CN102941159B - 一种从混盐中反浮选提取硼砂的方法 - Google Patents

一种从混盐中反浮选提取硼砂的方法 Download PDF

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Abstract

一种从混盐中反浮选提取硼砂的方法，其包括以下步骤：（1）将含硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠的混盐进行磨矿；（2）将步骤（1）所得矿浆送入浮选机，加入捕收剂进行一次粗选；（3）将步骤（2）所得硼砂精矿过滤，烘干，得硼砂粗产品。采用本发明的反浮选工艺，工艺简单，便于操作，能耗低，无污染，成本低，所用浮选药剂无毒无污染，所得硼砂产品质量好，硼砂资源利用率高，经济效益好，适用于盐湖水摊晒出来的各种不同品位硼盐资源的硼砂的提取，特别适用于低品位硼盐中硼砂的提取。

Description

一种从混盐中反浮选提取硼砂的方法
技术领域
本发明涉及一种从混盐中反浮选提取硼砂的方法，尤其是涉及一种从盐湖水摊晒后得到的含各种品位硼砂的混盐中反浮选提取硼砂的方法。
背景技术
目前，我国已经建立起硼矿开采、硼矿加工、硼精细化工、含硼新型材料及硼矿综合利用等较完整的产业体系，已成为世界主要产硼国家之一；特别是我国研制的具有自主知识产权的碳碱法制取硼砂工艺，已成为一条独特的硼砂生产路线，其利用较低品位的硼矿原料，生产出达到国际标准的硼砂、硼酸产品，并实现了对外出口。
盐湖水摊晒之后，得到的固体盐是一类含硼砂的矿物，但往往含有大量KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠等杂质，针对盐湖型硼矿，在选矿的过程中将KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠等杂质选出而留下硼砂精矿。国内现有的化学法只能处理优质的卤水资源。目前广泛采用的盐湖型硼矿选矿工艺，主要有直接加硫酸分解浮选工艺和干硼矿土拌酸分解浮选工艺，这两种方法都存在工艺复杂，难以控制，耗酸量高，硼矿石反应不充分，硼回收率低，生产成本高等缺点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种工艺简单，能耗低，无污染，产品质量好，可规模化生产的从混盐中反浮选提取硼砂的方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种从混盐中反浮选提取硼砂的方法，包括以下步骤：
（1）将硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐进行磨矿，磨矿质量浓度为50%～60%，磨矿介质为硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐的共饱和母液，得矿浆；
（2）将步骤（1）所得矿浆送入浮选机，浮选介质为硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐的共饱和母液，浮选工艺流程为一次粗选，粗选时直接加入反浮选捕收剂脂肪酸钠的水溶液，搅拌均匀后（搅拌是为了使药剂均匀分散，使药剂与矿物颗粒充分接触）进行反浮选，粗选过程中分三次添加药剂，每次添加量为20g/t原矿～35 g/t原矿；加药方式为：将药剂配制成水溶液，加热，待药剂全部溶解在水中后，加入至矿浆中进行浮选，浮选温度为常温，每次浮选时间为3分钟～6分钟，得硼砂精矿；
t表示质量单位吨；
（3）将步骤（2）所得硼砂精矿过滤，烘干，烘干温度为90℃～100℃，烘干时间为1h～2h，得硼砂粗产品。
步骤（1）中，磨矿方式优选球磨或棒磨；磨矿细度-200目质量比为70%～90%，
磨矿细度与磨矿浓度可根据实际情况作出相应调整，磨矿细度应以能达到硼砂颗粒与混盐中其他颗粒90%以上单体解离为准。
步骤（2）中，所述反浮选捕收剂脂肪酸钠为阴离子改性脂肪酸钠；其制备方法：将脂肪酸或脂肪醇与质量分数为1~5%的硫酸(H2SO4)按质量比为1:（3~5）混合,在40~90℃(优选70~80℃)反应12~24小时，然后加入质量浓度为30%~50%的NaOH溶液，氢氧化钠溶液的加入质量是相当于3~5倍脂肪酸或脂肪醇的质量，在50~90℃（优选60~80℃）下反应12~24小时，得到所述固体物质反浮选捕收剂阴离子改性脂肪酸钠；脂肪酸钠捕收剂同时作为硼砂的抑制剂；
步骤（2）中，所述反浮选捕收剂优选烃基碳原子数为10～18的饱和或不饱和阴离子改性脂肪酸钠，该捕收剂更优选阴离子改性油酸钠、阴离子改性十二烷基硫酸钠、阴离子改性十二烷基磺酸钠、阴离子改性十四烷基磺酸钠中的至少一种。 
采用本发明的反浮选工艺，工艺简单，便于操作，能耗低，无污染，成本低，所用浮选药剂无毒无污染，所得硼砂产品质量好，硼砂资源利用率高，经济效益好，适用于盐湖水摊晒出来的各种不同品位硼盐资源的硼砂的提取，特别适用于低品位硼盐中硼砂的提取。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
某盐湖摊晒出硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐质量百分比为：K+  14.25%、Na+ 11.418%、Cl－ 4.967%、SO4 2- 26.07%、CO3 2- 0.7778%、B2O3 10.777%。
本实施例之从混盐中反浮选提取硼砂的方法，包括以下步骤：
（1）将硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐经球磨磨矿，磨矿介质为硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐的共饱和母液，磨矿质量浓度为55 %，磨矿至-200目质量比为80%，得矿浆；
（2）将步骤（1）所得矿浆送入浮选机，浮选介质为硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐的共饱和母液，采用一次粗选流程，粗选时直接加入阴离子改性油酸钠配制的水溶液作为浮选药剂，搅拌3分钟后进行反浮选，粗选过程中分三次添加药剂，每次添加25g/t原矿，加药方式为：将药剂配制成水溶液，加热至80℃，待药剂全部溶解在水中后，加入至矿浆中进行浮选，浮选温度为常温；每次浮选刮泡6分钟；得硼砂精矿；
所述反浮选捕收剂脂肪酸钠为阴离子改性油酸钠；其制备方法：将油酸与质量分数为3%的硫酸(H2SO4)按质量比1:3混合，在40℃反应12小时，然后加入质量浓度为50%的NaOH溶液，氢氧化钠溶液的加入质量是3倍于油酸的质量,在60℃下进行反应12小时，得到上述固体物质反浮选捕收剂阴离子改性油酸钠。
（3）将步骤（2）所得硼砂精矿过滤，然后在90℃下烘1.5小时，得硼砂粗产品。
本实施例所得的硼砂粗产品中含B2O3 14.12%，回收率为94.32%。
实施例2
某盐湖摊晒出硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐组成为K+ 14.916%、Na+ 11.742%、Cl－ 4.871%、SO4 2- 20.13%、CO3 2- 0.8043%、B2O3 14.916%。  
本实施例之从混盐中反浮选提取硼砂的方法，包括以下步骤：
（1）将硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐经球磨磨矿，磨矿介质为硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐的共饱和母液，磨矿质量浓度为55%，磨矿至-200目质量比为80%，得矿浆；
（2）将步骤（1）所得矿浆送入浮选机，浮选介质为硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐的共饱和母液，采用一次粗选流程，粗选时直接加入阴离子改性十二烷基磺酸钠配制的水溶液作为浮选药剂，搅拌3分钟后进行浮选，粗选过程中分三次添加药剂，每次添加30g/t原矿，加药方式为：将药剂配制成水溶液，加热至80℃，待药剂全部溶解在水中后，加入至矿浆中进行浮选，浮选温度为常温，每次浮选刮泡时间为粗选5分钟，得硼砂精矿；
所述反浮选捕收剂脂肪酸钠为阴离子改性十二烷基磺酸钠；其制备方法：将十二醇与质量分数为5%的H2SO4按质量比1:5混合，在70℃反应14小时，然后加入质量浓度为45%的NaOH溶液，NaOH溶液加入质量是5倍于十二醇质量，在80℃下反应14小时，得到上述固体物质反浮选捕收剂阴离子改性十二烷基磺酸钠。
（3）将步骤（2）所得硼砂精矿过滤，然后在90℃下烘1.5小时，得硼砂粗产品。
本实施例所得的硼砂精矿含B2O3 19.31%，回收率95.29%。
实施例3
某盐湖摊晒出硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐组成为K+ 14.25%、Na+ 11.418%、Cl－4.967%、SO4 2- 26.07%、CO3 2- 0.7778%、B2O3 10.777%。
本实施例之从混盐中反浮选提取硼砂的方法，包括以下步骤：
（1）将硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐经球磨磨矿，磨矿介质为硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐的共饱和母液，磨矿质量浓度为55%，磨矿至-200目占80%，得矿浆；
（2）将步骤（1）所得矿浆送入浮选机，浮选介质为硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐的共饱和母液，采用一次粗选流程，粗选时直接加入阴离子改性十二烷基磺酸钠配制的水溶液作为浮选药剂，搅拌3分钟后进行浮选，粗选过程中分三次添加药剂，每次添加量为25g/t原矿，加药方式为：将药剂配制成水溶液，加热至80℃，待药剂全部溶解在水中后，加入至矿浆中进行浮选，浮选温度为常温，每次浮选刮泡时间为6分钟，得硼砂精矿；
所述反浮选捕收剂脂肪酸钠为阴离子改性十二烷基磺酸钠；其制备方法：将十二醇与质量分数为5%的H2SO4按质量比1:4混合，在90℃反应18小时，然后加入质量浓度为30%的NaOH溶液，NaOH溶液的加入质量是4倍于十二醇的质量,在90℃下反应18小时，得到上述固体物质反浮选捕收剂阴离子改性十二烷基磺酸钠。
（3）将步骤（2）所得硼砂精矿过滤，然后在90℃下烘1.5小时，得硼砂粗产品。
本实施例所得的硼砂精矿含B2O3 14.46%，回收率92.58%。
实施例4
某盐湖摊晒出硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠组成为K+ 14.916%、Na+ 11.742%、Cl－ 4.871%、SO4 2- 20.13%、CO3 2- 0.8043%、B2O3 14.916%。  
本实施例之从混盐中反浮选提取硼砂的方法，包括以下步骤：
（1）将硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐经球磨磨矿，磨矿介质为硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐的共饱和母液，磨矿质量浓度为55%，磨矿至-200目占80%，得矿浆；
（2）将步骤（1）所得矿浆送入浮选机，浮选介质为硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐的共饱和母液，采用一次粗选流程，粗选时直接加入阴离子改性捕收剂水溶液作为浮选药剂，所述改性后的捕收剂为阴离子改性十四烷基磺酸钠与阴离子改性油酸钠按质量比为1：1的混合物；搅拌3分钟后进行浮选，粗选过程中分三次添加药剂，每次添加量为30g/t原矿，加药方式为：将药剂配制成水溶液，加热至80℃，待药剂全部溶解在水中后，加入至矿浆中进行浮选，浮选温度为常温，每次浮选刮泡时间为粗选4分钟，得硼砂精矿；
所述阴离子改性油酸钠；其制备方法：将油酸与质量分数为5%的H2SO4按质量比1:4混合，在75℃反应24小时，然后加入质量浓度为35%的NaOH溶液，NaOH溶液的加入质量是4倍于油酸的质量,在75℃下反应24小时，得到上述固体物质反浮选捕收剂阴离子改性油酸钠。
所述阴离子改性十四烷基磺酸钠；其制备方法：将十四醇与质量分数为2%的H2SO4按质量比1:5混合，在75℃反应24小时，然后加入质量浓度为35%的NaOH溶液，氢氧化钠溶液的加入质量是5倍于十四醇的质量,在75℃下反应24小时，得到上述反浮选捕收剂阴离子改性十四烷基磺酸钠。
（3）将步骤（2）所得硼砂精矿过滤，然后在90℃下烘1.5小时，得硼砂粗产品。
本实施例所得的硼砂精矿含B2O3 19.16%，回收率91.86%。

Claims (7)

1.一种从混盐中反浮选提取硼砂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐进行磨矿，磨矿质量浓度为50%～60%，磨矿介质为硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐的共饱和母液，得矿浆；
（2）将步骤（1）所得矿浆送入浮选机，浮选介质为硼砂、KCl、NaCl、硫酸钠和碳酸钠混盐的共饱和母液，浮选工艺流程为一次粗选，粗选时直接加入反浮选捕收剂脂肪酸钠的水溶液，搅拌均匀后进行反浮选，粗选过程中分三次添加药剂，每次添加量为20g/t原矿～35 g/t原矿；加药方式为：将药剂配制成水溶液，加热，待药剂全部溶解在水中后，加入至矿浆中进行浮选，浮选温度为常温，每次浮选时间为3分钟～6分钟，得硼砂精矿；
t表示质量单位吨；
（3）将步骤（2）所得硼砂精矿过滤，烘干，烘干温度为90℃～100℃，烘干时间为1h～2h，得硼砂粗产品。
2.根据权利要求1所述的从混盐中反浮选提取硼砂的方法，其特征在于，步骤（1）中，磨矿方式为球磨或棒磨。
3.根据权利要求1或2所述的从混盐中反浮选提取硼砂的方法，其特征在于，步骤（1）中，磨矿细度为-200目质量比为70%～90%。
4.根据权利要求1或2所述的从混盐中反浮选提取硼砂的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述反浮选捕收剂为烃基碳原子数为10～18的饱和或不饱和阴离子改性脂肪酸钠。
5.根据权利要求1或2所述的从混盐中反浮选提取硼砂的方法，其特征在于，所述反浮选捕收剂为阴离子改性油酸钠、阴离子改性十二烷基硫酸钠、阴离子改性十二烷基磺酸钠、阴离子改性十四烷基磺酸钠中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的从混盐中反浮选提取硼砂的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述反浮选捕收剂脂肪酸钠为阴离子改性脂肪酸钠；其制备方法：将脂肪酸或脂肪醇与质量分数为1~5%的硫酸按质量比为1:（3~5）混合,在40~90℃反应12~24小时，然后加入质量浓度为30%~50%的NaOH溶液，氢氧化钠溶液的加入质量是相当于3~5倍脂肪酸或脂肪醇的质量，在50~90℃下反应12~24小时，得到反浮选捕收剂阴离子改性脂肪酸钠。
7.根据权利要求1或2所述的从混盐中反浮选提取硼砂的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述反浮选捕收剂脂肪酸钠为阴离子改性脂肪酸钠；其制备方法：将脂肪酸或脂肪醇与质量分数为1~5%的硫酸按质量比为1:（3~5）混合,在70~80℃反应12~24小时，然后加入质量浓度为30%~50%的NaOH溶液，氢氧化钠溶液的加入质量是相当于3~5倍脂肪酸或脂肪醇的质量，在60~80℃下反应12~24小时，得到反浮选捕收剂阴离子改性脂肪酸钠。 
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