一种精矿表面浮选药剂的解吸方法和回用方法 |
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| 申请号 | CN202210686275.X | 申请日 | 2022-06-16 | 公开(公告)号 | CN115041304A | 公开(公告)日 | 2022-09-13 |
| 申请人 | 中南大学; | 发明人 | 高志勇; 陶黎明; 王建军; 伍思回; 汪聪; 彭涛; 孙伟; 胡岳华; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种精矿表面浮选药剂的 解吸 方法，包括组合波解吸步骤，所述组合波包括 超 声波 震荡和 微波 。所述 超声波 震荡的工作 频率 为30～80KHz；所述微波的功率为400～600W。所述超声波震荡的解吸时间为10～20min；所述微波的解吸时间为5～15min。本发明还提供了一种精矿表面浮选药剂的回用方法，包括步骤S1、采用所述精矿表面浮选药剂的解吸方法解吸获得矿浆，所述矿浆经固液分离后获得含有所述浮选药剂的解吸液；步骤S2、调节解吸液的pH至6～8；步骤S3、将解吸液加入适配的新的浮选矿浆中，调节浮选矿浆pH至8～10后，进行浮选。本发明用于实现浮选药剂的活性解吸和回用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种精矿表面浮选药剂的解吸方法，其特征在于，包括组合波解吸步骤，所述组合波包括超声波震荡和微波。 |
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| 说明书全文 | 一种精矿表面浮选药剂的解吸方法和回用方法技术领域[0001] 本发明涉及矿物浮选技术领域，具体涉及一种精矿表面浮选药剂的解吸方法和回用方法。 背景技术[0002] 浮选药剂在浮选过程中必不可少，其主要包括捕收剂、抑制剂和调整剂等。浮选药剂的作用原理是在矿物浮选过程中能够调整矿物表面性质，提高或降低矿物可浮性，使矿浆性质和泡沫稳定性更有利于矿物分选，实现目的矿物和脉石矿物选择性分离。简言之，使用浮选药剂能够提高目的矿物品位，为后续冶金和材料奠定坚实基础。 [0003] 但在如今工业生产中，浮选药剂常常伴随着所选目的矿物不经任何处理直接进入冶炼，造成了大量的浮选药剂被浪费，特别是一些昂贵的捕收剂，如苯甲羟肟酸螯合剂等。另外，某些有毒有害药剂如硝酸铅、硫化钠等，不仅对冶炼过程中的设备有损害，而且会使得冶炼的金属掺杂铅等重金属离子，造成所需冶炼金属韧性的改变以及更大的环保危机和人体伤害。选矿废水中的镉、铬、铅和汞等重金属离子会污染水体和土壤，可在生物体内富集，并通过食物链危害人体健康。 [0004] 目前，虽然对于选矿尾矿废水净化处理及循环回用等研究较多，但是对于精矿表面捕收剂活性解吸并回用的研究相对较少。因此，如何通过界面调控将吸附于精矿表面的捕收剂活性解吸，并采用合理的手段将解吸后具有活性的药剂再回用于浮选，这具有重大的经济效益和社会效益。 发明内容[0005] 本发明目的在于提供一种精矿表面浮选药剂的解吸方法和回用方法，用于实现浮选药剂的活性解吸和回用。 [0006] 在第一方面，本发明提供了一种精矿表面浮选药剂的解吸方法，其具体技术方案如下： [0009] 在部分实施方案中，所述超声波震荡的工作频率为30～60KHz。 [0010] 在部分实施方案中，所述超声波震荡的解吸时间为10～20min；所述微波的解吸时间为5～15min。 [0013] 在部分实施方案中，所述硝酸铅和苯甲羟肟酸的摩尔比为1:1～2:1。 [0014] 在部分实施方案中，所述组合波在对精矿表面浮选药剂解吸时，先使用超声波震荡处理，再使用微波处理。 [0015] 在第二方面，本发明提供了一种精矿表面浮选药剂的回用方法，其具体技术方案如下： [0016] 一种精矿表面浮选药剂的回用方法，包括以下步骤： [0017] 步骤S1、采用所述的精矿表面浮选药剂的解吸方法解吸获得矿浆，所述矿浆经固液分离后获得含有所述浮选药剂的解吸液； [0018] 步骤S2、调节所述解吸液的pH至6～8； [0019] 步骤S3、将所述解吸液加入适配的新的浮选矿浆中，调节浮选矿浆pH至8～10后，进行浮选。 [0020] 在部分实施方案中，在所述步骤S3浮选时，还需要加入新的浮选药剂，其中，新的浮选药剂的用量与解吸液中浮选药剂的用量比为(2～9)：(1～8)。 [0021] 应用本发明的技术方案，至少具有以下有益效果： [0022] (1)本发明中所述精矿表面浮选药剂的解吸方法，通过组合波解吸步骤实现了对精矿表面浮选药剂的解吸。具体解吸原理如下：超声波具有较高的频率，由于分子振动的频率会决定其振动速度，频率愈高，振动速度愈大。物质分子因振动所获得的能量除了与分子本身的质量有关外，还由分子振动速度的平方决定。因此，超声波震荡的频率愈高，物质分子就能得到愈高的能量。同时微波具有较高的功率，同样有助于提高体系的能量。在所述的超声波频率、微波功率、超声波时间、微波时间和矿浆质量浓度条件下，可以达到较佳的解吸效果。本发明通过超声波频率、微波功率、超声波时间、微波时间和矿浆质量五者协同作用能够给予精矿表面浮选药剂以足够的能量脱除于精矿表面，达到解吸的效果。超声波频率和微波功率过低，解吸效率低，超声波频率和微波功率过高，会破坏解吸药剂分子的活性；超声时间和微波时间过短，达不到解吸效果，超声时间和微波时间过长，在已经达到较佳的解吸效果后，浪费了大量时间；矿浆质量浓度过低，则组合波提供的能量主要被矿浆中的水获得，而精矿表面浮选药剂获得的能量较少，不利于其解吸；反之，若矿浆质量浓度过高，则精矿表面浮选药剂获得的能量密度就会降低，即精矿表面浮选药剂获得的能量减少，从而使得浮选药剂的解吸效率大大降低。 [0023] (2)本发明中所述精矿表面浮选药剂的回用方法，操作方法简单，具有较强的实用性，同时解吸下来的浮选药剂分子由于被给予能量的输入，而具有更高的活性，不仅能降低选厂浮选成本，并能极大提高选厂生产效益，减少了浮选药剂的浪费和冶金过程的危害，保护了环境，也保障了矿山企业的可持续发展和国家矿山资源的安全与稳定，实现了双赢。 [0026] 图1是本发明实施例1中的一种精矿表面浮选药剂的解吸方法和回用方法的示意图。 具体实施方式[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0028] 实施例1： [0029] 一种精矿表面浮选药剂的解吸方法，包括组合波解吸步骤，所述组合波包括超声波震荡和微波。 [0030] 所述超声波震荡的工作频率为40KHz；所述微波的功率为500W。 [0031] 将所述精矿表面浮选药剂先放在超声波清洗机中震荡解吸15min，再放入微波炉中解吸10min。 [0032] 原矿选自湖南某白钨矿，其中，WO3品位为0.32％，脉石主要为石榴子石，方解石、萤石等。所述精矿选自WO3品位31.73％的白钨精矿，其矿浆质量浓度为10％，用量为200g。 [0033] 所述浮选药剂为组合捕收剂(需要说明的是，若采用脂肪酸类捕收剂，如油酸钠，则不需要使用起泡剂；若采用硝酸铅和苯甲羟肟酸，则需要使用起泡剂，起泡剂可以使用BK‑205或煤油)；所述组合捕收剂包括硝酸铅和苯甲羟肟酸。 [0034] 以1吨矿浆计，所述硝酸铅和苯甲羟肟酸的用量分别为550g和450g。 [0035] 所述组合波在对精矿表面浮选药剂解吸时，先使用超声波震荡处理，再使用微波处理。 [0036] 一种精矿表面浮选药剂的回用方法，包括以下步骤： [0037] 步骤S1、采用所述精矿表面浮选药剂的解吸方法解吸获得矿浆，所述矿浆经真空过滤机固液分离后获得含有所述浮选药剂的解吸液； [0038] 步骤S2、调节所述解吸液的pH至6～8； [0039] 步骤S3、将所述解吸液加入适配的新的浮选矿浆(即所述湖南某白钨矿，记为原矿)中，调节浮选矿浆pH至8～10后，进行浮选。 [0041] 在所述步骤S3浮选时，还需要加入新的浮选药剂，其中，新的浮选药剂的用量与解吸液中浮选药剂的用量比为(2～9)：(1～8)。具体的，新的浮选药剂中硝酸铅和苯甲羟肟酸的用量分别降低了16.67％和20.00％。 [0042] 实施例1中所述精矿表面浮选药剂的解吸方法和回用方法的具体过程参见图1，浮选结果见表1所示。其中，表1‑表3中“原始药剂浮选”条件表示对原矿浮选作业采用原始浮选药剂，不使用解吸液，“无解吸液”条件表示在对原矿浮选作业时，不使用解吸液，仅与有解吸液回用时采用等量的新的浮选药剂。由表1结果可知，加入解吸液后，白钨矿品位和回收率均有增加。 [0043] 表1 [0044] [0045] [0046] 实施例2： [0047] 与实施例1不同的是，原矿选自湖南某萤石矿，其中，CaF2品位为18.92％，脉石主要为方解石。所述精矿选自CaF2品位为91.25％的萤石精矿，其矿浆质量浓度为10％，用量为200g。所述浮选药剂为油酸钠，以1吨矿浆计，其用量为882g。在解吸液回用时，新的浮选矿浆为所述湖南某萤石矿，使用的新的浮选药剂中油酸钠的用量降低了18％。 [0048] 实施例2中的浮选结果见表2所示。由表2结果可知，加入解吸液后，萤石矿品位和回收率均有增加。 [0049] 表2 [0050] [0051] [0052] 实施例3： [0053] 与实施例1不同的是，原矿选自四川某钛铁矿，其中，TiO2品位为7.99％，脉石主要为黄铁矿。所述精矿选自TiO2品位45.34％的钛铁矿精矿，其矿浆质量浓度为10％，用量为200g。所述浮选药剂为油酸钠和苄基胂酸的组合剂，二者摩尔比例为2:1，以1吨矿浆计，其用量为2500g。在解吸液回用时，新的浮选矿浆为所述四川某钛铁矿，使用的新的浮选药剂组合剂的用量降低了20％。 [0054] 实施例3中的浮选结果见表3所示。由表3结果可知，加入解吸液后，钛铁矿品位和回收率均有增加。 [0055] 表3 [0056] [0057] 实施例4： [0058] 超声波频率为30KHz，其它均与实施例1相同。 [0059] 实施例5： [0060] 超声波频率为60KHz，其它均与实施例1相同。 [0061] 实施例6： [0062] 超声波频率为80KHz，其它均与实施例1相同。 [0063] 对比例1： [0064] 超声波频率为20KHz，其它均与实施例1相同。 [0065] 对比例2： [0066] 超声波频率为90KHz，其它均与实施例1相同。 [0067] 由实施例1、4‑6和对比例1‑2得到的浮选结果见表4所示。 [0068] 表4 [0069] [0070] 由实施例1、4‑6和对比例1‑2可以发现，超声波频率对精矿表面浮选药剂的解吸效果影响较大。在超声波频率为30‑80KHz范围内，随着超声波频率的增加，白钨矿的回收率和品位都逐渐增加。但是超声波频率低于30KHz，由于超声波提供的能量强度较低，导致精矿表面的药剂仍有大量没有被解吸，所以回用浮选效果较差；超声波频率超过80KHz，由于超声波过强的能量，导致被解吸下来的精矿表面浮选药剂分子受到破坏，致其失活，所以其回用浮选效果较差。 [0071] 实施例7： [0072] 超声波解吸时间为10min，其它均与实施例1相同。 [0073] 实施例8： [0074] 超声波解吸时间为20min，其它均与实施例1相同。 [0075] 对比例3： [0076] 超声波解吸时间为5min，其它均与实施例1相同。 [0077] 对比例4： [0078] 超声波解吸时间为30min，其它均与实施例1相同。 [0079] 由实施例1和对比例1‑4的浮选结果见表4所示。 [0080] 表5 [0081] [0082] [0083] 由表5数据知： [0084] 经实施例1、7‑8与对比例3～4对比知，随着超声波震荡解吸时间的增加，解吸液回用后白钨矿的品位和回收率也逐渐增加，然而，在超声波震荡解吸时间为15‑20min后，白钨矿的品位和回收率均达到稳定，说明超声波震荡解吸时间增加有助于提升矿物表面药剂的解吸量，但不宜高于20min。 [0085] 实施例9： [0086] 与实施例2不同的是，微波功率为400W。 [0087] 实施例10： [0088] 与实施例2不同的是，微波功率为600W。 [0089] 对比例5： [0090] 与实施例2不同的是，微波功率为300W。 [0091] 对比例6： [0092] 与实施例2不同的是，微波功率为700W。 [0093] 由实施例2、9‑10和对比例5‑6得到的浮选结果见表6所示。 [0094] 表6 [0095] [0096] [0097] 由实施例2、9‑10和对比例5‑6可以发现，微波功率对精矿表面浮选药剂的解吸效果影响较大。在微波功率为400‑600W范围内，随着微波功率的增加，白钨矿的回收率和品位都逐渐增加。但是微波功率低于400W，由于微波提供的能量强度较低，导致精矿表面的药剂仍有大量没有被解吸，所以回用浮选效果较差；微波功率超过600W，由于微波过强的能量，导致被解吸下来的精矿表面浮选药剂分子受到破坏，致其失活，所以其回用浮选效果较差。 [0098] 实施例11： [0099] 与实施例2不同的是，微波解吸时间为5min。 [0100] 实施例12： [0101] 与实施例2不同的是，微波解吸时间为15min。 [0102] 对比例7： [0103] 与实施例2不同的是，微波解吸时间为2min。 [0104] 对比例8： [0105] 与实施例2不同的是，微波解吸时间为20min。 [0106] 由实施例2和对比例5‑7的浮选结果见表5所示。 [0107] 表7 [0108] [0109] 由表7数据知： [0110] 经实施例2、11‑12与对比例7‑8对比知，随着微波解吸时间的增加，萤石矿的品位和回收率先逐渐增加，然后降低，说明微波时间增加有助于提升矿物表面浮选药剂的解吸量，但是时间过短，会使得精矿表面药剂解吸不完全；时间过长会导致解吸药剂分子失活，对解吸后回用也会产生不利影响。 [0111] 实施例13： [0112] 与实施例3不同的是，所述精矿的矿浆质量浓度为30％。 [0113] 对比例9： [0114] 与实施例3不同的是，所述精矿的矿浆质量浓度为5％。 [0115] 对比例10： [0116] 与实施例3不同的是，所述精矿的矿浆质量浓度为55％。 [0117] 由实施例3和对比例8‑10的浮选结果见表6所示。 [0118] 表8 [0119] [0120] 由表8数据知： [0121] 经实施例3、13与对比例9～10对比知，所述精矿的矿浆质量浓度过高和过低都会对精矿表面浮选药剂的解吸有影响，进而导致浮选效果变差。具体的，若精矿矿浆的质量浓度过低，则组合波提供的能量主要被矿浆中的水获得，而精矿表面浮选药剂获得的能量较少，不利于其解吸；反之，若精矿矿浆的质量浓度过高，则精矿表面浮选药剂获得的能量密度就会降低，即精矿表面浮选药剂获得的能量减少，从而使得浮选药剂的解吸效率大大降低。 [0122] 综合表1‑8可以得到，一种精矿表面浮选药剂的解吸方法和回用方法，在所述的超声波频率、微波功率、超声波时间、微波时间和矿浆质量浓度最佳组合范围内条件下，可以达到较佳的解吸效果。 [0123] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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