CN104148191B

CN104148191B - 一种铝土矿正浮选复合捕收剂及其应用方法

Info

Publication number: CN104148191B
Application number: CN201410380611.3A
Authority: CN
Inventors: 曹学锋; 胡岳华; 孙伟; 高建德; 黄红军; 朱溢洋
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2034-08-05
Also published as: CN104148191A

Abstract

本发明为一种铝土矿正浮选脱硅用捕收剂及其应用方法。特点在于其化学成分为单羧基脂肪酸、有机硅表面活性剂、聚氧乙烯醚类表面活性剂和矿用起泡剂的混合物，其复配质量百分比为70—80％，5—10％，5—10％，10—20％。本发明通过添加无捕收能力的表面活性剂，提高了脂肪酸类捕收剂分散性能，改善了脂肪酸类捕收剂捕收性能，提高氧化铝回收及降低药剂用量方面优势明显，在不脱泥的情况下浮选中低铝硅比(铝硅比2.5—5)一水硬铝石型铝土矿效果突出。

Description

一种铝土矿正浮选复合捕收剂及其应用方法

技术领域

本发明属于选矿领域，涉及一种铝土矿正浮选复合捕收剂及其应用方法。

背景技术

我国氧化铝资源90％以上属于一水硬铝石型铝土矿，在经历了最近十年的掠夺性开采后，我国铝土矿资源已经出现了严重的贫化和枯竭。氧化铝厂原矿铝硅比逐年下降，到2012年我国氧化铝厂原矿铝硅比基本维持在2.5—5之间。自2003年中国铝业中州分公司采用铝土矿选矿脱硅——拜耳法生产氧化铝新工艺，我国80％以上的中低品位铝土矿均可以采用这种方法处理。相比于其他方法，拜耳法能耗较低，但要求原矿铝硅比大于8,因此，在用拜耳法生产之前要对原矿脱硅预处理。

目前，铝土矿脱硅工艺普遍采用浮选脱硅。捕收剂又是矿物浮选分离的最关键技术。铝土矿正浮选脱硅的捕收剂是以脂肪酸及其皂化物(豆油酸、棉籽油、环烷酸、氧化石蜡及其皂类)为主的阴离子型捕收剂与少量羟肟酸的混合物，用量一般在1200—2500g/t。脂肪酸类捕收剂分散能力差，低温及耐硬水能力差，起泡性能强是导致脂肪酸类捕收剂用较大的主要原因。

随着铝土矿的大量开采，高铝硅比铝土矿几近枯竭，开发利用中低铝硅比铝土矿是大势所趋，然而中低铝硅比铝土矿中氧化铝含量较低，高岭石、伊利石叶蜡石等易碎铝硅酸盐矿物含量高，铝硅酸盐矿物在磨矿过程中极易泥化，简单的脂肪酸类药剂浮选脱硅效果不佳，且药剂耗量较大。此外，一般铝土矿浮选药剂中都加有少量羟肟酸，用来加强浮选效果，而羟肟酸类捕收剂具有一定的生理毒性，且在自然状态下不易分解，在水中富集会造成水体富营养化，不能直接排放，增大了废水处理难度，加大了废水成立成本。目前由于产能过剩等一些因素使得氧化铝工业进入微利时代，矿石质量降低及现有捕收剂存在的问题增大了选矿成本，同时也增大了后续精矿处理成本，成本问题已成为制约开采利用低铝硅比铝土矿的重要因素。因此，针对以上问题，研究开发浮选性能好，药剂耗量低，环保经济的低铝硅比铝土矿正浮选脱硅药剂对氧化铝工业有重大意义。

发明内容

本发明的目的是针对中低铝硅比的铝土矿正浮选脱硅工艺中捕收剂药剂耗量过大而开发的一种铝土矿正浮选复合捕收剂，以及提供该捕收剂的应用方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种铝土矿正浮选捕收剂，为工业上已合成的单羧基脂肪酸或单羧基环烷酸、有机硅表面活性剂、聚氧乙烯醚类表面活性剂及矿用起泡剂的复配物，其复配质量百分比为70—80％、5—10％、5—10％、10—20％；

所述的单羧基脂肪酸或单羧基环烷酸具有如下结构：

其中R代表12-17个碳原子组成的烃基，或6个碳原子的环烷基；

所述的有机硅表面活性剂具有如下结构：

其中n＝1-3，m＝3-15；

所述的聚氧乙烯醚类表面活性剂具有如下结构：

其中R₁为9-12个碳原子的烃基，n₁＝7-15。

单羧基脂肪酸或单羧基环烷酸、有机硅表面活性剂、聚氧乙烯醚类表面活性剂及矿用起泡剂的质量百分比优选为80％、6％、4％、10％。

所述的单羧基脂肪酸或单羧基环烷酸优选具有如下结构：

其中R代表17个碳原子组成的烃基，或R为6个碳原子的环烷基；

所述的单羧基脂肪酸进一步优选有如下结构：

所述的聚氧乙烯醚类表面活性剂优选具有如下结构：

其中R₁为9-12个碳原子的烃基。

所述的聚氧乙烯醚类表面活性剂进一步优选具有如下结构：

其中R₁为9个碳原子的烃基，n₁＝10。

所述的矿用起泡剂为复合高级醇。

所述的复合高级醇包括松醇油、异辛醇中的一种或两种。

所述的铝土矿正浮选捕收剂的应用方法，所述的铝土矿正浮选捕收剂与水以1—2:10的质量比混合，在强烈搅拌下制成乳状液后，用于中低铝硅比一水硬铝石型铝土矿正浮选脱硅。

所述的中低铝硅比一水硬铝石型铝土矿的铝硅比为2.5—5。

所述的铝土矿正浮选捕收剂的粗选用量在400—600g/t之间。

本发明所述的有机硅表面活性剂比一般表面活性剂的表面活性高，其具有优良的降低表面张力的性能和润湿能力，有利于增强矿物与药剂间的相互作用；其具有的乳化能力可以改善脂肪酸类捕收剂的分散能力。

本发明所述的聚氧乙烯醚类表面活性剂有优良的乳化渗透作用和起泡能力。

所述的矿用起泡剂为松醇油(含有40％—50％的萜烯醇)或异辛醇，加入少量可以增大液膜粘度，降低液膜表面流动性，具有极强的起泡能力。

本发明所述的铝土矿浮选复合捕收剂打破了脂肪酸类药剂作为捕收剂时不加起泡剂的禁忌，将脂肪酸类捕收剂与聚氧乙烯醚类、有机硅表面活性剂及矿用起泡剂复配使用，选用的表面活性剂对脂肪酸类捕收剂有较强的增容作用，在提高了脂肪酸类捕收剂分散性能的同时改善了其捕收性能，有利于后续浮选作业及精矿过滤，在用量较低的水平下提高选别指标。该捕收剂尤其适用于中低铝硅比铝土矿的正浮选脱硅，捕收剂捕收性能好，开路试验时即可使铝土矿铝硅比由3左右提升到8以上，开路回收率接近中小型氧化铝厂闭路回收率，精矿铝硅比远高于小型氧化铝厂的最终精矿铝硅比，且可使处理每吨铝土矿的脂肪酸总用量降低到900g/t以下，远低于现场药剂耗量(实际生产脂肪酸类捕收剂用量在1200g/t以上)。使用本发明药剂在提高氧化铝回收率的同时使选矿药剂成本降低三分之一以上，较好的选别指标也降低了后续精矿加工处理的成本。因此，该药剂在提高铝土矿精矿指标，降低铝土矿精矿成本方面有较大的优势，具有较为广泛的应用前景。

附图说明

图1为实施例4、5试验流程图。

具体实施方式

本发明的铝土矿正浮选捕收剂，其化学成分为工业品的单羧基脂肪酸、有机硅表面活性剂、聚氧乙烯醚类表面活性剂及矿用起泡剂的复配物，其复配质量百分比为70—80％，5—10％，5—10％，10—20％，各组分混匀即可制备而成。

下面结合实例对本发明作进一步说明，而不会限制本发明。

实施例1

河南某低铝硅比一水硬铝石型铝土矿化学多元素分析结果列于表1。

表1 河南某低铝硅比一水硬铝石型铝土矿化学多元素分析结果

项目	Al₂O₃	SiO₂	MgO	CaO	TFe	A/S
							含量(％)	55.43	17.49	0.31	0.59	4.53	3.17

矿样进行磨矿至磨矿细度为-0.074㎜占93％，进行捕收剂种类对比试验，使用的捕收剂有油酸+OP-10、油酸+Tween-80、本发明复合捕收剂(油酸+增效剂，增效剂包括：有机硅表面活性剂、聚氧乙烯醚类表面活性剂及矿用起泡剂的复配物)。药剂用量为：油酸800g/t、碳酸钠4000g/t、水玻璃1000g/t，增效剂与脂肪酸质量配比为1：4，结果见表2。该实验中本发明复合捕收剂所使用的单羧基脂肪酸为油酸，增效剂所使用的有机硅表面活性剂为

其中n＝1-3，m＝3-15，该表面活性剂是由航润化工生产，牌号为：HR-3408，聚氧乙烯醚类表面活性剂为

其中R₁为9个碳原子的烃基，n₁＝10。

和松醇油，三者以3:2:5的质量比混合而成。

表2 河南某低铝硅比一水硬铝石型铝土矿正浮选脱硅捕收剂种类对比试验

表2实验数据旨在反应不同捕收剂铝土矿浮选脱硅的影响。

实施例2

环氧乙烷聚合度为7—15(即n₁＝7-15)的聚氧乙烯表面活性剂在本发明捕收剂中的适用性，选取聚合度为7、10、15的聚氧乙烯表面活性剂作为本发明中所述的聚氧乙烯醚表面活性剂进行粗选试验。药剂用量为：油酸800g/t、碳酸钠4000g/t、水玻璃1000g/t，增效剂(聚氧乙烯醚：有机硅：松醇油质量比＝2:3:5)与脂肪酸质量配比为1:4，结果见表3。

表3 聚氧乙烯醚类表面活性剂适用性试验

从试验结果可以看出选用聚合度不同的聚氧乙烯醚类表面活性剂对粗精矿回收率及铝硅比没有太大影响，证明环氧乙烷聚合度为7—15的聚氧乙烯醚表面活性剂均适用于本发明。

实施例3

为证明松醇油、异辛醇等矿用起泡剂在本发明中的适用性，以松醇油及异辛醇为本发明中所述的矿用起泡剂进行粗选试验。药剂用量为：油酸800g/t、碳酸钠4000g/t、水玻璃1000g/t，增效剂(聚氧乙烯醚：有机硅：松醇油/异辛醇质量比＝2:3:5)与脂肪酸质量配比为1；4，试验结果如表2所示。

表4 矿用起泡剂适用性试验

试验表明不同种类的矿用起泡剂作为本发明中所述的矿用起泡剂时，铝土矿粗精矿氧化铝回收率及铝硅比差别不大，证明不同种类的矿用起泡剂均适用于本发明中所述的矿用起泡剂。

实施例4

矿样进行磨矿至磨矿细度为-0.074㎜占93％，加入浮选药剂，采用一次粗选，两次精选的实验流程。本发明复合捕收剂先配置成10％的乳状液，粗选用量为550g/t；调整剂为碳酸钠，用量为5000g/t；抑制剂为水玻璃，用量为300g/t。

开路试验结果列于表5，工艺流程图见图1。

表5 河南某铝硅比为3.5的一水硬铝石型铝土矿正浮选脱硅开路试验结果

实施例5

为进一步说明本发明对低铝硅比铝土矿的适用性，对河南某地铝硅比为2.5的铝土矿进行正浮选脱硅实验研究，原矿氧化铝含量为50.44％，二氧化硅含量为20.02％，采用工艺流程图1所示的流程。矿样进行磨矿至磨矿细度为-0.074㎜占93％，加入浮选药剂，采用一次粗选，两次精选的实验流程。本发明复合捕收剂先配置成10％的乳状液，粗选用量为550g/t；调整剂为碳酸钠，用量为5000g/t；试验结果见表6。

表6 河南某铝硅比为2.5的一水硬铝石型铝土矿正浮选脱硅开路试验结果

由试验可知本发明药剂有以下几个优点：

1.捕收剂中所添加的复合助剂增效效果明显强于单一增效剂；

2.本发明复合捕收剂用量小，处理每吨中低铝硅比氧化铝的用量不超过900g，成本优势明显；

3.使用本发明复合捕收剂可降低尾矿铝硅比，在保证较高的回收率及较低的药剂用量的情况下提高选别指标。

Claims

1.一种铝土矿正浮选捕收剂，其特征在于，为工业上已合成的单羧基脂肪酸或单羧基环烷酸、有机硅表面活性剂、聚氧乙烯醚类表面活性剂及矿用起泡剂的复配物，其复配质量百分比为70—80％、5—10％、5—10％、10—20％；

所述的单羧基脂肪酸或单羧基环烷酸具有如下结构：

其中R代表12-17个碳原子组成的烃基，或R为6个碳原子的环烷基；

所述的有机硅表面活性剂具有如下结构：

其中n＝1-3，m＝3-15；

所述的聚氧乙烯醚类表面活性剂具有如下结构：

其中R₁为9-12个碳原子的烃基，n₁＝7-15；

所述的矿用起泡剂为复合高级醇；所述的复合高级醇包括松醇油、异辛醇中的一种或两种。

2.根据权利要求1所述的铝土矿正浮选捕收剂，其特征在于，所述的单羧基脂肪酸或单羧基环烷酸具有如下结构：

其中R代表17个碳原子组成的烃基，或R为6个碳原子组成的环烷基。

3.根据权利要求1所述的铝土矿正浮选捕收剂，其特征在于，

所述的聚氧乙烯醚类表面活性剂具有如下结构：

其中R₁为9个碳原子的烃基，n₁＝10。

4.权利要求1-3任一项所述的铝土矿正浮选捕收剂的应用方法，其特征在于，所述的铝土矿正浮选捕收剂与水以1—2:10的质量比混合，在强烈搅拌下制成乳状液后，用于中低铝硅比一水硬铝石型铝土矿正浮选脱硅。

5.根据权利要求4所述的铝土矿正浮选捕收剂的应用方法，其特征在于，所述的中低铝硅比一水硬铝石型铝土矿的铝硅比为2.5—5。

6.根据权利要求4所述的铝土矿正浮选捕收剂的应用方法，其特征在于，所述的铝土矿正浮选捕收剂的粗选用量在400—600g/t之间。