CN111632747A - 一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法，属于非金属矿选矿技术领域，解决了现有选矿方法存在的回收率偏低、精矿产品杂质含量高的问题。本发明包括以下步骤：磨矿；粗选作业，脉石抑制剂采用T20和酸性水玻璃组合，捕收剂采用Y‑8，脉石抑制剂T20包括聚天冬氨酸、硫酸铝和羟基乙叉二膦酸，质量比为3～6︰4︰0.5～1，捕收剂Y‑8包括油酸钠、4‑氧桥十四酸和聚乙二醇单辛基苯基醚，质量比为6～7︰2～3︰1；扫选作业，加入捕收剂Y‑8；粗精矿再磨；精选作业，采用抑制剂T20和酸性水玻璃，捕收剂采用Y‑8。本发明在较低温度条件下，可有效降低精矿产品中的杂质含量，提高萤石精矿品级。

Description

一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法
技术领域
本发明属于非金属矿选矿技术领域，具体涉及一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法。
背景技术
萤石是最重要的含氟工业原料，广泛应用于化工、冶金、建材、机械、航空等工业部门，而且还被用作新兴工业的重要高能材料。我国萤石资源丰富，但单一型萤石矿床储量小，伴生(或共生)萤石矿床储量丰富，且低品位难选萤石矿多，高品位易选矿石少，尤其是当矿石中既含硅酸盐又含碳酸盐等脉石矿物时，共生关系复杂，其可浮性相似，加大了萤石的分选难度。
浮选是富集萤石的最常用方法，大量浮选实践表明，常规的浮选方法一般采用油酸及油酸的代用品为捕收剂，采用水玻璃、六偏磷酸钠、单宁类等作为调整剂，但萤石精矿质量低，难以获得满意效果。在选矿工艺流程方面，目前的萤石矿选矿实践中，多数萤石选厂采用的是粗精矿再磨后，中矿顺序返回、精一中矿进行扫选作业后直接抛尾等方式进行，这样会导致现场不易控制，矿泥循环时，产率大则导致精矿产品杂质超标，产率小则导致有用矿物回收率偏低，技术指标不能达到满意的浮选效果。
随着现代工艺的发展，对萤石精矿品位及杂质含量要求越来越高。因此，为了适应越来越复杂的矿石性质以及越来越高的环保要求，获得高质量的萤石精矿，选择合理的选别工艺和开发高效环保的药剂制度是实现萤石矿富集的必然趋势。
发明内容
本发明的目的是提供一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法，以解决现有选矿方法存在的回收率偏低、精矿产品杂质含量高的问题。
本发明的技术方案是：一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法，包括以下步骤：
步骤一、磨矿：将矿石磨矿至粒度为74μm以下占60％～70％；
步骤二、粗选作业：采用硫酸为pH调整剂，脉石矿物抑制剂采用脉石抑制剂T20和酸性水玻璃的组合，捕收剂采用捕收剂Y-8，浮选PH值控制为5～7，温度为20℃～25℃，进行萤石矿的粗选作业，浮选时间8～10分钟，获得萤石粗精矿；所述脉石抑制剂T20包括聚天冬氨酸(PASP)、硫酸铝和羟基乙叉二膦酸，所述聚天冬氨酸、硫酸铝、羟基乙叉二膦酸的质量比为3～6︰4︰0.5～1；所述捕收剂Y-8包括油酸钠、4-氧桥十四酸和聚乙二醇单辛基苯基醚，所述油酸钠、4-氧桥十四酸、聚乙二醇单辛基苯基醚的质量比为6～7︰2～3︰1；
步骤三、扫选作业：步骤二中得到的尾矿加入捕收剂Y-8进行扫选作业；
步骤四、粗精矿再磨：将步骤二得到的萤石粗精矿，磨矿至粒度为43μm以下占75％～80％，得到再磨后的萤石粗精矿；
步骤五、精选作业：将步骤四得到的再磨后的萤石粗精矿，在矿浆ph值为6-7的条件下进行精选作业，脉石矿物抑制剂采用T20和酸性水玻璃，捕收剂采用Y-8。
作为本发明的进一步改进，在步骤三中，扫选作业采用两次扫选，两次扫选均加入捕收剂Y-8。
作为本发明的进一步改进，在步骤五中，精选作业采用六次精选，温度为10℃～20℃，第一次精选加入脉石抑制剂T20、酸性水玻璃和捕收剂Y-8；第二次和第三次精选加入酸性水玻璃和捕收剂Y-8；从第四次精选至第六次精选，仅加入酸性水玻璃，六次精选后获得萤石精矿。
作为本发明的进一步改进，在步骤五中，将第一次精选作业的中矿返回二次扫选，其它精选作业中矿按顺序返回上一次作业。
作为本发明的进一步改进，酸性水玻璃是用工业水玻璃稀释后加硫酸酸化而成，所述工业水玻璃模数为2.0～3.0，工业水玻璃与硫酸的重量比为1︰0.5，酸化后水玻璃的总质量浓度为5～10％。
作为本发明的进一步改进，捕收剂Y-8的制备方法为：在常温常压下，将油酸钠、4-氧桥十四酸和聚乙二醇单辛基苯基醚按比例加入搅拌釜中，在室温下搅拌2.5～3小时，即得捕收剂Y-8。
作为本发明的进一步改进，脉石抑制剂T20由聚天冬氨酸、硫酸铝和羟基乙叉二膦酸按比例复合而成。
本发明的有益效果是：
1.本发明对于处理硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿具有很好的效果，采用合理的工艺流程，添加硫酸调整矿浆PH值为5～7，温度为10℃～25℃的条件下，加入脉石抑制剂T20与酸性水玻璃的组合、捕收剂Y-8，进行萤石矿浮选，可有效降低精矿产品中的杂质含量，提高萤石精矿品级。
2.本发明粗选作业在较低温度(20℃～25℃)条件下进行萤石矿浮选，跟常规的萤石矿加温浮选(35℃左右)相比，能明显减少加热产生的能耗，降低矿石的选矿成本。
3.本发明在工艺流程方面进行了优化，采用一粗两扫六精的工艺流程，在粗精矿再磨后，采用精一中矿直接返回扫二作业的流程进行，一方面减少中矿循环负荷，易于现场实施和控制，另一方面也达到了精扫选的目的，避免了大量矿泥循环导致的精矿产品杂质含量高，目的矿物技术指标不能达到满意的浮选效果等问题。
4.本发明在浮选作业添加脉石抑制剂T20与酸性水玻璃的组合，通过有机抑制剂和无机抑制剂的组合使用，发挥了不同药剂间的协同作用，有效降低精矿产品中的二氧化硅和碳酸钙含量。脉石抑制剂T20主要成份为PASP、硫酸铝、羟基乙叉二膦酸，第一，其成份中的PASP，即聚天冬氨酸，是一种脉石矿物抑制剂，其分子结构中含有大量羧基等基团，能增强脉石矿物表面的亲水性，对石英和方解石等脉石矿物表面具有较强的选择性吸附作用，该抑制剂无毒，溶于水，可完全生物降解，尤其适用于高钙萤石矿的浮选分离；第二，其成份中的硫酸铝对脉石矿物具有抑制作用，并起到分散矿泥的作用，与有机抑制剂配合使用，能增强其对脉石矿物的抑制；第三，在弱酸性条件下，其成份中的羟基乙叉二膦酸可辅助聚天冬氨酸和硫酸铝，强化对方解石、石英的选择性抑制作用。
5.本发明中的捕收剂Y-8，跟常规捕收剂相比，药剂用量少，水溶性较好，对萤石具有良好的选择性捕收效果。捕收剂Y-8主要成份为油酸、4-氧桥十四酸、聚乙二醇单辛基苯基醚，第一，其成份中的4-氧桥十四酸是醚酸的一种，其特点是捕收力强，选择性好，较耐硬水和低温，可提高该捕收剂的捕收性和选择性；第二，其成份中的聚乙二醇单辛基苯基醚，其特点是具有良好的乳化、分散性能，可提高该捕收剂的弥散度和捕收性能；第三，其成份中的油酸钠是萤石矿浮选的常规捕收剂，其捕收能力较强，与4-氧桥十四酸和聚乙二醇单辛基苯基醚配合使用后，可有效改善普通油酸存在的选择性差、水溶性差、弥散度低、用量大等问题。
附图说明
图1是本发明一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法流程图。
具体实施方式
下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何形式限制本发明。
图1示出了本发明的工艺流程，图中，a代表硫酸，b代表脉石抑制剂T20，c代表酸性水玻璃，d代表捕收剂Y-8。
实施例1：
甘肃某萤石矿，矿物组成较为简单，矿石矿物仅为萤石，脉石矿物主要为石英，少量方解石、粘土矿物高岭土等。部分萤石(约占10％)与石英、粘土矿物、方解石等脉石矿物混杂在一起，粒径微细且嵌布关系复杂，较难单体解离。原矿(即表1中的原矿1)试验矿样CaF2品位为38.25％、CaCO3品位为6.53％、SiO2品位为38.52％。
步骤一、磨矿：将矿石磨矿至粒度为74μm以下占60％；
步骤二、粗选作业：给矿浆加温，使矿浆温度为20℃，采用硫酸(a)作pH调整剂，硫酸(a)用量为350g/t，脉石抑制剂采用脉石抑制剂T20(b)和酸性水玻璃(c)组合，脉石抑制剂T20(b)用量为200g/t、酸性水玻璃(c)用量为600g/t，捕收剂Y-8(d)用量为120g/t，进行萤石矿的粗选，矿浆PH值为5，浮选时间8分钟，获得萤石粗精矿；
步骤三、扫选作业：步骤二中得到的尾矿进行两次扫选作业，两次扫选均加入捕收剂Y-8(d)，Y-8(d)用量分别为30g/t、20g/t；
步骤四、粗精矿再磨：将步骤二得到的萤石粗精矿，磨矿至粒度为43μm以下占75％，得到再磨后的萤石粗精矿；
步骤五、精选作业：将步骤四得到的再磨后的萤石粗精矿，加温至矿浆温度为10℃，矿浆pH值为6，进行六次精选，在再磨后的粗精矿矿浆中，加入脉石抑制剂T20(b)100g/t、酸性水玻璃(c)400g/t、捕收剂Y-8(d)60g/t进行第一次精选作业，得到的精选Ⅰ作业的中矿返回二次扫选，其它精选作业中矿按顺序返回；第二次至第三次精选作业，加入酸性水玻璃(c)用量分别为300g/t、200g/t，捕收剂Y-8(d)用量分别为20g/t、10g/t；从第四次精选至第六次精选，仅加入抑制剂酸性水玻璃(c)，用量均为100g/t，最终获得高质量萤石精矿产品。
萤石精矿含CaF2 97.59％，含CaCO3 0.35％，含SiO2 0.89％，CaF2回收率为87.06％。
本实施例所使用的脉石抑制剂T20(b)中，聚天冬氨酸、硫酸铝、羟基乙叉二膦酸的质量比为3:4:1，各组分按比例复合而成。
本实施例所使用的捕收剂Y-8(d)中，油酸钠、4-氧桥十四酸、聚乙二醇单辛基苯基醚的质量比为6:3:1。其制备方法是：在常温常压下，将各组分按比例加入搅拌釜中，在室温下搅拌2.5小时，即得捕收剂Y-8(d)。
本实施例所使用的酸性水玻璃(c)是用工业水玻璃稀释后加硫酸酸化而成，工业水玻璃模数m＝2.0，工业水玻璃与硫酸的重量比为1︰0.5，酸化后水玻璃的总质量浓度为5％。
对比例1：
对实施例1中的矿石，加入水玻璃为抑制剂，油酸为捕收剂，其它条件同实施例1，进行萤石矿浮选作业，六次精选后得到的萤石精矿指标为：萤石精矿含CaF2 94.06％，含CaCO33.25％，含SiO2 4.32％，CaF2回收率为84.55％。
对比例2：
对实施例1中的矿石，加入酸性水玻璃为抑制剂，油酸皂化物为捕收剂，其它条件同实施例1，进行萤石矿浮选作业，六次精选后得到的萤石精矿指标为：萤石精矿含CaF295.80％，含CaCO3 2.43％，含SiO2 3.15％，CaF2回收率为83.10％。
实施例2：
内蒙某萤石矿，其矿物组成较为简单，有用矿物为萤石。脉石矿物主要为石英，少量的云母、方解石、绿泥石、高岭土等。萤石与石英嵌布关系较为密切，两者以毗邻连生为主，部分包裹连生。原矿(即表1中的原矿2)CaF2品位为35.97％，SiO2品位为42.67％、CaCO3品位为8.72％。
步骤一、磨矿：将矿石磨矿至粒度为74μm以下占70％；
步骤二、粗选作业：给矿浆加温，使矿浆温度为25℃，采用硫酸作pH调整剂，硫酸(a)用量为500g/t，脉石抑制剂采用脉石抑制剂T20(b)和酸性水玻璃(c)组合，脉石抑制剂T20(b)用量为250g/t、酸性水玻璃(c)用量为800g/t，捕收剂Y-8(d)用量为180g/t，进行萤石矿的粗选，矿浆PH值为7，浮选时间10分钟，获得萤石粗精矿；
步骤三、扫选作业：步骤二中得到的尾矿进行两次扫选作业，两次扫选均加入捕收剂Y-8(d)，Y-8(d)用量分别为40g/t、20g/t；
步骤四、粗精矿再磨：将步骤二得到的萤石粗精矿，磨矿至粒度为43μm以下占80％，得到再磨后的萤石粗精矿；
步骤五、精选作业：将步骤四得到的再磨后的萤石粗精矿，加温至矿浆温度为20℃，矿浆pH值为7，进行六次精选，在再磨后的粗精矿矿浆中，加入脉石抑制剂T20(b)150g/t、酸性水玻璃(c)500g/t、捕收剂Y-8(d)100g/t进行第一次精选作业，得到的精选Ⅰ作业的中矿返回二次扫选，其它精选作业中矿按顺序返回；第二次至第三次精选作业，加入酸性水玻璃(c)用量分别为300g/t、200g/t，捕收剂Y-8(d)用量分别为40g/t、20g/t；从第四次精选至第六次精选，仅加入抑制剂酸性水玻璃(c)，用量均为100g/t，最终获得高质量萤石精矿产品。
萤石精矿含CaF2 97.99％，含CaCO3 0.71％，含SiO2 1.20％，CaF2回收率为85.81％。
本实施例所使用的脉石抑制剂T20(b)中，聚天冬氨酸、硫酸铝、羟基乙叉二膦酸的质量比为6:4:0.5，各组分按比例复合而成。
本实施例所使用的捕收剂Y-8(d)中，油酸钠、4-氧桥十四酸、聚乙二醇单辛基苯基醚的质量比为7:2:1。其制备方法是：在常温常压下，将各组分按比例加入搅拌釜中，在室温下搅拌3小时，即得捕收剂Y-8(d)。
本实施例所使用的酸性水玻璃(c)是用工业水玻璃稀释后加硫酸酸化而成，工业水玻璃模数m＝3.0，工业水玻璃与硫酸的重量比为1︰0.5，酸化后水玻璃的总质量浓度为10％。
对比例3：
对实施例2中的矿石，加入酸性水玻璃和单宁酸为抑制剂，油酸钠和氧化石蜡皂组合为捕收剂，其它条件同实施例2，进行萤石矿浮选作业，六次精选后得到的萤石精矿指标为：萤石精矿含CaF2 95.05％，含CaCO3 0.99％，含SiO2 2.04％，CaF2回收率为80.58％。
对比例4：
对实施例2中的矿石，加入水玻璃、六偏磷酸钠、栲胶为组合抑制剂，皂化油酸和植物油酸为组合捕收剂，其它条件同实施例2，进行萤石矿浮选作业，六次精选后得到的萤石精矿指标为：萤石精矿含CaF2 94.86％，含CaCO3 1.25％，含SiO2 1.89％，CaF2回收率为76.59％。
以上实施例和对比例的浮选试验结果以及药剂用量如表1所示。由表1可看出，本发明与对比例相比，药剂用量大幅减少，技术指标显著提升。
表1
Figure BDA0002470964570000071

Claims (7)

1.一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、磨矿：将矿石磨矿至粒度为74μm以下占60％～70％；
步骤二、粗选作业：采用硫酸为pH调整剂，脉石矿物抑制剂采用脉石抑制剂T20和酸性水玻璃的组合，捕收剂采用捕收剂Y-8，浮选PH值控制为5～7，温度为20℃～25℃，进行萤石矿的粗选作业，浮选时间8～10分钟，获得萤石粗精矿；所述脉石抑制剂T20包括聚天冬氨酸、硫酸铝和羟基乙叉二膦酸，所述聚天冬氨酸、硫酸铝、羟基乙叉二膦酸的质量比为3～6︰4︰0.5～1；所述捕收剂Y-8包括油酸钠、4-氧桥十四酸和聚乙二醇单辛基苯基醚，所述油酸钠、4-氧桥十四酸、聚乙二醇单辛基苯基醚的质量比为6～7︰2～3︰1；
步骤三、扫选作业：步骤二中得到的尾矿加入捕收剂Y-8进行扫选作业；
步骤四、粗精矿再磨：将步骤二得到的萤石粗精矿，磨矿至粒度为43μm以下占75％～80％，得到再磨后的萤石粗精矿；
步骤五、精选作业：将步骤四得到的再磨后的萤石粗精矿，在矿浆ph值为6-7的条件下进行精选作业，脉石矿物抑制剂采用T20和酸性水玻璃，捕收剂采用Y-8。
2.根据权利要求1所述的一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法，其特征在于：在步骤三中，扫选作业采用两次扫选，两次扫选均加入捕收剂Y-8。
3.根据权利要求2所述的一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法，其特征在于：在步骤五中，精选作业采用六次精选，温度为10℃～20℃，第一次精选加入脉石抑制剂T20、酸性水玻璃和捕收剂Y-8；第二次和第三次精选加入酸性水玻璃和捕收剂Y-8；从第四次精选至第六次精选，仅加入酸性水玻璃，六次精选后获得萤石精矿。
4.根据权利要求3所述的一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法，其特征在于：在步骤五中，将第一次精选作业的中矿返回二次扫选，其它精选作业中矿按顺序返回上一次作业。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法，其特征在于：所述酸性水玻璃是用工业水玻璃稀释后加硫酸酸化而成，所述工业水玻璃模数为2.0～3.0，工业水玻璃与硫酸的重量比为1︰0.5，酸化后水玻璃的总质量浓度为5～10％。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法，其特征在于：所述捕收剂Y-8的制备方法为：在常温常压下，将油酸钠、4-氧桥十四酸和聚乙二醇单辛基苯基醚按比例加入搅拌釜中，在室温下搅拌2.5～3小时，即得捕收剂Y-8。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种硅酸盐、碳酸盐类型萤石矿的选矿方法，其特征在于：所述脉石抑制剂T20由聚天冬氨酸、硫酸铝和羟基乙叉二膦酸按比例复合而成。
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