CN107930860B - 一种萤石选矿用活化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种萤石选矿用活化剂及其制备方法，其组分为：2ME、硫酸亚铁。制备方法为：1)称取硫酸亚铁，加水配制成5‑15％的硫酸亚铁水溶液；2)称取2ME，缓慢加入含有硫酸亚铁水溶液中，边加边搅拌，使之完全溶解。该活化剂的用途，将上述制备的水溶液，按2ME加硫酸亚铁总重量计200～800g/t原矿的比例加入球磨机，与原矿在磨矿中混合均匀以达到有效活化。本发明的活化剂，当萤石原矿石中伴有黏土矿物的含量较高时，可以提高选矿回收率、提高精矿品位、降低生产成本、节约资源、降低能源消耗、减少环境污染。

Description

一种萤石选矿用活化剂及其制备方法

技术领域：

本发明属于选矿领域，尤其涉及一种萤石选矿用活化剂及其制备方法。

背景技术：

萤石是一种很重要的化工原料，它是氟的来源，被广泛应用于化工、冶金、军工产品，在我国经过了30多年的开采，已变成一种稀缺的矿产，像稀土一样早已被列为国家限量开采，配额生产的矿产之一。

近年来随着易选矿越来越少，过去因为选矿技术难以达到有效分离而丢弃的难选矿越来越得到重视开发，而这些矿石当中有相当的一部分，需要活化才能将目标矿物浮上来，并且与脉石矿物彻底分离。所谓活化即帮助欲浮矿物与捕收剂结合的手段和方法。而活化剂既是能够促使捕收剂与欲浮矿物结合的一类药剂。

萤石选矿需活化的原因：萤石一般产于地质构造的破碎带中，与之伴生的常有黏土矿物和某些金属矿物。像高岭土(高岭石)、耐火黏土这类矿物因硬度极软易磨(有些不用磨，在水中自然“崩解”)，产生大量以微米计的粒子。萤石选矿就是通过磨矿破碎使萤石(CaF₂)中的钙离子暴露出来(并且与脉石矿物充分解离)然后与带阴离子基团的捕收剂(油酸和它的皂类)结合、疏水上浮的过程。由于黏土细粒的存在，在磨矿作业结束、捕收剂加入之前(油酸不能加入球磨机中)就已经吸附于钙离子表面，对钙离子形成屏蔽，降低了钙离子的电性，阻碍了捕收剂与之结合，或者严重消弱了与钙离子结合的牢度。在生产中表现为：1.选不上来，大量的萤石直接进入尾矿。2.粗选上来了，随着精选次数的增加，捕收剂严重脱落，出现沉槽现象。这类矿石在我国河北的赤城、涿鹿、辽宁阜新、湖北宜昌、安徽巢湖、江西上饶等地区多有分布，大多长期无法采选，有的建起了选厂，因生产指标低下而不得不废弃。

目前工业上对付这类矿石的方法：1.加温：通过加温，将萤石分子激活同时也提高捕收剂的活性，使之在相互运动、碰撞过程中增加相互吸附的牢度。这种方法的缺点是需将矿浆加热到40度以上，这需消耗大量的能源，以一个日处理量150吨的小型选厂举例，要加热这么多矿浆(450-500吨水/日)，需一台4吨蒸汽锅炉24小时不停地加热，造成的污染也是相当严重。据资料介绍，萤石原矿中含5％以上的高岭土，即会对选矿指标形成影响，采取这种方法生产的厂家，产品质量达不到国家规定的一级酸级萤石粉的标准(精矿品位≥98％)，精矿品位通常都在90％以下，而选矿的另一项重要指标-回收率最高也不过70％左右(正常≥85％)，这种产品只能做冶金工业的助熔剂，价格每吨比一级粉下降800-1000元。回收率的下降则极大地浪费了资源，增加的尾矿又加重了环境的污染和处理费用。2.洗矿：在破碎作业后用分级机或洗矿机加水搅拌，擦洗原矿，利用比重的差异让矿泥随水溢走。因为处理量较大、洗涤时间、次数、用水量均受到限制，特别是大量的高岭石，还没磨碎，萤石块矿中还存有没有解离的高岭土，使洗矿无法做到彻底，这种方法只能对付一些高岭土含量低的萤石原矿或是改善一下浮选指标，不能彻底解决问题。同时随溢流流出的泥浆中也含相当数量的细粒萤石，造成资源的浪费。

目前使用的药剂：最常用的是水玻璃，水玻璃是一种硅酸盐矿物抑制剂，因本身具有一定的分散性，被拿来作为分散剂，分散矿泥。但它的分散作用有限，加多了什么矿都抑制。常用的净水剂如聚合铝、聚合铁、酰胺类，因为是通过絮凝来沉淀矿泥，很容易将萤石也一起絮凝。

目前国内专利数据库也有一些关于萤石选矿用抑制剂的公开文献报道：

【公开号】CN101703966B，【公开日】2011.11.02，【名称】萤石矿碳酸盐抑制剂及其制备方法，该发明公开了一种萤石矿碳酸盐抑制剂及其制备方法，抑制剂由酸、水玻璃、硫酸铝、栲胶四个组分组成。该抑制剂主要用于抑制碳酸盐矿物、黏土矿物含量较低的石英脉型萤石矿石选别。该抑制剂抑制的是方解石、石灰石脉石，对黏土矿物作用有限，加多了会对萤石产生强烈抑制，当黏土矿物含量较高时，无法达到满意的效果。

综上所述：现有技术中对付与萤石伴生的黏土矿物和金属矿物所使用的方法，有加温、加水搅拌擦洗、或是使用水玻璃分散，当萤石原矿中黏土矿物含量5％以上时，选矿指标下降，产品质量达不到国家规定的一级酸级萤石粉的标准，精矿品位通常都在90％以下，并且消耗大量的能源、增加了生产成本，使得资源浪费、污染加重。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种萤石选矿用活化剂及其制备方法。该活化剂及其制备方法重在解决当萤石原矿中伴有黏土矿物含量较高时，提高选矿回收率、提高精矿品位、降低生产成本、节约资源、降低能源消耗、减少环境污染。

我们针对这一问题进行了长期的探索，在经历了大量的失败试验之后，逐渐找到了本发明解决这一问题的技术方案。其原理为分散加络合。对付黏土细泥，首先要分散即做到单体解离，因为是化学吸附，靠磨矿已不能解决问题，要使用分散剂，分散剂是依靠在固体颗粒表面吸附，形成薄膜，从而阻碍粒子相互之间的结合，但是这种吸附往往是无选择性的，既在黏土矿物上吸附，也在萤石上吸附。这种薄膜又往往是亲水的，这就阻碍了捕收剂与萤石的结合。因此，分散剂的选择便成为重要的问题，本发明的技术方案是让分散剂尽量吸附在黏土细泥颗粒的表面，不吸附或少吸附在萤石上。本发明解决这个技术难题的技术特征是利用萤石和黏土细泥所带的电荷不同来加以区分的，黏土细泥带负电，萤石带正电，利用这一差别，我们找到了一种纺织行业使用的阳离子表面活性剂2ME，通常在布匹印染之前除皱着色时使用阳离子表面活性剂2ME，也称之为柔顺剂，有效成分为季胺盐，它本身不亲油，又易于与带负电的颗粒结合，加到球磨中，让黏土细泥一产生就立即与之相互结合，从而使其与萤石矿物分散开来，这在选矿上称为优先吸附，对萤石而言，其起到解吸剂的作用。

然而，黏土细泥的上浮并不完全是与萤石吸附而上浮，黏土类矿物成分比较复杂，除硅氧以外，还含有铁铝等离子。我们发现萤石选矿用捕收剂对这类金属离子有一定的捕收性，这是黏土细泥上浮进入精矿的第二个原因，本发明技术方案的第二个技术特征就是-络合。所谓络合是利用金属络合剂去络合矿浆中存在的铝铁离子，使之生成金属络合物，从而消除铝铁等离子。对这种络合剂的要求，是只对铝铁络合，不络合钙离子，作为制剂的填料，不与2ME反应，相容性好，不沉淀分层。通过大量的试验，我们认为硫酸亚铁符合上述要求且价格便宜。

因此，本发明提供了如下技术方案：

一种萤石选矿用活化剂，其特征在于：组分为：2ME，硫酸亚铁。

本发明所述的2ME是一种带电性亲水剂，市场上可以购得。硫酸亚铁是工业用硫酸亚铁，市场上可以购得。

本发明所述的一种萤石选矿用活化剂，其特征在于：该活化剂中2ME的含量占2ME和硫酸亚铁总重量的重量百分比为20-70％。

另一方面，本发明提供一种萤石选矿用活化剂的制备方法，包括以下步骤：

1)称取硫酸亚铁，加水配制成5-15％的硫酸亚铁水溶液；

2)称取2ME，缓慢加入含有硫酸亚铁水溶液中，边加边搅拌，使之完全溶解。

所得水溶液中，2ME含量占2ME和硫酸亚铁总重量的重量百分比为20-70％。

本发明还提供一种萤石选矿用活化剂的用途，特征在于，将制备的含有2ME、硫酸亚铁的水溶液，按有效成分2ME加硫酸亚铁总重量计200～800g/t原矿入球磨，与原矿在磨矿中混合均匀以达到有效活化。

本发明具有如下有益效果：

使用本发明的萤石选矿用活化剂，当萤石原矿石中伴有黏土矿物的含量高于5％时，可以提高选矿回收率、提高精矿品位、降低生产成本、节约资源、降低能源消耗、减少环境污染。因此，使用本发明的萤石选矿用活化剂，将激活一批大型矿山，为萤石这一紧缺资源的利用增添新的助力。

具体实施方式：

实施例1

取2ME5kg、硫酸亚铁10kg，其制备方法为：

1.将硫酸亚铁加水配制成10％的水溶液；

2.将2ME缓慢加入到上面步骤得到的含有硫酸亚铁水溶液中，边加边搅拌，使之完全溶解。

使用：将上述制备的含有2ME、硫酸亚铁的水溶液，按有效成分2ME加硫酸亚铁总重量计800g/t原矿的比例加入球磨机。

实施例2

取2ME10kg、硫酸亚铁5kg，其制备方法为：

1.将硫酸亚铁加水配制成5％的水溶液；

2.将2ME缓慢加入到上面步骤得到的含有硫酸亚铁水溶液中，边加边搅拌，使之完全溶解。

使用：将上述制备的含有2ME、硫酸亚铁的水溶液，按有效成分2ME加硫酸亚铁总重量计500g/t原矿的比例加入球磨机。

实施例3

取2ME7.5kg、硫酸亚铁7.5kg，其制备方法为：

1.将硫酸亚铁加水配制成7.5％的水溶液；

2.将2ME缓慢加入到上面步骤得到的含有硫酸亚铁水溶液中，边加边搅拌，使之完全溶解。

使用：将上述制备的含有2ME、硫酸亚铁的水溶液，按有效成分2ME加硫酸亚铁总重量计600g/t原矿的比例加入球磨机。

实施例4

取2ME3kg、硫酸亚铁8kg，其制备方法为：

1.将硫酸亚铁加水配制成8％的硫酸亚铁水溶液；

2.将2ME缓慢加入到上面步骤得到的含有硫酸亚铁水溶液中，边加边搅拌，使之完全溶解。

使用：将上述制备的含有2ME、硫酸亚铁的水溶液，按有效成分2ME加硫酸亚铁总重量计500g/t原矿的比例加入球磨机。

实施例5

取实施例1制备的本发明萤石选矿用活化剂，按有效成分2ME加硫酸亚铁总重量计800g/t原矿的比例加入有矿石的球磨机中，在磨矿细度为-200目占65％条件下，浮选含黏土的萤石矿实验效果如下表：

由上表可以看出：在条件相同的情况下，使用本专利发明的活化剂可以获得较高的回收率和高质量的产品。

Claims (5)

1.一种萤石选矿用活化剂，其特征在于：组分为：2ME，硫酸亚铁，所述萤石选矿是指萤石原矿石中伴有黏土矿物的含量高于5％的萤石原矿石。

2.根据权利要求1所述的萤石选矿用活化剂，其特征在于：2ME为带电性亲水剂。

3.根据权利要求1所述的萤石选矿用活化剂，其特征在于：该活化剂2ME的含量占2ME和硫酸亚铁总重量的重量百分比为20-70％。

4.根据权利要求1至3任一项所述的萤石选矿用活化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)称取硫酸亚铁，加水配制成5-15％的硫酸亚铁水溶液；

2)称取2ME，缓慢加入上述步骤得到的含有硫酸亚铁水溶液中，边加边搅拌，使之完全溶解。

5.根据权利要求1-3任一项所述的萤石选矿用活化剂的用途，特征在于，将制备的含有2ME、硫酸亚铁的水溶液，按有效成分2ME加硫酸亚铁总重量计200～800g/t原矿入球磨，与原矿在磨矿中混合均匀以达到有效活化。