CN1057598A - 硅石或含硅脉石的泡沫浮选 - Google Patents

Abstract

在加入胺捕集剂和有效数量的烷醇胺如二乙醇 胺的情况下，进行逆向泡沫浮选，使硅石或含硅脉石 与想要的有价值的矿物质特别是铁和碳酸盐分离。

Description

本发明涉及硅石或含硅脉石被浮起的逆向泡沫浮选法。

浮选法是处理细碎矿石固体粒子的混合物的方法，例如，粉状矿石悬浮在液体里，借此，一部分固体粒子从其它细碎矿石固体粒子中分离出来，例如，硅石、含硅脉石、粘土和其它可能出现在矿石中的物质，通过在液体中充入气体（或就地提供气体），产生含有一些固体粒子、浮于液体上部的泡沫体，留下悬浮的（未有泡沫的）其它矿石固体成分。浮选基于的原理是：在含有不同物质的固体微粒的悬浮体里，充入气体，其中由于一些气体附着在一些悬浮固体粒子上，而不附着其它固体粒子，从而使附着气体的微粒比液体还轻。由此，这些微粒通过泡沫升到液体上部。

借助泡沫浮选处理矿物质及其连带的脉石，一般不具有使之充分分离的足够的疏水性和亲水性。因此，在泡沫浮选中，通常利用各种化学试剂来创造和增强分离所必需的特性。捕集剂被用来增强不同有用矿物质的疏水性及其可浮选性。捕集剂必须能够（1）吸附想要的矿物质并相应排斥出现的其它物质;（2）在扰动和切断与泡沫浮选过程中的湍流和剪切作用下保持附着;（3）给想要的矿物质提供充足的疏水性，使之达到要求的分离等级。

除捕集剂之外，还使用许多其它的化学试剂。例如使用的添加剂的种类包括：引泡剂、抑制剂、PH调节剂一如石灰和苏打、分散剂以及各种助聚剂和活化剂。抑制剂被用来提高和增强各种矿物质的疏水性并以此抑制他们的漂浮性。起泡剂是加进浮选装置，促进半稳定泡沫形式的试剂，与抑制剂和捕集剂二者不同，起泡剂不必附着或吸附在矿石微粒上。助聚剂与活化剂提高或增强其它试剂如捕集剂或抑制剂的效果。

至少从20世纪初期以来，泡沫浮选法已在采矿业中广泛应用。在典型或直接的浮选方案中，有价值的或想要的矿物质，从留在尾砂中的脉石物质中浮选出来。另一类浮选方案叫逆向浮选，不想要的矿物质如硅石或含硅脉石，从留在尾砂中的有价值的矿物质中浮选出来。

在泡沫浮选中，许多不同种类的化合物被用作捕集剂、起泡剂和其它试剂。例如，在将硅石或含硅脉石从有价值的矿物质中浮选出来的逆向浮选中，胺一如伯、仲胺，伯醚胺和醚二胺，牛脂胺和妥尔油脂肪酸/胺缩合物一般被用作捕集剂。被用作起泡沫的试剂包括低分子量乙醇，如甲基异丁基甲醇和甘醇醚。在特殊的浮选操作中使用的专用添加剂，则根据矿石的特性、浮选将发生的条件、设法回收的矿物质和同时在组合物中使用的其它添加剂来选择。

已认识到，上述试剂的作用变化，极大地取决于特定的矿石所经受的浮选及其浮选的条件。还被认识到的一个问题是，用胺捕集剂来浮选硅石，通常不象想象的只浮选出硅石，伴随硅石也浮选掉有价值的矿物质，其结果是减少了尾矿中想要的矿物质的回收。

这样，在逆向浮选过程中，还需要有从有价值的矿物质中除去硅石或含硅脉石的更有效的方法。

借助逆向泡沫浮选，本发明的回收有价值的矿物质的方法包括：含有硅石或含硅脉石的颗粒矿石在含水浆料里，在加入一种胺捕集剂和至少一种烷醇胺的情况下进行泡沫浮选，其前提是硅石或含硅脉石被浮起，而有价值的矿物质留在尾矿中。此外，本发明的泡沫浮选法利用起泡剂和其它本技术领域已知的浮选试剂。

借助逆向泡沫浮选，本发明的浮选方法适用于回收各种矿物质，包括氧化矿物质。令人惊奇的是，同胺捕集剂一道使用少量的烷醇胺，结果会增加胺捕集剂的效果。

本发明的逆向浮选法适用于从含有硅石或含硅脉石的各种矿石中回收有价值的矿物质。这里的矿石指那些取自矿区并含有脉石包括含硅脉石杂质的矿物质。脉石就是那些价值小或无价值的并需要从有价值的矿物质中分离出来的物质。

例如含硅氧化矿石，尤其是氧化铁、氧化镍、氧化磷、氧化铜和氧化钛，可以用来本发明的捕集剂进行处理，最好是处理含铁或含磷的矿石。其它类型的有含硅脉石的含氧矿物质，可以用本发明的捕集剂-包括碳酸盐如方解石或白云石以及氢氧化物如铝土矿-来处理。

各种含硅硫化矿石也可以用本发明的捕集剂来处理。例如可以用本发明的捕集剂来浮选的硫化矿石包括：黄铜矿、辉铜矿、方铅矿、黄铁矿、闪锌矿、硫镍铁矿。

本专业人员将认识到，各种含硅矿石可以用逆向浮选来处理，并将含硅脉石从想要的有价值的矿物质中浮选出来。例如可用本发明的捕集剂来处理的含硅氧化矿石包括：锡石、赤铁矿、赤铜矿、Vallerite、方解石、滑石、高岭土、磷灰石、白云石、铁铝氧石、尖晶石、金刚砂、铁矾土、锆石、金红石、磁铁矿、铌铁矿、钛铁矿、菱锌矿、硫酸铅矿、白钨矿、铬铁矿、白铅矿、软锰矿、孔雀石、硅孔雀石、红锌矿、氧化铅、方铁锰矿、锐钛矿、板钛矿、硫钨矿、云母铀矿、脂铅铀矿、水镁石、水锰矿、硬锰矿、针铁矿、褐铁矿、纤蛇纹石、细晶石、钽铁矿、铌钇矿。熟悉上述方法的人将认识到，本发明的逆向浮选法将适用于更多的矿石包括氧化矿石的生产，其中的氧化物是指碳酸盐、氢氧化物、硫酸盐和硅酸盐以及氧化物和硫化矿石。

本发明的逆向浮选法除浮选自然矿石之外，也适用于浮选来自其它渠道的氧化物和硫化物。例如来自重介质分离、磁性分离、金属加工和原油生产的废料，常常含有氧化物和/或硫化物-含有硅石或含硅脉石-它们可以用本发明的逆向浮选来回收。

在本发明的方法中，上述的适用于硅石浮选的捕集剂包括胺捕集剂，至少有约12的碳原子，例如，这样的捕集剂包括：伯胺、仲胺，伯醚胺和醚二胺，牛脂胺和妥尔油脂肪酸/胺缩合物。例如，这样的捕集剂还包括：丙胺、3-壬氧基-;1，3-丙二胺、N-三癸氧基-3，1-丙二基-，二亚乙基四胺和妥尔油脂肪酸的缩合物，C₁₆-C₁₈牛脂胺、癸胺、二己胺和过量的脂肪酸与二醇胺的缩合物。

在本发明中，烷醇胺被用来增强硅石在逆向浮选中的漂浮性。在本发明的实际应用中使用的烷醇胺，最好是有1-6个碳原子的低烷醇胺。具体地，烷醇胺的分子式为：

（R）_xNH_（3-x）

这里x从1-3，R分别是C_1-6烷醇之一，更具体些，指-乙醇胺、二乙醇酸、三乙醇胺、丙醇胺、异丙醇胺、丁醇胺、异丁醇胺或它们的混合物。

本发明实际应用的烷醇胺是在市场上大批买得到的。熟习上述方法的人将会认识到，市场大批买得到的烷醇胺具有不同等级的纯度。例如市场上大批买得到的二乙醇胺可能含有不同数量的乙醇胺和/或三乙醇胺。这样的烷醇胺适合本发明的实际应用。

烷醇胺可直接加进浮选容器或者加进碾磨装置。加入时间的选择取决于被浮选的特定矿石，其它试剂应用和所采用的生产装置。在加进浮选过程之前，烷醇胺最好不与胺捕集剂预先混合，他们最好与捕集剂分加进浮选装置，也可以在加入捕集剂之前加入，例如烷醇胺可以加进碾磨装置。

所使用的胺捕集剂的浓度可任选，结果是，该浓度要能浮选出足够数量的硅石或含硅脉石，以达到从浮选尾矿中回收想要的有价值的金属的目的，特别是，所使用的浓度取决于被处理的特定矿石，经受泡沫浮选的矿石品位以及被回收的矿物质所要求的质量。所要考虑的其它因素在于确定测量的大小，包括被处理的矿石的表面积大小。本专业人员将会认识到，微粒越小，需要的捕集剂越多，以实现充分的回收和达到要求的品位。

选择的捕集剂的浓度至少为0.001kg/每吨矿石，最好至少为0.005kg/每吨。也可使选择的捕集剂的总的浓度不超过5.0kg/公吨，最好不超过2.5kg/公吨。捕集剂的浓度在0.005kg/公吨到0.100kg/公吨之间为佳。一般开始选择较低范围的浓度，然后逐渐增强浓度直至获得最佳性能。

适用于本发明的烷醇胺的浓度的大小，至少足够在浮选硅石或含硅脉石中，减少浮选出有价值的矿物质的数量。可选的浓度至少为0.001kg/公吨干的固体粒子，不超过1.5kg/公吨。浓度在0.01kg/公吨到0.10kg/公吨为最佳。

已发现，分段加入捕集剂到浮选装置中，有利于特定矿物质的回收。通过分段加入，即总的捕集剂用量一部分一部分地增入，然后收集聚集的泡沫;再加入一部分捕集剂，再收集聚集的泡沫。这种分段加入，可重复多次，以获得最佳的回收和品位。加入捕集剂的次数，受微粒和经济的制约，最好不超过6次。

除在本发明中使用胺捕集剂和烷醇胺之外，其它常规添加剂包括其它捕集剂，也可在浮选中使用。例如这样的添加剂包括抑制剂和分散剂。除这些添加剂之外，起泡剂可以也最好被使用。起泡剂是本专业所熟知的，有助于达到本发明的目的。例如适用的起泡剂包括：C_5-8醇、松木油、甲酚、聚丙二醇的C_1-6烷基醚，聚丙二醇的二羟基化物、二醇脂肪酸、皂、磺酸烷芳酯及其它们的混合物，但并不局限于上述例子。

借助本专业人员知道的各种方法，可控制系统的PH。控制PH的一种普通试剂是石灰。然而，在本发明的实际应用中，用硫酸、盐酸、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化铵和其它类似的试剂来控制也是可能的。

下面的例子是本发明的实际应用，而不应解释为对本发明所作的任何限制。除非是其它情况，所有的份数和百分比都用重量来表示。

例1.氧化铁矿的浮选

准备一系列600g取自密执安的氧化铁矿样品。该矿原含有磁铁矿和少量的赤铁矿、martite和针铁矿物质。将准备的样品原料研磨，使其中82%的粒子小于75微米，其中含有11.3%的硅石和46.7%的铁。将每个600g样品分别在棒磨机内，用400g去离子水，以大约60RPM的转速，研磨2分钟。将形成的矿泥转入配备有自动移开搅拌装置的Agitair  3000ml的浮选容器内。加水，适当填充容器容积。在加入本发明的烷醇胺之前，浆料的PH保持在矿石自然浆料6.5的水平上。烷醇胺（在使用时加入，让浆料调理1分钟。接着，按照表1所确定的，然后再调理1分钟。下一步，加入聚二醇醚起泡剂，其数量等于每吨干矿石5g，之后再调理1分钟。

浮选容器以900RPM的速度被搅动，并以每分钟9.0升的速度输入空气。在10分钟内去除所形成的集中的硅石。干燥集中的硅石样品在产生的含铁尾矿，并称重和研磨，以备分析。它们不溶于酸，并用D.C.plasma  Spectrometer测定铁的含量。利用分析时间，用标准的质量平衡公式计算出用分数表示的回收率和品位在尾矿中回收的铁的品位和数量如表1所示。

表1的数据显示，在本发明的逆向浮选中，烷醇胺的增加，其结果是，从尾矿中回收的铁的数量增加，与相同的不加烷醇胺的试验相比较。例如试验2与试验5-8相比较，少量增加烷醇胺的用量，其结果是随着回收铁的品位的增加，铁的回收率增加。这说明，烷醇胺的少量增加，增强了丙胺，壬氧基捕集剂在这些试验中对硅石的收集效果。考查这些例子的其它试验发现，与不同的胶捕集剂一道使用不同的烷醇胺，其必然的结果是，在本发明的方法中，增强含硅脉石与想要的铁的分离。

例2-从磷酸盐矿中逆向浮选硅石

准备一系列750g取自佛罗里达的含磷灰石的磷酸盐矿样品。研磨所提供的样品原料，使其中90%的微粒小于350微米，15%的微粒小于37微米。其中含有26.8%的SiO₂和18.7%的P₂O₅。用硫酸冲洗所提供的原料，以洗净微粒表面的任何有机物-来源于上级加工阶段。

将样品转入配有自动移开搅棒装置的Agitair 3000ml浮选容器。加入充足的淡水适当填充容器体积。矿尾开始的PH用1.0N NH₄OH调整到6.4。所用的烷醇胺按照下面的记录的条件加入。接下来，胺捕集剂按照下面的附加的记录条件加入。按照每吨干矿石5g的量加入甲基异丁基甲醇起泡剂。

浮选容器被以每分钟900转的速度搅动并以每分钟9.01的速率输入空气。在10分钟内除去集中的硅石。干燥含有磷酸盐的尾矿和含有含硅脉石的浓缩物，称重并研磨以备分析。它们不溶于酸，并用D.C.plasma  Spectrometr来测定磷酸盐（P₂O₅）的含量。使用分析试验数据，用标准的质量平衡公式计算尾矿中磷（P₂O₅）的回收率和品位。其结果见表Ⅱ。

表Ⅱ的数据表明本发明在从磷酸盐矿中分离出硅石的效果。在各例中，加少量烷醇胺增强胺捕集剂从磷酸盐尾矿中去除硅石浓缩物的能力，得到与磷酸盐品位相当的高回收率。

Claims (5)

1、借助逆向泡沫浮选回收有价值的矿物质的方法包括：含有硅石或含硅脉石的矿石粒子在含水浆料里，在加入胺捕集剂和一种烷醇胺的条件下泡沫浮选，这样硅石或含硅脉石被浮起，而有价值的矿物质留在尾矿中。

2、权利要求1中的矿石粒子是氧化铁矿。

3、权利要求1中的矿石粒子是磷酸盐矿。

4、权利要求1中的烷醇胺的分子式为

（R）_xNH_（3-x）

其中x是从1到3，R分别是C_1-6烷醇之一。

5、权利要求4中的烷醇胺包括：乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺丙醇胺、异丙醇胺、丁醇胺、异丁醇胺以及它们的混合物。