一种钛铁矿中低品位独居石的浮选工艺 |
|||||||
| 申请号 | CN202410336081.6 | 申请日 | 2024-03-22 | 公开(公告)号 | CN118002322A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 江西理工大学; | 发明人 | 章仕仁; 陈元祥; 陈江安; 余文; 赵冠飞; 唐琼瑶; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种 钛 铁 矿中低品位独居石的浮选工艺，该工艺包括钛铁矿粗选浮选，将原矿加十二 烷基磺酸 钠混合搅拌，加 水 玻璃、 硫酸 铜 、捕收剂、松醇油和 碳 酸钠，碳酸钠调节pH值9.0～9.5，得到合格钛铁矿及 尾矿 ；对尾矿精选浮选，再次加水玻璃、硫酸铜、捕收剂和松醇油，其中，捕收剂由 脂肪酸 甲酯 、甲醇和 大豆油 混合而成。本发明在粗选浮选后增加一道精选浮选工艺，捕收剂结合 微波 预先活化的预处理，降低钛铁矿磷的同时提高了独居石磷含量。本发明的浮选工艺和捕收剂配方使钛铁矿产率高于97％，TiO2品位提高到平均52.3％，钛铁矿精矿P品位降低为0.07％，独居石P品位增加为11.1％，独居石P回收率达到90.0％。此方法同时提高了钛铁矿和独居石的品位。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种钛铁矿中低品位独居石的浮选工艺，其特征在于，包括以下步骤： |
||||||
| 说明书全文 | 一种钛铁矿中低品位独居石的浮选工艺技术领域[0001] 本发明属于选矿技术领域，特别涉及钛铁矿中低品位独居石的浮选工艺，具体为一种用于分选钛铁矿独居石的捕收剂及其方法。 背景技术[0002] 钛铁矿和独居石均属于氧化型矿石，浮选当中采用相同的浮选药剂，采用常规的选矿方法其分离率低，需采用特定工艺增加分离率。本发明的目的是从原矿中分离得到合格的钛铁矿和独居石。独居石常与其他矿物共生，是一种磷酸盐矿物，主要成分为(Ce，La，Nd，Th)PO4，由于钛铁矿中的磷属于有害杂质，以磷灰石的形态存在于钛铁矿中，含磷量高会导致钛及其合金性能变差，制取的钛白粉白度降低，钛合成焊料使用时易断裂。钛铁矿精矿中要求P的含量在0.1％以下，脱除钛铁矿中的磷是增效的必要方式之一。因此，加强钛铁矿选矿脱磷方法的研究，减少钛铁矿中低品位独居石的磷含量，同时提高独居石磷的回收率，对实现钛铁矿资源的高效利用具有重要理论意义和实际应用价值。 [0003] 钛铁矿中独居石的粗选浮选结合进一步的精选浮选方法对精矿的产率和品位产生重要影响，增加的精选浮选工艺可通过进一步的表面预处理方法通过脱除表面含氧官能团、破坏孔隙结构、提高药剂分散、促进颗粒团聚等方式强化浮选。目前，高剪切调浆、超声波预处理、微波及热处理等方法被用于浮选材料的预处理，其中，微波预活化的预处理方式可被选择用于部分矿石的浮选。因此，浮选工艺和预处理方法的选择对提高精矿产率和品位至关重要。 [0004] 浮选原料中捕收剂种类的选择至关重要。常用的阴离子捕收剂主要是脂肪酸及其钠皂、烷基磺酸盐、烷基硫酸盐、有机膦酸等，在浮选中，脂肪酸的应用比芳香酸更为广泛。常用的脂肪酸类捕收剂是油酸，与其他脂肪酸一起，以甘油脂的形式存在于多数动植物油脂中。酯类捕收剂可广泛用于钛铁矿降磷。原理为酯类捕收剂分子中酯类头基的分子与磷形成稳定化合物，通过浮选降低矿石磷含量。钛铁矿浮选独居石的降低磷含量的方法主要包括油酸钠浮选法和水杨羟肟酸浮选法。油酸钠浮选法的缺点为浮选试剂包含强酸或强碱，此类试剂易污染环境；水杨羟肟酸具有捕收能力强，选择性好且具低毒的优点，但是，水杨羟肟酸产泡低，矿物上浮量降低，同时，生产水杨羟肟酸的原料水杨酸价格昂贵，使得水杨羟肟酸浮选法成本较高。脂肪酸甲酯含有双键、三键的饱和脂肪酸甲酯，能够增加不溶于或难溶于水的物质在水中的溶解度，将固体粒子分散成极微小的颗粒，具有杀菌、柔软、抗静电的作用；大豆油主要成分为棕榈酸、油酸、硬脂酸、亚油酸、花生酸和亚麻酸，使用脂肪酸甲酯和大豆油作为基础材料，减少石化产品用量，是绿色环保的材料选择。因此，选择脂肪酸甲酯和大豆油作为独居石捕收剂，可更有效的提高独居石磷回收率，并降低成本。脂肪酸甲酯，大豆油和甲醇配合使用具有提高钛铁矿产率、提高独居石P回收率和环境友好的优点。《脂肪酸皂捕收剂的合成及其对萤石矿的浮选性能》研究表明，矿石浮选的碳酸钠用量，及调节剂调节pH值范围显著影响矿石的品位和回收率，水玻璃用量显著影响影响净化过程的沉淀反应。因此，浮选工艺和预处理方法的选择对提高精矿产率和品位至关重要。 [0005] 在浮选工艺、预处理方法和浮选原料相结合的优选下，钛铁矿中低品位独居石浮选才能达到更好的效果。本发明在生产过程中通过多次对比试验，优选了捕收剂原料和配比，通过微波预活化下添加浮选原料，结合粗选和精选的浮选方法，可使精矿产率可达到97.7％、精矿P品位0.066％、精矿P回收率22.5％。粗选和精选的浮选方法结合微波预活化下的预处理，在优选捕收剂为脂肪酸甲酯、甲醇和大豆油可达到更好的浮选效果。 发明内容[0006] 鉴以现有技术的基础上，本发明提出一种钛铁矿中低品位独居石的浮选工艺，提供了一种分选钛铁矿独居石的制作方法。 [0007] 本发明的技术方案： [0008] 1.一种钛铁矿中低品位独居石的浮选工艺，包括以下步骤： [0009] (1)将含钛铁矿的原矿加入十二烷基磺酸钠90‑110g/t，混合搅拌；混合搅拌后，加入水玻璃5～10kg/t、硫酸铜450～550g/t、捕收剂350～450g/t、松醇油40～60g/t和碳酸钠550～650g/t，碳酸钠调节pH值，进行粗选浮选，得到合格钛铁矿1及尾矿； [0010] 优选的，步骤(1)，钛铁矿的粗选浮选的质量浓度为35％～40％，浮选时间15～25min。 [0011] 优选的，步骤(1)，使用碳酸钠调节pH值，pH值调节为9.0～9.5。 [0012] 优选的，捕收剂的制作步骤(1)，所述搅拌的时间为5～10min，搅拌温度50～70℃。 [0013] (2)将步骤(1)得到的尾矿进行精选浮选，在所述尾矿中加入水玻璃350～450g/t、硫酸铜45～55g/t、捕收剂90～110g/t和松醇油20～30g/t，进行精选浮选，得到合格钛铁矿2和独居石，将合格钛铁矿1和合格钛铁矿2合并，得到目标合格钛铁矿。 [0014] 优选的，步骤(2)，钛铁矿的精选浮选的质量浓度为30％～35％，浮选时间10～15min。 [0015] 优选的，步骤(1)和步骤(2)，所述捕收剂的原料为脂肪酸甲酯、甲醇和大豆油。 [0016] 捕收剂的制作方法包括以下步骤： [0017] (1)将脂肪酸甲酯、甲醇和大豆油混合，进行微波预活化，得到混合料； [0018] 优选的，捕收剂的制作步骤(1)，所述捕收剂包括以下重量份的原料制得：脂肪酸甲酯50～70份，甲醇10～15份，大豆油20～30份、氢氧化钠10～15份。 [0019] 优选的，捕收剂的制作步骤(1)，所述微波预活化，微波频率2000～3000MHZ，微波功率10～15kg/kw，微波预活化时间3～7min。 [0020] (2)混合料中加入氢氧化钠，进行皂化反应，制得目标捕收剂。 [0021] 优选的，捕收剂的制作步骤(2)，所述皂化反应温度85～100℃，皂化反应时间1.0～2.5h。 [0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0023] ①本发明在粗选浮选、精选浮选工艺结合特定捕收剂，原料选择上，脂肪酸甲酯、甲醇、大豆油和松醇油是较环保经济的原料，微波预先活化技术具有低成本高效率的优势。此原料和工艺提高了浮选效率，提高了钛铁矿和独居石的品位。 [0024] ②本发明在钛铁矿浮选工艺上采用先粗选浮选，再增加一道精选浮选的工艺，增加的精选浮选的工艺降低钛铁矿磷含量的同时提高了钛铁矿产率，钛铁矿产率可达到97.7％。 [0025] ③本方法在技术效果上，在粗选浮选后增加了精选浮选工艺，再结合捕收剂原料和配方的改进，降低了钛铁矿P品位，提高了独居石的P回收率，钛铁矿P品位降低为0.07％，独居石的P回收率90％。 [0026] ④本发明在捕收剂原料选择中对比了油酸和油酸配合水杨羟肟酸，对比数据显示，在捕收剂采用脂肪酸甲酯、甲醇和大豆油，使钛铁矿产率和独居石P品位分别提高。本发明捕收剂与水杨羟肟酸配合油酸相比，在钛铁矿产率提高了1.3％、钛铁矿P回收率降低了6.7％、独居石P品位提高了6.1％。 附图说明 [0027] 图1为本发明的工艺流程图。 具体实施方式[0028] 为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。 [0029] 本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。 [0030] 本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。 [0031] 制备例1捕收剂的制备 [0032] 按重量份计，捕收剂包括以下原料制得：脂肪酸甲酯50份，甲醇10份，大豆油30份和氢氧化钠10份，捕收剂的制备包括以下步骤： [0033] (1)按重量比将脂肪酸甲酯，甲醇和大豆油混合搅拌后进行微波预活化3min，微波频率2000MHZ，微波功率10kg/kw，制成预活化混合料； [0034] (2)预活化混合料加氢氧化钠，在85℃，皂化反应1.0h，制得目标捕收剂。 [0035] 制备例2捕收剂的制备 [0036] 按重量份计，捕收剂包括以下原料制得：脂肪酸甲酯50份，甲醇12份，大豆油20份和氢氧化钠12份，捕收剂的制备方法包括以下步骤： [0037] (1)按重量比将脂肪酸甲酯，甲醇和大豆油混合搅拌后进行微波预活化5min，微波频率2500MHZ，微波功率12kg/kw，制成预活化混合料； [0038] (2)预活化混合料加氢氧化钠，在100℃，皂化反应2.5h，制得目标捕收剂。 [0039] 制备例3捕收剂的制备 [0040] 按重量份计，捕收剂包括以下原料制得：脂肪酸甲酯70份，甲醇12份，大豆油30份和氢氧化钠15份，捕收剂的制备方法包括以下步骤： [0041] (1)按重量比将脂肪酸甲酯，甲醇和大豆油混合搅拌后进行微波预活化7min，微波频率3000MHZ，微波功率15kg/kw，制成预活化混合料； [0042] (2)预活化混合料加氢氧化钠15份，在95℃，皂化反应2.0h，制得目标捕收剂。 [0043] 实施例1钛铁矿的浮选工艺 [0044] 原料为海南海拓矿业有限公司莫桑比克钛铁矿粗精矿，其中原矿中TiO250.3％，磷1.5％。主要成分为钛铁矿，次要成分为独居石、锆英石和石榴石等。浮选采用先一次粗选，再一次精选的方式，浮选工艺流程见图1。 [0045] 捕收剂的制备与制备例1相同。 [0046] (1)钛铁矿粗选浮选： [0047] 将原料加入十二烷基磺酸钠80g/t后混合搅拌5min，搅拌温度50℃，混合搅拌后，加入捕收剂350g/t、水玻璃6kg/t、碳酸钠700g/t、硫酸铜450g/t和松醇油50g/t，碳酸钠调节pH为9.2，进行粗选，浮选浓度为35％wt，浮选时间15min，得到合格钛铁矿1及尾矿； [0048] (2)钛铁矿精选浮选： [0049] 尾矿进行精选浮选，加入捕收剂90g/t、水玻璃450g/t、硫酸铜50g/t和松醇油20g/t，自然pH值，浮选质量浓度为35％，浮选时间为15min，得到合格钛铁矿2及独居石，将合格钛铁矿1、合格钛铁矿2合并。 [0050] 实施例2钛铁矿的浮选工艺 [0051] 原料与实施例1相同，捕收剂的制备与制备例1相同。 [0052] (1)钛铁矿粗选浮选： [0053] 将原料加入十二烷基磺酸钠100g/t后混合搅拌7min，搅拌温度70℃，混合搅拌后，加入捕收剂350g/t、水玻璃6kg/t、碳酸钠550g/t、硫酸铜500g/t和松醇油60g/t，碳酸钠调节pH为9.0，进行粗选(粗选浮选)，浮选浓度为37％wt，浮选时间20min，得到合格钛铁矿1及尾矿； [0054] (2)钛铁矿精选浮选： [0055] 尾矿进行精选浮选，加入捕收剂95g/t、水玻璃450g/t、硫酸铜50g/t和松醇油20g/t，自然pH值，浮选质量浓度为30％，浮选时间为15min，得到合格钛铁矿2及独居石，将合格钛铁矿1、合格钛铁矿2合并。 [0056] 实施例3钛铁矿的浮选工艺 [0057] 原料与实施例1相同，捕收剂的制备与制备例1相同。 [0058] (1)钛铁矿粗选浮选： [0059] 将原料加入十二烷基磺酸钠110g/t后混合搅拌10min，搅拌温度43℃，混合搅拌后，加入捕收剂450g/t、水玻璃10kg/t、碳酸钠550g/t、硫酸铜450g/t和松醇油40g/t，再使用碳酸钠调节pH为9.0，进行粗选(粗选浮选)，浮选浓度为36％wt，浮选时间20min，得到合格钛铁矿1及尾矿； [0060] (2)钛铁矿精选浮选： [0061] 尾矿进行精选浮选，加入捕收剂100g/t、水玻璃400g/t、硫酸铜52g/t和松醇油25g/t，自然pH值，浮选质量浓度为33％，浮选时间为13min，得到合格钛铁矿2及独居石，将合格钛铁矿1、合格钛铁矿2合并。 [0062] 对比例1捕收剂的制备 [0063] 对比例1与制备例1的主要区别是：捕收剂原料中脂肪酸甲酯50份，甲醇10份，大豆油30份和氢氧化钠10份替换为油酸90份和氢氧化钠10份。捕收剂的制备包括以下步骤： [0064] (1)将油酸进行微波预活化3min，微波频率2000MHZ，微波功率10kg/kw，制成预活化物料； [0065] (2)预活化物料加氢氧化钠，在85℃，皂化反应1.0h，制得目标捕收剂。 [0066] 在单用油酸的条件下独居石P品位0.78％、独居石P回收率70.6％，而实施例1独居石P品位11.8％、独居石P回收率74.6％，对比例1与实施例1相比，实施例1增加了独居石的P品位，由单用油酸的条件下0.78％增加到11.8％，增加了11.02％，同时，增加了独居石P回收率，由70.6％增加到74.6％，增加了4％。 [0067] 对比例2捕收剂的制备 [0068] 对比例2与制备例1的主要区别是：捕收剂原料中脂肪酸甲酯50份，甲醇10份，大豆油30份和氢氧化钠10份替换为替换为水杨羟肟酸45份、油酸45份和氢氧化钠10份。捕收剂的制备包括以下步骤： [0069] (1)将水杨羟肟酸和油酸进行微波预活化3min，微波频率2000MHZ，微波功率10kg/kw，制成预活化混合料； [0070] (2)预活化混合料加氢氧化钠，在85℃，皂化反应1.0h，制得目标捕收剂。 [0071] 单用水杨羟肟酸时因无法产生泡沫，导致矿物无法上浮，在水杨羟肟酸配合油酸使用时获得钛铁矿产率96.2％、钛铁矿P品位0.078％、钛铁矿P回收率29.4％，独居石P品位4.7％、独居石P回收率70.6％。本发明实施例1捕收剂获得钛铁矿产率97.5％、钛铁矿P品位 0.075％、钛铁矿P回收率22.8％，独居石P品位10.8％、独居石P回收率90.0％。试验数据表明，本发明捕收剂与水杨羟肟酸配合油酸相比，在钛铁矿产率提高了1.3％、钛铁矿P回收率降低了6.7％、独居石P品位提高了6.1％。因此，本发明捕收剂配方增加了钛铁矿的产率，降低了钛铁矿的磷含量，同时，提升了独居石的品位和磷回收率。 [0072] 检测并统计以上各实施例和对比例所得钛铁矿的综合品位及作业回收率，结果见表1和表2。 [0073] 对比例3 [0074] 对比例3与实施例1的主要区别是： [0075] 将粗选浮选和精选浮选中的松醇油替换为等质量比例的桉树油； [0076] 具体步骤为： [0077] (1)钛铁矿粗选浮选： [0078] 将原料加入十二烷基磺酸钠80g/t后混合搅拌5min，搅拌温度50℃，混合搅拌后，加入捕收剂350g/t、水玻璃6kg/t、碳酸钠700g/t、硫酸铜450g/t和桉树油50g/t，碳酸钠调节pH为9.2，进行粗选，浮选浓度为35％wt，浮选时间15min，得到合格钛铁矿1及尾矿； [0079] (2)钛铁矿精选浮选： [0080] 尾矿进行精选浮选，加入捕收剂90g/t、水玻璃450g/t、硫酸铜50g/t和桉树油20g/t，自然pH值，浮选质量浓度为35％，浮选时间为15min，得到合格钛铁矿2及独居石，将合格钛铁矿1、合格钛铁矿2合并。 [0081] 原料与实施例1相同，捕收剂的制备与制备例1相同。 [0082] 表1实施例1‑3参数均值表 [0083] [0084] 表2钛铁矿精矿参数表(％) [0085]组别 TiO2品位 TiO2回收率 P品位 P回收率 实施例1 52.3 97.5 0.077 22.8 实施例2 51.9 98.3 0.062 21.1 实施例3 52.7 97.7 0.081 23.5 对比例1 49.4 95.5 0.68 29.4 对比例2 48.9 96.2 0.31 28.5 对比例3 50.0 95.1 0.22 24.7 [0086] 表3独居石参数表(％) [0087] [0088] [0089] 结果显示： [0090] 采用本方案的采用新型捕收剂，通过粗选和精选浮选，目的从原矿充分反应分离两部分品位高的矿石，一部分为含磷低品位高的钛铁矿，另一部分为含磷量高品位提高后的独居石。本浮选工艺把含TiO2平均为49.3％，P品位平均为0.29％的原矿，通过浮选，得到钛铁矿精矿TiO2品位达到平均52.3％，钛铁矿精矿P的品位降低为0.07％，独居石P的品位增加为11.1％，独居石P的回收率到90.0％。且使用粗选和精选浮选工艺结合本发明捕收剂原料，最终提高了钛铁矿精矿的产率，降低了精矿中磷的含量，而且捕收剂成分脂肪酸甲酯，大豆油和甲醇是环境友好的原料。因此，本发明工艺减少了钛铁矿中磷含量的同时提高了独居石品位，实现了钛铁矿资源的高效利用。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈