CN110773323B - 一种硅硼钙石型硼矿的选矿方法 - Google Patents

一种硅硼钙石型硼矿的选矿方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于硼矿选矿技术领域，具体涉及一种硅硼钙石型硼矿的选矿方法。所述硅硼钙石型硼矿的选矿方法，包括：原矿破碎‑磨矿‑浮选工艺；其中，所述浮选包括：1次粗选‑2至3次精选‑1次扫选。本发明针对硅硼钙石型硼矿的特殊性，提出以破碎‑磨矿‑浮选的工艺路线进行选矿；同时为了提高选矿效果，还对浮选工序作进一步优化，采用1次粗选‑2次精选‑1次扫选的组合方式能够使浮选药剂更充分的发挥作用，提高浮选效果。试验表明，采用本发明所述的选矿方法可以显著提高精矿品位、精矿产率及回收率，同时降低原矿品位。为有效合理的开发利用硅硼钙石硼矿资源提供技术依据，同时也可在一定程度上缓解现有硼矿资源紧张的问题。

Description

一种硅硼钙石型硼矿的选矿方法
技术领域
本发明属于硼矿选矿技术领域，具体涉及一种硅硼钙石型硼矿的选矿方法。
背景技术
我国硼矿床主要有第四纪盐湖硼矿床和第四纪前硼矿床。目前硼矿生产主要来自沉积变质型的硼镁矿。而在火山沉积硼矿床中，矿石矿物主要为硅硼钙石，具体成分见表1。
表1矿石的矿物组成(％)
Figure BDA0002244589690000011
该硅硼钙石呈粒状、放射状分布，粒径主要在0.02～2mm之间，在玄武岩型硼矿石中硅硼钙石作为主要的裂隙、细脉填充物、杏仁填充物嵌布其中；在灰岩型硼矿石中作为主要的亮晶胶结物与方解石伴生。斜长石是玄武岩型硼矿石的斑晶和基质主要组成矿物，在灰岩型硼矿石的孔隙中，见玄武岩岩屑，斜长石少量嵌布其中；辉石主要嵌布在玄武岩型硼矿石的基质中；方解石主要作为灰岩型硼矿石的脉石矿物嵌布，具泥晶结构、细晶结构；绿泥石作为玄武岩型硼矿石的蚀变矿物嵌布于基质中，主要见辉石的绿泥石化。
由于硅硼钙石型硼矿矿石品位低，目前尚未开发利用，国内也无相关选矿方法的文献资料报道。如能开发一种硅硼钙石型硼矿的选矿方法，为有效合理的开发利用硅硼钙石硼矿资源提供技术依据，同时也可在一定程度上缓解现有硼资源紧张的问题。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明提供一种针对硅硼钙石型硼矿的选矿方法。采用本发明所述选矿方法能够显著提高精矿品位、精矿产率及回收率，同时降低尾矿品位。
本发明所述的硅硼钙石型硼矿的选矿方法，包括：原矿破碎-磨矿-浮选的工艺；其中，所述浮选包括：1次粗选-2-3次精选-1次扫选。
本发明针对硅硼钙石型硼矿的特殊性，提出以破碎-磨矿-浮选的工艺路线进行选矿；同时为了提高选矿效果，还对浮选工序作进一步优化，采用1次粗选-2次精选-1次扫选的组合方式能够使浮选药剂更充分的发挥作用，提高浮选效果。试验表明，采用本发明所述的选矿方法不仅可以显著提高B2O3含量，而且显著提高精矿产率及精矿回收率，降低尾矿品位。为有效合理的开发利用硅硼钙石硼矿资源提供技术依据，同时也可在一定程度上缓解现有硼矿资源紧张的问题。
根据本发明的一些实施例，所述粗选的过程为：向矿浆中依次加入调整剂、抑制剂和复合捕收剂，得到粗精矿和粗选尾矿。
具体的加入方式为：先加入调整剂，搅拌2-5min，再加入抑制剂水玻璃，搅拌2-5min，最后加入复合捕收剂，搅拌2-5min。通过向磨矿后的矿浆中依次加入各种浮选药剂并搅拌调和，使其与矿物颗粒作用，以扩大不同矿物颗粒间的可浮性差别，提升粗选效果。矿浆中的矿粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层，经机械刮取或从矿浆面溢出，再脱水、干燥制成精矿产品。
所述粗选的过程中，所述调整剂选自碳酸钠；研究发现，在碱性条件下，泡沫更加均匀，且呈灰黄色，矿化效果相对更好。所述调整剂的使用浓度为10％；所述调整剂的加入量为1.6-4.0kg/t，优选2-2.5kg/t。
所述粗选的过程中，所述抑制剂选自水玻璃，优选其水玻璃模数为2.5，使用时须配置成质量百分数4-5％的溶液；所述抑制剂的加入量为0-4.0kg/t，优选1.0-1.5kg/t。
所述粗选的过程中，所述复合捕收剂由脂肪酸类捕收剂和表面活性剂的复配组成；所述复合捕收剂的加入量为1.4-2.0kg/t，优选1.4-1.7kg/t。
其中，所述脂肪酸类捕收剂优选为脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)；所述表面活性剂优选为葵酯、油酸钠、皂基或氧化石蜡皂中的一种或多种。
研究表明，当MES与葵酯复配时，捕收效果较佳；进一步优选当葵酯：脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)的质量比为8:2时，效果更佳。
此外，在实际使用时，通常将复合捕收剂配制浓度1％进行使用，效果更好。
作为本发明的具体实施方式之一，在所述粗选中，所述调整剂选自碳酸钠，加入量为2.40kg/t时，所述抑制剂选自水玻璃，加入量为1.0kg/t，所述复合捕收剂加入量为1.4kg/t。研究表明，通过采用特定的药剂搭配组合及合理用量，可显著提高B2O3含量、精矿产率及回收率，同时降低粗选成本。
根据本发明的一些实施例，所述精选的过程为：分批次向粗精矿中加入抑制剂，得到硼精矿。
所述精选中，所述抑制剂为水玻璃，优选其水玻璃模数为2.5，使用时须配置成质量百分数4-5％的溶液；其中，所述抑制剂第一次加入量为0.4-0.6kg/t；所述抑制剂第二次加入量为0.1-0.2kg/t。研究表明，水玻璃的用量对精选效果影响较大，用量过少不能抑制脉石矿物，但用量过大会抑制硅硼钙石，因此需严格控制水玻璃用量。同时，水玻璃搅拌时间建议适当延长，增加它与矿浆的搅拌和反应时间，在低用量的条件下可提高其抑制脉石矿物和分散矿浆的作用；通过试验确定搅拌时间在5-6min为宜。
在具体实施过程中，若温度降低，选矿药剂用量需增加，工艺流程复杂，精选流程需要三段精选。
根据本发明的一些实施例，所述扫选的过程为：向粗选尾矿中加入复合捕收剂，得到硼精矿和尾矿。
所述扫选中，所述复合捕收剂与粗选中复合捕收剂相同；所述复合捕收剂加入量为0.1-0.3kg/t，优选0.2kg/t。
本发明还对浮选处理的矿浆细度作进一步优化。研究发现，硅硼钙石型硼矿的细粒级含量较高，细泥会对精矿品位影响较大，但对浮选现象和泡沫矿化没有影响，因而对浮选尾矿品位影响较小。
为了获得更好的效果，本发明所述矿浆中细度<0.076mm粒级的浆料含量须达到70.40％以上，以保证精矿产率；同时所述矿浆的pH值在8～9之间，优选8.5，以确保良好的矿选效果。
根据本发明的一些实施例，所述浮选的温度30-45℃，优选30-40℃。
作为本发明的具体实施方式之一，所述硅硼钙石型硼矿的选矿方法，包括：原矿破碎-磨矿-浮选工艺；其中，所述浮选包括：1次粗选-2至3次精选-1次扫选；
所述浮选的矿浆中，细度<0.076mm粒级的浆料含量达到70.40％以上；矿浆的pH值在8～9之间；
所述浮选的温度30-40℃；
其中，粗选过程中：调整剂碳酸钠用量为2-2.5kg/t、抑制剂水玻璃用量为1.0-1.5kg/t、复合捕收剂用量为1.4-1.7kg/t；
精选过程中：第一次投加抑制剂水玻璃用量为0.4-0.6kg/t，第二次投加抑制剂水玻璃用量为0.1-0.20kg/t；
扫选过程中：复合捕收剂用量为0.1-0.3kg/t。
研究表明，通过对各阶段中捕收剂用量的优化，既能够取得较好的选矿效果，显著提高B2O3含量、精矿产率及回收率，同时又能降低选矿成本，综合效益更佳。
本发明的有益效果如下：
本发明针对硅硼钙石型硼矿的特点，对现有选矿工艺进行改进，同时对选矿药剂重新进行筛选组合，建立了一套适用于硅硼钙石型硼矿的选矿方法。采用本发明所述的选矿方法不仅可以显著提高B2O3含量(B2O3含量从4.48％提高至12％以上)，精矿回收率(达到85％以上)。为有效合理的开发利用硅硼钙石硼矿资源提供技术依据，同时也可在一定程度上缓解现有硼矿资源紧张的问题。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下实施例所要用到的仪器有：颚式破碎机XPC125×100、RK/BM系列智能棒磨机、XFDⅢ实验室用单槽浮选机(0.75L和0.5L)、真空过滤机和烘箱等。
实施例1
本实施例提供一种硅硼钙石型硼矿的选矿方法，包括：
(1)矿样制备：
首先将矿样经过颚式破碎机破碎至<3mm，通过缩分，制取试验矿样，分析测试矿样和备样(即备份的矿样)。矿样化学分析结果见表2。
表2原矿化学分析结果(％)
Figure BDA0002244589690000051
(2)选矿：
将矿样进行磨矿处理，所得矿浆中细度<0.076mm的浆料的含量为70.40％。
采用的浮选工艺为：浮选矿浆温度40℃，1次粗选-2次精选-1次扫选；
其中，粗选中：碳酸钠用量为2.40kg/t、水玻璃用量为1.0kg/t、复合捕收剂用量为1.40kg/t；其中，所述复合捕收剂由葵酯：脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)按质量比8:2组成。
精选中：第一次投加水玻璃用量为0.60kg/t，第二次投加水玻璃用量为0.20kg/t；
扫选：复合捕收剂用量为0.20kg/t。
经测试，精矿产率为32.78％，精矿品位B2O3为12.10％，尾矿产率67.22％，尾矿品位B2O3 0.77％，精矿回收率为88.45％。
实施例2
一种硅硼钙石型硼矿的选矿方法，包括：
(1)同实施例1的步骤(1)；
(2)将矿样进行磨矿处理，所得矿浆中细度<0.076mm的浆料的含量为70.40％。
采用的浮选工艺为：温度30℃，1次粗选-3次精选-1次扫选；
其中，粗选中：碳酸钠用量为2.40kg/t、水玻璃用量为1.00kg/t、复合捕收剂用量为1.60kg/t；其中，所述复合捕收剂由葵酯：脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)按质量比8:2组成。
精选中：第一次投加水玻璃用量为0.40kg/t，第二次投加水玻璃用量为0.20kg/t；
扫选：复合捕收剂用量为0.20kg/t。
经测试，精矿产率为32.00％，精矿品位B2O3为12.45％，尾矿产率68.00％，尾矿品位B2O3 0.97％，精矿回收率为85.83％。
对比例1
一种硅硼钙石型硼矿的选矿方法，包括：
(1)采用与实施例1相同的矿样；
(2)将矿样进行磨矿处理，所得矿浆中细度<0.076mm的浆料的含量为91.00％。
采用的浮选工艺为：浮选矿浆温度30℃，1次粗选-2次精选。
其中，粗选中：碳酸钠用量为2.40kg/t、水玻璃用量为1.20kg/t、复合捕收剂用量为1.00-2.0kg/t；
其中，采用三种不同的复合捕收剂进行试验；所述复合捕收剂分别为：油酸钠：MES＝8:2，皂基：MES＝8:2，氧化石蜡皂：MES＝8:2；
精选中：第一次投加水玻璃用量为0.60kg/t，第二次投加水玻璃用量为0.20kg/t；
经测试，精矿产率在23-39％之间，精矿品位B2O3为9.19-10.81％之间，精矿品位低于11％，回收率在50-74％之间。
与实施例2比较可知，对比例1采用与实施例2相同的浮选温度，但浮选工艺仅为粗选+精选，没有扫选(浮选工艺流程基本相同)；药剂用量也较实施例2量大，成本更大，但所得精矿品位较低，精矿回收率较低，难达到合格的硼精矿。
对比例2
一种硅硼钙石型硼矿的选矿方法，包括：
(1)采用与实施例1相同的矿样；
(2)将矿样进行磨矿处理，分粒级(0.045mm)浮选；
具体浮选操作及条件与实施例2相同。
浮选结果如下：
-0.045mm粒级：浮选现象正常，泡沫丰富；通过一次粗选、一次扫选、一次精选，获得的精矿产率为34.95％，但精矿品位低，B2O3仅为9.35％，尾矿产率42.66％，尾矿品位B2O31.07％；
+0.045mm粒级：浮选现象正常，泡沫少，通过一次粗选、一次扫选、一次精选，获得的精矿产率较低，仅为21.24％，精矿品位B2O314.28％，尾矿产率66.69％，尾矿品位B2O31.06％。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种硅硼钙石型硼矿的选矿方法，其特征在于，包括：原矿破碎-磨矿-浮选工艺；其中，所述浮选包括：1次粗选-2至3次精选-1次扫选；所述粗选的过程为：向矿浆中依次加入调整剂、抑制剂和复合捕收剂，得到粗精矿和粗选尾矿；所述调整剂选自碳酸钠，其加入量为1.6-4.0kg/t；
所述抑制剂选自水玻璃，其加入量为1.0-1.5kg/t；所述复合捕收剂由脂肪酸类捕收剂和表面活性剂组成；所述复合捕收剂的加入量为1.4-2.0kg/t；所述脂肪酸类捕收剂为脂肪酸甲酯磺酸钠；
所述表面活性剂选自葵酯、油酸钠、皂基或氧化石蜡皂中的一种或多种；
所述精选的过程为：分批次向粗精矿中加入所述抑制剂，得到硼精矿；
所述扫选的过程为：向粗选尾矿中加入所述复合捕收剂，得到硼精矿和尾矿。
2.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，所述调整剂选自碳酸钠，其加入量为2-2.5 kg/t。
3.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，所述粗选的过程中复合捕收剂的加入量为1.4-1.7kg/t。
4.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，所述复合捕收剂是由葵酯与脂肪酸甲酯磺酸钠按质量比8:2组成。
5.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，所述精选的过程中，所述抑制剂第一次加入量为0.4-0.6 kg/t；所述抑制剂第二次加入量为0.1-0.2 kg/t。
6.根据权利要求5所述的选矿方法，其特征在于，所述抑制剂加入后搅拌时间在5-6min为宜。
7.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，所述扫选的过程中，所述复合捕收剂的加入量为0.1-0.3 kg/t。
8.根据权利要求1-7任一所述的选矿方法，其特征在于，所述浮选的矿浆中，细度<0.076mm粒级的浆料含量达到70.40%以上；
和/或，所述浮选的矿浆的pH值在8~9之间。
9.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，所述浮选的温度30-45℃。
10.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，包括：原矿破碎-磨矿-浮选工艺；其中，所述浮选包括：1次粗选-2至3次精选-1次扫选；
所述浮选的矿浆中，细度<0.076mm粒级的浆料含量达到70.40%以上；矿浆的pH值在8~9之间；
所述浮选的温度30-40℃；
其中，粗选过程中：调整剂碳酸钠用量为2-2.5kg/t、抑制剂水玻璃用量为1.0-1.5kg/t、复合捕收剂用量为1.4-1.7kg/t；
精选过程中：第一次投加抑制剂水玻璃用量为0.4-0.6 kg/t，第二次投加抑制剂水玻璃用量为0.1-0.20kg/t；
扫选过程中：复合捕收剂用量为0.1-0.3kg/t。
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