CN106563575A

CN106563575A - 一种高效金红石浮选捕收剂组合物及其在金红石浮选中的应用

Info

Publication number: CN106563575A
Application number: CN201610937286.5A
Authority: CN
Inventors: 宋少先; 李洪强; 李希庆; 母顺兴
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2016-11-01
Filing date: 2016-11-01
Publication date: 2017-04-19

Abstract

本发明涉及一种高效金红石浮选捕收剂组合物及其在金红石浮选中的应用，所述组合物由单独存放的主捕收剂和辅助捕收剂组成，所述主捕收剂为苯乙烯膦酸；所述辅助捕收剂的制备方法为：将烃油、表面活性剂和水混合均匀得到油水混合物，然后将油水混合物在高剪切分散乳化机中分散乳化后得到；所述主捕收剂和辅助捕收剂质量比为1:0.5～1.25。本发明提供的捕收剂组合物大幅提高了对金红石的捕收能力，提高回收率；减少了主捕收剂的用量，从而大大降低了金红石浮选的药剂成本。

Description

一种高效金红石浮选捕收剂组合物及其在金红石浮选中的应用

技术领域

本发明属于金红石浮选技术领域，具体涉及一种高效金红石浮选捕收剂组合物及其在金红石浮选中的应用。

背景技术

金红石是冶炼金属钛、制造钛白粉以及电焊条焊药的主要原料。我国金红石资源主要以榴辉岩的形式存在，榴辉岩型的金红石矿，其脉石矿物为石榴石及绿辉石，然而由于金红石与石榴石有相近的密度(分别为4.16g/cm³和4.034g/cm³)，采用重选方法不能实现二者的分离；采用磁选分离的方法也存在较大困难，因为金红石虽具弱磁性，石榴石具中等磁性，但金红石晶格中存在铁的类质同象和颗粒表面铁污染等原因导致其磁性增强，与石榴石接近。近年来，对金红石矿进行浮选富集的研究逐渐增多，而高效捕收剂的开发利用是浮选金红石的关键。

目前，行业内常用的捕收剂有羧酸类捕收剂、胂酸类捕收剂、羟肟酸类捕收剂等。羧酸类捕收剂捕收能力强，但浮选选择性差；胂酸类捕收剂有苄基胂酸，其捕收效果及选择性均较好，但其毒性大，对环境影响较大；羟肟酸类捕收剂有C7-9羟肟酸(NM-5O)，水杨羟肟酸等，其药剂选择性好，但捕收能力差，需要Pb²⁺作为活化剂以提高其捕收能力，而Pb²⁺属于重金属离子，毒性很大，会污染环境。因此近年来，对浮选选择性好、环境较友好的膦酸类捕收剂的研究逐渐增多，膦酸类捕收剂有苯乙烯膦酸和烷胺二甲双膦酸等，药剂效果好，但药剂用量大，药剂单价高。本发明以苯乙烯膦酸作为主捕收剂，开发了一种辅助捕收剂，二者组合使用，大大降低了苯乙烯膦酸的用量，且提高了对金红石的捕收能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种高效金红石浮选捕收剂组合物及其在金红石浮选中的应用，以膦酸类捕收剂与辅助捕收剂合用提高了捕收能力，而且可以减少膦酸类捕收剂的用量，降低了选矿成本。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种高效金红石浮选捕收剂组合物，所述组合物由单独存放的主捕收剂和辅助捕收剂组成，所述主捕收剂为苯乙烯膦酸；

所述辅助捕收剂的制备方法为：将烃油、表面活性剂和水混合均匀得到油水混合物，然后将油水混合物在高剪切分散乳化机中分散乳化后得到；

所述主捕收剂和辅助捕收剂质量比为1:0.5～1.25。

按上述方案，所述烃油为柴油、石脑油、煤油、芳烃油中的一种。

按上述方案，所述表面活性剂为AC1815、Tween-80、TX-10P(烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯)中的一种，所述表面活性剂的HLB值为4～17。

按上述方案，所述烃油、表面活性剂和水质量比为1：0.01～0.03：100。

按上述方案，所述分散乳化的条件为：转速为1000～11000r/min，乳化时间为1～30min。

本发明还提供上述高效金红石浮选捕收剂组合物在金红石浮选中的应用。

按上述方案，具体地应用方法包括如下步骤：1)将金红石原矿粉磨为粒度为-74～+38μm的矿物粉，然后将矿物粉与水加入浮选机中搅拌调浆得到金红石浮选矿浆；2)向金红石浮选矿浆中添加主捕收剂、辅助捕收剂，搅拌3min后再添加起泡剂；3)全部药剂添加完毕后通气浮选；4)浮选结束后将得到的泡沫产品和浮选槽中的尾矿分别过滤、烘干、称重。

按上述方案，浮选过程中控制矿浆的pH为4～6，控制所述主捕收剂的浓度为20～40mg/L，控制起泡剂的浓度为20～100mg/L。

按上述方案，浮选过程中主捕收剂与辅助捕收剂可按比例同时加入；也可先添加主捕收剂，搅拌3min再添加辅助捕收剂。

本发明的有益效果在于：本发明以浮选选择性好的膦酸类捕收剂为主捕收剂，再加入与主捕收剂具有协同作用的辅助捕收剂，大幅提高了对金红石的捕收能力，提高金红石的回收率；同时，降低了主捕收剂的用量，因为辅助捕收剂成本低，可以降低金红石浮选的药剂成本。

附图说明

图1为实施例1所用辅助捕收剂中煤油与表面活性剂的质量比与金红石和石榴石的回收率的关系曲线；

图2为实施例2所用辅助捕收剂用量与金红石浮选回收率及品味的关系曲线；

图3为实施例3所用苯乙烯膦酸的浓度与金红石回收率和品位的关系曲线(辅助捕收剂TK的用量固定在22.5mg/L)；

图4为实施例4矿浆温度与金红石回收率和品位的关系曲线；

其中：SPA-苯乙烯膦酸；TK-辅助捕收剂。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1

辅助捕收剂中表面活性剂与煤油质量比对金红石浮选效果的影响：

本实施例所用高效金红石浮选捕收剂组合物由主捕收剂苯乙烯膦酸和辅助捕收剂组成。所述辅助捕收剂通过如下方法制备得到：先将煤油、TX-10P及水分别按质量比1：0：100、1：0.005：100、1：0.01：100、1：0.03：100、1：0.05：100混合得到5组油水混合物，然后将所得5组油水混合物置于高剪切分散乳化机中在10000r/min转速下分散1min，得到金红石辅助捕收剂TK1、TK2、TK3、TK4和TK5。

本实施例金红石浮选捕收剂组合物在金红石/石榴石浮选中的应用，具体包括如下步骤：

1)金红石浮选矿浆的制备：将3g粒度为-74～+38μm的金红石/石榴石矿粉和100mL蒸馏水加入到挂槽浮选机中，在2000r/min转速下搅拌调浆得到金红石浮选矿浆；

2)将金红石浮选矿浆的pH值控制在4，首先加入主捕收剂苯乙烯膦酸(浓度为100mg/L)，搅拌3min；再加入一种辅助捕收剂TK1(浓度为20mg/L)，搅拌3min；最后加入起泡剂甲基异丁基甲醇(MIBC)(浓度为20mg/L)，搅拌3min；通气浮选，浮选结束后得到泡沫产品及浮选槽中的尾矿；此时，得到了TK1作为辅助捕收剂时的浮选结果；

3)重复步骤1)和步骤2)，分别得到TK2、TK3、TK4和TK5作为辅助捕收剂时的浮选结果；

4)将每次浮选得到的泡沫产品及尾矿分别烘干，称重计算产率(即回收率)。

以辅助捕收剂中的表面活性剂TX-10P与煤油的质量比为横坐标，金红石及石榴石的回收率为纵坐标，绘制曲线，如图1所示。从图1可以看出：在浮选过程中，表面活性剂与煤油的比值过小时，辅助捕收剂的捕收力偏低，金红石浮选回收率偏低。当表面活性剂与煤油的比值过大时，石榴石的浮选回收率大幅上升，浮选选择性降低，当质量比提高到5％时，石榴石回收率达90％。因而，考虑辅助捕收剂的捕收能力及选择性，优选的表面活性剂TX-10P与煤油质量比为1％-3％，即质量比煤油：TX-10P＝1:0.01-0.03。

实施例2

辅助捕收剂用量对金红石/石榴石模拟混合矿浮选效果的影响：

实验所用的辅助捕收剂通过如下方法制备得到：将煤油、TX-10P及水按质量比1:0.03:100混合得到油水混合物；将油水混合物置于高剪切分散乳化机中在10000r/min转速下分散1min，得到辅助捕收剂。

本实施例金红石浮选捕收剂组合物在金红石/石榴石模拟混合矿浮选中的应用，具体包括如下步骤：

1)模拟混合矿矿浆的制备：将粒度为-74～+38μm的金红石/石榴石模拟混合矿(0.75g金红石单矿物和2.25g石榴石单矿物)和100mL蒸馏水加入到100mL的挂槽浮选机中，在2000r/min转速下搅拌调浆，获得模拟混合矿矿浆；

2)将模拟混合矿矿浆的pH值控制在4，首先加入主捕收剂苯乙烯膦酸(浓度为100mg/L)，搅拌3min；再加入辅助捕收剂(浓度分别为0、5、10、15、20、25、30、60mg/L)，搅拌3min；最后加入起泡剂MIBC(浓度为20mg/L)，搅拌3min；通气浮选，浮选结束后，得到泡沫产品及浮选槽中的尾矿；

3)将泡沫产品及尾矿分别烘干，称重，计算产率，将泡沫产品用化学方法进行化验，测定其TiO₂含量，并计算其回收率。

辅助捕收剂用量对金红石浮选回收率及品位的影响结果如图2所示。从图2可以看出：随着辅助捕收剂用量的增大，混合药剂捕收能力大幅提高，精矿回收率快速提高到90％以上，然后趋于平缓。混合药剂的浮选选择性随辅助捕收剂用量的增大先提高，后大幅下降，说明当辅助捕收剂用量过大时，其选择性变差，所以优选的辅助捕收剂的用量浓度为10-25mg/L。

实施例3

苯乙烯膦酸SPA(主捕收剂)与乳化煤油TK(辅助捕收剂)的最佳配比试验：

所述辅助捕收剂通过如下方法制备得到：将煤油、TX-10P及水按质量比1：0.03：100混合得到油水混合物；将油水混合物置于高剪切分散乳化机中在10000r/min转速下分散1min，得到金红石辅助捕收剂TK。

1)模拟混合矿矿浆的制备：将粒度为-74～+38μm的模拟混合矿(0.75g金红石单矿物、2.25g石榴石单矿物)和100mL蒸馏水加入到挂槽浮选机中，在2000r/min转速下搅拌调浆，获得混合矿矿浆；

2)将混合矿矿浆的pH值控制在4，首先加入主捕收剂苯乙烯膦酸(浓度分别为10、20、30、40mg/L)，搅拌3min；再加入辅助捕收剂(浓度为22.5mg/L)，搅拌3min；最后加入起泡剂MIBC(浓度为20mg/L)，搅拌3min；全部加完毕后，通气浮选，浮选结束后，得到泡沫产品及浮选槽中的尾矿；

3)将泡沫产品及尾矿分别烘干，称重并化验精矿中TiO₂的含量，计算金红石的品位及回收率。

以矿浆中苯乙烯膦酸的浓度为横坐标，金红石回收率和品位为纵坐标，绘制得到曲线如图3所示。从图3可以看出：当辅助捕收剂的用量固定时(为22.5mg/L)，苯乙烯膦酸的用量可以大幅度降低，回收率和品位变化不大。由此，可将苯乙烯膦酸用量降低至20mg/L。确定捕收剂最佳配比为：苯乙烯膦酸用量为20mg/L，辅助捕收剂用量为22.5mg/L。

实施例4

矿浆温度对混合药剂浮选性能的影响：

本实施例所用辅助捕收剂通过如下方法制备得到：将煤油、TX-10P及水按质量比1：0.03：100混合得到油水混合物；将油水混合物置于高剪切分散乳化机中在10000r/min转速下分散1min，得到金红石辅助捕收剂。

1)模拟混合矿矿浆的制备：将粒度为-74～+38μm的模拟混合矿(0.75g金红石单矿物、2.25g石榴石单矿物)和100mL蒸馏水(温度分别为5、10、15、25、35℃)加入到100mL的挂槽浮选机中，在2000r/min转速下搅拌调浆，获得混合矿矿浆；

2)将混合矿矿浆的pH值控制在4，首先加入主捕收剂苯乙烯膦酸(浓度为20mg/L)，搅拌3min；再加入辅助捕收剂(浓度为22.5mg/L)，搅拌3min；最后加入起泡剂MIBC(浓度为20mg/L)，搅拌3min；全部加完毕后，通气浮选，浮选结束后，得到泡沫产品及浮选槽中的尾矿；

3)将泡沫产品及尾矿分别烘干，称重并化验精矿中TiO₂的含量，计算金红石的品位及回收率。以矿浆温度为横坐标，金红石回收率和品位为纵坐标，绘制得到曲线如图4所示。从图4可以看出：随着矿浆温度的升高，浮选的回收率及品位均有略小幅度的下降，但变化不大。由此可以看出，该组合捕收剂有耐低温的优势，受温度变化影响小，可在一些较寒冷的地区使用(5-30℃均可使用)。

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

1.一种高效金红石浮选捕收剂组合物，其特征在于：所述组合物由单独存放的主捕收剂和辅助捕收剂组成，所述主捕收剂为苯乙烯膦酸；

所述主捕收剂和辅助捕收剂质量比为1:0.5～1.25。

2.根据权利要求1所述的高效金红石浮选捕收剂组合物，其特征在于：所述烃油为柴油、石脑油、煤油、芳烃油中的一种。

3.根据权利要求1所述的高效金红石浮选捕收剂组合物，其特征在于：所述表面活性剂为AC1815、Tween-80、TX-10P中的一种，所述表面活性剂的HLB值为4～17。

4.根据权利要求1所述的高效金红石浮选捕收剂组合物，其特征在于：所述烃油、表面活性剂和水质量比为1：0.01～0.03：100。

5.一种权利要求1-4任一所述的高效金红石浮选捕收剂组合物在金红石浮选中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，具体地应用方法包括如下步骤：1)将金红石原矿粉磨为粒度为-74～+38μm的矿物粉，然后将矿物粉与水加入浮选机中搅拌调浆得到金红石浮选矿浆；2)向金红石浮选矿浆中添加主捕收剂、辅助捕收剂，搅拌3min后再添加起泡剂；3)全部药剂添加完毕后通气浮选；4)浮选结束后将得到的泡沫产品和浮选槽中的尾矿分别过滤、烘干、称重。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，金红石浮选过程中控制矿浆的pH为4～6，控制所述主捕收剂的浓度为20-40mg/L，控制起泡剂的浓度为20～100mg/L。