CN102009001A - 含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺 - Google Patents

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一种含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，其特征在于：在含原生矿泥胶磷矿进行反浮选脱镁后的矿浆中加入调整剂氢氧化钠或碳酸钠使矿浆的pH＝9.5～10.5后，再加入分散剂水玻璃或者为碱金属的磷酸盐、絮凝剂阴离子淀粉、捕收剂烷基醚丙胺或烷基丙二胺进行粗选，粗选槽内为精矿；粗选泡沫加入捕收剂后，进行精选，精选泡沫作为尾矿，精选槽内作为中矿返回粗选或与粗选槽内精矿合并成混合磷精矿；所述浮选机叶轮转速为1900～2400转/分。本发明工艺通过调节矿浆的pH，并加入各药剂，根据各药剂对矿物表面作用力的大小，达到选择性絮凝抑制胶磷矿，使石英类硅质脉石实现反浮选分离，并通过调节浮选机叶轮转速，达到最佳的分离效果。

Description

含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺 
技术领域
本发明涉及一种胶磷矿的反浮选工艺，特别是一种胶磷矿选择性絮凝反浮选脱硅工艺。 
背景技术
我国磷矿资源以成矿年代古老、含P2O5中低品位、硅钙质难选沉积磷块岩矿石为主体。浮选此类型的磷矿石，不仅要求除去碳酸盐脉石矿物(主要是白云石)，而且要求排出部分硅质脉石矿物(主要是石英、玉髓、长石类)。 
在磷矿浮选技术中，脱硅可分正浮选脱硅和反浮选脱硅。正浮选脱硅是在弱碱性条件下，用脂肪酸类等阴离子捕收剂将磷酸盐矿物和碳酸盐矿物(可浮性好于磷酸盐矿物)浮出，将硅质脉石矿物留在矿浆内而达到分离的目的。反浮选脱硅是将硅质脉石矿物用胺类阳离子捕收剂作为泡沫浮出，将磷酸盐矿物留在矿浆内而达到分离的目的。正浮选脱硅的主要缺点是：浮选精矿上浮量太大，占原矿80％以上，且脂肪酸类等阴离子捕收剂受温度影响大，温度低，捕收剂大。反浮选脱硅，符合“少浮多抑”浮选原则，可以在常温下实现，分选效率高。磷矿反浮选脱硅是磷矿浮选发展的方向。 
磷矿反浮选脱硅是在反浮选脱镁后的矿桨中进行，和反浮选脱镁组成双反浮选流程。矿石磨细后，在弱酸性条件下(pH＝5～6)，用脂肪酸皂类捕收剂浮出白云石等碳酸盐矿物，槽内矿浆中加入有机胺类阳离子捕收剂浮出石英、玉髓等硅质矿物，最终获得优质磷精矿。 
在磷矿反浮选选脱硅中，胺类阳离子捕收剂对矿泥敏感，常会产生大量粘性泡沫，导致浮选过程难以正常进行。矿泥可分两种：一是原生矿泥，主要是矿中的各种泥质矿物，如高岭土、绢云母、绿泥石、碳质页岩、粘土等 等；二是次生矿泥，它们是在破碎、磨矿、运输、搅拌等过程中形成的。原生矿泥对磷矿反浮选脱硅影响更大。 
磷矿反浮选脱镁后，在反浮选脱硅段，对于矿泥对浮选过程的影响，目前采用的方法有：(1)机械脱泥。工艺流程复杂，磷矿物损失大，矿泥处理困难。(2)加入消泡剂。消泡起泡难平衡，药剂耗量大，成本大，且对原生矿泥效果差。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种工艺更为合理、能有效避免矿泥尤其是原生矿泥对浮选过程的影响的含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺。 
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。一种含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，其特点是：在含原生矿泥胶磷矿进行反浮选脱镁后的矿浆中加入调整剂使矿浆的pH＝9.5～10.5后，再加入分散剂、絮凝剂、捕收剂进行粗选，粗选槽内为精矿；粗选泡沫加入捕收剂后，进行精选，精选泡沫作为尾矿，精选槽内作为中矿返回粗选或与粗选槽内精矿合并成混合磷精矿；所述调整剂为氢氧化钠或碳酸钠；所述分散剂为水玻璃，用量为1.0～3.0kg/t原矿，或者为碱金属的磷酸盐，用量为150～750g/t原矿；所述絮凝剂为阴离子淀粉，用量为200～1000g/t原矿；所述捕收剂为烷基醚丙胺或烷基丙二胺，粗选用量为200～600g/t原矿，精选用量不高于50g/t原矿；所述浮选机叶轮转速为1900～2400转/分。 
以上所述的含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺方案中，优选的技术特征是： 
1、在反浮选脱镁后的矿浆中加入调整剂使矿浆的pH＝9.9～10.1后，再加入分散剂、絮凝剂、捕收剂进行粗选。 
2、所述的碱金属的磷酸盐优选为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或者焦磷酸钠。 
3、所述水玻璃的用量为1.8～2.2kg/t原矿；所述的碱金属的磷酸盐的用量为400～500g/t原矿。 
4、所述阴离子淀粉的用量为580～620g/t原矿。 
5、所述捕收剂的粗选用量为350～450g/t原矿，精选用量为10～30g/t原矿。 
6、所述浮选机叶轮转速为2100～2200转/分。 
本发明所述的选择性絮凝浮选工艺是在含有两种或多种矿物组分的悬浮液中加入絮凝剂，由于各种矿物组分对絮凝剂的作用力不同，絮凝剂将选择性地吸附于某种矿物组分的粒子表面，促使其絮凝，其余矿物组分仍保持稳定的分散状态，通过浮选使其上浮分离。 
选择性絮凝浮选工艺须考虑矿物的表面电化学性质及物理性质、水介质的pH、絮凝剂和浮选捕收剂的功能团及其性质、电解质的种类和浓度等因素。 
本发明工艺中所述的含原生矿泥胶磷矿进行反浮选脱镁工艺可以为现有技术中公开的常规的脱镁工艺，下面结合磷矿反浮选脱镁后的两种主要矿物：胶磷矿Ca10(C，PO4)6(F，OH)2和石英SiO2，分析本发明工艺的作用机理如下： 
(1)胶磷矿表面的定位离子是Ca2+，配衡离子是PO4 2-和OH-，pHPZC(零电点)＝4～7。石英表面定位离子是H+或OH-，配衡离子是OH-或H+，pHPZC＝1.2～3.7。在pH＝9.5～10.5时，石英表面荷大量负电，胶磷矿表面也荷负电，有利于矿物之间的分散，加入水玻璃或碱金属的磷酸盐分散剂后，可使两矿物充分分散，为下一步选择性絮凝创造条件。 
(2)淀粉(C6H10O5)是一种多羟基(在2、3、6位)杂环类化合物，在6位上羟基和氯乙酸醚化后生成阴离子淀粉。阴离子淀粉在pH＝9.5～10.5时，将充分的电离，电离后的羧酸极性基团在胶磷矿表面的活性区吸附，并与表面的Ca2+产生共价键合作用，在表面生成难溶的羧酸钙类化合物，使胶磷矿絮凝。阴离子淀粉2和3位上羟基亲水，使胶磷矿也受到抑制。阴离子淀粉对荷大量负电的石英作用力很弱，使其保持分散。 
(3)烷基醚丙胺或烷基丙二胺捕收剂，在矿浆中电离如下： 
RNH2(L)+H2O→RNH3 ++OH-              (1-1) 
由化学平衡可得： 
lg[RNH3 +]-lg[RNH2(L)]＝14-pKb-pH    (1-2) 
式中Kb为解离常数。 
在25℃时大多数第一胺的解离常数Kb接近4×10-4，在pH＝9.5～10.5时，式(1-2)右端约等于0，即[RNH3 +]约等于[RNH2(L)]。胺类捕收剂将形成稳定的胺分子-胺离子络合物，在荷负电的石英表面吸附量达最大值，浮选效果最好。虽然胺类捕收剂可能通过静电引力和分子键力(范德华力)对荷负电的胶磷矿产生吸附，但这种键合能较弱(一般只有21kJ/mol)小于阴离子淀粉与胶磷矿表面的化学键合能(一般大于84kJ/mol)。 
本发明工艺是通过调节矿浆的pH，并加入分散剂、絮凝剂、捕收剂后，根据各药剂对矿物表面作用力的大小，达到选择性絮凝抑制胶磷矿，使石英类硅质脉石实现反浮选分离，并通过调节浮选机叶轮转速，达到最佳的分离效果。转速太大会导致絮凝团因机械作用力而破坏，转速太小会导致絮凝团不能悬浮，均不能达到最佳的分离效果。磷矿中的原生矿泥和胶磷矿一起形成絮凝团，避免了对反浮选脱硅工艺的影响。本发明工艺能有效避免矿泥对反浮选脱硅的不利影响，且对原生矿泥有较好的适应性。 
附图说明
图1是本发明的一种工艺流程图。 
图2是本发明的另一种的工艺流程图。 
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。 
实施例1。参照图1。一种含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，在含原生矿泥胶磷矿进行反浮选脱镁后的矿浆中加入调整剂使矿浆的pH＝9.5后，再加入分散剂、絮凝剂、捕收剂进行粗选，粗选槽内为精矿；粗选泡沫加入捕收剂后，进行精选，精选泡沫作为尾矿，精选槽内作为中矿返回粗选； 所述调整剂为氢氧化钠或碳酸钠；所述分散剂为水玻璃，用量为1.0kg/t原矿，或者为碱金属的磷酸盐，用量为150g/t原矿；所述絮凝剂为阴离子淀粉，用量为200g/t原矿；所述捕收剂为烷基醚丙胺或烷基丙二胺，粗选用量为200g/t原矿，精选用量为5g/t原矿；所述浮选机叶轮转速为1900转/分。 
所述的反浮选脱镁也可以采用以下工艺：含原生矿泥胶磷矿经磨到浮选要求的粒度后，加入反浮选脱镁调整剂和捕收剂，进行镁粗选作业，镁粗选槽内为脱镁粗精矿；镁粗选泡沫加入调整剂后，进行镁再选作业，镁再选槽内为脱镁中矿，镁再选泡沫为碳酸盐尾矿；脱镁调整剂可以为硫酸或磷酸，脱镁捕收剂可以为烷基脂肪酸的皂化物； 
实施例2。参照图2。一种含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，在含原生矿泥胶磷矿进行反浮选脱镁后的矿浆中加入调整剂使矿浆的pH＝10.5后，再加入分散剂、絮凝剂、捕收剂进行粗选，粗选槽内为精矿；粗选泡沫加入捕收剂后，进行精选，精选泡沫作为尾矿，精选槽内作为中矿与粗选槽内精矿合并成混合磷精矿；所述调整剂为氢氧化钠或碳酸钠；所述分散剂为水玻璃，用量为3.0kg/t原矿，或者为碱金属的磷酸盐，用量为750g/t原矿；所述絮凝剂为阴离子淀粉，用量为1000g/t原矿；所述捕收剂为烷基醚丙胺或烷基丙二胺，粗选用量为600g/t原矿，精选用量为50g/t原矿；所述浮选机叶轮转速为2400转/分。 
实施例3。参照图1。一种含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，在含原生矿泥胶磷矿进行反浮选脱镁后的矿浆中加入调整剂使矿浆的pH＝9.9后，再加入分散剂、絮凝剂、捕收剂进行粗选，粗选槽内为精矿；粗选泡沫加入捕收剂后，进行精选，精选泡沫作为尾矿，精选槽内作为中矿返回粗选；所述调整剂为氢氧化钠或碳酸钠；所述分散剂为水玻璃，用量为1.8kg/t原矿，或者为碱金属的磷酸盐，用量为400g/t原矿；所述絮凝剂为阴离子淀粉，用量为580g/t原矿；所述捕收剂为烷基醚丙胺或烷基丙二胺，粗选用量为350g/t原矿，精选用量为10g/t原矿；所述浮选机叶轮转速为2100转/分。 
实施例4。参照图2。一种含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺， 在含原生矿泥胶磷矿进行反浮选脱镁后的矿浆中加入调整剂使矿浆的pH＝10.1后，再加入分散剂、絮凝剂、捕收剂进行粗选，粗选槽内为精矿；粗选泡沫加入捕收剂后，进行精选，精选泡沫作为尾矿，精选槽内作为中矿与粗选槽内精矿合并成混合磷精矿；所述调整剂为氢氧化钠或碳酸钠；所述分散剂为水玻璃，用量为2.2kg/t原矿，或者为碱金属的磷酸盐，用量为500g/t原矿；所述絮凝剂为阴离子淀粉，用量为620g/t原矿；所述捕收剂为烷基醚丙胺或烷基丙二胺，粗选用量为450g/t原矿，精选用量为30g/t原矿；所述浮选机叶轮转速为2200转/分。 
实施例5。参照图1-2。一种含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，在含原生矿泥胶磷矿进行反浮选脱镁后的矿浆中加入调整剂使矿浆的pH＝10后，再加入分散剂、絮凝剂、捕收剂进行粗选，粗选槽内为精矿；粗选泡沫加入捕收剂后，进行精选，精选泡沫作为尾矿，精选槽内作为中矿返回粗选或与粗选槽内精矿合并成混合磷精矿；所述调整剂为氢氧化钠或碳酸钠；所述分散剂为水玻璃，用量为2.0kg/t原矿，或者为碱金属的磷酸盐，用量为450g/t原矿；所述絮凝剂为阴离子淀粉，用量为600g/t原矿；所述捕收剂为烷基醚丙胺或烷基丙二胺，粗选用量为400g/t原矿，精选用量为20g/t原矿；所述浮选机叶轮转速为2150转/分。 
实施例6。实施例1-5任何一项所述的含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺中：所述的碱金属的磷酸盐为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或者焦磷酸钠。 
实施例7。参照图1。含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺实验一。 
云南某地胶磷矿，脉石矿物主要有白云石、石英、玉髓，还有少量铁泥质(包括褐铁矿)、有机质、高岭石及白云母、粘土等泥质物。原矿含P2O523.04％、MgO3.50％。原矿经磨至-200目含量72％后，用常规方法反浮选脱镁，排出尾矿X1。在脱镁后的矿浆中，加入碳酸钠调节矿浆pH＝10.2，再加入水玻璃1.5kg/t原矿、阴离子淀粉450g/t原矿、捕收剂十二烷基丙二胺(DN12)360g/t原矿后 进行粗选，粗选槽内为磷精矿K。粗选泡沫加入捕收剂30g/t原矿后，进行精选，精选泡沫作为尾矿X2，精选槽内作为中矿返回粗选。浮选机叶轮转速为2000转/分。浮选试验结果见表1。 
表1 云南某地胶磷矿试验结果 
Figure BSA00000306334200071
实施例8。参照图2。含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺实验 
云南某地胶磷矿，原矿含P2O524.58％、MgO3.74％。原矿经磨至-200目含量68％后，用常规方法反浮选脱镁，排出尾矿X1。在脱镁后的矿浆中，加入氢氧化钠调节矿浆pH＝9.8，再加入六偏磷酸钠250g/t原矿、阴离子淀粉300g/t原矿、捕收剂十二烷基醚丙胺(ON12)220g/t原矿后进行粗选，粗选槽内为磷精矿K。粗选泡沫加入捕收剂20g/t原矿后，进行精选，精选泡沫作为尾矿X2，精选槽内中矿与粗选精矿K合并作为混合磷精矿。浮选机叶轮转速为2200转/分。浮选试验结果见表2。 
表2 某地胶磷矿试验结果 
Figure BSA00000306334200072

Claims (7)

1.一种含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，其特征在于：在含原生矿泥胶磷矿进行反浮选脱镁后的矿浆中加入调整剂使矿浆的pH＝9.5～10.5后，再加入分散剂、絮凝剂、捕收剂进行粗选，粗选槽内为精矿；粗选泡沫加入捕收剂后，进行精选，精选泡沫作为尾矿，精选槽内作为中矿返回粗选或与粗选槽内精矿合并成混合磷精矿；所述调整剂为氢氧化钠或碳酸钠；所述分散剂为水玻璃，用量为1.0～3.0kg/t原矿，或者为碱金属的磷酸盐，用量为150～750g/t原矿；所述絮凝剂为阴离子淀粉，用量为200～1000g/t原矿；所述捕收剂为烷基醚丙胺或烷基丙二胺，粗选用量为200～600g/t原矿，精选用量不高于50g/t原矿；所述浮选机叶轮转速为1900～2400转/分。
2.根据权利要求1所述的含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，其特征在于：在反浮选脱镁后的矿浆中加入调整剂使矿浆的pH＝9.9～10.1后，再加入分散剂、絮凝剂、捕收剂进行粗选。
3.根据权利要求1所述的含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，其特征在于：所述的碱金属的磷酸盐为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠或者焦磷酸钠。
4.根据权利要求1所述的含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，其特征在于：所述水玻璃的用量为1.8～2.2kg/t原矿；所述的碱金属的磷酸盐的用量为400～500g/t原矿。
5.根据权利要求1所述的含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，其特征在于：所述阴离子淀粉的用量为580～620g/t原矿。
6.根据权利要求1所述的含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，其特征在于：所述捕收剂的粗选用量为350～450g/t原矿，精选用量为10～30g/t原矿。
7.根据权利要求1所述的含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，其特征在于：所述浮选机叶轮转速为2100～2200转/分。
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