但先进行强磁选时 Al2O3回收率高10个百分点以上。原矿经磨矿—脱泥—强磁选—酸性条件下1粗3精闭路浮选，可获得满足LJ－55牌号要求的蓝晶石精矿，Al2O3回收率超过81%。 [0008] （5）G·布鲁特等（比特利斯蓝晶石矿石的浮选行为，国外金属矿选矿2004.8:28-32）蓝晶石的等电点约为pH5.9。在pH4范围用烷基硫酸盐或磺酸盐捕收剂可以获得很好的分离选择性，所以，在碱性pH范围，阳离子捕收剂DAH是比较有效的，相反地，在酸性pH范围，阴离子捕收剂SDS是比较有效的。2)联合应用AERE 825和AERO 801R获得最好的结果，蓝晶石精矿Al2O3品位为58%~60%，其回收率为80％以上。3)脱泥没有改善蓝晶石的浮选行为，但是，钢球磨机磨矿却降低了蓝晶石的浮选回收率，但是，精矿Al2O3品位与瓷球磨机结果基本相当。4)磺酸类捕收剂(AERO 801R和AERO 825)获得的结果比油酸类捕收剂(KOL)的结果要好。 [0009] （6）袁来敏等（辽宁某红柱石矿选矿试验研究，矿产综合利用2009.5:24-27），采用脱泥一浮选（加硫酸）一磁选一酸浸联合工艺流程，可以获得较高的红柱石精矿品位。 [0012] （9）游传文（硅线石浮选捕收剂选择的研究，武汉工业大学学报，1990.3:52-55,）介绍了硅线石在酸性和弱酸性范围，油酸钠捕收力很强，但选择性差，在中性范围随介质pH值增加，油酸钠捕收能力迅猛下降，而选择性却略有提高。当以MS50为捕收剂时，介质酸性越强，浮选回收率越高。精矿品位则在中性范围略高。在pH值6.5介质中，MS50浓度对硅线石回收率影响出现最高值。当MS50用量为2.2kg/t时，浮选回收率最高，浓度加大，回收率反而减小。采用MS50为捕收剂，泡沫量太多且过于稳定，难以消泡。 [0013] （10）孟宪瑜（某硅线石矿矿石选矿试验研究，非金属矿，2000.5：）介绍了磁选—硅线石浮选（碱性条件下添加碳酸钠）—酸浸，获得精矿品位Al2O354.77%、回收率55.61%、含杂低、含铁0.34%、TiO20.25%的较好指标。 发明内容[0014] 本发明针对目前蓝晶石族等非金属矿浮选药剂存在的主要问题，提供一种在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂及方法，用以改善分选环境，避免酸性条件下分选带来的酸耗量大、设备腐蚀、污染环境等种种问题。 [0015] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂，捕收剂为亚油酸、亚麻酸、蓖麻油中的一种或两种和石油磺酸钠、环烷酸钠一种或两种，用量为500-1500g/吨；抑制剂为水玻璃、柠檬酸、CMC中的两种，用量为50-500g/吨。 [0016] 在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂分选蓝晶石族矿物的方法，其步骤如下：步骤一，将氢氧化钠粉末加入捕收剂中，并将氢氧化钠和捕收剂的混合物在温度为 40～95℃的条件下搅拌20分钟—60分钟，然后用水稀释成氢氧化钠和捕收剂质量分数为 1-10%的捕收剂混合溶液，氢氧化钠粉末的加入量为捕收剂质量分数的5%~10%； 步骤二，将原料蓝晶石族矿物进行破碎和分级，破碎粒度在3-15mm的矿石； 步骤三，干式磁选预选抛尾或湿式磁选预选抛尾，磁场强度700KA/m-1200KA/m；干式磁选预先抛尾是将矿石破碎至3-15mm，干式磁选预选抛尾后，将非磁性物粉碎至-0.074mm占40%-60%后进入下一步作业，湿式磁选预先抛尾是将矿石粉碎至-0.074mm占40-60%直接进行湿式磁选抛尾，非磁性物直接进入下一步作业； 步骤四，将非磁性矿物进行脱泥，抛弃轻矿物； 步骤五，浮选工艺，将重矿物进入浮选工艺，先添加抑制剂搅拌3~5分钟，再添加捕收剂混合溶液，搅拌3~5分钟后进行浮选，浮选粗选进行2-3次粗选，粗精矿合并进行2-4次精选，获得浮选精矿； 步骤六，浮选精矿进行磁选除铁，获得最终精矿。 [0017] 所述步骤二中的破碎采用颚式破碎机、圆锥破碎机、冲击破碎机、对辊破碎机中的一种或两种；实验室用粉碎机为三辊四筒棒磨机、锥形球磨机，半工业或工业粉碎机采用格子型球磨机、溢流型球磨机的一种对原料进行粉碎；采用振动筛、高频振动细筛、螺旋分级机的一种进行分级。 [0018] 所述步骤三中干式磁选预选抛尾采用滚筒式磁选机、干式辊式永磁强磁选机，湿式磁选预先抛尾工艺采用脉动型强磁选机、仿琼斯强磁选机。 [0019] 所述步骤五中浮选工艺在中性条件下采用2-3次粗选，粗选一：药剂用量为组合抑制剂20-300g/t，组合捕收剂300-1000g/t，粗选二：药剂用量为组合抑制剂10-100g/t，组合捕收剂100-400g/t，粗选三：药剂用量为组合抑制剂10-100g/t，组合捕收剂100-400g/t；粗精矿合并进入精选作业，经2-4次精选，每道精选作业抑制剂用量10-100g/t，每道精选作业捕收剂用量30-50g/t，浮选中矿直接丢弃。 [0020] 所述步骤四中浮选工艺中抑制剂为水玻璃、柠檬酸、CMC中的两种；所述步骤四中采用螺旋溜槽或水力旋流器进行脱泥。 [0021] 所述捕收剂中亚油酸、亚麻酸、蓖麻油中的一种或两种和石油磺酸钠、环烷酸钠中的一种或两种按照质量比为1:（1~10）的比例进行混合，当亚油酸、亚麻酸、蓖麻油选两种时，两种物质的质量比为1:1；当选石油磺酸钠和环烷酸钠时，两种物质的质量比为1:1。 [0022] 所述抑制剂水玻璃与柠檬酸、柠檬酸与CMC、水玻璃与CMC质量比均为（5-3）:1。 [0023] 本发明公开的蓝晶石族矿物浮选药剂及其构成的选矿方法，解决了蓝晶石族矿物在中性条件下浮选分离的难题，可避免酸性条件下蓝晶石族矿物分选带来的酸耗量大、设备腐蚀、污染环境等种种问题。且分选指标与酸性条件一致；本发明采用磁选（干式或湿式磁选）抛尾—溜槽重选抛尾—蓝晶石浮选—蓝晶石磁选除铁—蓝晶石精矿的工艺流程，比传统工艺流程：云母浮选—蓝晶石浮选—蓝晶石磁选工艺流程，可较大幅度的提高矿物回收率。本发明是在针对蓝晶石矿选矿基础上研发的，并在红柱石矿选矿中得到进一步验证。附图说明 [0024] 图1是本发明干式磁选的工艺流程图。 [0025] 图2是本发明湿式磁选的工艺流程图。 具体实施方式[0026] 通过工艺矿物学研究，确定蓝晶石族矿物嵌布粒度特征，根据矿石嵌布粒度特征确定采用干式磁选预选或湿式磁选预选抛尾，嵌布粒度范围在1-20mm，可采用干式磁选预选抛尾，也可采用湿式磁选抛尾。嵌布粒度小于1mm的矿石宜采用湿式磁选预选抛尾。 [0027] 实施例1中性条件下分选蓝晶石族矿物的药剂，捕收剂为亚油酸、亚麻酸、蓖麻油中的一种或两种和石油磺酸钠、环烷酸钠一种或两种，用量为500-1500g/吨；抑制剂为水玻璃、柠檬酸、CMC中的两种，用量为50-500g/吨。 [0028] 在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂分选蓝晶石族矿物的方法，其步骤如下：步骤一，将氢氧化钠粉末加入捕收剂中，并将氢氧化钠和捕收剂的混合物在温度为 40～95℃的条件下搅拌20分钟—60分钟，然后用水稀释成氢氧化钠和捕收剂质量分数为 1%~10%的捕收剂混合溶液，氢氧化钠粉末的加入量为捕收剂质量分数的5%~10%； 步骤二，将原料蓝晶石族矿物进行破碎和分级，破碎粒度在3-15mm的矿石； 步骤三，干式磁选预选抛尾或湿式磁选预选抛尾，磁场强度700KA/m~1200KA/m；干式磁选预先抛尾是将矿石破碎至3-15mm，干式磁选预选抛尾后，将非磁性物粉碎至-0.074mm占40%~60%后进入下一步作业，湿式磁选预先抛尾是将矿石粉碎至-0.074mm占40%~60%直接进行湿式磁选抛尾，非磁性物直接进入下一步作业； 步骤四，将非磁性矿物进行脱泥，抛弃轻矿物； 步骤五，浮选工艺，将重矿物进入浮选工艺，先添加抑制剂搅拌3~5分钟，再添加捕收剂混合溶液，搅拌3~5分钟后进行浮选，浮选粗选进行2~3次粗选，粗精矿合并进行2~4次精选，获得浮选精矿； 步骤六，浮选精矿进行磁选除铁，获得最终精矿。 [0029] 所述步骤二中的破碎采用颚式破碎机、圆锥破碎机、冲击破碎机、对辊破碎机中的一种或两种；实验室用粉碎机为三辊四筒棒磨机、锥形球磨机，半工业或工业粉碎机采用格子型球磨机、溢流型球磨机的一种对原料进行粉碎；采用振动筛、高频振动细筛、螺旋分级机的一种进行分级。 [0030] 所述步骤三中干式磁选预选抛尾采用滚筒式磁选机、干式辊式永磁强磁选机，湿式磁选预先抛尾工艺采用脉动型强磁选机、仿琼斯强磁选机。 [0031] 所述步骤五中浮选工艺在中性条件下采用2-3次粗选，粗选一：药剂用量为组合抑制剂20-300g/t，组合捕收剂300-1000g/t，粗选二：药剂用量为组合抑制剂10-100g/t，组合捕收剂100-400g/t，粗选三：药剂用量为组合抑制剂10-100g/t，组合捕收剂100-400g/t；粗精矿合并进入精选作业，经2-4次精选，每道精选作业抑制剂用量10-100g/t，每道精选作业捕收剂用量30-50g/t，浮选中矿直接丢弃。 [0032] 所述步骤四中浮选工艺中抑制剂为水玻璃、柠檬酸、CMC中的两种；所述步骤四中采用螺旋溜槽或水力旋流器进行脱泥。 [0033] 所述捕收剂中亚油酸、亚麻酸、蓖麻油中的一种或两种和石油磺酸钠、环烷酸钠中的一种或两种按照质量比为1:（1~10）的比例进行混合，当亚油酸、亚麻酸、蓖麻油选两种时，两种物质的质量比为1:1；当选石油磺酸钠和环烷酸钠时，两种物质的质量比为1:1。 [0034] 所述抑制剂水玻璃与柠檬酸、柠檬酸与CMC、水玻璃与CMC质量比均为（5-3）:1。 [0035] 实施例2如图1所示，在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂，捕收剂为亚油酸：蓖麻油： 石油磺酸钠=1:1:3；抑制剂为柠檬酸与CMC，混合比例为5：1。 [0036] 在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂分选蓝晶石族矿物的方法，其步骤如下：步骤一，将氢氧化钠粉末加入捕收剂中，并将氢氧化钠和捕收剂的混合物在温度为 50℃的条件下搅拌60分钟，然后用水稀释成氢氧化钠和捕收剂质量分数为10%的捕收剂混合溶液，氢氧化钠粉末的加入量为捕收剂质量分数的10%； 步骤二，将原料蓝晶石族矿物进行破碎和分级，破碎粒度在15mm的矿石； 步骤三，干式磁选预选抛尾或湿式磁选预选抛尾，磁场强度1200KA/m；干式磁选预先抛尾是将矿石破碎至15mm，干式磁选预选抛尾后，将非磁性物粉碎至-0.074mm占60%后进入下一步作业； 步骤四，将非磁性矿物进行脱泥，抛弃轻矿物； 步骤五，浮选工艺，将重矿物进入浮选工艺，先添加抑制剂搅拌5分钟，再添加捕收剂混合溶液，搅拌5分钟后进行浮选，浮选粗选进行3次粗选，粗精矿合并进行2次精选，获得浮选精矿； 步骤六，浮选精矿进行磁选除铁，获得最终精矿。 [0037] 所述步骤二中的破碎采用颚式破碎机；采用振动筛进行分级。 [0038] 所述步骤三中干式磁选预选抛尾采用滚筒式磁选机。 [0039] 所述步骤五中浮选工艺在中性条件下采用3次粗选，粗选一：药剂用量为组合抑制剂100g/t，组合捕收剂300g/t，粗选二：药剂用量为组合抑制剂100g/t，组合捕收剂300g/t，粗选三：药剂用量为组合抑制剂100g/t，组合捕收剂300g/t；粗精矿合并进入精选作业，经2次精选，每道精选作业抑制剂用量100g/t，每道精选作业捕收剂用量50g/t，浮选中矿直接丢弃。 [0040] 所述步骤四中采用水力旋流器进行脱泥。 [0041] 所述步骤六中磁选设备采用Slon-500立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为716KA/m，脉动为50r/min。 [0042] 试验结果：蓝晶石精矿Al2O3品位58.87%，蓝晶石矿物回收率76.92%，精矿中Fe2O3含量0.77%。 [0043] 实施例3如图2所示，在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂分选蓝晶石族矿物的方法，包括如下步骤： 步骤一，捕收剂配制：石油磺酸钠：亚油酸=4:1，氢氧化钠加入量为捕收剂总量质量份数的5%。在温度60℃的条件下搅拌，搅拌时间30分钟；稀释配制成5%的溶液。 [0044] 步骤二，将蓝晶石原料粉碎至-0.074mm占45%；步骤三，采用湿式强磁选机进行湿磁预选抛尾。 [0045] 步骤四，将非磁性物质进行溜槽重选抛尾，将白云母、细泥等轻矿物抛弃，蓝晶石主要富集在螺旋溜槽重矿物中；步骤五，浮选工艺，螺旋溜槽中的重矿物进入浮选工艺，抑制剂为柠檬酸与CMC，混合比例为5：1加入量350g/t，捕收剂用量为600g/t。 [0046] 步骤六，浮选精矿进行磁选除铁。 [0047] 所述步骤二中的破碎采用颚式破碎机、圆锥破碎机、冲击破碎机、对辊破碎机中的一种或两种将矿石粉碎至3-15mm；采用格子型球磨机、溢流型球磨机的一种对原料进行粉碎至-0.074mm含量占40%；采用振动筛、高频振动细筛、螺旋分级机的一种进行分级。 [0048] 所述步骤三中湿式磁选机为Slon-750＜1＞型立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为676KA/m，脉动50r/min，转环转速为2r/min。蓝晶石主要富集在非磁性物中。 [0049] 所述步骤四中采用螺旋溜槽进行抛尾脱泥。 [0050] 所述步骤五中浮选工艺在中性条件下采用3次粗选，粗精矿合并进入精选作业，经4次精选中矿直接抛弃，浮选精矿再进行磁选除杂。 [0051] 所述步骤六中磁选设备采用Slon-500立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为716KA/m，脉动为50r/min。 [0052] 试验结果：蓝晶石精矿Al2O3品位59.33%，蓝晶石矿物回收率76.65%，精矿中Fe2O3含量0.69%。 [0053] 实施例4-29具体步骤如实施例2，具体的工艺参数如表1所示： 表1 与其他常规工艺流程及药剂制度下分选指标对比见表2。 [0054] 表2不同工艺流程分选蓝晶石对比试验结果实施例30 半工业化试验，在实验室小型试验研究的基础上进行了日处理5吨的半工业化试验。 在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂分选蓝晶石族矿物的方法， 步骤一：矿石破碎，采用颚式破碎机、对辊破碎机、振动筛将矿石破碎至-8mm； 步骤二：矿石磨矿，将-8mm的矿石由料仓经传送带给入棒磨机、经棒磨机磨矿后的产品由泵打入筛网为0.3mm的振动筛，﹢0.3mm的产品由球磨机再磨，再磨产品和-0.3mm的产品合并进入磁选作业。最终磨矿产品磨矿细度为-0.074mm含量占40%； 步骤三：磁选作业，先由滚筒式弱磁选机（磁场强度为100KA/m）将机械铁、磁铁矿选出，非磁性物矿物再通过湿式强磁选机将弱磁性矿物（黑云母、石榴子石等）选出； 步骤四：非磁性物通过螺旋溜槽将轻矿物和细泥抛除； 步骤五：浮选作业，抑制剂组合及用量：柠檬酸450g/t、CMC50g/t，捕收剂组合及用量亚油酸：蓖麻油：石油磺酸钠（比例15份:15份:70份），氢氧化钠加入量5份，捕收剂用量 800g/t。三次粗选、五次精选。 [0055] 试验结果：蓝晶石精矿Al2O3品位58.43%，蓝晶石回收率72.12%。 [0056] 实施例31本发明在中性条件下分选蓝晶石族矿物的组合药剂分选蓝晶石族矿物的方法，应用于红柱石矿选矿也获得了较好的分选指标。步骤，如图2所示： 步骤一，将红柱石原料粉碎至-0.074mm占45%； 步骤二，采用湿式强磁选机进行湿磁预选抛尾，Slon-750＜1＞型立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为676KA/m，脉动50r/min，转环转速为2r/min。红柱石主要富集在非磁性物中。 [0057] 步骤三，将非磁性物质进行溜槽重选抛尾，将碳质、黑云母、细泥等轻矿物抛弃，红柱石主要富集在螺旋溜槽重矿物中；步骤四，浮选工艺，螺旋溜槽中的重矿物进入浮选工艺，加入400g/t柠檬酸、100g/t CMC抑制剂，捕收剂配制：80份的石油磺酸钠、20份亚油酸，6份的氢氧化钠，在温度60℃的条件下搅拌，搅拌时间30分钟；稀释配制成5%的溶液。捕收剂用量为1200g/t。 [0058] 步骤五，浮选精矿进行磁选除铁，采用Slon-500立环脉动高梯度磁选机，磁场强度为716KA/m，脉动为50r/min。 [0059] 试验结果：红柱石精矿Al2O3品位56.33%，蓝晶石矿物回收率59.65%。 [0060] 与常规工艺流程进行对比，试验结果见表3。 [0061] 表3 不同工艺分选红柱石试验结果 |
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