CN111715408B

CN111715408B - 一种用于浮选白钨矿中萤石的浮选药剂及其浮选方法

Info

Publication number: CN111715408B
Application number: CN202010619426.0A
Authority: CN
Inventors: 高志勇; 江哲伊; 王建军; 陶黎明; 汪聪; 伍思回; 任帅
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2021-07-02
Anticipated expiration: 2040-06-30
Also published as: CN111715408A

Abstract

本发明提供了一种用于浮选白钨矿中萤石的浮选药剂及其浮选方法，所述浮选药剂包括捕收剂N‑月桂酰肌氨酸钠和pH调整剂，以1吨矿浆计，所述捕收剂的用量是80‑350克；所述浮选方法包括步骤1、将白钨矿粉碎处理，具体是将白钨矿加入球磨机磨矿至矿物单体解离，制成白钨矿粉末；步骤2、将白钨矿粉末与水混合均匀制成矿浆，在所述矿浆中加入pH调整剂，调控矿浆pH值为7‑10；步骤3、将捕收剂加入到pH值为7‑10的矿浆中并混匀制得预混矿浆；步骤4、在浮选作业时，对预混矿浆搅拌3‑8min并同时充气3‑8min，浮选出矿浆中的萤石粗精矿。本发明所述捕收剂用量少、水溶性好，选择性强且稳定性高。

Description

一种用于浮选白钨矿中萤石的浮选药剂及其浮选方法

技术领域

本发明涉及矿物浮选技术领域，具体涉及一种用于浮选白钨矿中萤石的浮选药剂及其浮选方法。

背景技术

白钨矿(CaWO₄)和萤石(CaF₂)均为重要的战略矿产资源，分别是钨元素和氟元素的主要来源。钨被广泛应用于冶金机械、石油化工、航空航天和国防等领域，而氟广泛应用于制冷、农药、助熔剂等行业。我国的白钨矿和萤石资源储量丰富，但大多为难选伴生矿，品位低且嵌布粒度细。

在矿床中，白钨矿经常与萤石等含钙矿物紧密共生，浮选法是目前分离白钨矿和萤石最常用的方法。由于浮选法的主要原理是利用不同矿物在表面性质上的差异进行分选，最终分别得到目标矿物和脉石矿物，而白钨矿与萤石皆为半可溶性盐类矿物且表面均有相似的钙离子活性位点，使得矿物表面间的可溶性组分能发生相互转化，不同矿物的表面物理化学性质高度相似，故很难将白钨与萤石彼此分离。尤其对于含有低品位萤石的白钨矿而言，如果不回收萤石，那么这部分萤石资源将白白浪费，而且萤石很容易在白钨粗精矿中富集，降低了白钨粗精矿品位，导致白钨后续精选困难和白钨最终精矿品位低，甚至不达标。

目前，工业上白钨矿和萤石的分离方法主要为高碱法，即添加大量石灰，NaOH，水玻璃等将矿浆pH调至12以上，抑制萤石，优先浮选白钨，再从浮钨尾矿中活化回收萤石，该高碱法存在以下缺陷：通过在高碱性环境下，加入大量水玻璃，对萤石产生强烈的抑制作用，这使得萤石后续的回收非常棘手，大部分萤石都会白白损失掉；此外，用浮钨尾矿进行萤石精选时，一部分脉石矿物的活化使得萤石精矿品位难以提高。

近年来，也有新工艺的报道：如专利号为CN104084315A的发明专利公开了一种萤石与钨浮选分离的选矿方法，具体公开了优先浮选萤石—再浮选白钨的新工艺，在弱酸性或中性条件下加入组合抑制剂抑制白钨，优先浮出萤石，然后再活化并浮出白钨。该工艺虽然在一定程度上能够实现白钨和萤石的分离及回收，但是目前对白钨矿抑制剂研究甚少，市场上几乎没有针对白钨的有效抑制剂，而且和高碱法存在类似的问题，即矿物的抑制和活化会使得浮选体系和操作变得复杂，容易造成白钨矿的大量损失，同时不利于回收和尾矿的后续处理。

综上所述，无论是先抑制萤石选白钨然后再活化回收萤石，还是先抑制白钨选萤石然后再活化回收白钨，均会不可避免地造成萤石或白钨的大量损失。因此，为了实现白钨矿和萤石绿色且高效地分离，急需寻找一种用于浮选白钨矿中萤石的浮选药剂及其浮选方法。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种用于浮选白钨矿中萤石的浮选药剂，具体技术方案如下：

一种用于浮选白钨矿中萤石的浮选药剂，所述白钨矿中萤石的品位不小于5％，包括捕收剂，所述捕收剂为N-月桂酰肌氨酸盐。

优选的，所述捕收剂为N-月桂酰肌氨酸钠。

优选的，还包括pH调整剂，所述pH调整剂包括pH碱性调整剂或pH酸性调整剂，所述pH碱性调整剂为碳酸钠或氢氧化钠，所述pH酸性调整剂为硫酸或盐酸。

优选的，以1吨矿浆计，所述捕收剂的用量是80-350克，所述pH调整剂的用量是200-600克。

本发明的第二目的在于提供一种用于浮选白钨矿中萤石的浮选药剂的浮选方法，具体技术方案如下：

一种用于浮选白钨矿中萤石的浮选药剂的浮选方法，包括以下步骤：

步骤1、将白钨矿粉碎处理，具体是将白钨矿加入球磨机磨矿至矿物单体解离，制成白钨矿粉末；

步骤2、将白钨矿粉末与水混合均匀制成矿浆，在所述矿浆中加入pH调整剂，调控矿浆pH值为7-10；

步骤3、将捕收剂加入到pH值为7-10的矿浆中并混匀制得预混矿浆；

步骤4、在浮选作业时，对预混矿浆搅拌3-8min并同时充气3-8min，浮选出矿浆中的萤石粗精矿。

优选的，在所述白钨矿粉末中，粒度小于等于0.074mm的粉末含量占白钨矿粉末总质量的75％-85％。

优选的，所述矿浆中矿物的质量分数为20％-30％。

优选的，搅拌速度为1500-2000r/min。

优选的，充气流量为0.1-0.3m³/h。

优选的，充入的气体为空气。

步骤2中将白钨矿粉末与水混合均匀制成的矿浆，考虑到矿浆酸碱性质的差异，其pH值可能高于10或低于7。在pH值高于10时，需要加入pH酸性调整剂调控矿浆pH值为7-10；在pH值低于7时，需要加入pH碱性调整剂调控矿浆pH值为7-10。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中所述的N-月桂酰肌氨酸钠分子结构中的酰胺键和羧基在金属表面形成五元环结构的螯合型吸附，从而对萤石表面形成强选择性吸附，表现出对矿浆中萤石颗粒的高选择性，且该吸附作用增强了萤石表面的疏水性，进而能够从矿浆中高效浮选出萤石粗精矿。此外，本发明采用N-月桂酰肌氨酸钠作为萤石的捕收剂，从白钨矿中预先脱出萤石，避免了萤石在白钨粗精矿中富集，且减少了浮选过程中白钨的损失，提高了白钨粗精矿的品位，解决了当前含低品位萤石的白钨矿采用现有浮选工艺造成萤石或白钨的大量损失的问题。

(2)本发明中所述的捕收剂N-月桂酰肌氨酸钠，具有原料易得、成本较低且无二次污染的优点；此外，所述捕收剂在实际应用时用量少、水溶性好，选择性强且稳定性高，具有较大的推广潜力和市场应用前景。

(3)本发明中所述浮选方法步骤精简、参数易控且浮选过程在温和环境下进行，不需加大量的酸或碱，有效地节省了成本并避免环境污染问题，此外，本发明采用捕收剂N-月桂酰肌氨酸钠浮选出矿浆中的萤石粗精矿，无需采用高碱法，加入大量水玻璃等抑制剂抑制萤石，避免了后续白钨矿精选作业中分离萤石所用的复杂选别工艺。此外，预先脱除出的萤石由于数量较少，且品位较高，可以进行萤石精选获得高品位萤石精矿，或者直接作为冶炼等行业的低度萤石原材料使用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例1的浮选方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

一种用于浮选白钨矿中萤石的浮选药剂，所述白钨矿选自湖南郴州，其中萤石含量为5.44％，包括捕收剂，所述捕收剂为N-月桂酰肌氨酸盐。

所述捕收剂为N-月桂酰肌氨酸钠。

所述浮选药剂还包括pH调整剂，所述pH调整剂包括pH碱性调整剂或pH酸性调整剂，所述pH碱性调整剂为碳酸钠或氢氧化钠，所述pH酸性调整剂为硫酸或盐酸。

以1吨矿浆计，所述捕收剂的用量是80克，所述pH调整剂的用量是200-600克。

步骤2、将白钨矿粉末与水混合均匀制成矿浆，在所述矿浆中加入pH调整剂，调控矿浆pH值为9；

步骤3、将捕收剂加入到pH值为9的矿浆中并混匀制得预混矿浆；

步骤4、在浮选作业时，对预混矿浆搅拌5min并同时充气5min，浮选出矿浆中的萤石粗精矿。

在所述白钨矿粉末中，粒度小于等于0.074mm的粉末含量占白钨矿粉末总质量的75％-85％。

所述矿浆中矿物的质量分数为25％。

搅拌速度为1500-2000r/min，搅拌时间为5min。

充气流量为0.2m³/h，充气时间为5min。

充入的气体为空气。

实施例2：

与实施例1不同的是，所述白钨矿选自云南文山，其中萤石含量为9.88％，N-月桂酰肌氨酸钠的用量是200克，其它不变。

实施例3：

与实施例1不同的是，所述白钨矿选自湖南瑶岗仙，其中萤石含量为15.30％，N-月桂酰肌氨酸钠的用量是350克，其它不变。

对比例1：

与实施例1不同的是，N-月桂酰肌氨酸钠的用量是50g，其它不变。

对比例2：

与实施例3不同的是，N-月桂酰肌氨酸钠的用量是400g，其它不变。

对比例3：

采用传统高碱法浮选工艺，对比例3选取的矿样与实施例2相同，在高碱性环境下，先抑制萤石，优先浮选白钨，具体包括如下步骤：

步骤1)将白钨矿粉碎处理，具体是将白钨矿加入球磨机磨矿至矿物单体解离，制成白钨矿粉末，其中，粒度小于等于0.074mm的粉末含量占白钨矿粉末总质量的75％-85％；

步骤2)将白钨矿粉末与水混合均匀制成矿浆，其中，矿物的质量分数为25％，在所述矿浆中加入质量浓度为5％的碳酸钠溶液，调控矿浆pH值为12；

步骤3)以1吨矿浆计，加入2000g水玻璃，搅拌5min后再加入1000g油酸钠，制得预混矿浆，其中，搅拌速度为1500-2000r/min；

步骤4)在浮选作业时，对矿浆搅拌5min且同时充气5min进行浮选，其中，搅拌速度为1500-2000r/min，充入的气体为空气，充气流量为0.2m³/h，浮选后分别得到白钨粗精矿和含有萤石的尾矿。

对实施例1-3和对比例1-2浮选出的萤石粗精矿和浮选后的含钨尾矿，以及对比例3采用传统高碱法浮选工艺浮选出的白钨粗精矿和浮选后含有萤石的尾矿，分别进行相关数据分析，其结果见表1。

表1实施例1-3和对比例1-3的浮选结果

由表1数据知，实施例1-3采用N-月桂酰肌氨酸钠作为捕收剂，高选择性地捕收萤石，有效地实现对白钨矿中萤石的预先脱除。浮选作业后，浮选出的萤石粗精矿中CaF₂的品位均在65％以上，且回收率均在90％以上。这不仅为白钨矿的后续分选消除了萤石的影响，也为萤石的精选作业提供高品位的给料，极大地提高了精选效率，减少了精选药剂消耗。

由对比例1知，当每吨矿浆中N-月桂酰肌氨酸钠的用量降至50g时，萤石精矿中CaF₂品位为50.23％，大幅下降，不利于后续萤石的精选作业；含钨尾矿中萤石品位为2.18％，不利于后续白钨浮选作业。

由对比例2知，当每吨矿浆中N-月桂酰肌氨酸钠的用量增至400g时，相比于实施例3中每吨矿浆中N-月桂酰肌氨酸钠的用量为350g，萤石粗精矿中萤石品位反而降低。

因此，由对比例1-2知，N-月桂酰肌氨酸钠用量过低，捕收剂无法与所有萤石颗粒充分作用；N-月桂酰肌氨酸钠用量过高，会同时对白钨和萤石产生捕收作用，选择性减小，导致含钨尾矿中的白钨矿回收率下降至78.40，白钨矿大量损失，萤石品位也有一定程度的下降，给后续作业带来困难。

由对比例3知，当采用传统高碱法浮选工艺时，白钨粗精矿品位较低，为1.53％，而且萤石会富集在白钨粗精矿中，CaF₂含量高达41.54％，这对白钨粗精矿后续的精选作业增加了极大的经济和操作负担。因此，综合考虑到成本与浮选效果的两个方面，本发明中使用N-月桂酰肌氨酸钠预脱除白钨矿中的萤石，能够绿色、高效地实现白钨矿及萤石的分离和综合回收，且每吨矿浆中N-月桂酰肌氨酸钠的最佳使用量能够控制在80-350g。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于浮选白钨矿中萤石的浮选药剂，所述白钨矿中萤石的品位不小于5％，其特征在于，包括捕收剂，所述捕收剂为N-月桂酰肌氨酸盐。

2.根据权利要求1所述的浮选药剂，其特征在于，所述捕收剂为N-月桂酰肌氨酸钠。

3.根据权利要求2所述的浮选药剂，其特征在于，还包括pH调整剂，所述pH调整剂包括pH碱性调整剂或pH酸性调整剂，所述pH碱性调整剂为碳酸钠或氢氧化钠，所述pH酸性调整剂为硫酸或盐酸。

4.根据权利要求3所述的浮选药剂，其特征在于，以1吨矿浆计，所述捕收剂的用量是80-350克，所述pH调整剂的用量是200-600克。

5.一种利用如权利要求2-4任意一项所述浮选药剂的浮选方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的浮选方法，其特征在于，在所述白钨矿粉末中，粒度小于等于0.074mm的粉末含量占白钨矿粉末总质量的75％-85％。

7.根据权利要求6所述的浮选方法，其特征在于，所述矿浆中矿物的质量分数为20％-30％。

8.根据权利要求7所述的浮选方法，其特征在于，搅拌速度为1500-2000r/min。

9.根据权利要求8所述的浮选方法，其特征在于，充气流量为0.1-0.3m³/h。

10.根据权利要求9所述的浮选方法，其特征在于，充入的气体为空气。