CN111036413B - 一种抑制剂aa/amps在磷矿石正浮选脱镁中的应用 - Google Patents
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Abstract
一种抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,属于磷矿石选矿提纯工艺领域。该应用,是在磷矿石正浮选脱镁过程中,加入抑制剂AA/AMPS。具体为抑制剂AA/AMPS用于配制磷矿石矿浆,其中,磷矿石矿浆的质量浓度为20~25%;抑制剂AA/AMPS占磷矿石矿浆的质量浓度为100~140g/t。抑制剂AA/AMPS(丙烯酸‑2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸共聚物),对于含大量白云石的磷矿石,在碱性条件下,通过正浮选工艺抑制白云石的浮选,有效增加磷灰石和白云石的浮选性能差异,便于高效脱除白云石。另外,该抑制剂AA/AMPS具有抑制性能选择性强、成本低、使用简单等特点,可以有效降低磷精矿镁含量,提高精矿品质,实现高镁低品位磷矿石浮选降镁的目标。
Description
技术领域
本发明涉及磷矿石选矿提纯工艺领域,具体涉及一种抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用。
背景技术
磷矿石通常指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的统称,是最为重要的磷化工基础矿物材料。磷矿石作为生产磷肥以及磷酸盐类化学产品的主要原料,以用于医药、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、国防等工业部门。我国磷矿资源储量丰富,磷矿储量居世界第2位,但我国高品位磷矿储量低,复杂难处理的高镁磷矿石资源占比大。目前,高镁低品位磷矿石主要依靠浮选法提高磷精矿品位,市场要求磷精矿产品P2O5品位在30%以上且MgO杂质含量在1.0%以下,因此,在磷矿石浮选提纯过程中,降低MgO含量是提高磷矿石产品质量的关键。一般说来,磷矿石中的MgO主要来源于含镁碳酸盐矿物,特别是白云石。但由于磷灰石(磷矿石主要有用矿物)和白云石均属于含钙的盐类矿物,两种矿物具有相同的钙活性位点以及相似的物理化学性质,导致磷灰石和白云石浮选分离异常困难。目前,脂肪酸类捕收剂广泛应用于磷矿石浮选,但由于该类类捕收剂选择性差,若想实现磷矿物浮选脱镁,即浮选分离磷灰石和白云石,大多在酸性条件下通过添加无机酸如磷酸或者硫酸抑制磷灰石反浮选实现两者的分离,但是存在酸消耗大,酸性条件下设备腐蚀严重,尾矿含酸废水处理难度大等一系列问题,严重制约了高镁低品位磷矿石综合开发利用。对此,迫切需要加大研发新型抑制剂取代传统无机酸抑制剂,在削弱对环境的不利危害的同时,进一步提高磷矿石浮选指标。因此,开发新型抑制剂对于高效利用高镁低品位资源,保证磷工业发展具有重要意义。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明的提供了一种抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,本发明的用于磷矿石正浮选脱镁的选择性抑制剂AA/AMPS(丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物),对于含大量白云石的磷矿石,在碱性条件下,通过正浮选工艺抑制白云石的浮选,有效增加磷灰石和白云石的浮选性能差异,便于高效脱除白云石。另外,该抑制剂AA/AMPS具有抑制性能选择性强、成本低、使用简单等特点,可以有效降低磷精矿镁含量,提高精矿品质,实现高镁低品位磷矿石浮选降镁的目标。
本发明的一种抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,是在磷矿石正浮选脱镁过程中,加入抑制剂AA/AMPS。
所述的抑制剂AA/AMPS用于配制磷矿石矿浆,其中,磷矿石矿浆的质量百分浓度为20~25%;抑制剂AA/AMPS占磷矿石矿浆的质量浓度为100~140g/t。
所述的磷矿石正浮选脱镁过程,具体步骤如下:
步骤1:破碎、磨矿
将高镁低品位磷矿石破碎、球磨,得到磷矿石粉;其中,磷矿石粉中,粒径<74μm的磷矿石粉的质量占磷矿石粉总质量的75~83%;
步骤2:调浆
将磷矿石粉置于浮选设备中,加入去离子水和抑制剂AA/AMPS溶液,并搅拌混合均匀,进行调浆,得到磷矿石矿浆;其中,磷矿石矿浆中,磷矿石的质量百分浓度为20~25%;抑制剂AA/AMPS占磷矿石矿浆的质量浓度为100~140g/t,优选为120g/t;
步骤3:正浮选脱镁
室温条件下,向磷矿石矿浆中加入pH调整剂溶液,调整pH值为7.5~10.5,搅拌混合均匀,得到pH值为7.5~10.5的磷矿石矿浆;
向pH值为7.5~10.5的磷矿石矿浆中,加入捕收剂油酸钠溶液或捕收剂油酸溶液,搅拌混合均匀,进行磷矿石脱镁浮选刮泡,浮选刮泡时间为4~6min,得到浮选泡沫和槽内剩余尾矿;其中,捕收剂用量占pH值为7.5~10.5的磷矿石矿浆的质量浓度为900~1100g/t,优选为1000g/t;
步骤4:浮选泡沫后处理
将浮选泡沫烘干,得到低镁磷精矿。
所述的步骤1中,高镁低品位磷矿石含有的主要P、Mg成分的质量百分比为:P2O5含量为22~33%,MgO含量为1.8~4.7%。
所述的步骤1中,破碎是采用颚式破碎机初步破碎后,再用对辊式破碎机将磷矿石矿块破碎至2mm以下。
所述的步骤2中,浮选设备为单槽浮选机,其转速为1700~2100rpm,优选为1900rpm。
所述的步骤2中,抑制剂AA/AMPS溶液为质量百分浓度为0.1~0.4%的抑制剂AA/AMPS水溶液,优选为质量百分浓度为0.2%的抑制剂AA/AMPS水溶液。
所述的步骤3中,pH调整剂溶液为质量百分浓度为0.5~1.5%的NaOH水溶液,优选为质量百分浓度为1%的NaOH水溶液。
所述的步骤3中,搅拌混合均匀,搅拌速率为1700~2100rpm,优选搅拌速率为1900rpm,搅拌混合时间优选为2~4min。
所述的步骤3中,捕收剂油酸钠溶液优选为质量百分浓度为3~5%的捕收剂油酸钠水溶液,更优选为质量百分浓度为3%的捕收剂油酸钠水溶液,其配制方式为:向去离子水中加入捕收剂油酸钠固体粉末,加热至50~60℃,搅拌至捕收剂油酸钠固体粉末完全溶解,获得捕收剂油酸钠水溶液。
所述的步骤3中,捕收剂油酸溶液优选为质量百分浓度为3~5%的捕收剂油酸溶液。
所述的步骤3中,浮选刮泡为每20s刮泡一次。
制备的低镁磷精矿中,P2O5品位(质量百分含量)为36.25~37.20%,MgO质量百分含量<1%;低镁磷精矿中P2O5占原料总P2O5为71.37~82.40%。
本发明的一种抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,相比于现有技术,其有益效果为如下几个方面:
1、本发明提供了一种磷矿石浮选脱镁的抑制剂AA/AMPS,表现出良好的选择性抑制作用,由于抑制剂AA/AMPS对镁具有很强的亲和力,白云石表面暴露出大量镁离子,导致抑制剂AA/AMPS强烈吸附于白云石表面,阻碍了捕收剂(油酸钠或油酸)的吸附,抑制了白云石的浮选,而磷灰石表面不存在镁离子,抑制剂AA/AMPS在磷灰石吸附较弱,不影响捕收剂(油酸钠或油酸)在磷灰石表面的吸附,促使磷灰石具有较好的浮选性能。因此,抑制剂AA/AMPS添加增大了磷灰石和白云石的浮选性能差异,能够很好抑制白云石浮选,能够有效降低磷矿石镁含量,显著提高磷矿石精矿浮选指标。
2、本发明提供的新型高效抑制剂AA/AMPS,相比于传统磷矿石脱镁无机酸抑制剂,具有用量小、来源广、无污染以及操作使用方便的特点,能够减少甚至消除酸性条件下无机酸抑制使用对设备分腐蚀维护费用,节约生产成本。
3、本发明提供的新型高效抑制剂AA/AMPS应用于磷矿石脱镁,主要采用正浮选工艺,相比于传统的正-反浮选工艺,该工艺流程简单,操作运行方便,具有良好的工业可行性。
附图说明
图1为本发明实施例1中采用一种抑制剂AA/AMPS进行磷矿石浮选脱镁的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
下述实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中,除非特殊说明,溶液均指其水溶液,所述试剂和材料均可通过商业途径获得。
下述实施例中所述的高镁低品位磷矿石为江苏连云港低品位磷矿石,依据X射线荧光光谱对该高镁低品位磷矿石进行多元素分析,其主要成分按质量百分含量为,P2O5为26.78%,CaO为53.26%,Al2O3为4.08%,C为3.28%,F为3.54%,Fe2O3为3.29%,SiO2为1.07%,MgO为4.29%,K2O为0.41%。
以下实施例中,捕收剂油酸钠水溶液,其配制方式为:向去离子水中加入捕收剂油酸钠固体粉末,加热至50~60℃,搅拌至捕收剂油酸钠固体粉末完全溶解,获得捕收剂油酸钠水溶液。
实施例1
一种抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,其实施的工艺流程图见图1,具体包括如下高镁低品位磷矿石正浮选脱镁的操作流程:
步骤1:破碎、磨矿
将高镁低品位磷矿石破碎、球磨,获得磷矿石粉;其中,在磷矿石粉中,小于74μm的磷矿石粉质量占总磷矿石粉质量的75%;
步骤2:调浆
将磷矿石粉置于XFG型单槽浮选机中,调整XFG型单槽浮选机的转速为1700rpm,加入去离子水和抑制剂AA/AMPS溶液,并搅拌混合均匀,进行调浆3min,获得磷矿石矿浆;其中,磷矿石矿浆中,磷矿石的质量百分浓度为25%,抑制剂AA/AMPS用量占磷矿石矿浆的质量浓度为100g/t;
步骤3:正浮选脱镁
在20℃下,向上述磷矿石矿浆中加入质量百分浓度为0.5%NaOH水溶液,调节pH值至7.5,搅拌3min至混合均匀,获得pH值为7.5的磷矿石矿浆;
向pH值为7.5的磷矿石矿浆中,加入质量百分浓度为4%捕收剂油酸钠溶液,在1700rpm转速下搅拌3min至混合均匀,然后进行磷矿石脱镁浮选刮泡,每20s刮泡一次,总浮选刮泡时间为5min;其中,捕收剂油酸钠用量占磷矿石矿浆的质量浓度为1000g/t。
步骤4:浮选产品处理
磷矿石正浮选脱镁结束后,将浮选泡沫产品(低镁磷精矿)和槽内产品(尾矿)分别烘干、称量,获得低镁磷精矿,然后化验品位并计算产品指标。
本实施例中,浮选获得的低镁磷精矿产品中P2O5品位(质量百分含量)为36.25%,MgO质量百分含量为0.95%;低镁磷精矿中P2O5占原料总P2O5为80.03%。
实施例2
一种抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,具体包括如下高镁低品位磷矿石正浮选脱镁的操作流程:
步骤1:破碎、磨矿
将高镁低品位磷矿石破碎、球磨,获得磷矿石粉;其中,在磷矿石粉中,小于74μm的磷矿石粉颗粒质量占总磷矿石粉质量的80%;
步骤2:调浆
将磷矿石粉置于XFG型单槽浮选机中,调整XFG型单槽浮选机的转速为1900rpm,加入去离子水和抑制剂AA/AMPS溶液,并搅拌混合均匀,进行调浆3min,获得磷矿石矿浆;其中,磷矿石矿浆中,磷矿石的质量百分浓度为20%,抑制剂AA/AMPS用量占磷矿石矿浆的质量浓度为130g/t;
步骤3:正浮选脱镁
在20℃下,向上述磷矿石矿浆中加入质量百分浓度为1%NaOH水溶液,调节pH值至8.5,搅拌3min至混合均匀,获得pH值为8.5的磷矿石矿浆;
向pH值为8.5的磷矿石矿浆中,加入质量百分浓度为3%捕收剂油酸钠溶液,在1900rpm转速下搅拌3min至混合均匀,然后进行磷矿石脱镁浮选刮泡,每20s刮泡一次,总浮选刮泡时间为5min;其中,捕收剂油酸钠用量占磷矿石矿浆的质量浓度为900g/t。
步骤4:浮选产品处理
磷矿石正浮选脱镁结束后,将浮选泡沫产品(低镁磷精矿)和槽内产品(尾矿)分别烘干、称量,获得低镁磷精矿,然后化验品位并计算产品指标。
本实施例中,浮选获得的低镁磷精矿产品中P2O5品位(质量百分含量)为36.91%,MgO质量百分含量为0.68%;低镁磷精矿中P2O5占原料总P2O5为79.40%。
实施例3
一种抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,具体包括如下高镁低品位磷矿石正浮选脱镁的操作流程:
步骤1:破碎、磨矿
将高镁低品位磷矿石破碎、球磨,获得磷矿石粉;其中,在磷矿石粉中,小于74μm的磷矿石粉颗粒质量占总磷矿石粉质量的80%;
步骤2:调浆
将磷矿石粉置于XFG型单槽浮选机中,调整XFG型单槽浮选机的转速为2100rpm,加入去离子水和抑制剂AA/AMPS溶液,并搅拌混合均匀,进行调浆3min,获得磷矿石矿浆;其中,磷矿石矿浆中,磷矿石的质量百分浓度为25%,抑制剂AA/AMPS用量占磷矿石矿浆的质量浓度为120g/t;
步骤3:正浮选脱镁
在20℃下,向上述磷矿石矿浆中加入质量百分浓度为1%NaOH水溶液,调节pH值至9.5,搅拌3min至混合均匀,获得pH值为9.5的磷矿石矿浆;
向pH值为9.5的磷矿石矿浆中,加入质量百分浓度为4%捕收剂油酸钠溶液,在2100rpm转速下搅拌3min至混合均匀,然后进行磷矿石脱镁浮选刮泡,每20s刮泡一次,总浮选刮泡时间为5min;其中,捕收剂油酸钠用量占磷矿石矿浆的质量浓度为1000g/t。
步骤4:浮选产品处理
磷矿石正浮选脱镁结束后,将浮选泡沫产品(低镁磷精矿)和槽内产品(尾矿)分别烘干、称量,获得低镁磷精矿,然后化验品位并计算产品指标。
本实施例中,浮选获得的低镁磷精矿产品中P2O5品位(质量百分含量)为36.77%,MgO质量百分含量0.80%;低镁磷精矿中P2O5占原料总P2O5为82.40%。
实施例4
一种抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,具体包括如下高镁低品位磷矿石正浮选脱镁的操作流程:
步骤1:破碎、磨矿
将高镁低品位磷矿石破碎、球磨,获得磷矿石粉;其中,在磷矿石粉中,小于74μm的磷矿石粉颗粒质量占总磷矿石粉质量的83%;
步骤2:调浆
将磷矿石粉置于XFG型单槽浮选机中,调整XFG型单槽浮选机的转速为1800rpm,加入去离子水和抑制剂AA/AMPS溶液,并搅拌混合均匀,进行调浆3min,获得磷矿石矿浆;其中,磷矿石矿浆中,磷矿石的质量百分浓度为25%,抑制剂AA/AMPS用量占磷矿石矿浆的质量浓度为140g/t;
步骤3:正浮选脱镁
在20℃下,向上述磷矿石矿浆中加入质量百分浓度为1.5%NaOH水溶液,调节pH值至10.5,搅拌3min至混合均匀,获得pH值为10.5的磷矿石矿浆;
向pH值为10.5的磷矿石矿浆中,加入质量百分浓度为5%捕收剂油酸钠溶液,在1800rpm转速下搅拌3min至混合均匀,然后进行磷矿石脱镁浮选刮泡,每20s刮泡一次,总浮选刮泡时间为5min;其中,捕收剂油酸钠用量占磷矿石矿浆的质量浓度为1100g/t。
步骤4:浮选产品处理
磷矿石正浮选脱镁结束后,将浮选泡沫产品(低镁磷精矿)和槽内产品(尾矿)分别烘干、称量,获得低镁磷精矿,然后化验品位并计算产品指标。
本实施例中,浮选获得的低镁磷精矿产品中P2O5品位(质量百分含量)为37.20%,MgO质量百分含量为0.49%;低镁磷精矿中P2O5占原料总P2O5为77.40%。
实施例5
一种抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,同实施例4,不同之处在于,采用捕收剂油酸溶液代替捕收剂油酸钠溶液,浮选获得的低镁磷精矿产品中P2O5品位(质量百分含量)为36.78%,MgO质量百分含量为0.56%;低镁磷精矿中P2O5占原料总P2O5为71.37%。
Claims (6)
1.一种抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,其特征在于,在磷矿石正浮选脱镁过程中,加入抑制剂AA/AMPS,具体步骤如下:
步骤1:破碎、磨矿
将高镁低品位磷矿石破碎、球磨,得到磷矿石粉;其中,磷矿石粉中,粒径<74μm的磷矿石粉的质量占磷矿石粉总质量的75~83%;
步骤2:调浆
将磷矿石粉置于浮选设备中,加入去离子水和抑制剂AA/AMPS溶液,并搅拌混合均匀,进行调浆,得到磷矿石矿浆;其中,磷矿石矿浆中,磷矿石的质量百分浓度为20~25%;抑制剂AA/AMPS占磷矿石矿浆的质量浓度为100~140g/t;抑制剂AA/AMPS溶液为质量百分浓度为0.1~0.4%的抑制剂AA/AMPS水溶液;
步骤3:正浮选脱镁
室温条件下,向磷矿石矿浆中加入pH调整剂溶液,调整pH值为7.5~10.5,搅拌混合均匀,得到pH值为7.5~10.5的磷矿石矿浆;
向pH值为7.5~10.5的磷矿石矿浆中,加入捕收剂油酸钠溶液或捕收剂油酸溶液,搅拌混合均匀,进行磷矿石脱镁浮选刮泡,浮选刮泡时间为4~6min,得到浮选泡沫和槽内剩余尾矿;其中,捕收剂用量占pH值为7.5~10.5的磷矿石矿浆的质量浓度为900~1100g/t;
步骤4:浮选泡沫后处理
将浮选泡沫烘干,得到低镁磷精矿;
得到的低镁磷精矿中,P2O5质量百分含量为36.25~37.20%,MgO质量百分含量<1%;低镁磷精矿中P2O5占原料总P2O5为71.37~82.40%。
2.根据权利要求1所述的抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,其特征在于,所述的步骤1中,高镁低品位磷矿石含有的主要P、Mg成分的质量百分比为:P2O5含量为22~33%,MgO含量为1.8~4.7%。
3.根据权利要求1所述的抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,其特征在于,所述的步骤1中,破碎是采用颚式破碎机初步破碎后,再用对辊式破碎机将磷矿石矿块破碎至2mm以下。
4.根据权利要求1所述的抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,其特征在于,所述的步骤3中,pH调整剂溶液为质量百分浓度为0.5~1.5%的NaOH水溶液。
5.根据权利要求1所述的抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,其特征在于,所述的步骤3中,捕收剂油酸钠溶液为质量百分浓度为3~5%的捕收剂油酸钠水溶液,其配制方式为:向去离子水中加入捕收剂油酸钠固体粉末,加热至50~60℃,搅拌至捕收剂油酸钠固体粉末完全溶解,获得捕收剂油酸钠水溶液;
所述的步骤3中,捕收剂油酸溶液为质量百分浓度为3~5%的捕收剂油酸溶液。
6.根据权利要求1所述的抑制剂AA/AMPS在磷矿石正浮选脱镁中的应用,其特征在于,所述的步骤3中,浮选刮泡为每20s刮泡一次。
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