CN111451001B

CN111451001B - 一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度及其应用

Info

Publication number: CN111451001B
Application number: CN202010161569.1A
Authority: CN
Inventors: 邓善芝; 邓杰; 陈达; 张丽军; 熊文良
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: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2021-05-11
Anticipated expiration: 2040-03-10
Also published as: CN111451001A

Abstract

本发明涉及胶磷矿选矿技术领域，公开了一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度及其应用，所述浮选分离药剂制度包括抑制剂和捕收剂；按重量份计，所述抑制剂包括三聚磷酸钠4～6份、六偏磷酸盐2～3份和磷酸2～3份，所述捕收剂包括植物油脂酸钠4～5份和十二烷基磷酸酯1份；所述捕收剂的制备方法，是将NaOH溶液加入植物油脂和十二烷基磷酸酯的混合溶液中，经加热反应，即得；所述植物油脂包括棉籽油、米糠油、蓖麻油、玉米油和豆油中的至少一种；本发明通过在所述抑制剂中添加高聚合度的磷酸盐类，增加了所述抑制剂对浮选矿浆中磷灰石矿物的选择性抑制作用，使所述捕收剂分子更有效地吸附在钙镁质矿物表面，达到了有效提高磷灰石矿物的分选性的效果。

Description

一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度及其应用

技术领域

本发明涉及胶磷矿选矿技术领域，具体是一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度及其应用。

背景技术

磷矿石作为一种主要的化工原料广泛应用于农业、食品、医药等各个领域，与人们的日常生活息息相关，同时它也是不可再生且不可回收的资源。磷矿资源的分布特点在地域表现为相对集中且分布不均衡，全世界的磷矿资源主要分布在非洲、亚洲、南美、北美及中东等地区，其中仅摩洛哥和西撒哈拉、中国、美国、南非和俄罗斯的磷矿资源储量就占据世界磷矿资源总储量的80％以上。而这些国家及地区的磷矿资源分布又相对集中，如中国的磷矿资源中，仅湖北、贵州、云南、湖南、四川五省就占据了中国磷矿资源总量的76.3％之多，其中混合型磷矿资源占全国磷资源总量的50％左右。

混合型胶磷矿中脉石矿物成分复杂，含有碳酸盐类和硅酸盐类脉石矿物。而当前混合型胶磷矿的浮选分离药剂主要是将质量比为5:1的硫酸与磷酸作为抑制剂和将以油酸钠为主的脂肪酸钠作为捕收剂。但是，将硫酸和磷酸的混合酸作为抑制剂时，每吨原矿需要加入10kg以上的药剂量，药剂消耗量较大；同时，大量酸的加入，使得浮选pH值低至5左右，较低的pH值大大缩短了设备的使用寿命，影响选矿回水的应用；另外，以油酸钠为主的脂肪酸钠作为捕收剂时，由于药剂选择性较差，在浮选过程中，部分胶磷矿也随之被捕收剂捕收，从而影响了精矿回收率指标。

因此，我们亟需一种能够有效增强对磷灰石矿物的选择性抑制作用和捕收性能、减少药剂消耗量以及避免造成浮选设备侵蚀的浮选分离药剂制度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度及其应用，以达到有效增强对磷灰石矿物的选择性抑制作用和捕收性能、减少药剂消耗量以及避免造成浮选设备侵蚀，从而延长设备使用寿命的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度，包括抑制剂和捕收剂；所述抑制剂包括三聚磷酸钠、六偏磷酸盐和磷酸；所述捕收剂包括植物油脂酸钠和十二烷基磷酸酯。

通过上述技术方案，将所述三聚磷酸钠、六偏磷酸盐和磷酸的混合物作为抑制剂，所述高聚合度的磷酸根离子和磷酸离子通过协同作用，选择性地在磷灰石矿物表面吸附，形成高亲水性表面，增强了磷灰石矿物和脉石矿物之间的疏水性差异，从而阻碍了捕收剂分子与磷灰石矿物的结合，达到了增加所述抑制剂对浮选矿浆中磷灰石矿物的选择性抑制作用，并且使所述捕收剂分子能够更有效地吸附在钙镁质矿物表面，从而有效提高磷灰石矿物的分选性的效果；同时，所述抑制剂避免了浮选过程中大量硫酸的使用，使得浮选矿浆pH值提高至6.5左右，有效降低了酸性矿浆对浮选设备的侵蚀，大大延长了设备的使用寿命。

进一步的，按重量份计，所述抑制剂包括三聚磷酸钠4～6份、六偏磷酸盐2～3份和磷酸2～3份。

进一步的，按重量份计，所述捕收剂包括植物油脂酸钠4～5份和十二烷基磷酸酯1份。

通过上述技术方案，由于所述植物油脂酸钠含有大量的不饱和脂肪酸，具有更强的选择性，在矿浆溶液中更易于矿物表面结合成稳定价键；因此，在所述抑制剂的作用下，所述植物油脂酸钠和十二烷基磷酸酯能够与矿浆中脉石矿物表面暴露的离子紧密结合，形成稳定的疏水性表面，从而增强所述捕收剂对矿浆中白云石矿物的捕收能力，达到了提高选择性和捕收性能，从而有效保证入选矿石品位较低时，磷灰石矿物和脉石矿物仍能实现有效分选的效果。

进一步的，所述捕收剂的制备方法，是将NaOH溶液加入植物油脂和十二烷基磷酸酯的混合溶液中，经加热反应，即得。

进一步的，所述植物油脂包括棉籽油、米糠油、蓖麻油、玉米油和豆油中的至少一种，优选为棉籽油，因其所含的不饱和脂肪酸和短碳链脂肪酸比例更高。

进一步的，所述NaOH溶液与混合溶液的重量比为0.1～0.2:1。

进一步的，所述NaOH的质量百分浓度为20％。

具体的，所述NaOH溶液的浓度可根据现有技术进行适应性调整。

进一步的，所述加热反应的温度为60～80℃，时间为3～5h。

一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度的应用，是将所述药剂用于混合型胶磷矿的浮选分离，所述混合型胶磷矿的磷品位为17％～22％，P₂O₅品位<18％，SiO₂品位>10％。

进一步的，所述浮选分离包括以下步骤：

S1.对所述混合型胶磷矿进行破碎、筛分和光电选，得到预富集精矿和尾矿Ⅰ；

S2.对所述预富集精矿进行磨矿，得到待分离矿浆；

S3.向所述待分离矿浆中加入水，得到浮选矿浆；

S4.将所述抑制剂和捕收剂加入浮选矿浆，经搅拌充气得到粗选精矿和粗选尾矿；其中，所述抑制剂用量为2000～3000g/t·原矿，所述捕收剂用量为400～800g/t·原矿；

S5.将所述抑制剂和捕收剂加入粗选精矿，经搅拌充气得到最终磷精矿和精选中矿；其中，所述抑制剂用量为400～600g/t·原矿，所述捕收剂用量为40～80g/t·原矿；

S6.将所述抑制剂和捕收剂加入粗选尾矿，经搅拌充气得到扫选精矿和最终尾矿；其中，所述抑制剂用量为800～1200g/t·原矿，所述捕收剂用量为150～250g/t·原矿。

通过上述技术方案，采用光电选对中低品位混合型胶磷矿进行除杂降硅，不仅避免了硅质脉石对后续浮选作业的影响，还达到了减少后续磨矿处理量、降低磨矿功耗和大大降低浮选药剂消耗量，从而节约成产成本的效果；同时，由于光电选已将原矿中的硅品位降低至3％～4％，此时结合单一反浮选即可除镁，达到了提高选矿效率的效果。

进一步的，所述精选中矿和所述扫选精矿可分别返回步骤S4，并重复步骤S4～S6。

进一步的，步骤S1具体包括以下步骤：

A1.对所述混合型胶磷矿进行破碎，得到粒径为≤60mm的破碎矿石；

A2.对所述破碎矿石进行筛分，得到细粒级矿石和分为不同粒级的粗粒级矿石；其中，所述细粒级矿石的粒径≤8mm，所述粗粒级矿石的粒径>8mm；针对粗粒级矿石中各筛分粒级的选择，可根据胶磷矿的特性确定；

A3.分别对所述不同粒级的粗粒级矿石进行光电选，得到不同粒级各自的光电选精矿和光电选尾矿；由于细粒级物料在光电选设备中存在吸附、粘连等影响光电选效果的情况，通过限定所述细粒级矿石和粗粒级矿石的粒径，并仅对所述粗粒级矿石进行光电选，提高了光电选的效果；

A4.将所述不同粒级各自的光电选尾矿分别返回步骤S3并重复多次，直至所述光电选尾矿中P₂O₅品位≤10％；其中，相同粒级在每次光电选后得到各自的光电选精矿和光电选尾矿；

A5.将得到的全部所述光电选精矿合并，得到预富集精矿；将得到的不同粒级的所述光电选尾矿合并，得到尾矿Ⅰ。

进一步的，所述待分离矿浆中，粒径≤0.074mm的矿物重量占总重量的75％～90％，此时矿物颗粒最容易与药剂分子结合形成有效的矿化泡沫，以完成分选。

进一步的，S3中，所述浮选矿浆的质量百分浓度为25％～35％，此时能够保证有效浮选。

本发明的有益效果是：

1.本发明的一种中低品位混合型胶磷矿的浮选分离药剂制度，通过在所述抑制剂中添加高聚合度的磷酸盐类，增加了所述抑制剂对浮选矿浆中磷灰石矿物的选择性抑制作用，使所述捕收剂分子能够更有效地吸附在钙镁质矿物表面，达到了有效提高磷灰石矿物的分选性的效果。

2.本发明的一种中低品位混合型胶磷矿的浮选分离药剂制度，避免了浮选过程中大量硫酸的使用，使得浮选矿浆pH值提高至6.5左右，达到了有效降低酸性矿浆对浮选设备的侵蚀，从而大大延长设备的使用寿命的效果。

3.本发明的一种中低品位混合型胶磷矿的浮选分离药剂制度，通过将所述植物油脂添加到所述捕收剂中，达到了增强捕收剂对矿浆中白云石矿物的捕收能力的效果。

附图说明

图1为本发明的一种中低品位混合型胶磷矿的浮选分离药剂制度的应用方法流程图。

具体实施方式

下面进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例1

1.一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度，包括抑制剂和捕收剂；

按重量份计，抑制剂包括三聚磷酸钠4份、六偏磷酸盐2份和磷酸2份，捕收剂包括植物油脂酸钠4份和十二烷基磷酸酯1份。

捕收剂的制备方法，是将质量百分浓度为20％的NaOH溶液加入植物油脂和十二烷基磷酸酯的混合溶液中，在60℃的条件下进行加热反应5h，即得。

其中，植物油脂为棉籽油、米糠油、蓖麻油、玉米油和豆油；NaOH溶液与混合溶液的重量比为0.2:1。

2.药剂的应用方法，包括以下步骤：

S1-1.对混合型胶磷矿(取自马边地区某选厂，P₂O₅品位为22％)进行破碎，得到粒径为≤60mm的破碎矿石；

S1-2.对破碎矿石进行筛分，得到粒径≤8mm的细粒级矿石和+8-30mm和+30-60mm两个不同粒级的粗粒级矿石；

S1-3.分别对两个粒级的粗粒级矿石进行光电选，得到其各自的光电选精矿和光电选尾矿；

S1-4.将两个粒级各自的光电选尾矿分别返回步骤S3并重复2～3次，直至光电选尾矿中P₂O₅品位≤10％时停止；其中，相同粒级每次光电选得到各自的光电选精矿和光电选尾矿；

S1-5.将得到的全部光电选精矿合并，得到预富集精矿；将得到的不同粒级的光电选尾矿合并，得到尾矿Ⅰ；

S2.对预富集精矿进行磨矿，得到待分离矿浆；其中，粒径≤0.074mm的矿物重量占总重量的75％；

S3.向待分离矿浆中加入水，得到质量百分浓度为30％的浮选矿浆；

S4.将抑制剂和捕收剂加入浮选矿浆，经搅拌充气得到粗选精矿和粗选尾矿；其中，抑制剂用量为2000g/t·原矿，捕收剂用量为400g/t·原矿；

S5.将抑制剂和捕收剂加入粗选精矿，经搅拌充气得到最终磷精矿和精选中矿；其中，抑制剂用量为400g/t·原矿，捕收剂用量为40g/t·原矿；

S6.将抑制剂和捕收剂加入粗选尾矿，经搅拌充气得到扫选精矿和最终尾矿；其中，抑制剂用量为800g/t·原矿，捕收剂用量为150g/t·原矿；

其中，精选中矿和扫选精矿可分别返回步骤S4，并重复步骤S4～S6。

实施例2

按重量份计，抑制剂包括三聚磷酸钠5.5份、六偏磷酸盐2.5份和磷酸2.5份，捕收剂包括植物油脂酸钠4.5份和十二烷基磷酸酯1份。

捕收剂的制备方法，是将质量百分浓度为20％的NaOH溶液加入植物油脂和十二烷基磷酸酯的混合溶液中，在70℃的条件下进行加热反应4h，即得。

2.药剂的应用方法，包括以下步骤：

S1-1.对混合型胶磷矿(取自雷波厂，P₂O₅品位为20％)进行破碎，得到粒径为≤60mm的破碎矿石；

S2.对预富集精矿进行磨矿，得到待分离矿浆；其中，粒径≤0.074mm的矿物重量占总重量的85％；

S4.将抑制剂和捕收剂加入浮选矿浆，经搅拌充气得到粗选精矿和粗选尾矿；其中，抑制剂用量为2500g/t·原矿，捕收剂用量为600g/t·原矿；

S5.将抑制剂和捕收剂加入粗选精矿，经搅拌充气得到最终磷精矿和精选中矿；其中，抑制剂用量为500g/t·原矿，捕收剂用量为60g/t·原矿；

S6.将抑制剂和捕收剂加入粗选尾矿，经搅拌充气得到扫选精矿和最终尾矿；其中，抑制剂用量为1000g/t·原矿，捕收剂用量为200g/t·原矿；

实施例3

按重量份计，抑制剂包括三聚磷酸钠6份、六偏磷酸盐3份和磷酸3份，捕收剂包括植物油脂酸钠5份和十二烷基磷酸酯1份。

捕收剂的制备方法，是将质量百分浓度为20％的NaOH溶液加入植物油脂和十二烷基磷酸酯的混合溶液中，在80℃的条件下进行加热反应3h，即得。

2.药剂的应用方法，包括以下步骤：

S1-1.对混合型胶磷矿(取自金阳某选厂，P₂O₅品位为18％)进行破碎，得到粒径为≤60mm的破碎矿石；

S2.对预富集精矿进行磨矿，得到待分离矿浆；其中，粒径≤0.074mm的矿物重量占总重量的90％；

S4.将抑制剂和捕收剂加入浮选矿浆，经搅拌充气得到粗选精矿和粗选尾矿；其中，抑制剂用量为3000g/t·原矿，捕收剂用量为800g/t·原矿；

S5.将抑制剂和捕收剂加入粗选精矿，经搅拌充气得到最终磷精矿和精选中矿；其中，抑制剂用量为600g/t·原矿，捕收剂用量为80g/t·原矿；

S6.将抑制剂和捕收剂加入粗选尾矿，经搅拌充气得到扫选精矿和最终尾矿；其中，抑制剂用量为1200g/t·原矿，捕收剂用量为250g/t·原矿；

对照例1

采用本发明实施例1中分离中低品位混合型胶磷矿的各项指标与对照例1进行对比，其中对照例1采用实施例1中的中低品位混合型胶磷矿，其浮选分离方法为：捕收剂替换为现有技术中以油酸钠为主的脂肪酸盐，抑制剂替换为现有技术的中质量比为5:1的硫酸与磷酸，其他条件如药剂用量、磨矿细度和采用的工艺流程等与本发明实施例1均相同。(本对照例是与同时将捕收剂和抑制剂替换为现有技术进行对比，用于证明本发明的选矿工艺效果更好)。

对照例2

采用本发明实施例1中分离中低品位混合型胶磷矿的各项指标与对照例2进行对比，其中对照例2采用实施例1中的中低品位混合型胶磷矿，其浮选分离方法为：捕收剂替换为现有技术的中以油酸钠为主的脂肪酸盐，其他条件如抑制剂选择、药剂用量、磨矿细度和采用的工艺流程等与本发明实施例1均相同。(本对照例是与单独将捕收剂替换为现有技术进行对比，用于证明本发明的选矿工艺效果更好)。

对照例3

采用本发明实施例1中分离中低品位混合型胶磷矿的各项指标与对照例3进行对比，其中对照例3采用实施例1中的中低品位混合型胶磷矿，其浮选分离方法为：抑制剂替换为现有技术的中质量比为5:1的硫酸与磷酸，其他条件如捕收剂选择、药剂用量、磨矿细度和采用的工艺流程等与本发明实施例1均相同。(本对照例是与单独将抑制剂替换为现有技术进行对比，用于证明本发明的选矿工艺效果更好)。

实施例1～3与对照例1～3实验结果对比如下表所示(其中，对照例1～3中原矿品位与实施例1有细微差异，是因为实验操作存在人为误差，属正常现象)：

由上表可知，相比于实施例1，对照例2所得最终磷精矿的产率略微下降，品位和回收率明显下降，而所得尾矿的产率略微上升，品位和回收率明显上升；对照例1和3所得最终磷精矿的产率上升，品位和回收率明显下降，而所得尾矿的产率下降，品位和回收率明显上升。由此可知，本发明的实施例1相比于对照例1～3的方法能够更加充分地分离原矿中的磷精矿；同时，对照例1和3虽然产率上升，但是其品位明显下降，这就说明有其他杂质一同上浮，证明了相比于实施例1，对照例1和3的捕收剂性能较差。

因此，本发明的一种中低品位混合型胶磷矿的浮选分离药剂制度，达到了有效增强对磷灰石矿物的选择性抑制作用和捕收性能、减少药剂消耗量以及避免造成浮选设备侵蚀，从而延长设备使用寿命的效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度，其特征在于，包括抑制剂和捕收剂；所述抑制剂包括三聚磷酸钠、六偏磷酸盐和磷酸；所述捕收剂包括植物油脂酸钠和十二烷基磷酸酯。

2.根据权利要求1所述的一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度，其特征在于，按重量份计，所述抑制剂包括三聚磷酸钠4～6份、六偏磷酸盐2～3份和磷酸2～3份。

3.根据权利要求1所述的一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度，其特征在于，按重量份计，所述捕收剂包括植物油脂酸钠4～5份和十二烷基磷酸酯1份。

4.根据权利要求3所述的一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度，其特征在于，所述捕收剂的制备方法，是将NaOH溶液加入植物油脂和十二烷基磷酸酯的混合溶液中，经加热反应，即得。

5.根据权利要求4所述的一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度，其特征在于，所述植物油脂包括棉籽油、米糠油、蓖麻油、玉米油和豆油中的至少一种。

6.根据权利要求4所述的一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度，其特征在于，所述NaOH溶液与混合溶液的重量比为0.1～0.2:1。

7.根据权利要求4所述的一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度，其特征在于，所述加热反应的温度为60～80℃，时间为3～5h。

8.如权利要求1～7任一项所述的一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度的应用，其特征在于，是将所述药剂用于混合型胶磷矿的浮选分离，所述混合型胶磷矿的磷品位为17％～22％。

9.根据权利要求8所述的一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度的应用，其特征在于，包括以下步骤：

S2.对所述预富集精矿进行磨矿，得到待分离矿浆；

S3.向所述待分离矿浆中加入水，得到浮选矿浆；

10.根据权利要求9所述的一种中低品位混合型胶磷矿浮选分离药剂制度的应用，其特征在于，所述待分离矿浆中，粒径≤0.074mm的矿物重量占总重量的75％～90％。