CN112916212B - 一种钛铁矿高效浮选分离组合捕收剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钛铁矿高效浮选分离组合捕收剂及其制备方法与应用，属于选矿技术领域。其中所述捕收剂按重量份计，包括以下组分：皂化的脂肪酸40～50份、环烷酸皂10～15份、羟肟酸10～20份、伯胺10～15份、冰醋酸2～10份、氢氧化钠1～5份和硫酸1～5份。本发明提供的捕收剂大大节省了矿物分离纯化的成本，具有捕收性能好、选择性好、能够高效分离的优点，其对于钛铁矿的浮选分离效果好，能够对较低品位的原矿进行高效浮选分离，获得的钛铁矿精矿品位高，回收率高。
Description
技术领域
本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种钛铁矿高效浮选分离组合捕收剂及其制备方法和应用。
背景技术
钛是二十一世纪非常重要的战略金属，在航空航天、造船、医疗设备和催化领域具有广泛的应用。钛铁矿是铁和钛的氧化物矿物，是提炼钛的主要矿石。中国有20多个省市分布有钛矿，尤其以四川攀西地区和河北承德地区蕴藏丰富。攀西地区是我国最大的钛精矿生产基地，根据矿床性质不同分为辉长岩型和橄榄岩型钛铁矿。辉长岩型钛铁矿通常采用“隔渣→一段除铁→一段强磁→磨矿→二段除铁→二段强磁→浮选”流程进行钛铁矿的回收。在四川攀枝花铁矿中，钛铁矿分布于磁铁矿颗粒之间或裂理中，并形成大型矿床，造成其选矿难度较大，针对于辉长岩型钛铁矿，特别是钛铁矿日益贫细化的现状，导致一般的捕收剂浮选效果不佳。高效的选取日益贫细化的钛铁矿是选矿中的主要难题，因此立足于现状，强化资源高效开发利用是转变我国钛资源优势的必然选择。
钛铁矿浮选的重点在于钛铁矿浮选药剂的应用。浮选药剂是目前钛铁矿的研究热点，其主要研究内容方面是捕收剂。常用的钛铁矿浮选的捕收剂主要有油酸、氧化石蜡皂、羟肟酸、苯乙烯膦酸、乙烯胂酸。工业上应用最多的主要为苯甲羟肟酸、水杨羟肟酸、5,9-羟肟酸和辛基羟肟酸等短碳链羟肟酸(一般不超过8个C)。实践证明大部分浮选药剂目前已经取得了较为理想的指标，但仍存在不足，如脂肪酸类捕收剂具有选择性差、苯乙烯砷酸毒性大、苯乙烯磷酸价格昂贵等缺点。羟肟酸类捕收剂虽然在选择性上具有较好的优势，但是其捕收能力较弱，使其应用受到限制。
专利文献CN111468305A公开了一种钛铁矿浮选捕收剂，能够浮选品位为19.33％的原矿，获得的钛精矿品位达48.58％，回收率为81.47％的良好指标，但其中用到了大量的苯乙烯磷酸，其含量高达70％，不仅捕收剂的毒性大，而且价格昂贵。
专利文献CN105880034A公开了一种钛铁矿螯合捕收剂，适用于低品位钛铁矿的浮选，能够获得较高品位和较高回收率的钛粗精矿，但是其是将所有原料进行皂化制备而成，大量的混合物料需要1～5倍的碱液进行皂化，过量的碱液后处理复杂，且其皂化反应时间长，需要1-3h。
虽然现有的针对于钛铁矿的浮选药剂已经得到了开发和利用，但是其仍存在上述各种问题，因此，如何开发出新的浮选药剂以期更好地用于钛铁矿的浮选分离，成为本领域需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种钛铁矿高效浮选分离组合捕收剂及其制备方法和应用。本发明提供的组合捕收剂很好解决了上述现有捕收剂存在的捕收剂毒性大、价格昂贵、反应时间长、处理复杂的缺点，本发明大大节省了矿物分离纯化的成本，且该方法工艺流程简单，药剂制备简单，用量少，经济效益好，工业可行性较好。另外，本发明提供的组合捕收剂具有捕收性能好、选择性好、能够高效分离的优点，其对于钛铁矿的浮选分离效果好，能够对较低品位的原矿进行高效浮选分离，获得的钛铁矿精矿品位高，回收率高。
本发明的目的之一是提供一种钛铁矿高效浮选分离组合捕收剂，按重量份计，其包括以下组分：皂化的脂肪酸40～50份、环烷酸皂10～15份、羟肟酸10～20份、伯胺10～15份、冰醋酸2～10份、氢氧化钠1～5份和硫酸1～5份。
作为优选的方案，按重量份计，上述捕收剂包括以下组分：皂化的脂肪酸42份、环烷酸皂12份、羟肟酸15份、伯胺14份、冰醋酸7份、氢氧化钠3份和硫酸2份。
本发明提供的上述捕收剂组合配方，是经过发明人长期摸索后的结果，经试验发现，本发明的捕收剂在上述配方下，能够对品位为15～20％的原矿进行高效浮选分离，获得钛精矿(TiO2)品位达50％以上，回收率在90％以上的优良效果。
进一步的是，所述皂化的脂肪酸包括氧化石蜡皂、油酸皂或塔尔油皂。
其中的环烷酸皂是环烷酸金属盐类的统称，包括环烷酸钠、环烷酸钙、环烷酸钴、环烷酸铅、环烷酸铝、环烷酸锰、环烷酸铜、环烷酸锌盐等。
进一步的是，所述羟肟酸包括水杨羟肟酸、辛基羟肟酸、苯甲羟肟酸中的至少一种。
进一步的是，所述伯胺包括正癸胺、月桂胺、肉豆蔻基胺、棕榈胺、硬脂胺中的至少一种。
本发明的目的之二是提供一种上述钛铁矿高效浮选分离组合捕收剂的制备方法，其包括以下步骤：
1)按相应重量份计，取皂化的脂肪酸、环烷酸皂、羟肟酸、伯胺、冰醋酸、氢氧化钠和硫酸，混合均匀；
2)加入步骤1)所得混合物总重量5～20倍的水，经水浴充分搅拌，即得。
进一步的是，步骤2)中所述水浴的温度为40～60℃，搅拌时间为15～30min。特别指出的是，本发明的制备工艺中对于水浴的温度、搅拌时间和搅拌强度均没有严格的限制，不在该范围之内也同样可以获得相同效果的捕收剂，只是在该条件下比较利于工业化生产本发明的浮选捕收剂。
本发明的目的之三是提供上述本发明的钛铁矿高效浮选分离组合捕收剂的应用，所述应用是将该捕收剂用于从辉长岩型矿石中选择性浮选分离钛铁矿。
具体的，在进行上述浮选分离应用时的浮选温度为18～25℃，捕收剂的用量为200～500g/t。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供的捕收剂原料来源广泛、价格低廉，且不含高毒性的苯乙烯类原料；
(2)本发明的捕收剂捕收能力强，抗泥化效果好，选择性好，精矿产率高；
(3)本发明的组合捕收剂配制简单，生产方法简单，能够工业化生产，且使用范围广，可以在较宽pH范围内高效选择性浮选钛铁矿。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
捕收剂的制备：按重量份，取50份皂化的脂肪酸(氧化石蜡皂，来源于武汉卡诺斯科技有限公司)、10份环烷酸皂(来源于河北省广平尚源选矿助剂有限公司)，10份羟肟酸(水杨羟肟酸，来源于郑州裕合化工产品有限公司)，10份伯胺(月桂胺，来源于湖北恒景瑞化工有限公司)，2份冰醋酸(来源于成都鼎恒达化工产品有限公司)，1份氢氧化钠(来源于成都鼎恒达化工产品有限公司)，1份硫酸(来源于成都鼎恒达化工产品有限公司)，充分混合；向混合物料中加入总重量10倍的水，于40℃水浴条件下充分搅拌20min，即制得浮选钛铁矿组合捕收剂。
以四川攀枝花某选矿厂中低品位钛铁矿为矿样，TiO2品位为19.23％，添加本实施例的捕收剂，用量350g/t，在20℃的矿浆温度下使用，调整矿浆pH为5-6，经一次粗选可获得TiO2品位为51.47％的钛精矿，回收率89.48％。
实施例2
捕收剂的制备：按重量份，将42份皂化的脂肪酸(氧化石蜡皂)、12份环烷酸皂、15份羟肟酸(水杨羟肟酸)、14份伯胺(月桂胺)、7份冰醋酸、3份氢氧化钠、2份硫酸混合；加入上述所得物重量5倍的水，60℃水浴充分搅拌20min，即得浮选钛铁矿组合捕收剂。
以四川攀枝花某选矿厂中低品位钛铁矿为矿样，TiO2品位为15.21％，添加本发明的捕收剂用量250g/t，在20℃的矿浆温度下使用，调整矿浆pH为5-6，经一次粗选可获得TiO2品位为52.69％的钛精矿，回收率92.17％。
实施例3
捕收剂的制备：按重量份，将40份皂化的脂肪酸(塔尔油皂)、15份环烷酸皂、20份羟肟酸(辛基羟肟酸)、15份伯胺(正癸胺)、10份冰醋酸、5份氢氧化钠、5份硫酸混合；加入上述所得物重量20倍的水，60℃水浴充分搅拌15min，即得浮选钛铁矿组合捕收剂。
以四川攀枝花某选矿厂中低品位钛铁矿为矿样，TiO2品位为18.32％，添加本发明的捕收剂用量300g/t，在20℃的矿浆温度下使用，调整矿浆pH为5-6，经一次粗选可获得TiO2品位为49.58％的钛精矿，回收率90.31％。
对比例1
按照实施例1的方案，其中捕收剂中去掉组分伯胺，得到的捕收剂处理同一矿样，经一次粗选可获得TiO2品位为40.33％的钛精矿，回收率82.13％。
对比例2
按照实施例2的方案，其中捕收剂中去掉组分冰醋酸，得到的捕收剂处理同一矿样，经一次粗选可获得TiO2品位为38.69％的钛精矿，回收率81.56％。
对比例3
按照实施例3的方案，其中捕收剂中去掉组分环烷酸皂，得到的捕收剂处理同一矿样，经一次粗选可获得TiO2品位为37.98％的钛精矿，回收率83.74％。
Claims (7)
1.一种钛铁矿高效浮选分离组合捕收剂从辉长岩型矿石中选择性浮选分离钛铁矿的选矿方法，其特征在于，按重量份计，所述组合捕收剂包括以下混合物组分：皂化的脂肪酸40～50份、环烷酸皂10～15份、羟肟酸10～20份、伯胺10～15份、冰醋酸2～10份、氢氧化钠1～5份和硫酸1～5份；以及包括占混合物组分总重量5～20倍的水；
所述选矿方法为：向矿浆中添加所述组合捕收剂，调整矿浆pH为5-6，组合捕收剂的用量为200～500g/t，浮选温度为18～25℃。
2.根据权利要求1所述的选矿方法，其特征在于，按重量份计，所述组合捕收剂包括以下组分：皂化的脂肪酸42份、环烷酸皂12份、羟肟酸15份、伯胺14份、冰醋酸7份、氢氧化钠3份和硫酸2份。
3.根据权利要求1或2所述的选矿方法，其特征在于，所述皂化的脂肪酸包括氧化石蜡皂、油酸皂或塔尔油皂。
4.根据权利要求1或2所述的选矿方法，其特征在于，所述羟肟酸包括水杨羟肟酸、辛基羟肟酸、苯甲羟肟酸中的至少一种。
5.根据权利要求1或2所述的选矿方法，其特征在于，所述伯胺包括正癸胺、月桂胺、肉豆蔻基胺、棕榈胺、硬脂胺中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的选矿方法，其特征在于，所述组合捕收剂的制备方法包括以下步骤：
1）按相应重量份计，取皂化的脂肪酸、环烷酸皂、羟肟酸、伯胺、冰醋酸、氢氧化钠和硫酸，混合均匀；
2）加入步骤1）所得混合物总重量5～20倍的水，经水浴充分搅拌，即得。
7.根据权利要求6所述的选矿方法，其特征在于，步骤2）中所述水浴的温度为40～60℃，搅拌时间为15～30 min。
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