CN103817012A - 一种磷矿浮选工艺矿浆pH联合调整剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于磷矿选矿技术领域，具体涉及一种磷矿浮选工艺矿浆pH联合调整剂。本发明所述磷矿浮选工艺为正反浮选或者单一正浮选，以脂肪酸类或脂肪酸皂类为捕收剂，以碳酸钠和氢氧化钠的混合物作为矿浆pH联合调整剂；所述碳酸钠和氢氧化钠的质量比为2:1～9:1；所述pH联合调整剂的用量为3.0～6.0kg/t（原矿）；所述捕收剂的用量为0.4～2.0kg/t（原矿）。本发明pH联合调整剂来源广泛、使用方便，调整矿浆pH值的缓冲范围广，能有效促进捕收剂的捕收能力和选择性，回收率高；同时pH联合调整剂的用量少，选矿成本低。

Description

一种磷矿浮选工艺矿浆pH联合调整剂

技术领域

本发明属于磷矿选矿技术领域，具体涉及一种磷矿浮选工艺矿浆pH联合调整剂。 

背景技术

磷矿是生产磷肥、磷化工产品的必不可少的基础原料。我国磷矿资源储量167.86亿吨，平均品位16.95％，可直接利用的高品位矿石仅能维持十多年开采，而中低品位胶磷矿由于各种矿物嵌镶关系复杂、嵌布粒度细、解离性差，同时脉石矿物含量多等特点，其开发利用属于世界性难题。 

在磷矿正浮选工艺中，一般添加碳酸钠作为浮选的矿浆pH调整剂，而不选用强碱（氢氧化钠）作为浮选矿浆pH调整剂，主要是因为氢氧化钠是一种强碱调整剂，也是一种预处理剂，能减轻或消除矿物表面的污染，增加矿物表面的不均匀的溶解，导致矿物表面性质的改变，这种改变存在有利和有害的双重性，同时对矿浆的pH值缓冲能力较弱，在浮选实践中，导致气泡的矿化效果较差，难以消除Ca²⁺、Mg²⁺对磷矿浮选的影响，且价格较高。 

但是现有技术中，碳酸钠作为浮选矿浆pH调整剂，仍然存在以下问题：（1）碳酸钠用量大，使得选矿成本高；（2）碳酸钠对矿浆的pH值缓冲范围小；（3）碳酸钠用量高时，将导致泡沫密实发粘，泡沫输送困难，使得浮选流程不畅通，碳酸钠用量不足时，将影响捕收剂的捕收能力和选择性。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种磷矿浮选工艺矿浆pH联合调整剂，所述pH联合调整剂以磷矿浮选工艺的实际情况出发，克服了单独使用上述两种pH调整剂的弱点，联合使用时，矿浆的pH值缓冲范围宽，可以消除矿浆中Ca²⁺、Mg²⁺对磷矿浮选的影响，有利于阴离子捕收剂在磷矿表面吸附，提高磷矿浮选的选择性。 

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为： 

一种磷矿浮选工艺矿浆pH联合调整剂，所述磷矿浮选工艺以脂肪酸类或脂 肪酸皂类为捕收剂，其特征在于，所述pH联合调整剂为碳酸钠和氢氧化钠的混合物，所述碳酸钠与氢氧化钠的质量比为：2:1～9:1。 

上述方案中，所述浮选工艺为正反浮选工艺或单一正浮选工艺。 

上述方案中，以1吨原矿为基准，所述pH联合调整剂的用量为3～6kg。 

上述方案中，以1吨原矿为基准，所述捕收剂的用量为0.4～2.0kg。 

本发明中，碳酸钠和氢氧化钠作为pH联合调整剂共同影响磷矿浮选工艺，碳酸钠和氢氧化钠具有协同作用，碳酸钠是一种强碱弱酸盐，在矿浆中水解，反应式为： 

电离式：Na₂CO₃   Na₂CO₃＝2Na⁺+CO₃ ^2-

水解式： ${{\mathrm{CO}}_3}^{2-}+H_{2}O\↔{{\mathrm{HCO}}_3}^{-}+{\mathrm{OH}}^{-}$

${{\mathrm{HCO}}_3}^{-}+H_{2}O\↔H_2{\mathrm{CO}}_3+{\mathrm{OH}}^{-}$

由上式可以看出碳酸钠在不同的pH值下，组分不同，在pH＞10时CO₃ ^2-是优势组分，因此同时将碳酸钠与氢氧化钠配合使用，因为氢氧化钠可以得到较高的pH值，同时在高pH环境中碳酸钠可以水解出较多的碳酸根离子，进一步削弱矿浆中Ca²⁺、Mg²⁺及其他金属阳离子对浮选带来的不利影响，本发明所述pH联合调整剂对矿浆的pH值缓冲范围可以达到9～12。 

此外，碳酸钠和氢氧化钠同时存在时在硅酸矿物表面生成亲水性较好的水化膜，也可以排除磷矿物表面的杂质和矿泥，使其净化，有利于阴离子捕收剂在磷矿表面吸附，碳酸钠和氢氧化钠的联合使用加强了矿泥的分散，能防止矿泥的凝聚，能提高磷矿浮选的选择性。 

同时在实际的工艺操作过程中，使用本发明所述pH联合调整剂时，气泡矿化效果好，泡沫不会密实发粘，管道输送操作方便，使得浮选工艺流程畅通。 

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：（1）本发明以碳酸钠和氢氧化钠的混合物作为pH联合调整剂，其来源广泛，使用方便，用量少，使选矿的成本低；（2）使用本发明所述pH联合调整剂，其对矿浆的pH值缓冲范围更广，且可以消除矿浆中Ca²⁺、Mg²⁺对磷矿浮选的影响，有利于提高捕收剂的捕收能力和选择性，P₂O₅的回收率高；（3）使用本发明所述pH联合调整剂，气泡矿化效果好，泡沫不会密实发粘，管道输送操作方便，使得浮选工艺流程畅通。 

附图说明

图1为应用本发明pH联合调整剂的磷矿浮选工艺的流程图。 

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例、附图进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实例。 

实施例1 

本实施例选用的原矿为湖北放马山磷矿，矿石主要有用矿物为胶磷矿，其次为细晶磷灰石，脉石矿物为白云石、玉髓、石英及少量方解石、褐铁矿、黄铁矿、粘土等。原矿样中P₂O₅为15.09%，原矿通过破碎机破碎至-12mm，再通过磨矿机进行磨矿，磨矿细度为-0.074mm93.38%，再加水调浆得到浓度20～50wt%的矿浆。 

对上述矿浆进行正浮选粗选工艺，以水玻璃（硅酸钠）和羧甲基淀粉钠（CM-1）为抑制剂，脂肪酸类捕收剂（TSM-46）为捕收剂，所述水玻璃用量为3.0kg/t（原矿），所述羧甲基淀粉（CM-1）用量为0.6kg/t（原矿），所述捕收剂TSM-46用量0.6kg/t（原矿），所述浮选工艺添加碳酸钠和氢氧化钠的混合物作为pH联合调整剂，其中碳酸钠与氢氧化钠的质量配比为3:1，pH联合调整剂的用量为4.0kg/t（原矿），调整矿浆的pH值缓冲范围为10～11.5，浮选温度为45℃。工艺流程图见图1，对比单独采用碳酸钠作为pH调整剂，碳酸钠的用量为7.0kg/t（原矿），其他条件相同，浮选结果见表1。 

表1 试验对比结果 

pH调整剂及其用量	产率γ/%	品位/%	回收率/%	选矿效率/%	pH值
						碳酸钠（7.0kg/t）	73.55	18.75	90.90	17.35	10.38
pH联合调整剂(4.0kg/t)	73.43	18.58	91.61	18.18	11.47

^*产率为：精矿质量与原矿质量之比 

^*回收率为：回收率=产率*精矿品位/原矿品位*100（%） 

^*选矿效率：选矿效率=回收率—产率（%） 

表1的结果说明：以碳酸钠和氢氧化钠的混合物作为pH联合调整剂，其用量为4.0kg/t，相比在相同条件下，采用7.0kg/t的碳酸钠为pH调整剂，磷矿的回收率及选矿效率均有所提高。 

同时使用本实施例所述pH联合调整剂，浮选过程中，气泡矿化效果好，泡沫不会密实发粘，管道输送操作方便，使得浮选工艺流程畅通。 

实施例2 

本实施例选用的原矿为云南华宁磷矿，云南华宁磷矿属硅质磷块岩，矿床类 型和岩石组合基本相似。矿石自然类型以砂屑状磷块岩，含磷白云岩，条带状、层纹状磷块岩为主，矿石工业类型为硅质及硅酸盐型。矿石矿物主要为胶磷矿，脉石矿物主要为泥晶白云石、泥化白云石、石英、白云母、绢云母、方解石、绿泥石、硅质等。胶磷矿：为棕色，显砂屑外形，浑圆形，近圆形、近圆形残余状，粒度0.05-0.10mm，均匀、半均匀或半定向分密集分布。白云石：以泥晶白云石、泥化白云石为主，无色，自形-半自形粒状，粒度0.01～0.05mm，含量15%。石英：无色，棱角状-次棱角状-浑圆状分布，粒度0.05mm±居多，含量一般1～8%，高者50%。泥质：以胶结物形式出现，由泥化硅质、绿泥石和少量白云石构成，部分已重结晶为硅质、绿泥石，含量28%～40%。白云母：无色片状，少见和偶见。 

原矿中含P₂O₅19.57wt%，原矿通过破碎机破碎至-12mm，再通过磨矿机进行磨矿，磨矿细度为-0.074mm98.57wt%，加水调浆得到浓度20～50wt%的矿浆。 

对上述矿浆进行正浮选粗选工艺，以水玻璃（硅酸钠）为抑制剂，TSM-46为捕收剂，所述水玻璃用量为3.0kg/t（原矿），捕收剂TSM-46用量1.4kg/t（原矿），所述浮选工艺添加碳酸钠和氢氧化钠的混合物作为pH联合调整剂，其中碳酸钠与氢氧化钠的质量配比3:1或4:1，所述pH联合调整剂的用量为4.0kg/t（原矿）～5.0kg/t（原矿），调整矿浆的pH值缓冲范围为10～11.5，浮选温度为25℃。工艺流程图见图1，对比单独采用碳酸钠作为pH调整剂，碳酸钠的用量为5.0kg/t，其他的条件相同，浮选结果见表2。 

表2 试验结果对比 

^*产率、回收率、选矿效率的计算方式同上表1 

表2的结果说明：以碳酸钠和氢氧化钠的混合物作为pH联合调整剂，当其用量为5kg/t，碳酸钠与氢氧化钠的质量配比为4：1时，与比单独采用碳酸钠为 pH调整剂相比，回收率提高了3.24%，选矿效率提高了0.28%；当pH联合调整剂的用量为4kg/t，碳酸钠与氢氧化钠的质量配比为3：1时，回收率比单独采用用量为5.0kg/t碳酸钠作pH调整剂提高了3.23%，选矿效率上升了1.51%。 

同时使用本实施例所述pH联合调整剂，浮选过程中，气泡矿化效果好，泡沫不会密实发粘，管道输送操作方便，使得浮选工艺流程畅通。 

实施例3 

本实施例选用的原矿为四川某磷矿磷酸盐类矿物，该矿物绝大部分为胶磷矿，少许微-细晶磷灰石。胶磷矿主要呈团粒状和椭圆状，少量呈不规则粒状，多呈黄褐色，部分呈黑褐色，黄褐色者主要是由褐铁矿或碳质薄膜包裹，黑褐色者除上述薄膜包裹外，往往其中还包裹一至几颗微－细晶（几～20μm）的黄铁矿。胶磷矿颗粒周边有时可见微－细晶磷灰石颗粒，胶磷矿颗粒中有时可见1～2颗碳酸盐类矿物微-细晶包裹体，个别可见多颗包裹体。胶磷矿颗粒大小不一，主要为50～100μm粒径的碳酸盐类矿物（碳酸盐类矿物详细分类有待进一步鉴别），其可分三种状态：主要以细晶（几～20μm）聚合体组成不规则的团块状产出；部分以泥晶聚合体组成椭圆粒状或团粒状星散分布，粒径多在几十微米；第三种是以粗晶后生脉状穿切所有矿物，脉径有微米至几百微米不等，相对脉径大者也多。碳—铁质矿物主要是黄铁矿，少量褐铁矿，微量碳质物。黄铁矿结晶颗粒大小不一，粒径几微米至百微米不等。黄铁矿与磷酸盐类矿物空间分布关系较为密切，黄铁矿颗粒多包裹于磷酸盐类矿物中或粒间，星散分布于碳酸盐类矿物中的黄铁矿较少。褐铁矿和碳质物主要呈皮膜状包裹碳酸盐类矿物颗粒，少许包裹黄铁矿颗粒，而散布于碳酸盐类矿物间的极少见。石英—玉髓类矿物主要为石英，玉髓相对量很少。石英基本呈不规则细晶聚集体嵌布于磷酸盐类矿物周边和粒间，磷酸盐类矿物聚集区石英也相对富集。玉髓多呈团粒状和球粒状星散于碳酸盐类矿物间，粒径几十至百微米。 

原矿中含P₂O₅21-22%wt%，原矿通过破碎机破碎至-12mm，再通过磨矿机进行磨矿，磨矿细度为-0.074mm 92.57wt%，加水调浆得到浓度20-50wt%的矿浆。 

 对上述矿浆进行正浮选粗选工艺，以水玻璃为抑制剂，TSM-46为捕收剂，所述水玻璃的用量为2.0kg/t，所述捕收剂的用量为1.0kg/t，所述浮选工艺添加碳酸钠和氢氧化钠的混合物作为pH联合调整剂，所述联合调整剂的用量为 5.0kg/t-6.0kg/t，其中碳酸钠与氢氧化钠的质量配比为2:1、4:1、或9:1，调整矿浆的pH值为10-11.5，浮选温度为20℃。工艺流程图见图1，对比单独采用碳酸钠作为pH调整剂，碳酸钠的用量为6.0kg/t，其他的条件相同，浮选结果见表3。 

表3 试验结果对比 

^*产率、回收率、选矿效率的计算方式同上表1 

表2的结果说明：以碳酸钠和氢氧化钠的混合物作为pH联合调整剂，当其用量为6.0kg/t，碳酸钠与氢氧化钠的质量配比为2:1或9:1时，对比单独采用碳酸钠为pH调整剂，回收率分别提高了12.83%和14.54%；当碳酸钠和氢氧化钠pH联合调整剂的用量为5.0kg/t，两者比例分别为4:1和9:1，对比单独采用6.0kg/t碳酸钠为pH调整剂，回收率分别提高了17.49%和12.88%。 

同时使用本实施例所述pH联合调整剂，浮选过程中，气泡矿化效果好，泡沫不会密实发粘，管道输送操作方便，使得浮选工艺流程畅通。 

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。 

Claims (4)

1.一种磷矿浮选工艺矿浆pH联合调整剂，所述磷矿浮选工艺以脂肪酸类或脂肪酸皂类为捕收剂，其特征在于，所述pH联合调整剂为碳酸钠和氢氧化钠的混合物，所述碳酸钠与氢氧化钠的质量比为：2:1～9:1。

2.根据权利要求1所述pH联合调整剂，其特征在于，所述浮选工艺为正反浮选工艺或单一正浮选工艺。

3.根据权利要求1所述pH联合调整剂，其特征在于，以1吨原矿为基准，所述pH联合调整剂的用量为3～6kg。

4.根据权利要求1所述pH联合调整剂，其特征在于，以1吨原矿为基准，所述捕收剂的用量为0.4～2.0kg。