CN110743715A - 一种界面强化的萤石浮选方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于选矿技术领域，尤其涉及一种界面强化的萤石浮选技术，该方法借助球磨原位改性与选择性沉降来协同强化浮选过程中的界面作用，实现萤石颗粒的高效浮选。通过向球磨罐中原位添加油酸和碳酸钠，不仅调节矿粉表面电位有效防止细颗粒团聚，还利用研磨的机械力强化油酸在颗粒表面的吸附，从而使表面活性剂高效作用，减少细颗粒浮选过程中添加剂用量大幅度提升的问题。通过调节浮选体系pH控制杂质组分选择性沉降，极大程度上减少抑制剂水玻璃的用量，使浮选过程更加绿色。通过调节添加剂用量与表面电位，该方法可用于不同性质的矿粉。

Description

一种界面强化的萤石浮选方法

技术领域

本发明属于选矿技术领域，尤其涉及一种界面强化的萤石浮选技术。

背景技术

萤石是氟工业最为重要的上游原料，它是氢氟酸最主要和最经济的来源，也是高性能的含氟太阳能电池薄膜、离子超导材料和其他种类的含氟聚合物的原材料，然而这些应用往往对氢氟酸的纯度提出了较高的要求(CaF2>97％)。事实上，复杂的共生在氟矿石中普遍存在，自然界中萤石矿粉的氟化钙含量往往只有7％至20％，这也就对矿粉中氟化钙的高效分离提出了更高的要求。

在诸多选矿方法中，浮选是最为普遍使用的选矿方法，也是得到高纯度、高产率氟化钙矿粉所主要选择的方法。为了解决上述挑战，近年有关于萤石浮选的研究，主要通过添加新型的捕集剂、抑制剂以提高添加剂对于不同矿粉组分的选择性，最终提高精矿品位。然而，新型的添加剂往往会带来高成本、后期污染物排放难以解决的附加问题。同时，随着萤石这种不可再生能源的日益消耗，对于更加细小的共生矿的浮选分离提出了更高的要求。而随着浮选目标矿粉尺寸的进一步减小，由于添加剂的消耗量骤升带来的原料成本、后续水处理等问题也就越发严峻。

若能从颗粒表面性质这一微观层面出发，解决初始矿粉的团聚问题、与添加剂之间的选择性作用问题、浮选上升过程中的沉降行为差异，将有希望提高添加剂的作用效率，实现低添加剂用量下对细小矿物的高效捕集，解决复杂共生矿粉的绿色浮选难题，带来巨大的经济效益和社会效益。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的是提供界面强化的萤石浮选方法，以实现纯度高、收率高的单级高效浮选。该方法通过强化表面作用、选择性沉降以充分减少过程中的浮选添加剂用量，显著降低浮选的成本与费用。

用于解决技术问题的方法

针对上述问题，本发明提出了一种界面强化的萤石浮选方法，其包括以下步骤：1)向球磨罐中依次添加矿粉、碳酸钠及油酸混合溶液，进行球磨，得到矿浆；2)将步骤1)所得矿浆分散至碳酸钠水溶液中，添加水玻璃后搅拌，采用酸性溶液调节分散液pH；3)将步骤2)所得分散液充气进行浮选操作；4)将步骤3)所得产物进行抽滤、洗涤与干燥后，得到氟化钙。酸性溶液选自稀硫酸、硝酸、盐酸，甚至磷酸、醋酸等。

一种实施方式为，所述步骤1)中经球磨将矿粉研磨至d50值在1-74μm。

一种实施方式为，所述步骤1)中碳酸钠加量为1.25-7.5mg/g矿粉，油酸加量为0.001-0.01mL/g矿粉。

一种实施方式为，所述步骤2)中碳酸钠浓度为4.72×10-5-4.72×10-2mol/L，水玻璃加量为0-4.85×10-4mol/L，所得最终分散液的固含量为1-10wt％。

一种实施方式为，所述步骤2)中调节体系pH范围为5.5-10。

本发明的有益效果

(1)在球磨过程中直接添加油酸和碳酸钠，在调节矿粉表面电位抑制颗粒团聚的同时，利用研磨机械力强化油酸在颗粒表面的吸附，提高捕集剂利用率。即使在进行细颗粒的捕集时，亦可将浮选过程的捕集剂消耗减少十倍以上。

(2)利用稀酸调节体系pH以调控浮选过程中不同组分的沉降性质，加速体系中的二氧化硅、碳酸钙的沉降，有效减少过程中抑制剂水玻璃的用量，甚至可仅用pH调节的方式实现氟化钙以外组分的抑制作用，实现绿色浮选过程。

(3)仅采用调节添加剂用量、体系pH和颗粒尺寸之间的对应关系，上述发明在不同组成、表面特性的矿粉浮选过程中具有较强的灵活性与普适性，且操作简易、成本低廉。

从以下示例性实施方案的描述中，本发明的进一步特征将变得显而易见。

具体实施方式

以下对本公开的一个实施方式具体地说明，但本公开并非限定于此。

实施例

通过实施例更详细地描述本发明，但本发明不限于下述实施例。

实施例1

根据本方法进行浮选实验，首先将0.03g碳酸钠、0.04mL油酸依次加入10mL水中，充分混合后加入盛有4g矿粉的球磨罐中，球磨至d50＝10μm后将浆料分散入390mL碳酸钠水溶液中，最终分散液碳酸钠浓度为4.72×10-3mol/L，并于600rpm下搅拌，不添加抑制剂，用稀酸调节分散液pH至6.52后即进行浮选，最终产物中氟化钙纯度达到99.39％，回收率为46.85％。

实施例2

根据本方法进行浮选实验，首先将0.01g碳酸钠、0.02mL油酸依次加入10mL水中，充分混合后加入盛有4g矿粉的球磨罐中，球磨至d50＝10μm将浆料分散入390mL碳酸钠水溶液中，最终分散液碳酸钠浓度为4.72×10-3mol/L，并于600rpm下搅拌，水玻璃添加量为1.08×10-5mol/L。用稀酸调节分散液pH至5.5后即进行浮选，最终产物中氟化钙纯度达到95.79％，回收率为53.77％。

实施例3

根据本方法进行浮选实验，首先将0.1g碳酸钠、0.3mL油酸依次加入10mL水中，充分混合后加入盛有4g矿粉的球磨罐中，球磨至d50＝1μm将浆料分散入390mL碳酸钠水溶液中，最终分散液碳酸钠浓度为4.72×10-3mol/L，并于600rpm下搅拌，水玻璃添加量为8.1×10-5mol/L，在pH＝10的环境下浮选，最终产物中氟化钙纯度达到89.26％，回收率为78.02％。

工业实用性

本发明的方法借助球磨原位改性与选择性沉降来协同强化浮选过程中的界面作用，实现萤石颗粒的高效浮选，具有良好的工业实用性。

此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种界面强化的萤石浮选方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)向球磨罐中依次添加矿粉、碳酸钠及油酸混合溶液，进行球磨，得到矿浆；

2)将步骤1)所得矿浆分散至碳酸钠水溶液中，添加水玻璃后搅拌，采用酸性溶液调节分散液pH；

3)将步骤2)所得分散液充气进行浮选操作；

4)将步骤3)所得产物进行抽滤、洗涤与干燥后，得到氟化钙。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中经球磨将矿粉研磨至d50值在1-74μm。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中碳酸钠加量为1.25-7.5mg/g矿粉，油酸加量为0.001-0.01mL/g矿粉。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中碳酸钠浓度为4.72×10-5-4.72×10-2mol/L，水玻璃加量为0-4.85×10-4mol/L，所得最终分散液的固含量为1-10wt％。

5.根据权利要求1-人中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中调节体系pH范围为5.5-10。