一种浮选捕收剂及其在低品位锂辉石中的应用 |
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| 申请号 | CN202410073947.9 | 申请日 | 2024-01-18 | 公开(公告)号 | CN117960394A | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 长沙立孚资环科技有限公司; | 发明人 | 吕斐; 陈臣; 高建德; 董艳红; 王永超; 刘洋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种浮选捕收剂及其在低品位锂辉石中的应用，该浮选捕收剂由包含可溶性无机 碱 、 脂肪酸 、羟肟酸、聚 氧 乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物和吐温类 表面活性剂 在内的原料反应得到。本发明的捕收剂分散性好，易于配制，兼具捕收能 力 和选择性，结合本发明所提供的浮选工艺，对低品位锂辉石矿具有很好的选别效果，大幅提高了Li2O的品位和回收率，使得低品质锂辉石得到了利用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种浮选捕收剂，其特征在于：由包含可溶性无机碱、脂肪酸、羟肟酸、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物和吐温类表面活性剂在内的原料反应得到。 |
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| 说明书全文 | 一种浮选捕收剂及其在低品位锂辉石中的应用技术领域[0001] 本发明涉及一种浮选捕收剂及其在低品位锂辉石中的应用，属于矿物浮选技术领域。 背景技术[0002] 锂是一种关键的战略金属，广泛应用于电池技术、合金制备、药物生产、玻璃工业、核工业等领域。随着电动汽车和可再生能源的迅速崛起，市场对锂的需求急剧增加。锂辉石作为自然界主要的提锂矿物之一，急剧增长的市场需求对其开采加工也提出了新的挑战。 [0003] 我国锂辉石资源丰富，但共伴生矿床多，品位相对较低，处理难度较大。此类矿石锂含量低，组成复杂，且有易泥化的特点。浮选是处理该类锂辉石最常用、最有效的方法。但传统的“三碱两皂”(调整剂碳酸钠、氢氧化钠和硫化钠，捕收剂氧化石蜡皂和环烷酸皂)的药剂制度无法满足此类矿石的处理要求，存在选择性差、生产不稳定的弊端。低品位锂辉石矿中杂质种类多，特别是长石、石英、绿泥石、闪石等铝硅酸盐矿物，表面性质与锂辉石的相似，且易泥化，在传统药剂体系下容易上浮，更加暴露出药剂的选择性不足的劣势。最终导致药剂消耗量大、精矿品位和回收率低，极大地限制了低品位锂辉石资源的开发利用。 [0004] 因此，兼顾捕收剂捕收能力的同时提高其选择性，是处理低品位锂辉石矿的关键。开发一种适用于低品位锂辉石浮选的高效捕收剂及浮选工艺，对提高资源利用率，保障国家战略资源储备具有重要意义。 发明内容[0005] 针对低品位锂辉石矿浮选中存在的药剂单耗高、精矿回收率、品位低和生产不稳定等问题，本发明的第一个目的是提供一种浮选捕收剂，该捕收剂分散性好，兼具捕收能力和选择性，不仅可以作为高品质锂辉石原矿的高效捕收剂，而且可以显著提高低品位锂辉石的浮选指标。 [0006] 本发明的第二个目的是在于提供一种浮选捕收剂的应用，将其应用于低品位锂辉石的浮选过程，省去了脱泥处理，可以在大大简化浮选流程的基础上保证锂辉石的品位和回收率等浮选指标。 [0008] 本发明的捕收剂以脂肪酸为主要成分，脂肪酸被可溶性无机碱部分皂化后得到脂肪酸与脂肪酸钠的混合物，在浮选中可以保证锂辉石的回收率。同时，该捕收剂的关键在于除包括特定含量的可溶性无机碱和脂肪酸外，还加入了羟肟酸、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物和吐温类表面活性剂。羟肟酸作为辅助捕收剂，其能与金属离子螯合生成稳定的螯合物，且这种螯合作用具有高效选择性，可以弥补脂肪酸选择性差的不足；聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物是一类非离子表面活性剂，具有很好的消泡能力；吐温类表面活性剂的作用则是将捕收剂中各组分充分乳化分散，形成均一态，增强捕收剂的稳定性。而低品位锂辉石一般具有含泥量大的特点，现有技术中通常需要经过脱泥处理，使用本发明提供的浮选捕收剂，在不通过脱泥处理的情况下，可抑制细粒级矿泥的无差别性上浮，改善浮选泡沫黏、流动性差的现象，提高浮选效率与工艺稳定性。吐温类表面活性剂可以调整药剂泡沫结构，提高药剂分散性。综上，脂肪酸类组分可以提高浮选回收率，羟肟酸类组分用于调整精矿品位，聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物调整泡沫状态，吐温提高捕收剂稳定性，各组分之间的皂化、起泡、消泡和乳化等协同作用，使得捕收剂具有良好的捕收能力和选择性。 [0009] 作为一种优选的方案，所述浮选捕收剂由以下质量份原料反应得到：可溶性无机碱7～30份，脂肪酸50～70份，羟肟酸5～15份，聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物2～10份，吐温类表面活性剂5～20份，水60～100份。浮选捕收剂中的脂肪酸、羟肟酸、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物和吐温类表面活性剂等组分的比例偏高或偏低会通过不同的方式影响捕收剂的捕收效果。 [0010] 作为一种优选的方案，所述可溶性无机碱为常用的可溶性无机碱，如氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钾。 [0011] 作为一种优选的方案，所述脂肪酸包括碳链长度大于12的长链脂肪酸中的至少一种，以上述脂肪酸为主的工业产品也可以用于本发明。进一步优选为油酸和/或大豆油酸。 [0012] 作为一种优选的方案，所述羟肟酸为碳链长度为大于4的烷基羟肟酸、水杨羟肟酸、苯甲羟肟酸、萘甲羟肟酸和酰胺基羟肟酸中的至少一种。进一步优选羟肟酸为C7～C9的烷基羟肟酸和苯甲羟肟酸中的至少一种。 [0013] 作为一种优选的方案，所述聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物为Pluronic系列L31、L35、L42、L43、L44、L45、L61、L62、L63、L64、P65、P84、F38和F68中的至少一种。所述聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物的分子式为HO(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)cH。作为进一步的优选，聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物为L61和L64。 [0014] 作为一种优选的方案，所述吐温类表面活性剂选自吐温20、吐温21、吐温40、吐温60、吐温61、吐温80、吐温81和吐温85中的至少一种，或者以上述物质为主要成分的工业产品。本发明所选用的吐温类表面活性剂均能有效调整药剂泡沫结构，提高药剂分散性。进一步的优选，吐温类表面活性剂为吐温80。 [0015] 作为一种优选的方案，所述的浮选捕收剂的制备方法是将包含可溶性无机碱、脂肪酸、羟肟酸、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物和吐温类表面活性剂在内的原料在溶液中反应，即得。 [0016] 作为一种优选的方案，所述浮选捕收剂的制备方法包括以下步骤： [0017] 1)将可溶性无机碱溶解至适量水中，配制成溶液A； [0018] 2)将脂肪酸缓慢加入溶液A中，并加热搅拌，配制成溶液B； [0019] 3)将羟肟酸、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物和吐温类表面活性剂加入溶液B中，并持续加热搅拌，直至反应完全，形成均一溶液即得浮选捕收剂。 [0021] 本发明还提供了一种浮选捕收剂的应用，将其应用于低品位锂辉石浮选。 [0022] 作为一种优选的方案，所述低品位锂辉石浮选的过程为将锂辉石矿原矿依次进行破碎、磨矿和调浆处理后，加入含金属离子的活化剂进行活化，得到活化后的矿浆；所述活化后的矿浆加入所述低品位锂辉石浮选捕收剂进行充气浮选，即得锂辉石精矿和锂辉石尾矿。 [0023] 本发明通过将浮选捕收剂和特定的浮选工艺相结合，可以在使用少量捕收剂的情况下，实现低品位锂辉石浮选的品位提升的同时保持高回收率。 [0024] 作为一种优选的方案，所述锂辉石矿原破碎的粒度为‑3mm。 [0025] 作为一种优选的方案，所述磨矿的过程中加入碳酸钠。本发明中通过加入适量的碳酸钠的目的是调整矿浆的pH以强化药剂对于锂辉石的擦洗作用，增大锂辉石与杂质矿物颗粒表面的电斥力，增强矿物颗粒间的分离效果。本发明中加入碳酸钠的用量范围为1～3kg/t。 [0026] 作为一种优选的方案，所述磨矿细度为‑0.074mm含量为55～75％。 [0027] 作为一种优选的方案，所述调浆处理的条件为：pH为8～11，矿浆浓度为30～50％。本发明用于调节矿浆的pH的试剂为碳酸钠和氢氧化钠，进一步优选，pH为9～10，矿浆浓度为35～45％。作为一种优选的方案，所述含金属离子的活化剂以钙离子和镁离子为代表，根据选矿用水硬度和矿石性质不同其用量为0～1000g/t不等。在锂辉石矿物的浮选过程中，加入的金属离子活化剂会在锂辉石表面引入金属阳离子，这些阳离子可以与锂辉石矿物表面的负电荷发生反应，改变矿物表面的电荷状态，使浮选剂更容易吸附在矿物表面上，同时这些阳离子还可以促进矿物表面的亲油性，减少亲水性，这种润湿性的改变有助于矿物颗粒与浮选剂之间的相互作用，使矿物颗粒更容易被捕集剂捕获，并在浮选过程中随泡沫排出。进一步优选活化剂为氯化钙和/或氯化镁，其用量为100～500g/t。 [0028] 作为一种优选的方案，所述充气浮选包括一次粗选、至少一次精选和至少一次扫选。 [0029] 作为一种优选的方案，所述粗选过程捕收剂用量为600～1000g/t；所述精选过程不添加捕收剂；所述扫选过程捕收剂用量为150～600g/t。进一步优选，粗选过程捕收剂用量为600～800g/t，扫选过程捕收剂用量为300～500g/t。本发明的浮选过程中的捕收剂用量较低，可以在保证锂辉石的品位和回收率的基础上，大大节约生产成本。 [0030] 相对现有技术，本发明具有如下有益效果： [0031] 1)本发明提供的浮选捕收剂捕收能力强，选择性好，通过可溶性无机碱对于脂肪酸类组分的皂化作用提高脂肪酸的反应活性，配合羟肟酸的螯合作用、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物的泡沫调整作用以及吐温类表面活性剂的乳化作用，在不经过脱泥处理的情况下，显著提高低品位锂辉石浮选精矿的品位和回收率，以及生产稳定性。 [0032] 2)通过采用本发明的浮选捕收剂和浮选工艺相结合，在原矿入选Li2O品位为0.6～1.0％时，锂辉石精矿品位可以达到4.8～5.8％，回收率为70～85％；原矿入选Li2O品位为1.0～1.8％时，锂辉石精矿Li2O品位可达5.8～6.6％，回收率达到85～95％。该药剂及工艺不仅大大降低锂辉石矿的药剂用量，而且能够提高浮选效率。附图说明 [0033] 图1为本发明的浮选工艺的工艺流程图。 具体实施方式[0034] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明内容做进一步的说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。在不脱离本发明的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等作出其他的替换、修改、变化和删减。所有这样的修改都应当被包括在本发明的范围内。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。 [0035] 下面参照具体实施例，对本发明进行说明。 [0036] 实施例1 [0037] 将17g碳酸钠加至90g水中，充分搅拌，直至完全溶解，向得到的碳酸钠溶液中加入50g油酸，在90℃温度下加热搅拌使其完全反应，然后再加入10gC7～C9烷基羟肟酸、3g Pluronic L61和10g吐温80，继续加热搅拌得到均一溶液，即为低品位锂辉石浮选捕收剂，使用时将其稀释至特定浓度即可。 [0038] 实施例2 [0039] 将7g氢氧化钠加至90g水中，充分搅拌，直至完全溶解，向得到的氢氧化钠溶液中加入65g大豆油酸，在90℃温度下加热搅拌使其完全反应，再依次加入9g苯甲羟肟酸、3g Pluronic L64和6g吐温80，继续加热搅拌使其混合均匀，得到的均一溶液即为低品位锂辉石浮选捕收剂，将其稀释至特定浓度即可使用。 [0040] 应用实施例1 [0041] 锂辉石矿取自四川业隆沟矿区，原矿中Li2O含量为0.96％。 [0042] 将锂辉石原矿磨至‑0.074mm含量为62％，加入碳酸钠调整矿浆pH至9.5，按图1所示浮选流程进行实验，捕收剂为实施例1所得捕收剂，粗选氯化钙活化剂用量250g/t，捕收剂700g/t，扫选I氯化钙用量100g/t，捕收剂300g/t，扫选II捕收剂150g/t，浮选指标如表1所示。针对原矿Li2O含量为0.96％的业隆沟锂辉石，采用本发明的捕收剂药剂与浮选工艺可获得锂辉石精矿Li2O品位为5.26％，回收率为83.24％。 [0043] 表1业隆沟锂辉石矿新型捕收剂浮选指标 [0044] [0045] 应用对比例1 [0046] 原料及流程均与实验例1相同，仅以其他组合药剂替代新型低品位锂辉石浮选捕收剂，同时均加入了与实施例1相同用量的碳酸钠进行皂化，实验结果如表2所示。 [0047] 表2业隆沟锂辉石矿浮选指标 [0048] [0049] [0050] 注：表2中羟肟酸为C7～C9烷基羟肟酸 [0051] 对比表1和表2结果可知，捕收剂中任一组分均不可或缺，在一定用量范围内羟肟酸对锂辉石回收率和品位的提升均具有积极作用。Pluronic L61和吐温80 对捕收剂浮选泡沫状态影响较大，可显著影响浮选指标，当加入Pluronic L61后，浮选泡沫脆性增强，浮选精矿品位高，但产率小，回收率低。吐温80对稳定泡沫、提高捕收剂的分散性和稳定性均有积极影响。 [0052] 应用实验例2 [0053] 实验锂辉石原矿取自新疆，原矿中Li2O含量为0.73％。 [0054] 实验流程如图1所示，锂辉石原矿磨矿细度‑0.074mm含量为70％，矿浆pH至9.8，捕收剂为实施例2所得捕收剂。粗选氯化钙用量400g/t，捕收剂800g/t，扫选I氯化钙用量200g/t，捕收剂300g/t，扫选I捕收剂150g/t，浮选指标如表2所示。 [0055] 针对原矿Li2O含量为0.73％的新疆锂辉石，采用本发明的药剂与工艺可获得锂辉石精矿Li2O品位为4.83％，回收率为77.07％。 [0056] 表3新疆锂辉石矿新型捕收剂浮选指标 [0057] [0058] 应用对比例2 [0059] 原料及流程均与实验例2相同，仅以其他组合药剂替代新型低品位锂辉石浮选捕收剂，同时均加入了与实施例2相同用量的氢氧化钠进行皂化，实验结果如表4所示。 [0060] 表4新疆锂辉石矿浮选指标 [0061] [0062] 注：表4中羟肟酸为苯甲羟肟酸 [0063] 对比表3和表4结果可知，捕收剂中任一组分缺少均会不同程度降低锂辉石浮选的回收率、品位及产率。 |
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