CN108452949A - 一种钛铁矿或氟碳铈矿的浮选工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及浮选技术，具体是一种钛铁矿或氟碳铈矿的浮选工艺。本发明中尼泊金羟肟酸捕收剂的用量≥15g/t，矿石粒度为‑0.074mm占60％～100％，加石灰、氢氧化钠或碳酸钠调整矿浆pH为4～12，水玻璃为抑制剂、用量200g/t～2000g/t，MIBC为起泡剂、用量在10mg/L～20mg/L、作用时间约1min。本发明适用浮选难选细粒氧化矿，能改善浮选效果与选矿指标。本发明节约药剂，降低选矿成本。

Description

一种钛铁矿或氟碳铈矿的浮选工艺
技术领域
本发明涉及浮选技术，具体是一种钛铁矿或氟碳铈矿的浮选工艺。
背景技术
稀土金属被称“维生素”，广泛应用于能源、航天、军事、信息、电子、机械等领域。目前全球稀土资源主要来自于氟碳铈矿、独居石以及我国南方的离子吸附型稀土矿。我国稀土资源储量和产量均列世界第一，我国的稀土资源主要赋存于氟碳铈矿中。我国稀土选矿技术经过几十年的研究与发展取得了一定成绩，但仍存在一些问题与不足，例如，资源回收率低、加工成本高、精矿质量差等。浮选是稀土矿物的主要选矿方法之一，尤其针对微细粒难选稀土矿。羟肟酸是一类性能优良螯合捕收剂，广泛应用于氟碳铈矿、钛铁矿和钽铌矿等稀土矿的浮选过程中。有研究认为，羟肟酸或其碱金属盐能与Cu2+、Fe3+等离子生成螯合物，生成0，O五元环络合物吸附于矿物表面，使矿物表面疏水性增强。当前应用于稀土矿浮选捕收剂的羟肟酸主要有烷基羟肟酸、水杨醛肟、水杨氧肟酸、萘基羟肟酸、N-羟基邻苯二甲酰亚胺等，其中水杨羟肟酸应用最为广泛。浮选实践表明，应用于工业生产的捕收剂不仅要求具有较强的捕收能力和良好的选择性，而且还应友好环境、价格低廉、来源广泛，且可操作性好。目前，大多数用于稀土矿物浮选的捕收剂存在对矿泥敏感、捕收能力较弱、选择性较差、药剂成本高等问题与不足，严重的制约稀土浮选技术的应用与推广。因此，研究新型、高效的稀土矿物浮选捕收剂应用于浮选工艺，对提高我国稀土资源综合利用率、缓解稀土资源压力具有重要的实践价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛铁矿或氟碳铈矿的浮选工艺，本发明的浮选工艺中使用的尼泊金羟肟酸捕收剂对钛铁矿和氟碳铈等氧化矿有很强的捕收能力。
本发明的技术方案：
一种钛铁矿或氟碳铈矿的浮选工艺，浮选中使用尼泊金羟肟酸作为捕收剂，且矿浆pH为4～12，所述的尼泊金羟肟酸，分子式为C7H7NO3，分子结构如式-Ⅰ所示，
一种钛铁矿或氟碳铈矿的浮选工艺，尼泊金羟肟酸捕收剂的用量≥15g/t(即≥5mg/L)，矿石粒度为-0.074mm占60％～100％，加盐酸、石灰、氢氧化钠或碳酸钠调整矿浆pH为4～12，水玻璃为抑制剂、用量200g/t～2000g/t，MIBC为起泡剂、用量在10mg/L～20mg/L、作用时间约1min。
本发明的浮选工艺中使用的尼泊金羟肟酸对钛铁矿、氟碳铈矿等氧化矿有很强的捕收能力，适宜的浮选矿浆pH范围在4～12，用量≥15g/t(相当于≥5mg/L)。尼泊金羟肟酸结构如式-Ⅰ所示，尼泊金羟肟酸的苯环与羟肟基形成了一个大的π键，使其电子云更加密集，其与金属离子的亲核性更强，羟肟基更为活泼，更易与矿物表面的金属离子结合，使得其对矿物颗粒吸附的更加牢固，形成更为稳定的螯合环，增强了其捕收能力。可以为矿表面的金属原子W6+、Ti4+、Cu2+、Sn2+和Ce3+外层空轨道提供孤电子对，从而键合形成螯合物，达到较强捕收能力的目的，适用浮选难选细粒氧化矿，能改善浮选效果与选矿指标。本发明节约药剂，降低选矿成本。
附图说明
图1为本发明使用的尼泊金羟肟酸捕收剂与其他羟肟酸捕收剂浮选氟碳铈矿或钛铁矿单矿物实验流程图。
图2为本发明使用尼泊金羟肟酸捕收剂浮选某稀土重选粗精矿小型闭路试验流程图(实施例4)。
具体实施方式
本发明使用的尼泊金羟肟酸捕收剂按以下步骤制备：
(1)准备原料，以尼泊金甲酯、盐酸羟胺与氢氧化钠为原料，三种原料的摩尔比为1.0:1.1～1.5:2.2～3.0；
(2)制备盐酸羟胺与氢氧化钠溶液，将盐酸羟胺溶于的蒸馏水中，磁力搅拌、搅拌速度500r/min～1000r/min，30℃油浴恒温加热，在30min内分3批加入所需氢氧化钠，然后待其充分游离；
(3)制备尼泊金羟肟酸粗产品，将式-Ⅱ所示结构的尼泊金甲酯加入步骤(2)所得的溶液中，油浴恒温加热、温度45℃～60℃、反应时间3h～5h，反应结束后，将所得反应溶液用硫酸酸化处理，得到尼泊金羟肟酸粗产品；
(4)提纯尼泊金羟肟酸，将步骤(3)所得尼泊金羟肟酸粗产品在70℃条件下用无水乙醇溶解，然后缓慢滴加70℃蒸馏水，并不断搅拌，待其出现白色不溶物停止滴加，补加一滴无水乙醇，冷却至室温后过滤，将过滤所得沉淀物按步骤(4)的方法重复提纯2～3次，即可得到高纯度尼泊金羟肟酸。
本发明由下列实施例进一步说明，但不受这些实例的限制。实施例中所有用量和百分数除另有明示外均指质量参数。
所述的尼泊金羟肟酸应用于矿石浮选捕收剂时，主要操作流程：将入选矿石磨细至浮选粒度要求，然后加入调整剂、捕收剂尼泊金羟肟酸及起泡剂，再充气浮选刮泡得到有用金属矿物。
实施例1：尼泊金羟肟酸的制备
将90mL的蒸馏水倒于500mL的三口烧瓶中，30℃油浴恒温加热、常温冷凝回流；首先取8.34份盐酸羟胺加入三口烧瓶中，然后分批加入8.8份氢氧化钠，反应时间30min，待羟胺充分游离；将式-Ⅱ所示结构的尼泊金甲酯加入游离液中，再将反应体系在60℃恒温油浴加热4h，反应结束后，将所得反应溶液用硫酸酸化处理，得到尼泊金羟肟酸粗产品；所得尼泊金羟肟酸粗产品在70℃条件下用无水乙醇溶解，然后缓慢滴加70℃蒸馏水，并不断搅拌，待其出现白色不溶物停止滴加，补加一滴无水乙醇，冷却至室温后过滤，将过滤所得沉淀物重复提纯2～3次，即可得到高纯度尼泊金羟肟酸。
反应过程如式-Ⅲ所示。
实施例2:尼泊金羟肟酸与其他羟肟酸对氟碳铈单矿物的浮选性能对比
氟碳铈单矿物给矿粒度为0.074mm～0.038mm。首先，往浮选槽加入2g纯矿物和35mL蒸馏水，搅拌调浆1min；接着再用盐酸或NaOH调矿浆pH至表5、表6设置值，搅拌作用2min；然后，依次加入捕收剂羟肟酸、作用时间3min，起泡剂MIBC15mg/L、作用时间1min，最后充气刮泡5min；浮选试验结束后，对泡沫产品进行过滤、烘干、称重，计算回收率。详细试验流程及药剂制度如图1所示，试验结果见表1和表2。
实施例3:尼泊金羟肟酸与其他羟肟酸对钛铁矿单矿物的浮选性能对比
钛铁矿给矿粒度为0.074mm～0.038mm。首先，往浮选槽加入2g纯矿物和35mL蒸馏水，搅拌调浆1min；接着再用盐酸或NaOH调矿浆pH至表7、表8设置值，搅拌作用2min；然后，依次加入捕收剂羟肟酸、作用时间3min，起泡剂MIBC15mg/L、作用时间1min，最后充气刮泡5min；浮选试验结束后，对泡沫产品进行过滤、烘干、称重，计算回收率。详细试验流程及药剂制度如图1所示，试验结果见表3和表4。
表1羟肟酸对氟碳铈单矿物的浮选性能试验研究结果(％)
表2尼泊金羟肟酸用量对氟碳铈单矿物的浮选性能试验研究结果(％)
表3羟肟酸对钛铁矿纯矿物的浮选性能试验研究结果(％)
表4尼泊金羟肟酸用量对钛铁矿纯矿物的浮选性能试验研究结果(％)
实施例4：尼泊金羟肟酸浮选四川某稀土重选粗精矿
本实施例试验样品取自四川某稀土重选生产粗精矿，试验样品含REO为12.87％，稀土矿物主要以氟碳铈矿和独居石，脉石矿物主要为重晶石、石英、长石、云母、钠辉石、萤石及铁矿物等。小型闭路试验流程和药剂制度如图2所示，研究结果见表5。
表5四川某稀土矿浮选小型闭路试验结果(％)

Claims (2)

1.一种钛铁矿或氟碳铈矿的浮选工艺，其特征是：浮选中使用尼泊金羟肟酸作为捕收剂，且矿浆pH为4～12，所述的尼泊金羟肟酸，分子式为C7H7NO3，分子结构如式-Ⅰ所示，
2.根据权利要求1所述的一种钛铁矿或氟碳铈矿的浮选工艺，其特征是：尼泊金羟肟酸捕收剂的用量≥15g/t，矿石粒度为-0.074mm占60％～100％，加盐酸、石灰、氢氧化钠或碳酸钠调整矿浆pH为4～12，水玻璃为抑制剂、用量200g/t～2000g/t，MIBC为起泡剂、用量在10mg/L～20mg/L、作用时间约1min。
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