CN103691571B - 一种能抑制磷辉石富集的浮选药剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能抑制磷辉石富集的浮选药剂，它含有油酸钠、苯乙烯磷酸、羟釫酸和六偏磷酸钠，各组分所占重量百分数为：油酸钠45％‑55％，苯乙烯磷酸20％‑30％，羟釫酸10％‑15％，六偏磷酸钠5％‑10％。本发明选择了无毒无害的纯植物性油酸作为主体，制成油酸钠，辅助以适当的羟釫酸、苯乙烯磷酸及六偏磷酸钠，使之成为有效而平衡的整体，产生良好的协同效应。其中作为钛活化剂的羟釫酸，仅为现用浮选药剂中钛活化剂的毒性的十六分之一，且不含重金属，更有利于环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种浮选药剂，具体涉及一种能抑制磷辉石富集的浮选药剂。
背景技术
国内大中型国有选矿企业选钛多采用全浮选，民营企业多采用重选。随着浮选药剂研究的突破及大型高梯度强磁机国内产品的逐渐成熟，浮选工艺技术的不断改进，浮选药剂技术越趋成熟，浮选成本高的制约瓶颈也得到逐步改善，浮选选钛将会得到进一步推广应用。鉴于强磁浮选在技术以及回收率上不可替代的优势，强磁浮选流程已经成为目前攀西地区选钛的主要趋势。而现用浮选药剂存在药剂用量大，具有一定毒性等缺陷，因此，寻求开发一种环境友好、价格低廉同时选矿回收率高的捕收剂成为迫在眉睫的关键技术，是企业生存、发展，把资源优势变为经济优势的必然要求。
同时，因为前期随着矿山向中、深部开采，选钛原矿的矿石性质发生了较大变化，P含量达到0.1％以上钒钛磁铁矿逐渐变多，按照普通浮选方式最终浮选得到的钛精矿虽然TiO2含量达到了47％，但磷含量严重超标，P含量达到了0.07～0.15％，远高于国家规定钛精矿产品质量标准(P≤0.03％)，为下游厂家的生产带来巨大困难。故需要对现有的浮选钛精矿方法改进，以降低产品的P含量。
现有技术基本是在浮选钛精矿前加一道脱硫工序来达到降磷的目的。该技术使用的药剂基本是黄药类浮选剂，虽基本无毒，但会带来浮选操作时的恶臭不可避免。同时，增加一段浮选操作而带来的能源浪费及资源浪费也是比较巨大的。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种能抑制磷辉石富集的浮选药剂，以解决在钒钛磁铁矿的浮选过程中磷辉石富集的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种能抑制磷辉石富集的浮选药剂，其特征在于：它含有油酸钠、苯乙烯磷酸、羟釫酸和六偏磷酸钠。
作为本发明的进一步改进，所述各组分所占重量百分数为：油酸钠45％-55％，苯乙烯磷酸20％-30％，羟釫酸10％-15％，六偏磷酸钠5％-10％。
本发明相对现有技术具有以下有益效果：
1、本发明选择了无毒无害的纯植物性油酸作为主体，制成油酸钠，辅助以适当的羟釫酸、苯乙烯磷酸及六偏磷酸钠，使之成为有效而平衡的整体，产生良好的协同效应。其中作为钛活化剂的羟釫酸，仅为现用浮选药剂中钛活化剂的毒性的十六分之一，且不含重金属，更有利于环境。本发明在钒钛磁铁矿的浮选中一次性避免磷辉石的富集，而不需在传统钛铁精矿浮选前增加除磷步骤。
2、本发明的浮选药剂，在普通的钒钛磁铁矿浮选过程中在不增加新浮选作业段的前提下，能保证钛精矿收率的同时，也能很好的抑制磷辉石的富集，从而起到抑制磷的作用，使浮选钛精矿全面达到国家标准，是一种高效、环保的浮选药剂。
3、本发明是一种适合攀西地区钒钛磁铁矿矿物性质及矿物粒度的浮选药剂，该浮选药剂还具备选择性、捕收能力均衡，无毒无害，有利降解、成本低于现有药剂等特性。同时，该浮选药剂能满足在钛浮选中一次性降磷的要求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述：
一种能抑制磷辉石富集的浮选药剂，它含有油酸钠、苯乙烯磷酸、羟釫酸和六偏磷酸钠，各组分所占重量百分数为：油酸钠45％-55％，苯乙烯磷酸20％-30％，羟釫酸10％-15％，六偏磷酸钠5％-10％。
在众多钒钛磁铁矿浮选药剂中，以脂肪酸类药剂为主要成分的捕收剂添加了适当比例的活化剂、起泡剂为主流配方。但影响捕收剂选别效果的因素非常多，除了浮选操作中各辅助药剂的配合比以外，还有脂肪酸碳链的长短和结构、不饱和度等因素。同时，浮选药剂中其它药剂(活化剂、起泡剂)的添加及比例都会在很大程度上影响到捕收剂的选择性能和捕收性能。选择性和捕收性的合理配合也极其重要。选择性强捕收能力弱，会造成精矿品位高，但尾矿品位低，使得大量资源浪费；选择性弱捕收能力强则会造成尾矿品位高，但生产的钛精矿不易达到合格品位。另外，个别厂家为了提高捕收剂各方面的性能，在捕收剂中添加某些含重金属或者有毒甚至剧毒药剂，给环境带来负面影响的同时甚至影响矿区村民的生活、生产。各厂家生产的捕收剂在脂肪酸种类以及其它药剂的选择和相互之间的配比一直是捕收剂生产厂家的技术秘密，具有很高的保密性。
采用油酸联合捕收降硫、磷，再用钛的捕收剂和硫酸作调整剂进行选钛。采用黄药和油酸联合捕收，降硫、磷效果明显。
国内钒钛磁铁选矿企业将铁精矿和钛精矿一次选矿后的尾矿大都直接排至尾矿库，资源利用率较低。据初步统计，攀西地区2009年排到尾矿库的尾矿大约2000万吨，各企业的尾矿TiO2含量不尽相同，高的达10％以上，低的也在7.0％以上。表一是攀西地区比较大的几个钒钛磁铁选矿企业2009年选钛及排尾的情况：
表一：
经过反复研究及试验，本发明最终选择了无毒无害的纯植物性油酸作为主体，制成油酸钠，辅助以适当的钛活化剂、苯乙烯磷酸及磷抑制剂，使之成为有效而平衡的整体，产生良好的协同效应。其中钛活化剂选用羟釫酸，仅为现用浮选药剂中钛活化剂的毒性的十六分之一，且不含重金属，更有利于环境。试验结果表明：油酸钠占比为45％-55％，苯乙烯磷酸20％-30％，羟釫酸10％-15％，六偏磷酸钠5％-10％的浮选药剂能保证钛精矿收率的同时，也能很好的抑制磷辉石的富集，是一种高效、环保的浮选药剂。
本发明中磷抑制剂选择了无毒的六偏磷酸钠，在有色金属氧化矿、金红石与硅钙质矿物的浮选分离中，六偏磷酸钠((NaPO3)6)有抑制磷辉石、方解石的作用。据报道：在用阴离子捕收剂TF112(烷胺双甲基膦酸)浮选金红石与硅钙质矿物中，当六偏磷酸钠用量为10mg／l时，磷灰石的回收率下降了80％，降为20％，说明六偏磷酸钠对磷辉石有明显的选择性抑制。
六偏磷酸钠是一种多磷酸盐，对它抑制某些矿物的机理，传统观点多从吸附、解吸和去活几个方面进行解释。近年来对其在氧化矿物表面的作用研究表明，六偏磷酸钠等聚磷酸盐抑制某些氧化矿物时，磷酸组分的吸附并不重要，重要的是药剂在矿物表面所产生的影响。红外光谱与XPS检测表明，六偏磷酸钠能在金红石表面产生少量的物理吸附，但并未妨碍金红石与捕收剂TF112的强烈作用，所以金红石不受六偏磷酸钠的抑制。而磷灰石与六偏磷酸钠的作用是通过后者对磷灰石的选择性溶解矿物表面的阳离子来实现的。
六偏磷酸钠是一种络合物，与Ca2+亲和作用强烈。根据六偏磷酸钠的结构以及相关文献报道的它对Ca2+的络合能力来判断，该药剂与Ca2+形成的鳌合物Na2Ca2(PO3)6具有极强的稳定性和水溶性。在磷辉石的水溶液中，存在Ca3(PO4)2=3Ca2++2PO4 3-的溶解平衡，由于Ca2 +的正磷酸盐的溶解能力比Na2Ca2(PO3)6的解离能力高得多，所以Na2Ca2(PO3)6的稳定性大大高于Ca3(PO4)2。这样，当(NaPO3)6加入含磷辉石的浮选溶液并达到一定浓度时，不仅溶液中Ca2+，而且磷灰石表面的Ca2+都更优先与(NaPO3)6化合。从另一方面讲，与和PO4 3-的亲和趋势化比，表面Ca2+更倾向于和(NaPO3)6形成鳌合物来满足PO4 3-溶出后磷辉石表面被破坏的Ca-O配位场。(NaPO3)6对Ca2+的鳌合作用极强，生成鳌合物后使Ca2+在矿物表面晶格中的固着稳定性减弱，并最终脱离矿物表面。
(NaPO3)6作为一种具有络合选择性的药剂，对与它化合的金属离子在几何尺寸上有着特殊的要求，不同的金属离子，由于离子半径的不同，接受(NaPO3)6的络合能力存在较大的差别，正是这种差别导致表面具有相应离子的矿物受到(NaPO3)6的不同抑制作用，从而使(NaPO3)6的抑制具有选择性。
实验选择市面上两种比较普遍的浮选药剂进行对比试验，实验室采用吉林探矿机械厂生产的0.75升小型浮选机。实验结果见表二：
表二：
由表二可知：A家浮选药剂与本发明浮选药剂均能生产出合格钛精矿，产率大致为80％左右，符合进一步进行工业实验的基本条件，B家产品未产出合格产品，收率过低，淘汰。
生产中试：在4立方浮选生产线上进行为期8个月的中试，A家和本发明的浮选药剂各4个月，以进行对比实验，实验结果见表三：
表三：
由表三可知：利用A家和本发明的浮选药剂均能生产出合格钛精矿，但利用本发明的浮选药剂效果比利用A家浮选药剂的优化。同时在药剂单耗上，本发明的浮选药剂仅相当于A家浮选药剂的86.9％。
另外，使用本发明的浮选药剂，钛精矿中磷的品位仅为0.037％，远低于国家规定的0.06％，磷收率为34.1％；使用A家浮选药剂因无抑磷药剂钛精矿中磷的品位为0.074％，远高于国家规定的0.06％，磷收率为65.4％。由此可见本发明的浮选药剂有明显的降磷作用，浮选后钛精矿中磷指标符合国家规定。
Claims (1)
1.一种能抑制磷辉石富集的浮选药剂，其特征在于：它含有油酸钠、苯乙烯磷酸、羟釫酸和六偏磷酸钠，所述各组分所占重量百分数为：油酸钠45％-55％，苯乙烯磷酸20％-30％，羟釫酸10％-15％，六偏磷酸钠5％-10％。
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