CN109225648A - 一种伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及选矿工程技术领域，尤其是涉及一种伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂及其制备方法和应用。所述伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，主要由按重量份数计的如下组分制成：石油磺酸盐50‑75份、表面活性剂15‑45份和乳化剂5‑10份。所述制备方法，包括：乳化剂溶解于水，与石油磺酸盐和表面活性剂混合均匀。本发明采用上述几种成分混合复配制成，在低温条件下捕收能力和选择性均较好，有利于提高锂辉石精矿品位和回收率，降低因温度变化而导致的浮选指标的波动；该捕收剂具有较强的耐泥和抗钙镁离子能力，对矿水水质具有较强的是应用，对不同海拔地区的各种伟晶岩型锂辉石具有良好的适应性，可减少调整剂用量，稳定选矿厂生产技术指标。

Description

一种伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及选矿工程技术领域，尤其是涉及一种伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂及其制备方法和应用。
背景技术
锂是一种重要的能源金属，在工业生产领域具有广泛的用途，有“工业味精”、“能源金属”、“白色石油”等称号。近年来随着新能源汽车、高端装备制造、战略性新兴产业和核电等产业快速发展，锂产品需求呈爆发式增长。我国的锂资源非常丰富，锂储量约为320万吨，占全球锂矿储量的22％，居世界第二位，以集中在柴达木盆地和青藏高原的盐湖锂为主，占全国总储量的85％。由于技术和开采成本等影响因素，目前主要还是以新疆和四川的花岗伟晶岩型锂矿以及位于江西的碱性长石花岗岩型锂矿为主要开采对象。因此，高效开发国内矿石锂资源，降低对国外资源的依赖程度，对国民经济的发展具有重要意义。
在锂辉石的各种选矿方法中,重选法和磁选法都存在一定的局限性,而浮选方法以其应用范围广、操作简单、回收率高等优点，有很好的发展前景。目前国内矿石锂资源的选别方式以浮选为主，通过添加“三碱两皂”进行选别。“三碱”，即氢氧化钠、碳酸钠和硫化钠；“两皂”，即环烷酸皂及氧化石蜡皂，它们是锂辉石浮选常用捕收剂。因为矿物表面常遭受风化、浮选过程中矿浆中的云母污染及难免离子的影响，使锂辉石的可浮性变差，大多数价格低廉、原料广泛的脂肪酸类捕收剂不耐钙镁离子且常常出现夏季指标好、冬季指标差的现象，难以获得理想稳定的选别效果。近年来，各科研院所和高校加大了对锂辉石捕收剂的研发，取得了一定的成效。
然而，现有技术中存在的主要问题是现有捕收剂对温度的适应性较差，往往出现夏季指标好，冬季药剂溶解性差、用量大、浮选指标差的现象，且矿石中的原生矿泥和磨矿过程中产生的次生矿泥及矿浆中难免离子对浮选产生了较为不利的影响，导致了药剂用量大，药剂选择性差等问题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，所述捕收剂不仅在低温条件下捕收能力和选择性均较好，还具有较强的耐泥和抗钙镁离子能力，对不同海拔地区的各种伟晶岩型锂辉石具有良好的适应性，可减少调整剂用量，稳定选矿厂生产技术指标。
本发明的第二目的在于提供一种伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂的制备方法，本发明的制备方法，条件温和，稳定性好。
本发明的第三目的在于提供一种伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂在浮选分离伟晶岩型锂辉石上的应用，有利于提高锂辉石精矿品位和回收率，降低因维度变化而导致的浮选指标的波动。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，主要由按重量份数计的如下组分制成：石油磺酸盐50-75份、表面活性剂15-45份和乳化剂5-10份。
本发明的伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，采用上述几种成分混合复配制成，在低温条件下捕收能力和选择性均较好，浮选泡沫丰富，且泡沫较脆，有利于提高锂辉石精矿品位和回收率，降低因温度变化而导致的浮选指标的波动；并且，该捕收剂具有较强的耐泥和抗钙镁离子能力，对矿水水质具有较强的是应用，对不同海拔地区的各种伟晶岩型锂辉石具有良好的适应性，可减少调整剂用量，稳定选矿厂生产技术指标。
本发明的捕收剂可与钙镁离子形成稳定的络合物，不发生沉淀，具有软化硬水的作用，同时不影响捕收剂对于锂辉石矿物的捕收能力和选择性。并且，本发明的捕收剂在低温水溶性很强，在矿浆中的具有良好的分散性，可以很好的消除矿泥罩盖于锂辉石表面带来的负面作用；具有优异的耐泥和抗钙镁粒子能力。
优选的，所述表面活性剂包括椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、单烷基醚磷酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种。
优选的，所述乳化剂包括月桂酸钠、环烷酸钠和硬脂酸钠中的一种或多种。
本发明还提供了一种伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂的制备方法，包括如下步骤：
乳化剂溶解于水，与石油磺酸盐和表面活性剂混合均匀。
本发明通过采用特定乳化剂，增强了捕收剂的水溶性以及在矿浆中的弥散性，进一步提高捕收剂的作用效果。
优选的，将乳化剂加入水中，搅拌至完全溶解，搅拌时间为30-60min。
优选的，乳化剂溶解于水后，加入石油磺酸盐和表面活性剂，搅拌60-90min。
本发明还提供了一种伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂的在浮选分离伟晶岩型锂辉石上的应用。
本发明的浮选捕收剂用于浮选分离伟晶岩型锂辉石，有利于提高锂辉石精矿品位和回收率，降低因维度变化而导致的浮选指标的波动。
优选的，浮选的温度为10-25℃，优选为15-20℃。
优选的，浮选捕收剂的用量为500-2000g/t，优选为1000-2000g/t。
优选的，浮选在碱性条件下进行。更优选的，浮选的pH为11-13。
优选的，浮选分离伟晶岩型锂辉石的方法，包括如下步骤：
(a)将伟晶岩型锂辉石原矿进行磨矿处理，磨矿细度为-0.074mm占60-70％，得到矿浆；
(b)向矿浆中加入pH调整剂，调节pH至11-13，搅拌均匀，加入浮选捕收剂进行浮选，得到锂辉石精矿。
优选的，矿浆的重量百分浓度为30-40％。
优选的，pH调整剂包括碳酸钠和/或氢氧化钠。更优选的，pH调整剂的加入量，以矿浆计为碳酸钠0-400g/t，氢氧化钠800-1000g/t。
优选的，步骤(b)中，调节pH后，加入活化剂。更优选的，活化剂包括氯化钙。进一步优选的，氯化钙的用量为0-150g/t。
优选的，步骤(b)中的浮选包括粗选。
优选的，步骤(b)中，粗选后，包括扫选和/或精选和/或精扫选。根据矿的实际情况进行调整。
优选的，扫选过程中添加捕收剂。更优选的，捕收剂的添加量为粗选捕收剂用量的10-30％。
优选的，精选过程中添加碳酸钠。更优选的，碳酸钠的用量为100-400g/t。浮选得到的中矿循序返回。精选可根据实际需求进行调整，精选1-4次。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，在低温条件下捕收能力和选择性均较好，具有较强的耐泥和抗钙镁离子能力，对不同海拔地区的各种伟晶岩型锂辉石具有良好的适应性，可减少调整剂用量，稳定选矿厂生产技术指标；
(2)本发明的伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂的制备方法，条件温和，稳定性好，适于大批量生产；
(3)本发明的浮选捕收剂用于浮选分离伟晶岩型锂辉石，有利于提高锂辉石精矿品位和回收率，降低因维度变化而导致的浮选指标的波动。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明具体实施例中涉及的部分实际的信息如下：
石油磺酸盐：厂商，济南弗兰德化工有限公司；型号，T702；
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺：厂商，广州市天恒贸易有限公司；型号，6502；
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠：厂商，天津中和盛泰化工有限公司；型号，AES；
单烷基醚磷酸酯：厂商，江苏省海安石油化工厂；型号，L-3PK。
实施例1
本实施例的伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，主要由按重量份数计的如下组分制成：石油磺酸盐50份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺45份和月桂酸5份。
上述伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在搅拌桶中首先加入15份水，开启搅拌功能，再向其中缓慢加入月桂酸钠，搅拌30-60min，至其完全溶解；
(2)按比例向步骤(1)得到的物料中，加入石油磺酸盐和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，搅拌60-90min，使其充分混合均匀，得到伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂。
实施例2
本实施例的伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，主要由按重量份数计的如下组分制成：石油磺酸盐75份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺15份和月桂酸钠10份。
上述伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在搅拌桶中首先加入30份水，开启搅拌功能，再向其中缓慢加入月桂酸钠，搅拌30-60min，至其完全溶解；
(2)按比例向步骤(1)得到的物料中，加入石油磺酸盐和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，搅拌60-90min，使其充分混合均匀，得到伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂。
实施例3
本实施例的伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，主要由按重量份数计的如下组分制成：石油磺酸盐65份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺35份和月桂酸钠10份。
上述伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在搅拌桶中首先加入30份水，开启搅拌功能，再向其中缓慢加入月桂酸钠，搅拌30-60min，至其完全溶解；
(2)按比例向步骤(1)得到的物料中，加入石油磺酸盐和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，搅拌60-90min，使其充分混合均匀，得到伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂。
实施例4
本实施例参考实施例2的浮选捕收剂及其制备方法，区别仅在于：用脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠替代椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
实施例5
本实施例参考实施例2的浮选捕收剂及其制备方法，区别仅在于：用单烷基醚磷酸酯替代椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
实施例6
本实施例参考实施例2的浮选捕收剂及其制备方法，区别仅在于：用环烷酸钠替代月桂酸钠。
实施例7
本实施例参考实施例2的浮选捕收剂及其制备方法，区别仅在于：用硬脂酸钠替代月桂酸钠。
实施例8
本实施例参考实施例2的浮选捕收剂及其制备方法，区别仅在于：用质量比为1﹕1的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠替代椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
实施例9
本实施例参考实施例2的浮选捕收剂及其制备方法，区别仅在于：用质量比为1﹕1的环烷酸钠和硬脂酸钠替代月桂酸钠。
实施例10
本实施例采用实施例1-9中的浮选捕收剂用于伟晶岩型锂辉石的浮选分离，具体方法如下，对应处理步骤如表1所示：
1#：针对我国江西某伟晶岩型低品位锂辉石矿，有用矿物为锂辉石，原矿含Li2O0.69％。浮选分离方法，包括如下步骤：
(1)将伟晶岩型锂辉石原矿进行磨矿处理，磨矿细度为-0.074mm占68％，得到矿浆；矿浆的重量百分浓度为35％；
(2)在矿浆温度为15-20℃时，粗选加入碳酸钠400g/t(矿浆)，搅拌3min；氢氧化钠800g/t(矿浆)，搅拌7min，调节pH至13；然后加入氯化钙100g/t(矿浆)，搅拌3min；加入上述实施例制备得到的浮选捕收剂1000g/t(矿浆)，搅拌4min，进行浮选粗选；
粗选结束后，加入上述实施例制备得到的浮选捕收剂300g/t(矿浆)，进行浮选扫选；
扫选结束后，加入上述实施例制备得到的浮选捕收剂100g/t(矿浆)，进行浮选精扫选；
精扫选结束后，进行四次精选处理，每次分别加入碳酸钠400g/t(矿浆)、300g/t(矿浆)、200g/t(矿浆)和100g/t(矿浆)，中矿循环返回，最后得到锂辉石精矿。
2#：针对澳洲某晶岩型锂辉石重选中矿，有用矿物为锂辉石，原矿含Li2O 3.70％。浮选分离方法，包括如下步骤：
(1)将伟晶岩型锂辉石原矿进行磨矿处理，磨矿细度为-0.074mm占62％，得到矿浆；矿浆的重量百分浓度为35％；
(2)在矿浆温度为15-20℃时，粗选加入氢氧化钠900g/t(矿浆)，搅拌7min，调节pH至11；然后加入上述实施例制备得到的浮选捕收剂2000g/t(矿浆)，搅拌4min，进行浮选粗选；
粗选结束后，采用空白精选(即不添加任何选矿药剂)；精选中矿返回粗选，最后得到锂辉石精矿。
3#：针对我国四川某晶岩型锂辉石矿，有用矿物为锂辉石，原矿含Li2O1.15％。浮选分离方法，包括如下步骤：
(1)将伟晶岩型锂辉石原矿进行磨矿处理，磨矿细度为-0.074mm占65％，得到矿浆；矿浆的重量百分浓度为35％；
(2)在矿浆温度为15-20℃时，粗选加入碳酸钠500g/t(矿浆)，搅拌3min；氢氧化钠800g/t(矿浆)，搅拌7min，调节pH至12；然后加入氯化钙150g/t(矿浆)，搅拌3min；加入上述实施例制备得到的浮选捕收剂1200g/t(矿浆)，搅拌4min，进行浮选粗选；
粗选结束后，加入上述实施例制备得到的浮选捕收剂300g/t(矿浆)，进行浮选扫选；
扫选结束后，采用空白精选两次；精选中矿返回粗选，最后得到锂辉石精矿。
表1不同伟晶岩型锂辉石的浮选分离处理方法
实验例1
为了对比说明本发明各实施例的浮选分离效果，对本发明实施例10的不同处理得到的分离结果进行测试，测试结果见表2-4。
表2 1-1#的锂辉石浮选试验结果
产品名称 产率(％) Li<sub>2</sub>O品位(％) Li<sub>2</sub>O回收率(％)
精矿 13.59 4.12 80.76
精尾 9.46 0.11 1.50
尾矿 76.95 0.16 17.74
原矿 100.00 0.69 100.00
表3 2-2#的锂辉石浮选试验结果
产品名称 产率(％) Li<sub>2</sub>O品位(％) Li<sub>2</sub>O回收率(％)
精矿 55.81 6.22 93.87
尾矿 44.19 0.51 6.13
原矿 100.00 3.70 100.00
表4 3-3#的锂辉石浮选试验结果
从上表中可知，本发明的伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，在低温条件下捕收能力和选择性均较好，具有较强的耐泥和抗钙镁离子能力，对不同海拔地区的各种伟晶岩型锂辉石具有良好的适应性，可减少调整剂用量，稳定选矿厂生产技术指标。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，其特征在于，主要由按重量份数计的如下组分制成：石油磺酸盐50-75份、表面活性剂15-45份和乳化剂5-10份。
2.根据权利要求1所述的伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，其特征在于，所述石油磺酸盐主要是以原油、拔头原油、原油馏份中一种或多种为原料，采用磺化剂磺化、碱中和制成。
3.根据权利要求1所述的伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，其特征在于，所述表面活性剂包括椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、单烷基醚磷酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂，其特征在于，所述乳化剂包括月桂酸钠、环烷酸钠和硬脂酸钠中的一种或多种。
5.权利要求1-4任一项所述的伟晶岩型锂辉石浮选捕收剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
乳化剂溶解于水，与石油磺酸盐和表面活性剂混合均匀；
优选的，将乳化剂加入水中，搅拌至完全溶解，搅拌时间为30-60min；
优选的，乳化剂溶解于水后，加入石油磺酸盐和表面活性剂，搅拌60-90min。
6.权利要求1-4任一项所述的浮选捕收剂在浮选分离伟晶岩型锂辉石上的应用。
7.根据权利要求6所述的浮选捕收剂在浮选分离伟晶岩型锂辉石上的应用，其特征在于，所述浮选的温度为10-25℃；
优选的，所述浮选的温度为15-20℃。
8.根据权利要求6所述的浮选捕收剂在浮选分离伟晶岩型锂辉石上的应用，其特征在于，所述浮选捕收剂的用量为500-2000g/t；
优选的，浮选捕收剂的用量为1000-2000g/t；
优选的，所述浮选在碱性条件下进行；
更优选的，浮选的pH为11-13。
9.根据权利要求6所述的浮选捕收剂在浮选分离伟晶岩型锂辉石上的应用，其特征在于，浮选分离伟晶岩型锂辉石的方法，包括如下步骤：
(a)将伟晶岩型锂辉石原矿进行磨矿处理，磨矿细度为-0.074mm占60-70％，得到矿浆；
(b)向矿浆中加入pH调整剂，调节pH至11-13，搅拌均匀，加入浮选捕收剂进行浮选，得到锂辉石精矿；
优选的，所述矿浆的重量百分浓度为30-40％；
优选的，所述pH调整剂包括碳酸钠和/或氢氧化钠；
更优选的，所述pH调整剂的加入量为碳酸钠0-400g/t，氢氧化钠800-1000g/t；
优选的，所述步骤(b)中，调节pH后，加入活化剂；
更优选的，所述活化剂包括氯化钙；
更优选的，所述活化剂的用量为0-150g/t。
10.根据权利要求6所述的浮选捕收剂在浮选分离伟晶岩型锂辉石上的应用，其特征在于，所述步骤(b)中的浮选包括粗选；
优选的，所述步骤(b)中，粗选后，包括扫选和/或精选和/或精扫选；
优选的，所述扫选的过程中添加捕收剂；
更优选的，所述扫选的过程中捕收剂的添加量为粗选的捕收剂用量的10-30％；
优选的，所述精选的过程中添加碳酸钠；
更优选的，所述精选的过程中碳酸钠的用量为100-400g/t。
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