技术领域
[0001] 本
发明涉及浮选分离焙烧铁矿与碧玉的捕收剂及方法,特别涉及阳离子组合捕收剂浮选分离焙烧铁矿与碧玉的方法。
背景技术
[0002] 近年来,我国铁矿资源呈现供不应求的态势,每年都要高价进口大量铁矿来满足
钢铁生产的要求。国内铁矿资源因具有贫、细、杂的特点,选矿成本很高,且难以生产出高
质量的铁精矿,在一定程度上制约了我国钢铁工业的发展。
[0003] 为了提铁降杂,目前国内采用的最广泛的选矿技术是阴离子反浮选工艺。该工艺在解决我国贫、细、杂铁矿的选矿难题中发挥了重要作用。目前我国鞍山地区和河北地区的许多铁矿选矿厂均采用此法生产铁精矿。阴离子反浮选工艺具有浮选分离效果好、生产稳定、
泡沫易于控制、操作方便等优点,但是不足之处是浮选时要求加温到35℃左右。加温一吨给矿年平均为35元/t,同时浮选时要加NaOH调节矿浆pH值达11.5,并添加
淀粉抑制铁、添加石灰活化
石英和
硅酸盐矿物,使用的药剂品种多,矿浆
碱性太强,对环境有较大的污染作用,能耗高不符合国家节能减排的产业政策。
[0004] 阳离子反浮选工艺在一定程度上可以克服阴离子反浮选存在的问题,他可以在低温浮选,不要加温,节省
能源;同时阳离子反浮选工艺简单,可以在中性pH条件下使用,对
水体污染作用小,药剂条件单一,有些只要添加捕收剂就可以实现浮选分离。但是,阳离子捕收剂浮选也存在泡沫发粘、细泥多时操作困难的缺点。传统阳离子捕收剂主要是伯胺、季胺、醚胺等,使用时当有细泥存在时,泡沫量大、不消泡,许多情况不能正常使用。
[0005] 本发明针对铁矿与含铁
硅酸盐难以浮选分离的现实,以酒泉钢铁集团有限公司焙烧
磁选矿精矿的铁与碧玉的分离为切入点,合成了一种主体阳离子捕收剂烷基多胺醚。并按碧玉的浮选特性通过浮选试验研究浮选碧玉所配制的一类组合药剂,组合药剂的质量配比为烷基多胺醚∶乙酸∶酯∶=100∶3~25∶5~25。烷基多胺醚为主体阳离子捕收剂、乙酸为增
溶剂、酯为辅助捕收剂和泡沫控制剂,使用该组合捕收剂,配合使用淀粉作为铁矿的
抑制剂,对酒泉钢铁集团有限公司焙烧铁矿提纯矿(TFe66.25wt%)与碧玉按80∶20比例配成混合矿进行一次浮选,获得精矿产率77.05%,铁品位62.31wt %,回收率90.24%。 用该组合药剂浮选酒钢焙烧矿磁选精矿实际矿物,其原矿品位TFe54.49%,用该组合药剂作捕收剂,淀粉做铁矿抑制剂,经过一次粗选一次精选三次扫选得到铁精矿产率82.50%,TFe62.17%,回收率94.13%,取得了良好的分选效果。
发明内容
[0006] 本发明目的针对铁矿与含铁硅酸盐分选难的问题,配制一种阳离子组合捕收剂,用于分选酒泉钢铁集团有限公司焙烧铁矿和典型含硅脉石碧玉。实现两种矿物的分离,并解决阳离子药剂泡沫发粘的问题。使阳离子反浮选工艺在铁矿浮选工业中得到实际应用。
[0007] 本发明目的通过以下技术方案实现:合成多种多胺醚类阳离子捕收剂,通过浮选试验评价其对碧玉的可浮性,确定其
碳链长短及加胺基的个数,按一定比例添加
表面活性剂和泡沫调节剂,进而配制成一种有效的组合药剂。选用合适的铁矿抑制剂,在任一自然
温度下实现铁矿和碧玉的分离。
[0008] 本发明的具体步骤1、制备烷基多胺醚药剂:
第一步 将C8~C18的脂肪醇与NaOH或 KOH反应,获得醇钠或醇
钾催化剂;在此催化剂作用下,使丙烯晴与C8~C18的脂肪醇按摩尔比1:1在40℃~45℃聚合得到中间产物烷基醚晴;
第二步 将烷基醚晴投入
高压釜,用非晶态镍做催化剂,控制反应压
力2.0~3.0Mpa,温度135℃~175℃,通入高压氢气,反应2小时,得到烷基单胺醚;以烷基单胺醚为原料重复以上两步反应可得到烷基二胺醚,以烷基二胺醚为原料再重复以上两步反应可得烷基三胺醚;按此法合成所需烷基多胺醚产品。
[0009] 2、阳离子组合捕收剂配制:通过采用各种烷基多胺醚与乙酸、酯组合,获得良好的碧玉浮选捕收剂,烷基多胺醚∶乙酸∶酯=100∶5~20∶5~20;烷基多胺醚通式为R-O-[(CH2)3NH2]n-(CH2)3NH2,其中R为C8~C18的脂肪醇;n=1、2、3;乙酸CH3COOH;酯为R1OR2,R1—C6~ C12,R2—C2。
[0010] 3、用本阳离子组合捕收剂,配合使用淀粉,处理酒泉钢铁集团有限公司镜铁山焙烧矿;就可以将其中的脉石碧玉等浮出,而铁矿留在
浮选槽内成为铁精矿。浮选镜铁山焙烧矿中脉石碧玉的阳离子组合捕收剂组成质量比为:烷基二胺醚∶乙酸∶酯=100∶17.5∶16, 其中烷基二胺醚的分子结构CH3(CH2)11O(CH2)3NH2(CH2)3NH2;乙酸CH3COOH;酯的分子式为CH3(CH2)7OCH2CH3; 阳离子组合捕收剂用量180~200g/t焙烧过的铁矿;同时加调整剂玉米淀粉600g/t焙烧过的铁矿。反浮选酒泉钢铁集团有限公司焙烧矿磁选精矿,用该阳离子组合捕收剂,以淀粉做铁矿抑制剂,采用一次粗选一次精选三次扫选和中矿顺序返回流程,全年在自然温度进行浮选作业,原矿品位TFe54.49wt%,得到铁精矿指标为:产率82.50%,TFe62.17wt%,回收率94.13%,
尾矿品位仅为TFe18.28wt%。本阳离子组合捕收剂显示了良好的分离选择性和耐低温性能。
[0011] 本发明的特点:1、对经过高温焙烧过的铁矿和含铁硅酸盐碧玉,其表面的天然性能发生了一定变化,试验证明碧玉与铁矿用传统药剂分离选择性很差,所以在上世纪七十年代也曾进行过浮选工艺研究,由于分选性不好而未工业化。运用本发明的组合捕收剂可获得良好的分选效果,可以为酒泉钢铁集团有限公司提铁降硅发挥重要作用。
[0012] 2、本阳离子组合捕收剂可以预先配制好,使用方便,药剂在浮选过程形成泡沫量符合浮选的要求,泡沫性脆,好消泡,使整个流程操作流畅,不会出现传统药剂所产生的泡沫量过大,消泡难,经常跑槽的现象。
[0013] 3、提铁降硅效果好,在酒泉钢铁集团有限公司选矿厂试验使用本阳离子组合捕收剂,可以使铁精矿TFe提高8.0wt%左右,SiO2降低10.0wt%左右。
[0014] 4、本阳离子组合捕收剂选择性强,酒泉地区的含高Ca2+、Mg2+离子硬水,不影响分选效果,可在5℃~40℃的任一温度使用,不需给矿加温,实现节能减排。
附图说明
[0015] 图1本发明的组合捕收剂分选人工混合矿流程示意图其中混合矿为镜铁山焙烧后的铁矿纯矿物TFe66. 5%和碧玉纯矿物按重量比80∶20混合。
[0016] 图2本发明的组合捕收剂反浮选酒泉钢铁集团有限公司磁精矿的流程示意图。
具体实施方式
[0017] 下面通过对人工混合矿和实际矿物浮选处理
实施例说明本阳离子组合捕收剂的应用效果。
[0018] 实施例1:人工混合矿分选用镜铁山焙烧后的铁矿纯矿物TFe66. 5%和碧玉纯矿物按重量比80∶20进行混合,按如下药剂制度和工艺条件浮选。阳离子组合捕收剂中烷基二胺醚∶乙酸∶酯质量比=100∶17.5∶16,其中烷基二胺醚的分子结构CH3 (CH2)11O(CH2)3NH2(CH2)3NH2;乙酸分子式CH3COOH;酯是CH3(CH2)7OCH2CH3;本阳离子组合捕收剂用量150 g/t混合矿;调整剂玉米淀粉用量500g/t混合矿。
[0019] 混合矿200g加入浮选机,矿浆浓度40%,加入淀粉500g/t混合矿,搅拌3min,然后加入阳离子组合捕收剂150g/t混合矿,搅拌3min后,充气浮选6min,得到精矿和尾矿指标如下表1。
[0020] 表1 混合矿浮选结果wt %产物名称 产率 铁品位 铁回收率
精矿 77.05 62.31 90.24
尾矿 22.95 22.61 9.76
合计 100.00 53.2 100.00
从表1数据可以看出,采用本阳离子组合捕收剂浮选焙烧铁矿物与碧玉的混合物,反浮选效果良好,仅经过一次反浮选精矿品位就可以从TFe53.2wt%提升到TFe62.31wt%;而尾矿中TFe仅为22.61wt%,本阳离子组合捕收剂对碧玉显示出了良好的选择性。
[0021] 实施例2:以酒泉钢铁集团有限公司焙烧矿的磁选精矿为原料,其矿相分析结果表2所示。
[0022] 表2 磁精矿的矿相分析结果wt %
磁铁矿 镁锰磁铁矿 镜铁矿 菱铁矿 碧玉 石英 铁白
云石 千枚岩
58.56 22.80 1.70 0.80 9.52 2.40 1.20 2.52
矿相分析结果可知,磁选精矿中前四项含铁矿物均为有用矿物,后四项均为脉石,是反浮选去掉的矿物。而脉石矿中碧玉所占比例最大,达到60%,可以认为反浮选重点就是去除碧玉及其他含硅脉石。
[0023] 组合捕收剂反浮选酒泉钢铁集团有限公司磁精矿的流程如图2所示。采用一次粗选一次精选三次扫选和中矿顺序返回流程。阳离子组合捕收剂配方为;烷基二胺醚∶乙酸∶酯质量比=100∶17.5∶16,其中烷基二胺醚的分子结构CH3(CH2)11O(CH2)3NH2 (CH2)3NH2;乙酸分子是CH3COOH;酯是CH3(CH2)7OCH2CH3。
[0024] 表3 阳离子组合捕收剂闭路试验指标wt%产物名称 产率 铁品位 铁回收率
精矿 77.05 62.31 90.24
尾矿 22.95 22.61 9.76
合计 100.00 53.2 100.00
从表3中数据可以看出,本阳离子组合捕收剂浮选效果良好,精矿品位从TFe54.49wt%提高到TFe62.17wt%,回收率高达94.13%,尾矿品位仅为TFe18.28wt%,很好地实现了碧玉等含铁脉石与铁矿的分离。
[0025] 该阳离子组合捕收剂今年已用于酒泉钢铁集团有限公司工业试生产,效果优于原来的GE609;与GE609比较主要显示了如下优点:(1)降低了捕收剂用量;(2)改善了浮选选择性,精矿品位有所提高;(3)改良了泡沫性能,使泡沫产品的再选效果明显改善,尾矿品位得以降低。该公司准备在工业生产中推广应用此阳离子组合捕收剂。