CN101234367B - 一种菱铁矿浮选捕收剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种菱铁矿浮选捕收剂及其制备方法，以十二胺，混合胺，醚胺，环烷酸，硫酸，盐酸，苛性钠为原料，经配料及制备后得到一种复合捕收剂。用该捕收剂对菱铁矿浮选捕收，不仅能提高菱铁矿精矿品位，而且可以提高铁的回收率在80％以上，对以菱铁矿为主的复杂多金属矿也具有较好的捕收性能。其选择性好、受矿浆中其它离子干扰小、捕收性能强、实现菱铁矿在浮选时与其它矿石的有效分离；该捕收剂有一定起泡性能，可以降低在浮选工艺中常用的2^#油的用量，可以降低一部分选矿成本，相应的经济效益有所提高。

Description

一种菱铁矿浮选捕收剂及其制备方法 

一、技术领域

本发明涉及矿物加工工程领域用于选矿的药剂制备方法，特别是一种浮选菱铁矿的高效捕收剂及其制备方法。 

二、背景技术

目前，对于菱铁矿的捕收剂种类比较少，菱铁矿的浮选一直以来都采用氧化矿类型捕收剂进行浮选。铁矿捕收剂一般分为两类：阴离子捕收剂和阳离子捕收剂两大类，铁矿阴离子捕收剂的种类很多，按亲固基的组成和结构可分为以下几种：羧酸及其皂-RCOOH(Na、K)，又称脂肪酸(皂)，最常用的有油酸及其皂油酸钠；烃基磺酸盐-RSOH(Na、K)，如石油磺酸钠，是以石油副产品为原料经过磺化、皂化后得到的。烃基硫酸盐-SO₄H(Na、K)，不饱和脂肪酸和浓硫酸作用，然后用NaOH皂化后所得产物称硫酸化皂，硫酸化皂的特点是有两个极性基：-COO-和-OSO，它既有脂肪酸的捕收能力又有耐硬水和选择性好的特点。当采用阴离子捕收剂时，对于大多数硅酸盐矿物而言，需要高价金属阳离子活化，未被活化的硅酸盐不能被有机酸及其皂浮选，经活化后表面吸附Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺等金属离子才能被有机酸浮选，铁矿多用氧化钙作活化剂。 

中钢集团马鞍山矿山研究院研发的一系列铁矿石浮选药剂，如：SH-37、MZ-28、MH-80系列铁矿石反浮药剂及石油磺酸盐类两性铁矿石正浮药剂，已在国内相关选厂应用，均取得了较好的效果。李志彬等人对以石油磺酸钙为主的磺酸盐类型新药剂M203捕收剂处理东鞍山高亚铁贫赤铁矿石的工业试验作了研究。工业试验结果表明，在人选平均品位31.80％、含亚铁4.03％的条件下，与原氧化石腊皂和塔尔油混合药剂的选别指标对比，回收率提高13.32％。任建伟等人对新型阳离子浮选药剂CS系列进行了铁矿反浮脱硅的试验研究，结果表明：在pH＝6～12的范围内，新型药剂CS和组合药剂(CS：CS＝2)的捕收能力与十二胺相当，但选择性更好。新型组合药剂在获得与十二胺相近的铁品位前提下，铁回收率提高8.32％，同时对硬水有较好的适应性。上官正明等人对SH-A新型高效铁矿石浮选药剂作了研究。SH-A捕收剂为一种磺酸金属盐和助剂的调和物，可自接用于不脱泥碱性正浮选流程。用该捕收剂对普通赤铁矿、高亚铁难选矿选矿进行了试验， 试验表明：该药剂选别普通赤铁矿、高亚铁难选矿分别获得了铁精矿品位65.8％和62.33％、回收率78.06％和80.48％的良好指标。有人通过人工混合矿浮选分离试验，提出了采用OP-15作为捕收剂，Na₂SiO₃作为抑制剂分离菱锰矿和菱铁矿矿的药剂制度，探讨了矿物-抑制剂-捕收剂体系中OP-15选择性地捕收菱锰矿和菱铁矿也取得了一定成果。 

我国菱铁矿资源比较丰富，但存在含杂高，用物理的选矿方法很难提高菱铁矿精矿品位，用浮选的工艺都存在浮选药剂受矿浆离子的干扰严重，导致选矿指标不理想，相应的延误了对菱铁矿的开发利用。我国的菱铁矿矿石中往往伴生有磁铁矿、赤铁矿和褐铁矿，用常规的捕收剂很难得到理想的选矿指标，到目前为止仍没有一种应用较为广泛的捕收剂能对菱铁矿进行专门捕收，常用的是碳酸盐类捕收剂，常规的菱铁矿捕收剂主要是有机酸及皂：氧化石蜡皂、氧化煤油、石油磺酸盐、塔尔油、环烷酸(C_nH_2n-1COOH)、烃基黄酸盐(RSO₃Na，R为烃基，如烷基、芳基或环烷基)、烃基硫酸盐(ROSO₃Na，也称烃基硫酸脂)。常规捕收剂的缺点主要表现在以下几个方面： 

(1)对矿浆温度比较敏感，尤其温度过低捕收性能急剧下降，矿浆温度一般在18～25℃比较合适。 

(2)容易将矿石中的非目的矿物带入浮选精矿中，导致精矿产品质量下降。 

(3)矿浆的pH值对其捕收性能的影响比较大。 

(4)精矿产品的品位较难提高，所得菱铁矿精矿含TFe在30～33％。 

(5)精矿回收率比较低一般在50～60％。 

(6)浮选泡沫比较多，容易产生“跑槽”现象，精矿消泡困难，过滤脱水的难度均提高，操作起来难度较大，很难得以实际的运用。 

三、发明内容

针对公知浮选菱铁矿捕收剂存在的缺陷，本发明提供一种菱铁矿浮选捕收剂及其制备方法，其选择性好、受矿浆中其它离子干扰小、捕收性能强、有一定的起泡性能的菱铁矿浮选选择性捕收剂。它不仅能提高菱铁矿精矿品位，而且可以提高铁的回收率在80％以上，对以菱铁矿为主的复杂多金属矿也能进行较好的捕收，实现菱铁矿在浮选时与其它矿石的有效分离。该捕收剂有一定起泡性能，可 以降低在浮选工艺中常用的2^#油的用量，可以降低一部分选矿成本，相应的经济效益有所提高。 

本发明提供的捕收剂，特别适用于菱铁矿的浮选，对褐铁矿、赤铁矿也有一定捕收作用，但对磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、砷黄铁矿的捕收性能很弱。菱铁矿矿石一般伴生有褐铁矿、赤铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、磷灰石等，采用该捕收剂进行浮选，可以大大提高精矿品位和回收率。 

本发明按以下配方及配制方法来实现：本发明的药剂是一种复合药剂，由四种有机物(命名为S)和三种无机物(命名为P)按照一定的比例配制并按附图1所示的工艺流程制备而成的捕收剂(命名为SP)，针对不同类型的菱铁矿矿石可以调整两种有机物的配比得系列菱铁矿浮选药剂，达到最佳的选矿指标。 

原料：十二胺{CH₃-(CH₂)₁₀-CH₂NH₂}代号为S₁，混合胺{R-NH₂}其中R为C_12～20的烷基，代号为S₂，醚胺{R-O-CH₂CH₂CH₂NH₂}其中R为C_10～16的烷基，代号为S₃，环烷酸{C_nH_2n-1COOH}代号为S₄，硫酸{H₂SO₄}，代号为，P₁，盐酸{HCl}，代号为P₂，苛性钠{NaOH}，代号为P₃； 

重量配比为： 

S＝十二胺(S₁)∶混合胺(S₂)∶盐酸(P₂)＝(20～40)∶(20～40)∶(80～20) 

P＝醚胺(S₃)∶环烷酸(S₄)∶苛性钠(P₃)∶硫酸(P₁)＝(10～30)∶(20～50)∶(10～20)∶(60～10) 

SP＝S∶P＝(10～80)∶(90～20)； 

所述的十二胺(固体)纯度≥96％，混合胺(固体)纯度≥95％，盐酸重量百分浓度≥35％；硫酸重量百分浓度≥95％，苛性钠(固体)纯度≥96％，醚胺(液体)纯度≥98％，环烷酸(液体)纯度≥98％。 

配制方法：上述原料按照图1的工艺流程进行配制。 

S的配制方法：按照重量配比比例先将盐酸P₂平分成两份，将其中一份与十二胺S₁搅拌混匀并陈化20min，另一份与混合胺S₂搅拌混匀并陈化20min，再将两者混匀搅拌5min在常温常压下静置陈化20min； 

P的配制方法：按照重量配比先将醚胺S₃和环烷酸S₄混匀静置并陈化5min，得混合物，再将混合物与苛性钠P₃混合后与硫酸P₁混匀，同时搅拌10min； 

SP的配制方法：按照重量配比将制好的S和P相加，搅拌混匀，静置20min后待药剂温度降低至室温即得捕收剂产品。 

与现有浮选菱铁矿药剂相比较，本发明提供的药剂具有以下优点： 

1)选择性捕收性能强，浮选时间短，浮选泡沫丰富而不粘，泡沫细小而脆，有利于提高精矿品位，提高回收率。 

2)使用较宽的pH范围，操作性更强，对浮选设备要求不高，可以大大降低或者降低一部分调整剂的用量，有利于整个工艺的进行。 

3)药剂种类少，可以减少加药点，有利于工艺的操作，简化加药流程。 

4)经济效益显著，选矿指标稳定，与目前菱铁矿捕收剂相比较，可以将铁品位提高5％以上，铁回收率提高10％以上。 

5)药剂所需要的原料来源渠道方便，可以充分满足实际生产的需要 

四、附图说明：图1是本发明配制工艺流程图。 

五、具体实施方式：结合实施例对本发明作进一步的描述： 

实施例一：浮选云南安宁地区某镁锰类型菱铁矿{分为低铜低硫镁锰(Cu≤0.1％，S≤0.1％)和高铜高硫(Cu≥0.2％，S≥1.96％)两种镁锰菱铁矿}， 

原料配比为：S配制比例S₁＝30 S₂＝30 P₂＝40；P配制比例S₃＝20 S₄＝30P₁＝10 P₃＝40；SP配制比例S＝60 P＝40时，按上述方法制备得SP捕收剂。用该捕收剂替代现有药剂制度，其试验结果见表1～2。 

表1低铜低硫类型镁锰菱铁矿选矿指标对比 

表2高铜高硫类型镁锰菱铁矿选矿指标对比 

实施例二：浮选云南化念菱铁矿，原矿含TFe 30.13％，含磷0.682％。 

原料配比为：S配制比例S₁＝20 S₂＝40 P₂＝40；P配制比例S₃＝20 S₄＝30P₁＝20 P₃＝30；SP配制比例S＝90 P＝10时，按上述方法制备得SP捕收剂。 

用该捕收剂浮选云南化念菱铁矿，传统捕收剂与SP捕收剂选矿指标对比结果见表3。 

                    表3化念高磷菱铁矿选矿指标对比 

实施例三：浮选陕西某地菱铁矿，原矿含TFe 27.18％，含S 1.23％。 

原料配比为：S配制比例S₁＝30 S₂＝30 P₂＝40；P配制比例S₃＝20 S₄＝30P₁＝10 P₃＝40；SP配制比例S＝60 P＝40时，按上述方法制备得SP捕收剂。 

用该捕收剂浮选陕西某地菱铁矿，传统捕收剂与SP捕收剂选矿指标对比结 果见表4。 

                    表4陕西某地菱铁矿选矿指标对比 

实施例四： 

试验试样来自云南某地区，该菱铁矿含TFe30.00％，含硫2.00％，含磷0.80％，原料配比为：S配制比例S₁＝35 S₂＝35 P₂＝30；P配制比例S₃＝30 S₄＝25P₁＝15 P₃＝30；SP配制比例S＝65 P＝35时，按上述方法制备得SP捕收剂。传统捕收剂与SP捕收剂选矿指标对比结果见表5。 

            表1低铜低硫类型镁锰菱铁矿选矿指标对比 

Claims (2)

1.一种菱铁矿浮选捕收剂，其特征在于：捕收剂原料及配方为

原料：十二胺代号为S₁，混合胺代号为S₂，醚胺代号为S₃，环烷酸{C_nH_2n-1COOH}代号为S₄，硫酸代号为P₁，盐酸代号为P₂，苛性钠代号为P₃，

重量配比为

S＝十二胺S₁∶混合胺S₂∶盐酸P₂＝30∶30∶40，或20∶40∶40，所述混合胺为{R-NH₂}其中R为C_12～20的烷基，

P＝醚胺S₃∶环烷酸S₄∶苛性钠P₃∶硫酸P₁＝10～30∶20～50∶10～20∶60～10，

SP＝S∶P＝10～80∶90～20，

所述的十二胺纯度≥96％，混合胺纯度≥95％，盐酸重量百分浓度≥35％，硫酸重量百分浓度≥95％，苛性钠纯度≥96％，醚胺纯度≥98％，环烷酸纯度≥98％。

2.根据权利要求1所述的一种菱铁矿浮选捕收剂的制备方法，其特征在于：按以下步骤完成，

S的配制方法：按照重量配比比例先将盐酸P₂平分成两份，将其中一份与十二胺S₁搅拌混匀并陈化20min，另一份与混合胺S₂搅拌混匀并陈化20min，再将两者混匀搅拌5min在常温常压下静置陈化20min后即可；

P的配制方法：按照重量配比先将醚胺S₃和环烷酸S₄混匀静置陈化5min，得混合物，再将混合物与苛性钠P₃混合后与硫酸P₁混匀，同时搅拌混匀静置陈化10min；

SP的配制方法：按照重量配比将S和P相加搅拌混匀，静置20min后待温度降低至室温即得捕收剂产品。

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