CN112044603B - 钛矿浮选预处理及选钛方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钛矿浮选预处理及选钛方法，属于选钛技术领域。本发明钛矿浮选预处理方法包括：A.碱性浮硫除杂：将入浮原矿加水配置成入浮矿浆，入浮矿浆与碱浮选药剂混合均匀，调节pH至7以上进行浮选，丢弃浮选得到的泡沫，得矿浆1；B.酸性浮硫除杂：将矿浆1与酸浮选药剂混合均匀，调pH至7以下进行浮选，丢弃浮选得到的泡沫，得矿浆2；碱浮选药剂为丁黄药、2#油、氢氧化钠；酸浮选药剂为丁黄药、2#油、硫酸。本发明的钛矿浮选预处理方法能去除多种顽固杂质，降低后续选钛工艺的难度。本发明的选钛药剂，不含剧毒的胂类，且药剂用量少，利于工人的健康，污水更容易处理。本发明的选钛药剂的用量较现有选钛药剂减少约30％，成本更低。
Description
技术领域
本发明涉及一种钛矿浮选预处理及选钛方法，属于选钛技术领域。
背景技术
现有技术的选钛工艺如图2所示，先将含钛的入浮原矿经过酸性除杂质预处理浮选去除一部分杂质后，在酸性条件下添加选钛药剂进行钛铁矿浮选，一般浮选包括粗选、扫选和精选，最终得到钛精矿。现有的钛矿预处理方法为将含钛的入浮原矿在酸性条件下加丁黄药、2#油等药剂，经过一粗二扫的流程去除泡沫杂质。
现有的浮选药剂有多种，包括胂类、脂肪酸、含膦类、羟肟酸类等等。但由于种种原因，目前工业应用广泛的是砷类与脂肪酸类的混合物，例如苄基胂酸。但胂类毒性大，危害工人的健康，因此对设备的要求也较高，并且含有毒的胂的废水处理起来很麻烦。
申请号为2014101358112的中国专利申请公开了一种风化型钛铁矿石选钛浮选药剂及浮选钛方法，该方法将风化钛铁矿石破碎至100目以下，按质量比加入160g/t～400g/t活化剂，磨矿至-0.074mm；调矿浆浓度至40％；依次加入调整剂2500g/t～4500g/t，辅助调整剂1800g/t～4000g/t，搅拌2分钟；再依次加入捕收剂2500g/t～4800g/t，辅助捕收剂60g/t～180g/t；粗选8—10分钟，扫选8～10分钟，精选3～6分钟，再次精选2～5分钟。粗选、扫选、精选、经一粗一扫二精，获钛精矿品位48％～52％，回收率80％～82％。然而其药剂的用量高，产生的废弃物多，成本也高，而且药剂种类太多，给浮选操作及技术经济指标的优化带来很大的困难。
申请号为2017105468736的中国专利申请公开了一种用于浮选橄辉岩型钛铁矿的组合捕收剂及制备方法和应用，所述组合捕收剂由组分A、组分B和水组成，其中，组分A为油酸或氧化石蜡皂，组分B为伯胺盐或季铵盐；其中，组分A和组分B的重量比为9:1～12:1，组分A和组分B的重量之和与水的重量的重量比为1:4～19；所述橄辉岩型钛铁矿的原矿品位不高于18％。但组合捕收剂的用量为1800～2200g/t原矿。其药剂的用量高，产生的废弃物多，成也本高且由于引入了胺类捕收剂，在酸性条件下，除掉相当橄辉岩杂质的同时，也会损失相当的钛铁矿。因为钛铁矿在酸性条件下也会被胺类捕收剂补收。
发明内容
本发明要解决的第一个问题是提供一种钛矿浮选预处理方法，该方法能去除更多的杂质。
为解决本发明的第一个技术问题，所述钛矿浮选预处理方法包括如下步骤：
A.碱性浮硫除杂：将入浮原矿加水配置成入浮矿浆，入浮矿浆与碱浮选药剂混合均匀，调节pH至7以上进行浮选，丢弃浮选得到的泡沫，得矿浆1；
B.酸性浮硫除杂：将A步骤所述矿浆1与酸浮选药剂混合均匀，调pH至7以下进行浮选，丢弃浮选得到的泡沫，得矿浆2；
所述碱浮选药剂为丁黄药、2#油、氢氧化钠；所述酸浮选药剂为丁黄药、2#油、硫酸；所述氢氧化钠优选为10％氢氧化钠溶液，所述硫酸优选为5％稀硫酸；
所述入浮矿浆的浓度优选为45～55％；
所述入浮原矿的粒度为200目以下占比45～75wt％；
优选所述氢氧化钠、丁黄药、2#油的用量分别为每吨入浮原矿166～300克、200克、80克。
优选的，A步骤所述浮选为将矿浆依次进行碱性除杂粗选、碱性除杂扫选一、碱性除杂扫选二；所述碱性除杂粗选、碱性除杂扫选一的矿浆分别进入碱性除杂扫选一、碱性除杂扫选二，碱性除杂扫选二的矿浆即为矿浆1；
B步骤所述浮选为将矿浆依次进行酸性除杂粗选、酸性除杂扫选一、酸性除杂扫选二，所述酸性除杂粗选、酸性除杂扫选一的矿浆分别进入酸性除杂扫选一、酸性除杂扫选二，酸性除杂扫选二的矿浆即为矿浆2。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种选钛方法，该方法浮选药剂用量少。
为解决本发明的第二个技术问题，所述的选钛方法包括：
a.将入浮原矿采用上述的钛矿浮选预处理方法进行预处理，a步骤所述入浮原矿的TiO2品位优选为14～23％；
b.将预处理好的钛矿添加浮选药剂，得矿浆3，并保持矿浆3的pH低于7；
c.将矿浆3进行浮选，得到钛精矿；
c步骤所述浮选优选为将矿浆3进行粗选、扫选和精选；所述扫选包括扫选一和扫选二，将所述矿浆3依次进行粗选、扫选一、扫选二；所述扫选一、扫选二的泡沫产品分别返回粗选、扫选一，所述粗选、扫选一的矿浆分别进入扫选一、扫选二；
所述精选为将粗选的泡沫产品依次经过精选一、精选二、精选三、精选四得到钛精矿，所述精选一、精选二、精选三的泡沫产品分别进入精选二、精选三、精选四；所述精选三、精选四的矿浆分别返回精选二、精选三，所述精选一的矿浆返回扫选一，所述精选二的矿浆返回粗选。
优选的，b步骤所述浮选药剂包括包装于独立单元的组分A和组分B，所述组分A为油酰基甘氨酸钠、油酰基肌氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠、椰油酰基肌氨酸钠中的至少一种；所述组分B为草酸、氨磺酸、氟硅酸钠中的至少一种；
所述组分A、组分B和柴油的质量比优选为3～5:5～8；
优选所述浮选药剂还包括柴油，所述组分A、组分B和柴油的质量比为3～5:5～8:5～10；
所述组分A、组分B、入浮原矿的质量比优选为：3～5:5～8:10000。
优选的，所述油酰基肌氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠和椰油酰基肌氨酸钠的总质量为组分A的0～20wt％，所述油酰基甘氨酸钠的质量为组分A的80～100wt％。
优选的，所述油酰基甘氨酸钠的质量为组分A的80wt％，所述油酰基肌氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠和椰油酰基肌氨酸钠的总质量为组分A的20wt％，且油酰基肌氨酸钠的质量为组分A的5～10wt％、椰油酰基甘氨酸钠的质量为组分A的5～10wt％，椰油酰基肌氨酸钠的质量为组分A的5～10wt％。
优选的，所述草酸、氨磺酸、氟硅酸钠的质量分别为组分B的15～25wt％、15wt％、60～70wt％，优选所述草酸、氨磺酸、氟硅酸钠的质量分别为组分B的25wt％、15wt％、60wt％。
优选的，所述草酸、氨磺酸、氟硅酸钠的质量分别为组分B的15wt％、15wt％、70wt％。
优选的，所述选钛方法包括先让组分B与矿浆3混合均匀，再添加组分A。
与现有技术相同的是，粗选需要用硫酸保持含钛矿浆为pH值低于7的酸性状态，另外优选的还可加入少许柴油，柴油可以在A和B添加前添加，也可以在A或者B组分添加后再加入，还可以与A或B同时加入矿浆。柴油的量与现有技术相似，含钛入浮原矿：柴油的质量比约600:0.3～0.6。
优选的，所述组分B比组分A早添加0.5min以上。
有益效果：
1.本发明的钛矿浮选预处理方法能去除多种顽固杂质，包括辉石、绿泥石、橄榄石、黄铁矿等含硫矿物，部分长石细粒、微细粒级脉石矿物，降低后续选钛工艺的难度，药剂的用量也降低，产生的废水少，对环境的污染也少。
2.本发明的选钛药剂，不含剧毒的胂类，且药剂用量少，利于工人的健康，污水更容易处理，对设备的要求低。
3.采用本发明的选钛药剂选钛效果好，选钛药剂用量进一步将低，相同情况下本发明的选钛药剂的用量较现有选钛药剂减少约30％，产生的废水进一步减少，对环境的污染也进一步减少，成本也降低。
4.由于本发明的选钛方法选钛效果好，第1次精选的尾矿的钛品位与扫选一更接近，直接返回初选的扫选一，减轻粗选的负担，让选钛工艺效率更高，更节能，更经济。
附图说明
图1本发明优选的选钛工艺流程；
图2现有技术选钛工艺流程图。
具体实施方式
为解决本发明的第一个技术问题，所述钛矿浮选预处理方法包括如下步骤：
A.碱性浮硫除杂：将入浮原矿加水配置成入浮矿浆，入浮矿浆与碱浮选药剂混合均匀，调节pH至7以上进行浮选，丢弃浮选得到的泡沫，得矿浆1；
B.酸性浮硫除杂：将A步骤所述矿浆1与酸浮选药剂混合均匀，调pH至7以下进行浮选，丢弃浮选得到的泡沫，得矿浆2；
所述碱浮选药剂为丁黄药、2#油、氢氧化钠；所述酸浮选药剂为丁黄药、2#油、硫酸；所述氢氧化钠优选为10％氢氧化钠溶液，所述硫酸优选为5％稀硫酸；
所述入浮矿浆的浓度优选为45～55％；
所述入浮原矿的粒度为200目以下占比45～75wt％；
优选所述氢氧化钠、丁黄药、2#油的用量分别为每吨入浮原矿166～300克、200克、80克。
优选的，A步骤所述浮选为将矿浆依次进行碱性除杂粗选、碱性除杂扫选一、碱性除杂扫选二；所述碱性除杂粗选、碱性除杂扫选一的矿浆分别进入碱性除杂扫选一、碱性除杂扫选二，碱性除杂扫选二的矿浆即为矿浆1；
B步骤所述浮选为将矿浆依次进行酸性除杂粗选、酸性除杂扫选一、酸性除杂扫选二，所述酸性除杂粗选、酸性除杂扫选一的矿浆分别进入酸性除杂扫选一、酸性除杂扫选二，酸性除杂扫选二的矿浆即为矿浆2。
为解决本发明的第二个技术问题，所述的选钛方法包括：
a.将入浮原矿采用上述的钛矿浮选预处理方法进行预处理，a步骤所述钛矿的TiO2品位优选为14～23％；
b.将预处理好的钛矿添加浮选药剂，得矿浆3，并保持矿浆3的pH低于7；
c.将矿浆3进行浮选，得到钛精矿；
c步骤所述浮选优选为将矿浆3进行粗选、扫选和精选；所述扫选包括扫选一和扫选二，将所述矿浆3依次进行粗选、扫选一、扫选二；所述扫选一、扫选二的泡沫产品分别返回粗选、扫选一，所述粗选、扫选一的矿浆分别进入扫选一、扫选二；
所述精选为将粗选的泡沫产品依次经过精选一、精选二、精选三、精选四得到钛精矿，所述精选一、精选二、精选三的泡沫产品分别进入精选二、精选三、精选四；所述精选三、精选四的矿浆分别返回精选二、精选三，所述精选一的矿浆返回扫选一，所述精选二的矿浆返回粗选。
采用本发明的浮选药剂，浮选效果很好，杂质与钛分离度较高，精选一后的矿浆的钛的品位更接近扫选一，将精选一后的矿浆返回扫选一能大大降低粗选负荷，提高选钛工艺的效率，节约能耗，成本也进一步降低。
优选的，b步骤所述浮选药剂包括包装于独立单元的组分A和组分B，所述组分A为油酰基甘氨酸钠、油酰基肌氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠、椰油酰基肌氨酸钠中的至少一种；所述组分B为草酸、氨磺酸、氟硅酸钠中的至少一种；
所述组分A、组分B和柴油的质量比优选为3～5:5～8；
优选所述浮选药剂还包括柴油，所述组分A、组分B和柴油的质量比为3～5:5～8:5～10；
所述组分A、组分B、入浮原矿的质量比优选为：3～5:5～8:10000。
优选的，所述油酰基肌氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠和椰油酰基肌氨酸钠的总质量为组分A的0～20wt％，所述油酰基甘氨酸钠的质量为组分A的80～100wt％。
优选的，所述油酰基甘氨酸钠的质量为组分A的80wt％，所述油酰基肌氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠和椰油酰基肌氨酸钠的总质量为组分A的20wt％，且油酰基肌氨酸钠的质量为组分A的5～10wt％、椰油酰基甘氨酸钠的质量为组分A的5～10wt％，椰油酰基肌氨酸钠的质量为组分A的5～10wt％。
优选的，所述草酸、氨磺酸、氟硅酸钠的质量分别为组分B的15～25wt％、15wt％、60～70wt％，优选所述草酸、氨磺酸、氟硅酸钠的质量分别为组分B的25wt％、15wt％、60wt％。
优选的，所述草酸、氨磺酸、氟硅酸钠的质量分别为组分B的15wt％、15wt％、70wt％。
优选的，所述选钛方法包括先让组分B与矿浆3混合均匀，再添加组分A。
与现有技术相同的是，粗选需要用硫酸保持含钛矿浆为pH值低于7的酸性状态，另外优选的还可加入少许柴油，柴油可以在A和B添加前添加，也可以在A或者B组分添加后再加入，还可以与A或B同时加入矿浆。柴油的量与现有技术相似，含钛入浮原矿：柴油的质量比约600:0.3～0.6。
优选的，所述组分B比组分A早添加0.5min以上。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本发明实施例和对比例采用的原料钛矿的TiO2品位为18.92％，原料钛铁矿颗粒的大小为常规的选钛粒度，即-200目的质量含量为45～75％。
实施例1
如图1所示，将600g TiO2品位为18.92％的入浮原矿加水配置成浓度为55％的含钛矿浆，并与碱性浮选药剂：0.12g丁黄药、0.048g 2#油、1g10％氢氧化钠混合后在pH大于7的碱性条件下依次进行碱性除杂粗选、碱性除杂扫选一、碱性除杂扫选二，将碱性除杂粗选、碱性除杂扫选一、碱性除杂扫选二的泡沫产品作为杂质舍弃，碱性除杂粗选、碱性除杂扫选一的矿浆依次进入碱性除杂扫选一、碱性除杂扫选二，将碱性除杂扫选二的矿浆与酸浮选药剂0.12g丁黄药、0.048g 2#油、12g5％硫酸混合后在pH小于7的酸性条件下依次进行酸性除杂粗选、酸性除杂扫选一、酸性除杂扫选二，将酸性除杂粗选、酸性除杂扫选一、酸性除杂扫选二的泡沫舍弃，酸性除杂粗选、酸性除杂扫选一的矿浆依次进入酸性除杂扫选一、酸性除杂扫选二，酸性除杂扫选二的矿浆与0.5g柴油、0.4g含25wt％草酸、15wt％氨磺酸、60wt％氟硅酸钠的组分B混合后0.5min再添加0.18g组分A，组分A中油酰基甘氨酸钠的质量80wt％，油酰基肌氨酸钠10wt％、椰油酰基甘氨酸钠5wt％、椰油酰基肌氨酸钠5wt％、将与组分A混合后的矿浆再进行粗选，粗选后的矿浆再依次进行扫选一、扫选二，扫选一、扫选二的泡沫分别返回粗选、扫选一，粗选、扫选一的矿浆分别进入扫选一、扫选二；扫选二的矿浆即为尾矿，舍弃；将粗选的泡沫依次经过精选一、精选二、精选三、精选四得到钛精矿，精选一、精选二、精选三的泡沫分别进入精选二、精选三、精选四；精选三、精选四的矿浆分别返回精选二、精选三，精选一的矿浆返回扫选一，精选二的矿浆返回粗选。
精选四得到钛精矿TiO2品位为48～49％，回收率为88～89％。钛精矿选钛药剂的成本为55元/吨精矿。
实施例2
将600g TiO2品位为18.92％的入浮原矿加水配置成浓度为55％的含钛矿浆，按照实施例1的方法进行选钛，与实施例1不同的是选钛药剂为苄基胂酸和油酸皂的混合物，苄基胂酸：油酸皂的质量比为2:8。
精选四得到钛精矿TiO2品位为47.5～48％，回收率为84～85％。钛精矿药剂的成本为80～90元/吨精矿。
对比例1
与实施例1不同的是预处理时不进行碱性浮选，采用的浮选药剂为0.5gB组分，0.45gA组分，0.5g柴油，其它与实施1相同。
精选四得到钛精矿TiO2品位为47～48％，回收率为84～85％。钛精矿选钛药剂的成本为95元/吨精矿。
对比例2
与实施例1不同的是预处理时不进行碱性浮选，其它与实施1相同。
精选四得到钛精矿TiO2品位为47.5～49％，回收率为85～86％。钛精矿选钛药剂的成本为75元/吨精矿。
对比例3
与实施例2不同的是不进行碱性浮选。
精选四得到钛精矿TiO2品位为47～47.5％，回收率为82～83％。钛精矿选钛药剂的成本为100～120元/吨精矿。
由实施例1和对比例2比较、实施例2和对比3比较可以看出不进行碱性浮选处理，钛精矿选钛药剂的消耗量大大增加，成本也增加，产生的污水更多。
由对比例1和对比例2比较可以看出浮选药剂的用量不在本发明的组分A、组分B、入浮原矿的质量比3～5:5～8:10000范围内时，钛的回收率低，捕收剂的用量也增大，成本也增加，产生的污水更多。
Claims (21)
1.钛矿浮选预处理方法，其特征在于，所述钛矿浮选预处理方法包括如下步骤：
A．碱性浮硫除杂：将入浮原矿加水配置成入浮矿浆，入浮矿浆与碱浮选药剂混合均匀，调节pH至7以上进行浮选，丢弃浮选得到的泡沫，得矿浆1；
B．酸性浮硫除杂：将A步骤所述矿浆1与酸浮选药剂混合均匀，调pH至7以下进行浮选，丢弃浮选得到的泡沫，得矿浆2；
所述碱浮选药剂为丁黄药、2#油、氢氧化钠；所述酸浮选药剂为丁黄药、2#油、硫酸。
2.根据权利要求1所述的钛矿浮选预处理方法，其特征在于，所述氢氧化钠为10%氢氧化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的钛矿浮选预处理方法，其特征在于，所述硫酸为5%稀硫酸。
4.根据权利要求1所述的钛矿浮选预处理方法，其特征在于，所述入浮矿浆的浓度为45～55%。
5.根据权利要求1所述的钛矿浮选预处理方法，其特征在于，所述入浮原矿的粒度为200目以下占比45～75wt%。
6.根据权利要求1所述的钛矿浮选预处理方法，其特征在于，所述氢氧化钠、丁黄药、2#油的用量分别为每吨入浮原矿166～300克、 200克、80克。
7.根据权利要求1所述的钛矿浮选预处理方法，其特征在于，A步骤所述浮选为将矿浆依次进行碱性除杂粗选、碱性除杂扫选一、碱性除杂扫选二；所述碱性除杂粗选、碱性除杂扫选一的矿浆分别进入碱性除杂扫选一、碱性除杂扫选二，碱性除杂扫选二的矿浆即为矿浆1；
B步骤所述浮选为将矿浆依次进行酸性除杂粗选、酸性除杂扫选一、酸性除杂扫选二，所述酸性除杂粗选、酸性除杂扫选一的矿浆分别进入酸性除杂扫选一、酸性除杂扫选二，酸性除杂扫选二的矿浆即为矿浆2。
8.选钛方法，其特征在于，所述选钛方法包括：
a.将入浮原矿采用权利要求1～7任一项所述的钛矿浮选预处理方法进行预处理；
b.将预处理好的钛矿添加浮选药剂，得矿浆3，并保持矿浆3的pH低于7；
c.将矿浆3进行浮选，得到钛精矿。
9.根据权利要求8所述的选钛方法，其特征在于，a步骤所述入浮原矿的TiO2品位为14～23%。
10.根据权利要求8所述的选钛方法，其特征在于，c步骤所述浮选为将矿浆3进行粗选、扫选和精选；所述扫选包括扫选一和扫选二，将所述矿浆3依次进行粗选、扫选一、扫选二；所述扫选一、扫选二的泡沫产品分别返回粗选、扫选一，所述粗选、扫选一的矿浆分别进入扫选一、扫选二；
所述精选为将粗选的泡沫产品依次经过精选一、精选二、精选三、精选四得到钛精矿，所述精选一、精选二、精选三的泡沫产品分别进入精选二、精选三、精选四；所述精选三、精选四的矿浆分别返回精选二、精选三，所述精选一的矿浆返回扫选一，所述精选二的矿浆返回粗选。
11.根据权利要求8所述的选钛方法，其特征在于，b步骤所述浮选药剂包括包装于独立单元的组分A和组分B，所述组分A为油酰基甘氨酸钠、油酰基肌氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠、椰油酰基肌氨酸钠中的至少一种；所述组分B为草酸、氨磺酸、氟硅酸钠中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的选钛方法，其特征在于，所述组分A、组分B的质量比为3～5:5～8。
13.根据权利要求11所述的选钛方法，其特征在于，所述浮选药剂还包括柴油，所述组分A、组分B和柴油的质量比为3～5: 5～8: 5～10。
14.根据权利要求11所述的选钛方法，其特征在于，所述组分A、组分B、入浮原矿的质量比为：3～5: 5～8:10000。
15.根据权利要求11所述的选钛方法，其特征在于，所述油酰基肌氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠和椰油酰基肌氨酸钠的总质量为组分A的0～20wt%，所述油酰基甘氨酸钠的质量为组分A的80～100wt%。
16.根据权利要求15所述的选钛方法，其特征在于，所述油酰基甘氨酸钠的质量为组分A的80wt%，所述油酰基肌氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠和椰油酰基肌氨酸钠的总质量为组分A的20wt%，且油酰基肌氨酸钠的质量为组分A的5～10wt%、椰油酰基甘氨酸钠的质量为组分A的5～10wt%，椰油酰基肌氨酸钠的质量为组分A的5～10wt%。
17.根据权利要求11～16任一项所述的选钛方法，其特征在于，所述草酸、氨磺酸、氟硅酸钠的质量分别为组分B的15～25 wt%、15wt%、60～70 wt%。
18.根据权利要求17所述的选钛方法，其特征在于，所述草酸、氨磺酸、氟硅酸钠的质量分别为组分B的25 wt%、15wt%、60 wt%。
19.根据权利要求11所述的选钛方法，其特征在于，所述草酸、氨磺酸、氟硅酸钠的质量分别为组分B的15 wt%、15wt%、70 wt%。
20.根据权利要求11所述的选钛方法，其特征在于， 所述选钛方法包括先让组分B与矿浆3混合均匀，再添加组分A。
21.根据权利要求20所述的选钛方法，其特征在于，所述组分B比组分A早添加0.5min以上。
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