CN108452952B - 一种降低浮选重晶石精矿粘度的方法 - Google Patents

一种降低浮选重晶石精矿粘度的方法 Download PDF

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Abstract

浮选方法得到的重晶石粉，由于捕收剂吸附在重晶石粉表面，导致重晶石粉疏水，在进行粘度测定时，重晶石矿浆剪切力大，粘度达不到国标要求，无法销售。针对常规湿法擦洗法脱药不彻底，粘度指标不稳定等问题，本研究发明了一种低中温焙烧脱药工艺，可以快速、彻底的将吸附在重晶石表面的药剂脱除，大幅度降低重晶石粉矿浆粘度，使粘度指标符合GBT5005‑2010的要求。

Description

一种降低浮选重晶石精矿粘度的方法
技术领域
本发明属于钻井级重晶石粉技术要求领域，涉及一种降低重晶石粉粘度的方法，具体涉及一种降低浮选重晶石精矿粘度的方法。
背景技术
重晶石是以硫酸钡为主要成分的非金属矿产品，硬度为3～3.5(莫氏)，比重为4.3～4.7，具有比重大、硬度低、性脆的特点。重晶石是一种很重要的非金属矿物原料，具有广泛的工业用途。
钻井泥浆加重剂是重晶石最重要的用途之一，钻井级重晶石粉可以由单一矿石或混合矿石生产，可以是直接开采的产品，也可以是用洗选、摇床、跳汰或浮选等增效方法处理过的产品。根据GBT5005-2010的要求，重晶石粉I级品密度应≥4.2g/cm3,II级品密度应≤4.2g/cm3且≥4.05g/cm3。粘度效应均≤
140mPa·s。对于由直接开采的和重选工艺制备的重晶石粉一般不存在粘度超标的问题，但是对于采用浮选方法获得重晶石粉，由于重晶石表面吸附了浮选药剂，使矿物具有强疏水效应，增大了重晶石矿浆的剪切力，导致重晶石粉粘度超过国标的要求。
发明内容
本发明针对浮选重晶石精矿粘度超标的问题，提供了一种高效的降低浮选重晶石精矿粘度的方法。用浮选法生产重晶石粉时由于矿物表面吸附了捕收剂，在进行粘度测定时由于重晶石疏水，重晶石矿浆的剪切力增大，导致粘度指标不符合国标要求。油酸钠在重晶石表面主要物理吸附和化学吸附两种形式，油酸钠的性质稳定且在重晶石表面吸附牢靠，采用擦洗法很难将药剂彻底脱除。本研究发明了一种中低温焙烧脱药工艺，可以快速、彻底的将吸附在重晶石表面的药剂脱除，能够大幅度降低重晶石矿浆粘度。
本发明的技术方案如下：一种降低浮选重晶石精矿粘度的方法，包括以下步骤：
S1：取浮选重晶石精矿均匀置于坩埚中，精矿粒度为-200目占50～100％，矿层厚度为0.2～3cm；
S2：将马弗炉升温至200～800℃后，保持恒温，用坩埚钳将敞开盖的瓷坩埚放入马弗炉内焙烧；矿样在马弗炉内焙烧时间为0.1～30min；
S3：将焙烧好的矿样取出，冷却至室温后，用清水检验脱药效果；
S4：将焙烧脱药后的重晶石精矿配成密度为2.50g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液体，经搅拌养护24h后，测试该悬浮液在加入硫酸钙前后的表观粘度。
所述S2中，焙烧过程中用坩埚钳翻动样品使其与空气充分接触。
所述S3中，检验脱药效果的方法为：将矿粉撒入水中，如果矿粉漂浮在水的表面或者在水中聚团，说明矿粉仍然疏水，药剂没有脱除或者脱除不彻底，反之矿粉在水中能均匀分散的沉入水中，说明药剂脱除彻底。
所述S4中，将焙烧脱药后的重晶石精矿按照GBT5005-2010操作规定配成密度为2.50g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液体。
本发明的显著效果在于：吸附在矿物表面的捕收剂为有机物，通过焙烧可以使其挥发。经过中低温焙烧(300～800℃)，可以快速、彻底的将吸附在重晶石粉表面的药剂脱除，使浮选重晶石粉由疏水变为亲水，重晶石粉粘度由170mPa·s降至80mPa·s。
具体实施方式
实施例1
实施例1在相同焙烧时间，不同焙烧温度下，考察能使重晶石粉粘度达标的焙烧温度。
试验矿样为由浮选法制备的重晶石粉，-200目含量为95％，硫酸钡含量为93.22％，重晶石粉密度为4.22g/cm3，重晶石粉粘度为170Pa·s。
试验步骤与流程如下所述：
1)将50g矿样均匀置于瓷坩埚内，矿层厚度为1cm。马弗炉升温至200℃后，保持恒温。用坩埚钳小心的将敞开盖的瓷坩埚放入马弗炉内焙烧，焙烧过程中用坩埚钳翻动样品使其与空气充分接触。矿样在马弗炉内焙烧时间为15min。
2)按照上述步骤1)所示方法，分别在300℃、300℃、400℃、500℃、600℃温度下，将重晶石粉放入马弗炉中焙烧。
3)将焙烧好的矿样分别取出，冷却至室温后，用清水检验脱药效果，并测定重晶石粉粘度。
在5种不同温度下焙烧脱药方法处理后，矿样的疏水性能和测定粘度值见表1。
表1不同脱药方法处理后浮选重晶石粉疏水性与粘度值
Figure BDA0001531087890000031
由上表试验结果可以看出，当焙烧温度≥400℃时，重晶石粉采用焙烧法可以将浮选药剂脱除彻底，重晶石粉粘度较未脱药前有较大降低，可降至75Pa·s。
(2)实施例2
实施例2为在不同焙烧温度下，考察能够使矿粉实现完全脱药，重晶石粉粘度达标的最短时间。
试验矿样为由浮选法制备的重晶石粉，-200目含量为95％，硫酸钡含量为93.22％，重晶石粉密度为4.22g/cm3，重晶石粉粘度为170Pa·s。
试验步骤与流程如下所述：
1)将25g矿样均匀置于瓷坩埚内，矿层厚度为0.5cm。焙烧温度依次设定为400℃、500℃、600℃。
2)将马弗炉升温至设定温度后，保持恒温。用坩埚钳小心的将敞开盖的瓷坩埚放入马弗炉内焙烧，在同一焙烧温度下，逐渐缩短焙烧时间，用清水检验脱药效果。直至找到在设定温度下完全脱药所需的最短时间。
3)按照上述步骤2)所示方法，在400℃、500℃、600℃焙烧温度下，分别找到重晶石粉完全脱药所需的最短时间，并进行重晶石粉粘度的测定。
不同温度下重晶石粉脱药所需最短时间及粘度值见表2。
表2不同温度下重晶石粉脱药所需最短时间及粘度值
Figure BDA0001531087890000041
由上表试验结果可以看出，温度越高，浮选重晶石粉脱药所需焙烧时间越短。浮选重晶石粉采用中温焙烧脱药，工艺过程简单、成本低、操作容易、脱药彻底。经焙烧后，浮选重晶石粉粘度指标可以达到GBT5005-2010的要求。
实施例3
一种降低浮选重晶石精矿粘度的方法，包括以下步骤：
S1：取10g的浮选重晶石精矿均匀置于坩埚中，精矿粒度为-200目占50％，矿层厚度为0.2cm；
S2：将马弗炉升温至200℃后，保持恒温，用坩埚钳将敞开盖的瓷坩埚放入马弗炉内焙烧；矿样在马弗炉内焙烧时间为0.1min；
S3：将焙烧好的矿样取出，冷却至室温后，用清水检验脱药效果；
S4：将焙烧脱药后的重晶石精矿按照GBT5005-2010操作规定配成密度为2.50g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液体，经搅拌养护24h后，测试该悬浮液在加入硫酸钙前后的表观粘度。
所述S2中，焙烧过程中用坩埚钳翻动样品使其与空气充分接触。
所述S3中，检验脱药效果的方法为：将矿粉撒入水中，如果矿粉漂浮在水的表面或者在水中聚团，说明矿粉仍然疏水，药剂没有脱除或者脱除不彻底，反之矿粉在水中能均匀分散的沉入水中，说明药剂脱除彻底。
实施例4
一种降低浮选重晶石精矿粘度的方法，包括以下步骤：
S1：取150g的浮选重晶石精矿均匀置于坩埚中，精矿粒度为-200目占100％，矿层厚度为3cm；
S2：将马弗炉升温至800℃后，保持恒温，用坩埚钳将敞开盖的瓷坩埚放入马弗炉内焙烧；矿样在马弗炉内焙烧时间为30min；
S3：将焙烧好的矿样取出，冷却至室温后，用清水检验脱药效果；
S4：将焙烧脱药后的重晶石精矿按照GBT5005-2010操作规定配成密度为2.50g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液体，经搅拌养护24h后，测试该悬浮液在加入硫酸钙前后的表观粘度。
所述S2中，焙烧过程中用坩埚钳翻动样品使其与空气充分接触。
所述S3中，检验脱药效果的方法为：将矿粉撒入水中，如果矿粉漂浮在水的表面或者在水中聚团，说明矿粉仍然疏水，药剂没有脱除或者脱除不彻底，反之矿粉在水中能均匀分散的沉入水中，说明药剂脱除彻底。
实施例4
一种降低浮选重晶石精矿粘度的方法，包括以下步骤：
S1：取浮选重晶石精矿均匀置于坩埚中，精矿粒度为-200目占50％，矿层厚度为0.2cm；
S2：将马弗炉升温至200℃后，保持恒温，用坩埚钳将敞开盖的瓷坩埚放入马弗炉内焙烧；矿样在马弗炉内焙烧时间为0.1min；
S3：将焙烧好的矿样取出，冷却至室温后，用清水检验脱药效果；
S4：将焙烧脱药后的重晶石精矿配成密度为2.50g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液体，经搅拌养护24h后，测试该悬浮液在加入硫酸钙前后的表观粘度。
所述S2中，焙烧过程中用坩埚钳翻动样品使其与空气充分接触。
所述S3中，检验脱药效果的方法为：将矿粉撒入水中，如果矿粉漂浮在水的表面或者在水中聚团，说明矿粉仍然疏水，药剂没有脱除或者脱除不彻底，反之矿粉在水中能均匀分散的沉入水中，说明药剂脱除彻底。
所述S4中，将焙烧脱药后的重晶石精矿按照GBT5005-2010操作规定配成密度为2.50g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液体。
实施例5
一种降低浮选重晶石精矿粘度的方法，包括以下步骤：
S1：取浮选重晶石精矿均匀置于坩埚中，精矿粒度为-200目占100％，矿层厚度为3cm；
S2：将马弗炉升温至800℃后，保持恒温，用坩埚钳将敞开盖的瓷坩埚放入马弗炉内焙烧；矿样在马弗炉内焙烧时间为30min；
S3：将焙烧好的矿样取出，冷却至室温后，用清水检验脱药效果；
S4：将焙烧脱药后的重晶石精矿配成密度为2.50g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液体，经搅拌养护24h后，测试该悬浮液在加入硫酸钙前后的表观粘度。
所述S2中，焙烧过程中用坩埚钳翻动样品使其与空气充分接触。
所述S3中，检验脱药效果的方法为：将矿粉撒入水中，如果矿粉漂浮在水的表面或者在水中聚团，说明矿粉仍然疏水，药剂没有脱除或者脱除不彻底，反之矿粉在水中能均匀分散的沉入水中，说明药剂脱除彻底。
所述S4中，将焙烧脱药后的重晶石精矿按照GBT5005-2010操作规定配成密度为2.50g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液体。

Claims (2)

1.一种降低浮选重晶石精矿粘度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：取浮选重晶石精矿均匀置于坩埚中，精矿粒度为-200目占50～100％，矿层厚度为0.2～3cm；所述浮选重晶石精矿表面吸附的捕收剂为油酸钠；
S2：将马弗炉升温至400～600℃后，保持恒温，用坩埚钳将敞开盖的瓷坩埚放入马弗炉内焙烧；矿样在马弗炉内焙烧时间为0.1～30min；
S3：将焙烧好的矿样取出，冷却至室温后，用清水检验脱药效果；
S4：将焙烧脱药后的重晶石精矿配成密度为2.50g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液体，经搅拌养护24h后，测试该悬浮液在加入硫酸钙前后的表观粘度；
所述S3中，检验脱药效果的方法为：将矿粉撒入水中，如果矿粉漂浮在水的表面或者在水中聚团，说明矿粉仍然疏水，药剂没有脱除或者脱除不彻底，反之矿粉在水中能均匀分散的沉入水中，说明药剂脱除彻底；
所述S4中，将焙烧脱药后的重晶石精矿按照GBT5005-2010操作规定配成密度为2.50g/cm3的重晶石粉蒸馏水悬浮液体。
2.根据权利要求1所述的一种降低浮选重晶石精矿粘度的方法，其特征在于：所述S2中，焙烧过程中用坩埚钳翻动样品使其与空气充分接触。
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