CN105013620A - 一种锂辉石高效组合捕收剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锂辉石高效组合捕收剂，按重量份计，该捕收剂包括：50-60份氧化石蜡皂733粉、5-15份环烷酸钠、10-15份脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、10-20份季铵盐。本发明还提供了制备上述捕收剂的方法，该方法包括步骤：1）按重量份计，取50-60份氧化石蜡皂733粉、5-15份环烷酸钠、10-15份脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、10-20份季铵盐，混合；2）加入重量为步骤1）所得物总重4-19倍的水，水浴充分搅拌，即得。本发明还公布了上述捕收剂在浮选分离锂辉石上的应用。本发明捕收剂原料来源广泛、价格低廉、捕收能力强、耐硬水、抗泥化能力强、选择性好，精矿产率高；本发明捕收剂配制简单，使用范围广，可以在低温矿区环境下及在较宽范围的pH下高效选择性浮选锂辉石。

Description

一种锂辉石高效组合捕收剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于浮选捕收剂领域，具体涉及一种锂辉石高效组合捕收剂及其制备方法和应用。

背景技术

锂辉石，作为锂化学制品主要原料，广泛应用于锂化工、玻璃、陶瓷行业，享有“工业味精”的美誉。锂是一种重要的能源金属，四分之一的锂都用来储存能量，在原子能、宇航等热核反应中也有所应用，被称为“推动世界进步的能源金属”、“能源生命金属”、“21世纪新能源”，具有极高的战略价值，对社会的发展与进步具有重要作用。目前我国金属锂的消费需求以每年25%的速度快速增长，锂矿石面临着良好的市场机遇。

在我国，锂辉石矿资源储量较为丰富，居世界第3位。大多分布在新疆可可托海、江西宜春、河南卢氏以及四川川西等地区；其中，四川省锂辉石矿储量占我国锂辉石矿总储量的 57％左右，而且主要分布在交通和天气条件都比较恶劣的甘孜藏族自治州、阿坝藏族羌族自治州两地。同时我国锂辉石矿主要与其他稀有金属矿共生在伟晶岩矿石中，共生的主要稀有矿物如锂云母、绿柱石及脉石矿物长石等也为铝硅酸盐矿物，与锂辉石表面性质相似，表面都存在与阴离子捕收剂作用的化学活性Al原子。这些特点致使我国锂辉石矿开发难度大，加工成本一直居高不下，综合经济效益较差，资源优势尚未转化为经济优势。

在我国的锂辉石选别实践中，主要存在如下问题：（1）使用的捕收剂大多为脂肪酸及其皂类捕收剂，例如目前工业实践常采用的单一氧化石蜡皂和环烷酸皂都存在水溶性差、不耐低温，用量大，选择性差等缺点；（2）配制复杂、成本高昂，如CN102921559A不仅利用了价格昂贵的螯合捕收剂而且配制过程繁琐；（3）实施条件苛刻，捕收剂的用量大、pH范围窄，使得在生产时所用试剂量大且提高工艺自动化的控制难度。

鉴于此，开发一种成本低廉、配制简单、捕收效果优良、用量小且易于实施使用（可在宽泛pH范围下使用）的锂辉石捕收剂，是在开发我国复杂难选锂辉石矿方面上，亟待解决的问题。

发明内容

    针对现有技术的缺点，本发明的一个目的在于提供一种锂辉石高效组合捕收剂，按重量份计，该捕收剂包括：

50-60份氧化石蜡皂733粉、5-15份环烷酸钠、10-15份脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、10-20份季铵盐。

本发明提供的捕收剂捕收能力强、选择性好、抗泥化能力强、耐硬水、性质稳定、用量小、成本低、环保安全且、可适于低温浮选且对可在很宽的pH范围内使用。

本发明的发明人通过长期摸索发现，在本发明捕收剂中，由于脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠分子结构中含有的乙氧基(EO)链段的可增加极性头体积，有效防止阴阳离子极性头之间结合过于紧密而形成沉淀，即可减少捕收剂的沉淀，还可有效增强组合捕收剂的水溶性。同时，季铵盐具有比较大的头基取代基尺寸，也可以抑制沉淀的产生。上述两点使得本发明捕收剂具有优秀水溶性和捕收性能。

本发明捕收剂由于阴阳离子中和而形成的特殊分子结构，具有很好的抗矿浆中钙镁离子能力，即良好的耐硬水能力，同时表面性质对pH不敏感，即可适用于较宽的矿浆pH值范围，一般可在pH=5~11之间。

相比目前工业实践上经常使用的单一阴离子混合型捕收剂氧化石蜡皂和环烷酸皂，本发明的捕收剂为阴阳离子混合捕收剂，阴阳离子间会发生强烈的静电吸引作用，使捕收剂的极性基头充分靠近，而且由于上述脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠和季铵盐类的特殊结构而不发生沉淀，因此组合捕收剂具有很好的协同作用及稳定的表面性质。

相比目前在实验室应用效果较好的阴离子型与螯合型型混合捕收剂和反浮选的单一阳离子捕收剂，本发明的成本大为降低，同时选择性好，具有在低温条件下使用、耐硬水以及可在宽泛pH下使用的性能，更重要的是因成本低廉及使用条件不苛刻，具有较好的工业化应用前景。

优选的，所述季铵盐包括十烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十烷基二甲基乙基氯化铵、三丁基甲基氯化铵中的任意两种。更优选的，由上述任意两种组成的组合物中，两种组分的质量比为1:1。

本发明的发明人通过长期摸索发现，采用上述季铵盐两两配合，可以实现选择性好的优异浮选指标。

本发明另一个目的在于提供制备上述捕收剂的方法，该方法包括如下步骤：

1）按重量份计，取50-60份氧化石蜡皂733粉、5-15份环烷酸钠、10-15份脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、10-20份季铵盐，混合；

2）加入重量为步骤1）所得物总重4-19倍的水，水浴充分搅拌，即得。

优选的，步骤1）中所述季铵盐十烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十烷基二甲基乙基氯化铵、三丁基甲基氯化铵中的任意两种。更优选的，由上述任意两种组成的组合物中，两种组分的质量比为1:1。

优选的，步骤2）中水浴时温度为40-60℃，搅拌时间为30 min。

值得指出的时，在制备本发明捕收剂时，对温度、搅拌时间和搅拌强度均无特殊要求，只需将各组分溶于水即可。采取在40-60℃下搅拌30min只是更方便获得本发明捕收剂而已。

本发明的另一个目的在于提供上述捕收剂在浮选分离锂辉石上的应用。对于从复杂稀有伟晶岩矿石中选择性浮选分离锂辉石而言，本发明捕收剂的效果更为显著。本发明捕收剂可在常温10℃~25℃的条件下使用，适用于矿石含泥量大，结合合适的浮选工艺，其用量一般为300g/t~1000g/t，并可获得高效的选择性浮选分离锂辉石的效果。

本发明的有益效果：

1）本发明捕收剂原料来源广泛、价格低廉；

2）本发明捕收剂捕收能力强、耐硬水、抗泥化能力强、选择性好，精矿产率高；

3）本发明的组合捕收剂配制简单，使用范围广，可以在低温矿区环境下及在较宽范围的pH下高效选择性浮选锂辉石。。

具体实施方式

    下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

将氧化石蜡皂733粉50.0份、环烷酸皂15.0份、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠15.0份、十二烷基三甲基氯化铵和三丁基甲基氯化铵1:1（w/w）的混合物20.0份加入重量为上述物质总重9倍的水中，然后在50℃水浴恒温条件下，搅拌20分钟后制得质量百分浓度为10.0%的浮选锂辉石组合捕收剂。

针对四川阿坝藏族羌族自治州西南部某复杂稀有伟晶岩矿石，主要矿物为锂辉石，绿柱石、锂云母、白云母、长石和石英等，入选原矿Li₂O品位为1.33%，添加本发明的组合捕收剂500g/t，在15℃的矿浆温度下使用，使用时pH为5.0-6.0；经过一次粗选两次精选二次扫选的闭路浮选流程，可获得表1的浮选分离结果。

表1

实施例2

将氧化石蜡皂733粉60.0份、环烷酸皂10.0份、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠15.0份、十烷基三甲基氯化铵和十二烷基三甲基氯化铵1:1（w/w）的混合物15.0份加入重量为上述物质总重19倍的水中，然后在60℃水浴恒温条件下，搅拌30分钟后制得质量百分浓度为5.0%的浮选锂辉石组合捕收剂。

针对四川甘孜州的康定甲基卡某复杂稀有伟晶岩矿石，主要矿物为锂辉石，绿柱石、铌钽铁矿、云母类矿物、长石和石英等，入选原矿Li₂O品位为1.43%，添加本发明的组合捕收剂400g/t，在10℃的矿浆温度下使用，使用时pH为7.0-8.0；经过一次粗选两次精选二次扫选的闭路浮选流程，可获得表2的浮选分离结果。

表2

实施例3

将氧化石蜡皂733粉55.0份、环烷酸皂12.0份、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠13.0份、十烷基二甲基乙基氯化铵和三丁基甲基氯化铵1:1（w/w）混合物20.0份加入重量为上述物质总重7倍的水中，然后在60℃水浴恒温条件下，搅拌25分钟后制得质量百分浓度为12.5%的浮选锂辉石组合捕收剂。

针对江西赣州市某复杂稀有伟晶岩矿石，主要矿物为锂辉石，绿柱石、云母类矿物、长石和石英等，入选原矿Li₂O品位为0.74%，添加本发明的组合捕收剂900g/t，在20℃的矿浆温度下使用，使用时pH为8.0-9.0；经过一次粗选两次精选二次扫选的闭路浮选流程，可获得表3的浮选分离结果。

表3

实施例4

将氧化石蜡皂733粉60.0份、环烷酸皂15.0份、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠15.0份、十烷基三甲基氯化铵和十烷基二甲基乙基氯化铵1:1（w/w）混合物季铵盐10.0份加入重量为上述物质总重9倍的水中，然后在55℃水浴恒温条件下，搅拌20分钟后制得质量百分浓度为10.0%的浮选锂辉石组合捕收剂。

针对新疆可可托海三号某典型复杂稀有伟晶岩矿石，主要矿物为锂辉石，绿柱石、、铌钽铁矿、云母类矿物、长石和石英等，入选原矿Li₂O品位为1.15%，添加本发明的组合捕收剂600g/t，在15℃的矿浆温度下使用，使用时pH为9.0-10.0，经过一次粗选两次精选二次扫选的闭路浮选流程，可获得表4的浮选分离结果。

表4

表1至表4的试验结果表明，采用本发明的捕收剂从复杂稀有伟晶岩矿石中选择性浮选分离锂辉石，取得了优异的浮选指标，锂精矿品位均大于6.0%，回收率均大于80.0%。可见本发明的捕收剂具有用量低，对不同种类的复杂稀有伟晶岩矿石具有良好的适应性。

实施例5

除了季铵盐加入量为10份，脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠加入量为10份以外，其余与实施例1一致。

实施例6

除了环烷酸钠的加入量为5份，十二烷基三甲基氯化铵和三丁基甲基氯化铵的质量比为1:1.5以外，其余与实施例1一致。

Claims (10)

1.一种锂辉石高效组合捕收剂，其特征在于，按重量份计，所述捕收剂包括：

50-60份氧化石蜡皂733粉、5-15份环烷酸钠、10-15份脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、10-20份季铵盐。

2.根据权利要求1所述捕收剂，其特征在于，所述季铵盐包括十烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十烷基二甲基乙基氯化铵、三丁基甲基氯化铵中的任意两种。

3.根据权利要求2所述的捕收剂，其特征在于，所述季铵盐包括十烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十烷基二甲基乙基氯化铵、三丁基甲基氯化铵中的任意两种物质，该任意两种物质的质量比为1:1。

4.如权利要求1或2所述捕收剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1）按重量份计，取50-60份氧化石蜡皂733粉、5-15份环烷酸钠、10-15份脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠、10-20份季铵盐，混合；

2）加入重量为步骤1）所得物总重4-19倍的水，水浴充分搅拌，即得。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，步骤1）中所述季铵盐为十烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十烷基二甲基乙基氯化铵、三丁基甲基氯化铵中任意两种。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述季铵盐包括十烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十烷基二甲基乙基氯化铵、三丁基甲基氯化铵中的任意两种物质，该任意两种物质的质量比为1:1。

7.根据权利要求4所述方法，其特征在于，步骤2）中水浴时温度为40-60℃，搅拌时间为30 min。

8.如权利要求1-3任一项所述捕收剂在浮选分离锂辉石上的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用为从复杂稀有伟晶岩矿石中选择性浮选分离锂辉石。

10.根据权利要求8或9所述应用，其特征在于，应用时，浮选温度为10-25℃，用量为300-1000g/t。