一种复合捕收剂及其在萤石浮选中的应用 |
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| 申请号 | CN202311746233.1 | 申请日 | 2023-12-19 | 公开(公告)号 | CN117483117A | 公开(公告)日 | 2024-02-02 |
| 申请人 | 中南大学; | 发明人 | 朱海玲; 陈臣; 覃文庆; 孙伟; 彭斌彬; 陈金山; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种复合捕收剂及其在萤石浮选中的应用，属于选矿技术领域。复合捕收剂包含油酸、 琥珀酸 酯磺酸盐、脂肪醇聚 氧 乙烯醚和氢氧化钠等组分，该复合捕收剂用于萤石低温浮选中，可显著提高萤石低温回收率，可降低药剂消耗，对战略矿产资源的清洁高效利用具有重要意义。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种复合捕收剂，其特征在于：包含油酸、琥珀酸酯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚和氢氧化钠。 |
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| 说明书全文 | 一种复合捕收剂及其在萤石浮选中的应用技术领域[0001] 本发明涉及一种捕收剂，具体涉及一种萤石浮选复合捕收剂，还涉及复合捕收剂在萤石浮选中的应用，具体涉及复合捕收剂在萤石低温浮选中的应用，属于矿物浮选药剂制备及应用领域。 背景技术[0002] 萤石是一种不可再生的战略性稀缺矿产资源，广泛应用于化工、冶金、国防、医疗、半导体、新能源、新材料等传统产业和战略新兴产业，战略地位日益突出。我国萤石资源丰富，截止2020年，已探明的萤石储量约4200万吨，占全球的15％左右，但我国萤石的开采、消费和出口量长期居世界首位。随着易选富矿资源的日益枯竭及市场需求的持续增长，我国萤石供需矛盾日益突出。因此，加强萤石资源的高效回收利用是保障我国萤石资源战略需求的迫切要求和重要途径。 [0003] 浮选是回收萤石资源的有效方法，浮选药剂是决定浮选效果的关键因素。以油酸为主的脂肪酸捕收剂因来源广泛、价格相对低廉等优点成为萤石浮选实践中最常用的捕收剂。但该类捕收剂不耐低温，导致冬季(矿浆温度低于15℃)时，药剂用量增大，萤石浮选回收率降低。因此，亟待开发萤石低温高效回收浮选捕收剂，为提高萤石资源综合利用率、我国氟化工行业发展提供有力支撑。 发明内容[0004] 针对现有技术存在的缺陷，本发明的第一个目的是在于提供一种复合捕收剂，该复合捕收剂具有较好的耐低温性能，以及对萤石具有较强的选择性和捕收能力，克服了现有技术中萤石低温下回收效率低，药剂耗量大等缺陷，有利于萤石资源的综合利用。 [0005] 本发明的第二个目的是在于提供一种复合捕收剂在萤石浮选中的应用，该复合捕收剂在低温下对萤石仍然具有较高的选择性和捕收能力，提高了萤石低温回收效率，降低药剂耗量，降低萤石选矿成本。 [0007] 本发明的捕收剂以油酸为主要成分，油酸被氢氧化钠部分皂化后得到油酸与油酸钠的混合物，不但能够改善油酸的抗低温性能，而且能够提高其对萤石矿物的浮选捕收能力。而琥珀酸酯磺酸盐的引入能改善油酸酸捕收剂的选择性和捕收能力，脂肪醇聚氧乙烯醚具有乳化作用，能提高脂肪酸捕收剂的耐低温性能，综上所述，通过琥珀酸酯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚和氢氧化钠等成分对油酸捕收剂的改性，利用皂化、乳化、强化捕收能力等协同作用，使得复合捕收剂具有良好的捕收能力和耐低温性能。 [0008] 作为一个优选的方案，所述复合捕收剂包含以下质量百分比组分：油酸60～70％；琥珀酸酯磺酸盐3～6％；脂肪醇聚氧乙烯醚5～10％；氢氧化钠4～8％；余量为水。复合捕收剂中的琥珀酸酯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚、氢氧化钠等组分的比例偏高或偏低会通过不同的方式影响复合捕收剂的捕收效果。 [0010] 作为一个优选的方案，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为环氧乙烷加成数不大于9的月桂醇聚氧乙烯醚。优选的脂肪醇聚氧乙烯醚对油酸具有较好的乳化作用，能够强化油酸的耐低温性能。 [0011] 作为一个优选的方案，所述琥珀酸酯磺酸盐为月桂醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠。优选的琥珀酸酯磺酸盐作为油酸捕收剂的协作捕收剂，能够改善油酸对萤石等矿物的选择性和捕收能力。 [0012] 本发明还提供了一种萤石浮选复合捕收剂的应用，其应用于萤石浮选。 [0013] 作为一个优选的方案，所述浮选为低温浮选，浮选温度为6～10℃。 [0015] 作为一个优选的方案，所述萤石浮选复合捕收剂搭配水玻璃和/或ATM抑制剂应用。 [0016] 作为一个优选的方案，所述萤石浮选复合捕收剂的用量为200～400g/t。 [0017] 本发明的萤石浮选复合捕收剂在萤石低温浮选中的应用过程：在矿浆温度为6～10℃条件下，以及适宜的矿浆条件下，将抑制剂和所述萤石浮选复合捕收剂依次加入到萤石浮选矿浆中，搅拌充分后进行浮选。 [0018] 本发明的复合捕收剂，包括质量含量为60～70％的工业油酸、3～6％的琥珀酸酯磺酸盐、5～10％的脂肪醇聚氧乙烯醚、4～8％的氢氧化钠和余量水；其制备方法为将这些成分经过简单的混合反应即可得到，具体制备过程如下：将氢氧化钠和水按照质量比混合，配成氢氧化钠水溶液；将工业油酸与琥珀酸酯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚按质量比混合，加温并不断搅拌，升温至90℃后，缓慢加入所述氢氧化钠水溶液，恒温作用2h左右，制备得到所述萤石复合捕收剂。 [0019] 相对现有技术，本发明技术方案带来的有益技术效果： [0020] 1)本发明的萤石浮选复合捕收剂采用皂化以及表面活性剂复配组装原理，协同强化油酸类捕收剂的表面活性与捕收性能，从而显著提高油酸类捕收剂的选择性与耐低温性能。 [0021] 2)本发明的萤石浮选复合捕收剂可以实现低温下(10℃以下)对萤石的浮选分离，且具有药剂耗量少，萤石回收率高的优势，对萤石等战略矿产资源的高效回收利用具有重要意义。 [0023] 图1为大豆油酸与复合捕收剂对萤石纯矿物浮选试验结果。 具体实施方式[0024] 此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明内容，并进一步阐述本发明的目的、技术方案与优点，但并不用于限定本发明。 [0025] 以下具体实施例及对比实施例中的复合捕收剂通过以下具体制备过程得到：将氢氧化钠和水按照质量比混合，配成氢氧化钠水溶液；将工业油酸与琥珀酸酯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚按质量比混合，加温并不断搅拌，升温至90℃后，缓慢加入所述氢氧化钠水溶液，恒温作用2h左右，制备得到复合捕收剂。 [0026] 实施例1 [0027] 单矿物浮选： [0028] 本实施示例中的复合捕收剂由质量比为62％的大豆油酸、3％的月桂醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠、10％的月桂醇聚氧乙烯醚‑9、5％的氢氧化钠和20％的水按本发明所述制备方法制备得到。萤石单矿物纯度为99.04％，粒度为0.038～0.074mm，浮选实验在XFG挂槽浮选机中进行，浮选温度约为8℃。每次称取2.000g矿样，加入40mL去离子水，搅拌1min得到均匀矿浆后，加入盐酸或氢氧化钠溶液将pH值调整到9，作用2min后，加入上述单一大豆油酸捕收剂或复合捕收剂，作用3min后进行浮选，得到精矿和尾矿。结果表明，复合捕收剂对萤石具有更强的捕收能力，显著提高了萤石的低温浮选回收率，且降低了药剂用量。 [0029] 实施例2 [0030] 单一高钙萤石矿浮选分离： [0031] 本实施示例中的复合捕收剂由质量比为30％的米糠油酸、35％的菜籽油酸、3％的月桂醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠、8％的月桂醇聚氧乙烯醚‑9、6％的氢氧化钠和18％的水按本发明所述制备方法制备得到。某萤石原矿中CaF2含量为30.28％，CaCO3为37.96％，脉石矿物主要为方解石、石英以及少量的白云石。将矿石磨矿至‑0.074mm占70％左右，在矿浆初始pH＝7.48环境下进行浮选，加入水玻璃和ATM组合抑制剂，再加本实施例中制得的复合捕收剂，经过一粗一扫五精的浮选闭路流程获得萤石精矿。当矿浆温度约为9℃，复合捕收剂用量为400g/t时，获得含CaF297.45％，回收率78.83％的萤石精矿。 [0032] 对比实施例1 [0033] 具体参见实施例2，区别在于：采用单一脂肪酸捕收剂，将米糠油酸、菜籽油酸按照质量比1:1混合，用量为400g/t，在矿浆温度在约为9℃的条件下，获得含CaF295.81％，回收率69.73％的萤石精矿。 [0034] 对比实施例2 [0035] 具体参见实施例2，区别在于：不添加月桂醇聚氧乙烯醚‑9，将质量比为30％的米糠油酸、35％的菜籽油酸、3％的月桂醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠、6％的氢氧化钠和26％水按本发明所述制备方法制备得到复合捕收剂。在矿浆温度约为9℃，复合捕收剂用量为400g/t时，获得含CaF297.72％，回收率73.31％的萤石精矿。 [0036] 实施例3 [0037] 多金属伴生萤石资源综合回收： [0038] 本实施示例中的复合捕收剂由质量比为60％的米糠油酸、4％的月桂醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠、10％的月桂醇聚氧乙烯醚‑9、4％的氢氧化钠和22％的水按本发明所述制备方法制备得到。某钨钼多金属矿浮选尾矿中CaF2含量约为15％，CaCO3含量约为8％，主要脉石矿物为石榴子石、方解石、长石和石英等，采用一粗一扫五精的浮选流程回收萤石，矿浆温度为10℃。粗选作业采用Na2CO3将矿浆pH调整到10～10.5，加入1000g/t水玻璃作为硅酸盐脉石矿物抑制剂，之后，加入单一米糠油酸或本实施例中制备的复合捕收剂浮选萤石，精选作业采用酸化水玻璃为抑制剂。结果表明，单一米糠油酸用量为500g/t时，可以得到CaF2含量80.95％、回收率67.84％的萤石精矿；复合捕收剂用量为300g/t时，可以得到CaF2含量88.75％、回收率75.12％的萤石精矿，复合捕收剂较单一油酸表现出良好的耐低温捕收能力以及对萤石更好地选择性和捕收能力。 [0039] 对比实施例3 [0040] 具体参见实施例3，区别在于：采用单一脂肪酸捕收剂，当米糠油酸用量为500g/t时，获得含CaF280.95％，回收率67.84％的萤石精矿。 [0041] 对比实施例4 [0042] 具体参见实施例3，区别在于：仅对油酸进行皂化处理，不添加月桂醇聚氧乙烯醚琥珀酸单酯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚‑9，当药剂用量为400g/t时，获得含CaF281.06％，回收率68.55％的萤石精矿。 [0043] 对比实施例5 [0044] 具体参见实施例3，区别在于：不添加琥珀酸单酯磺酸钠，将质量比为60％的米糠油酸、10％的月桂醇聚氧乙烯醚‑9、4％的氢氧化钠和26％水按本发明所述制备方法制备得到复合捕收剂。当药剂用量为300g/t时，获得含CaF2 85.71％，回收率74.35％的萤石精矿。 [0045] 以上所述实例并非对本发明的限制，在未脱离本发明所述原理的前提下，本专业领域的普通技术人员对实施实例作出的变化与修饰，仍属于本发明技术方案的范围内。除非另有特殊说明，本发明中用到的各种试剂和设备等均可直接购买或通过现有方法制备得到。 |
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