CN109604068A

CN109604068A - 一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂、制备方法及其应用

Info

Publication number: CN109604068A
Application number: CN201811366753.9A
Authority: CN
Inventors: 邓冰; 张渊; 张俊辉; 杨永涛
Original assignee: Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Current assignee: Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Priority date: 2018-11-16
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2019-04-12

Abstract

本发明公开了一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂，涉及选矿领域中的矿物浮选技术领域，以重量份计其组分如下：硅酸钠10~50份、九水硝酸铁10~50份和羧甲基纤维素钠1~5份。同时，本发明还提供了组合抑制剂的制备方法及其应用，本组合抑制剂特别适用于橄榄石含量高的低品位钛铁矿的浮选分离试验中，其不仅对橄榄石的抑制剂效果极佳，而对钛铁矿的抑制作用极其微弱。

Description

一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂、制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及选矿领域中的矿物浮选技术领域，具体涉及一种在浮选分离含橄榄石、辉石、长石的钛铁矿矿石时，用于选择性抑制橄榄石的高效浮选抑制剂、其制备方法及其应用。

背景技术

钛铁矿的有效分离一直是钛铁矿选矿技术的研究重点。经过长期的技术发展，辉长岩型钛铁矿已经研究出合适的浮选捕收剂及高效的辉石及长石抑制剂，选别指标相对较好，易于获得高品位的钛精矿；而含橄榄石含量较高的橄辉岩型钛铁矿，由于橄榄石蚀变后往往析出磁铁矿，因此橄榄石的磁性增强，在磁选过程中进入铁精矿。橄榄石的比磁化系数变化较大，在强磁选钛时会有一部分橄榄石进入钛精矿。橄榄石本身硬度较大，解理不显著，但由于沿橄榄石的边缘或裂隙不同程度地被蛇纹石、伊丁石交代，橄榄石与目的矿物钛铁矿比重相近，比磁化系数相近，所以选矿富集钛铁矿时橄榄石同样在钛粗精矿中富集而导致选别难度加大，分离橄榄石和钛铁矿一直是钛铁矿选别难点。

橄辉岩型钒钛磁铁矿经过阶段磨矿阶段选铁后的选铁尾矿选铁尾矿中由于含有大量的橄榄石，而橄榄石含铁范围在 10%~50%，其磁性与钛铁矿相比有大部分是相当的，有一部分比钛铁矿还强，因而通过强磁选无法将其抛入尾矿中，即使采用重选保持较高回收率也难以将其抛入尾矿中，大量的橄榄石和钛铁矿同时进入强磁精矿中，导致强磁精矿TiO₂品位不高、相对于辉长岩型TFe 品位较高，给浮选分离带来极大的困难。对于含橄榄石含量较高的钛铁矿矿石的选别方法，运用浮选分离是常用的手段，但要选择到高效选择性抑制剂进行浮选分离也是一大难题。这类钛铁矿的浮选，采用硫酸作为调整剂，以 MOS、MOH等为捕收剂进行浮选，采用现有抑制剂硅酸钠，酸化水玻璃等都极难获得 TiO₂品位大于47%，回收率又较高的钛精矿。为此，橄辉岩型钛铁矿浮选分离的研究很受关注，很多研究者都在寻找可以选择性抑制橄榄石的有效药剂，致力于其高效抑制剂的发现或研制。

脉石矿物的抑制剂的主要作用方式主要有以下三种：一是直接在矿物表面发生作用；二是在矿浆中发生作用；三是在气泡表面发生作用。水玻璃，一般认为它的抑制作用是由于H2SiO₃和HSiO₃引起的，两种物质能吸附在矿物表面且它们又有很强的吸水性，吸附矿物表面后，使得该矿物亲水而起抑制作用；六偏磷酸钠，易吸附在多种矿物表面，与金属离子可形成可溶性络合物，能软化硬水，它的抑制机理可以认为是在水中电离生成的阴离子首先与矿浆中或表面的多价金属离子形成难溶盐，继而转化为稳定的可溶性络合物；羧甲基纤维素主要是羧基阴离子与矿物表面的阳离子发生静电吸附，羟基与水通过氢键而形成水膜，因异性电而发生的静电作用可以达到形成化学键的程度，发生化学吸附。

针对含橄榄石、辉石、长石的钛铁矿的浮选分离，由于一般情况下橄榄石的物理化学性质与钛铁矿差异较小，国内外相关研究中非常少见在浮选分离时，对橄榄石具有高效选择性抑制的组合抑制剂，所以缺少有效的方法在保证精矿品位的同时，保证其较高的回收率。

仅申请人为中国地质科学院矿产综合利用研究所、四川龙蟒矿冶有限责任公司，公开号为 CN103721853A，公开日为 2014年4月16日的中国专利文献公开了一种一种橄辉岩型钛铁矿浮选抑制剂及其制备方法，该制备方法是将硅酸钠、硝酸铁、硫酸的混合溶液进行振荡、搅拌、成化30~40min，得到橄辉岩型钛铁矿浮选抑制剂；所得到的抑制剂包括重量配比如下的成分：硅酸钠5~15份，硝酸铁5~15份，硫酸1~10份；该发明制备方法所得的抑制剂，对橄榄石以及辉石均有较好的选择性抑制作用，对橄辉岩型钛铁矿的选钛获得较佳的技术指标具有极其重要的意义。

但是，以上述专利文献为代表的现有技术，在实际应用中，针对含橄榄石、辉石、长石的钛铁矿的浮选分离，其效果仍然不够好。原因在于将硅酸钠、硝酸铁、硫酸的组合抑制剂在添加时容易沉淀分层，不仅不易添加使用，还会因为分层导致药剂的抑制作用受到影响。同时，其虽然对橄榄石的抑制效果较好，但对钛铁矿的抑制作用也较好。上述专利中的组合抑制剂由于添加有硫酸作为稳定纯化剂，实际使用过程中受配制浓度的不同，浮选矿浆pH值会有一定的波动，药剂功效稳定性差，从而使得其使用效果大打折扣。

发明内容

本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂，本组合抑制剂特别适用于橄榄石含量高的低品位钛铁矿的浮选分离试验中，其不仅对橄榄石的抑制剂效果极佳，而对钛铁矿的抑制作用极其微弱。

同时，本发明还提供了该组合抑制剂的制备方法及其用途。

本发明是通过采用下述技术方案实现的：

一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂，其特征在于：以重量份计其组分如下：硅酸钠 10~50 份、九水硝酸铁 10~50 份和羧甲基纤维素钠1~5份。

一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂的制备方法，其特征在于：将量好重量份的羧甲基纤维素，按照1:1000的比例量取蒸馏水，在搅拌器的作用下缓慢加入羧甲基纤维素，待羧甲基纤维素全部溶解，溶液呈透明略粘稠状时，加入所述重量份的硅酸钠和九水硝酸铁，与羧甲基纤维素溶液混合并搅拌至充分溶解，体系呈淡黄色，无沉淀物质时停止。

调整所述羧甲基纤维素、硅酸钠和九水硝酸铁的总重量占所制备的组合抑制剂总重量的2-10%。

一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂的应用，其特征在于：组合抑制剂在浮选橄榄石含量较高的钛铁矿浮选过程中作为橄榄石抑制剂的应用。

具体是：首先将经过强磁预富集的含橄榄石、辉石、长石的钛铁矿入浮物料调浆，依次加入硫酸、丁基黄药以及起泡剂—松醇油后进行硫化物浮选，浮硫后的尾矿依次加入调整剂硫酸、橄榄石组合抑制剂1000~1500g/t、草酸后再加入钛铁矿捕收剂MOH和辅助捕收剂煤油，待钛铁矿和捕收剂充分疏水作用后，进行浮选分离得到钛铁矿粗精矿，该钛铁矿粗精矿经过3~5次精选获得最终的钛铁矿精矿，精选过程中的中矿和扫选中矿分别顺序返回上一层作业。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：

1、采用本发明所述的硅酸钠 10~50 份、九水硝酸铁 10~50 份和羧甲基纤维素钠1~5份组合形成的组合抑制剂，其制备方法简单，所制备的组合抑制剂，特别适用于橄榄石含量高的低品位钛铁矿的浮选分离试验中，其不仅对橄榄石的抑制剂效果极佳，而对钛铁矿的抑制作用极其微弱；与现有技术指标相比，在钛铁矿回收率相近时，钛精矿中TiO₂品位可提高到3~4%，从而获得了合格的钛精矿；该组合药剂具有对人体、环境的不利影响小，成本相对较低的优点，在钛铁矿与橄榄石浮选分离中可以广泛推广应用。

2、本发明所述组合抑制剂可高效选择性抑制矿浆中的橄榄石，而对钛铁矿的浮选基本无影响；此时在浮选矿浆中，本组合抑制剂形成一种螯合结构，它能选择性吸附在橄榄石矿物表面，橄榄石与钛铁矿浮选捕收剂的吸附量大量减少，使橄榄石受到选择性抑制；由于组合抑制剂中含有硅酸钠，本身硅酸钠对长石和辉石有较好的抑制作用，故该组合抑制剂可有效抑制钛铁矿浮选时的脉石矿物橄榄石、辉石和长石，从而有效分离钛铁矿与脉石矿物，尤其对橄榄石抑制效果最佳。而组合抑制剂中加入羧甲基纤维素可使组合抑制剂稳定分散，否则该鳌合结构的组合抑制剂易沉淀分层，不利于添加使用；本发明经实施例部分验证得知，采用硅酸钠 10~50 份、九水硝酸铁 10~50 份和羧甲基纤维素钠1~5份这样的特定的配比下同时使用时，可充分发挥它们的协同抑制效应，对橄榄石的抑制效果达到最佳。

3、本发明中，调整所述羧甲基纤维素、硅酸钠和九水硝酸铁的总重量占所制备的组合抑制剂总重量的2-10%。组合抑制剂的浓度可以根据其具体添加量进行适量调整，浓度过低时，则溶液体积添加量大，影响浮选矿浆pH值等；浓度过高时使用时添加不便且不利于控制用量。所以，经试验验证，2-10%的浓度是最优的。

4、相对于公开号为 CN103721853A专利文献，本发明的组合抑制剂特定的由硅酸钠 10~50 份、九水硝酸铁 10~50 份和羧甲基纤维素钠组合而成，相比而言，传统的硅酸钠或者水玻璃酸化作为钛铁矿浮选抑制剂使用，对橄榄石抑制效果差，不能有效分离钛铁矿和橄榄石，难以获得合格的钛精矿产品。而该组合抑制剂通过螯合结构，选择性吸附在橄榄石矿物表面，橄榄石与钛铁矿浮选捕收剂的吸附量大量减少，使橄榄石受到选择性抑制，对橄榄石的靶向抑制作用更佳。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：

图1为本发明用于浮选四川红格橄辉岩型钛铁矿流程图。

图2为本发明用于浮选陕西超低品位钛铁矿流程图。

具体实施方式

实施例1

首先，将1份重量的羧甲基纤维素，在搅拌器的作用下缓慢将加入羧甲基纤维素加入1000ml的蒸馏水中，待羧甲基纤维素全部溶解，溶液呈透明略粘稠状时，加入50份重量的硅酸钠和50份重量的九水硝酸铁，与0.1%的羧甲基纤维素溶液混合并搅拌至充分溶解，体系呈淡黄色，无沉淀物质时停止，即可得到所述的组合抑制剂，其质量浓度为10%。

然后，利用该组合抑制剂对四川红格橄辉岩型钛铁矿进行了浮选试验研究。

四川红格某橄辉岩型矿石主要金属矿物为钛磁铁矿、钛铁矿、磁黄铁矿和黄铁矿；脉石矿物主要为普通辉石、橄榄石、普通角闪石和绿泥石；原矿中TFe含量21.50%，TiO₂含量9.78%；钛磁铁矿和钛铁矿的矿物含量分别为21.35%和11.85%，辉石类约占54.74%，橄榄石约6.15%。

该矿石经过二段磨矿三段磁选的阶段磨选流程先选别出铁精矿，选铁尾矿再经过强磁预富集获得含橄榄石、辉石、长石的钛粗精矿作为入浮物料，入浮物料TiO₂品位为16.04%。入浮物料中钛磁铁矿含量1.43%，钛铁矿30.52%，磁黄铁矿0.32%，黄铁矿0.12%；余为脉石，其中橄榄石含量高达16%左右，是影响矿石选别效果的重要因素。

浮选闭路试验中采用了对比方法，对比试验中分别采用添加与不添加组合抑制剂，以及添加其他类型抑制剂对该矿石进行了浮选实验。第一种选择添加组合抑制剂1000g/t，即本发明所得的橄榄石高效浮选抑制剂，闭路试验在酸性体系下采用一次粗选、一次扫选、四次精选的工艺流程；第二种选择添加其他抑制剂FTA 500 g/t，闭路试验同样在酸性体系下采用一次粗选、一次扫选、四次精选的工艺流程；第三种不添加该组合抑制剂，闭路试验对比结果见附表：

从附表中的试验结果可以看出：添加本发明的组合抑制剂后，闭路试验所得钛精矿中TiO₂的品位大幅度提高，从而获得了TiO₂的品位大于45%的合格钛精矿。

实施例2

首先，将2份重量的羧甲基纤维素，在搅拌器的作用下缓慢将加入羧甲基纤维素加入2000ml的蒸馏水中，待羧甲基纤维素全部溶解，溶液呈透明略粘稠状时，加入50份重量的硅酸钠和50份重量的九水硝酸铁，与0.1%的羧甲基纤维素溶液混合并搅拌至充分溶解，体系呈淡黄色，无沉淀物质时停止，即可得到所述的组合抑制剂，其质量浓度为4%。

然后，利用该组合抑制剂对陕西超低品位钛铁矿进行了浮选试验研究。

该矿石中金属矿物含量不高，该矿石中TFe品位为15.17%和TiO₂品位为3.28%，矿石中主要金属矿物为磁铁矿、钛铁矿，主要脉石矿物为橄榄石、辉石、长石等。磁铁矿和钛铁矿的矿物含量分别为10.05%和4.12%，脉石类约占84.10%。

该矿石选铁尾矿经过强磁抛尾-强磁精矿再磨-摇床富集流程预富集得到含橄榄石、辉石、长石的钛粗精矿作为入浮物料，入浮物料TiO₂品位为29.05%。入浮物料中橄榄石含量高达30%左右，矿石选别难度更大。

浮选闭路试验中采用了对比方法，对比试验中分别采用添加与不添加组合抑制剂，以及添加其他类型抑制剂对该矿石进行了浮选实验。第一种选择添加组合抑制剂1000g/t，即本发明所得的橄榄石高效浮选抑制剂，闭路试验在酸性体系下采用一次粗选、一次扫选、三次精选的工艺流程；第二种选择添加其他抑制剂SSB 1000 g/t，闭路试验同样在酸性体系下采用一次粗选、一次扫选、三次精选的工艺流程；闭路试验对比结果见附表：

此外，通过研制筛选试验可知，采用重选法或其它组合抑制剂分离该钛粗精矿中橄榄石的效果都较差，钛精矿质量较低；且本组合抑制剂的组分份数可根据实际需要在推荐份数配比要求内进行适当变动，以达到最佳分离效果。

实施例3

一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂，其以重量份计其组分如下：硅酸钠 25 份、九水硝酸铁 25 份和羧甲基纤维素钠3份。

实施例4

一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂，其以重量份计其组分如下：硅酸钠 15份、九水硝酸铁 35 份和羧甲基纤维素钠5份。

实施例5

一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂的应用，组合抑制剂在浮选橄榄石含量较高的钛铁矿浮选过程中作为橄榄石抑制剂的应用。

实施例6

具体是：首先将经过强磁预富集的含橄榄石、辉石、长石的钛铁矿入浮物料调浆，依次加入硫酸、丁基黄药以及起泡剂—松醇油后进行硫化物浮选，浮硫后的尾矿依次加入调整剂硫酸、橄榄石组合抑制剂1000-1500g/t、草酸后再加入钛铁矿捕收剂MOH和辅助捕收剂煤油，待钛铁矿和捕收剂充分疏水作用后，进行浮选分离得到钛铁矿粗精矿，该钛铁矿粗精矿经过3~5次精选获得最终的钛铁矿精矿，精选过程中的中矿和扫选中矿分别顺序返回上一层作业。

最后需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims

1.一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂，其特征在于：以重量份计其组分如下：硅酸钠10~50 份、九水硝酸铁 10~50 份和羧甲基纤维素钠1~5份。

2.根据权利要求1所述的一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂，其特征在于：以重量份计其组分如下：硅酸钠 50 份、九水硝酸铁 50 份和羧甲基纤维素钠1份。

3.根据权利要求1所述的一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂，其特征在于：以重量份计其组分如下：硅酸钠 50 份、九水硝酸铁50 份和羧甲基纤维素钠2份。

4.根据权利要求1所述的一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂的制备方法，其特征在于：将量好重量份的羧甲基纤维素，按照1:1000的比例量取蒸馏水，在搅拌器的作用下缓慢加入羧甲基纤维素，待羧甲基纤维素全部溶解，溶液呈透明略粘稠状时，加入所述重量份的硅酸钠和九水硝酸铁，与羧甲基纤维素溶液混合并搅拌至充分溶解，体系呈淡黄色，无沉淀物质时停止。

5.根据权利要求4所述的一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂的制备方法，其特征在于：调整所述羧甲基纤维素、硅酸钠和九水硝酸铁的总重量占所制备的组合抑制剂总重量的2-10%。

6.根据权利要求1所述的一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂的应用，其特征在于：组合抑制剂在浮选橄榄石含量较高的钛铁矿浮选过程中作为橄榄石抑制剂的应用。

7.根据权利要求6所述的一种用于橄榄石浮选的组合抑制剂的应用，其特征在于：具体是：首先将经过强磁预富集的含橄榄石、辉石、长石的钛铁矿入浮物料调浆，依次加入硫酸、丁基黄药以及起泡剂—松醇油后进行硫化物浮选，浮硫后的尾矿依次加入调整剂硫酸、橄榄石组合抑制剂1000~1500g/t、草酸后再加入钛铁矿捕收剂MOH和辅助捕收剂煤油，待钛铁矿和捕收剂充分疏水作用后，进行浮选分离得到钛铁矿粗精矿，该钛铁矿粗精矿经过3~5次精选获得最终的钛铁矿精矿，精选过程中的中矿和扫选中矿分别顺序返回上一层作业。