CN113351375A

CN113351375A - 一种萤石矿浮选复合捕收剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN113351375A
Application number: CN202110770613.3A
Authority: CN
Inventors: 孙超; 孙明
Original assignee: Xianyang Shuangbai Technology Co ltd
Current assignee: Xianyang Shuangbai Technology Co ltd
Priority date: 2021-07-07
Filing date: 2021-07-07
Publication date: 2021-09-07
Anticipated expiration: 2041-07-07
Also published as: CN113351375B

Abstract

本发明涉及提高矿产资源回收利用率的采矿选矿技术领域，具体涉及一种萤石矿浮选复合捕收剂及其制备方法和应用。由如下重量份数的原料制成：混合脂肪酸钠，60‑70份；硬脂酸甲脂磺酸钠，15‑25份；油酸酰胺，10‑20份；乳化剂OP‑10，3‑7份；其中，混合脂肪酸钠由油酸钠与蓖麻油酸钠制成。本发明提供一种对低品位硅质萤石矿具有良好选择性的捕收剂，大幅度提高产品的回收率，且使得SiO₂达三级品及以上。

Description

一种萤石矿浮选复合捕收剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及提高矿产资源回收利用率的采矿选矿技术领域，具体涉及一种萤石矿浮选复合捕收剂及其制备方法和应用。

背景技术

氟石，又称萤石，是工业上氟元素的主要来源，是世界上20几种重要的非金属矿物原料之一，纯净无色透明的萤石可作为光学材料，色泽艳丽的萤石亦可作为宝玉石和工艺美术雕刻原料。萤石又是氟化学工业的基本原料，其产品广泛用于航天、航空、制冷、医药、农药、防腐、灭火、电子、电力、机械和原子能等领域。随着科技和国民经济的不断发展，萤石已成为现代工业中重要的矿物原料，许多发达国家把它作为一种重要的战略物资进行储备。中国萤石资源丰富，分布广泛，矿床类型繁多，资源储量、生产量和出口量均居世界首位。

氟石在冶金工业中主要是利用其熔点低(1270～1350℃)，熔融后具有一定的流动性，易与“钢水”中的硫、磷等有害杂质成渣，浮于钢水表面，易于除去的特点，长期以来作为炼钢工业中的助熔剂；氟石在化学工业中的主要用途是制造各种氟化学产品及其衍生物，世界上氟石产量的一半都是用来制造氟化氢，而氟化氢又是制备氟化物的最基本原料；氟石在建筑工业中，氟石是水泥、玻璃、陶瓷的配料；无色透明的氟石晶体还能够作为光学氟石，用以制造光学仪器中消除色像差、玻面差的透镜、三棱镜等；纯度高并含一定量钇等稀土元素的氟石可作激光材料；色泽鲜艳、晶体微密的块状氟石还可作工艺雕的原料，雕琢各种工艺品。

氟石作为一种重要的非金属矿产资源，是一个国家发展经济最基本的物质基础之一，各国政府对氟石产品质量都很重视，国际上也根据氟石的用途制定了不同品级的质量标准和检验的方法标准，我国《中华人民共和国国家发展和改革委员会公告》2017年第一号文件也提出的“低品位萤石和伴生矿物选矿等先进技术与装备”，可见目前我国乃至各国政府均对氟石的分离提纯以及精矿粉指标均非常重视。

我国萤石资源较为丰富，但单一萤石矿资源量严重不足，且萤石资源储量近几年下降明显，易选矿越来越少；现有技术常使用油酸捕收剂，而普通的油酸捕收剂低温适应性差，导致其在低温条件下的用量大幅增加，甚至无法使用，从而无法实现萤石捕收的目的。另外，北方地区的工厂多用地下水，水中钙镁离子含量较高，易生成脂肪酸钙镁皂，导致浮选时泡沫发粘，从而导致精矿粉分离困难，并难以保证精矿粉质量；同时，当矿石与脉石杂质解离度变差而需要细磨时，浮选过程难以控制。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明提供了一种萤石矿浮选复合捕收剂及其制备方法和应用，本发明提供一种对低品位硅质萤石矿具有良好选择性的捕收剂，大幅度提高产品的回收率，且使得SiO₂达三级品及以上。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种萤石矿浮选复合捕收剂，由如下重量份数的原料制成：混合脂肪酸钠，60-70份；硬脂酸甲脂磺酸钠，15-25份；油酸酰胺，10-20份；乳化剂OP-10，3-7份；

其中，所述混合脂肪酸钠由油酸钠与蓖麻油酸钠组成。

优选的，还包括0.5-1份的2#油起泡剂。

优选的，所述油酸酰胺为油酸单乙醇酰胺或油酸二单乙醇酰胺。

优选的，所述混合脂肪酸钠按照如下步骤制备：

将油酸和蓖麻油酸共同加入至反应釜中，加入去离子水并加热至70-80℃，再加入碱液后，于80-100℃搅拌反应5-10h，继续加入氯化钠的饱和溶液并于70-80℃下搅拌30-60min，然后静置分层并分离，得到混合脂肪酸钠；

其中，油酸占油酸和蓖麻油酸总量的40-50％；油酸和蓖麻油酸的总量与去离子水的质量比为1:1；

所述碱液为氢氧化钠溶液，油酸和蓖麻油酸的总量与折百量的氢氧化钠及折百量的氯化钠的质量比为10：1.5-2：0.5-0.8；

所述折百量即百分比含量，一般标记为％，其为一份成品药液含有效成分的含量；折百量＝商品量×含量。

本发明还保护了萤石矿浮选复合捕收剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)称量：按照如下重量百分比称取原料：混合脂肪酸钠，60-70份；硬脂酸甲脂磺酸钠，15-25份；油酸酰胺，10-20份；乳化剂OP-10，3-7份；

(2)复合捕收剂的制备：

向盛有混合脂肪酸钠的反应釜内加入油酸酰胺和乳化剂OP-10，于60-80℃下搅拌1h，再加入硬脂酸甲酯磺酸钠，再于60-80℃下搅拌2-3h，加入烧碱并调节pH至7-8，并搅拌均匀得到复合捕收剂。

优选的，所述步骤(1)中还称量了0.5-1份的2#油起泡剂，并于步骤(2)中与硬脂酸甲酯磺酸钠一起加入至反应釜内。

本发明还保护了萤石矿浮选复合捕收剂在制备低品位硅质的萤石矿、钡质萤石矿或钙质萤石矿中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明制得的复合捕收剂同时具有亲水性和非亲水基团，并通过其与水之间的表面张力实现精矿粉的分离；复合捕收剂中的硬脂肪酸甲酯钠磺酸实现了低温浮选的目的，混合脂肪酸钠中加入油酸酰胺后，与单一混合脂肪酸钠相比，有效提升了萤石浮选的效率，起泡剂便于粉碎的萤石与复合捕收剂接触，乳化剂实现了各原料的共混，使得各原料相互易融，并形成了均一稳定的溶液，能够与萤石进行更为充分的化学反应。

2、本发明制备方法简便，且应用时，仅需将复合捕收剂与粉碎的矿浆接触即可实现精矿粉的分离，且生产工艺流程顺畅，实现了大幅度提高萤石粉生产的效率。

3、本发明分离精矿粉中，制得的复合捕收剂能够除掉一部分的钙镁离子，使得泡沫不发粘，清爽，便于精矿粉分离，保证精矿粉的质量，且对硅质萤石矿具有良好的选择性。

4、采用本发明制得的复合捕收剂进行浮选后，有效提高了萤石精粉的品级，提高低品位硅质萤石矿的浮选生产可能性。

5、为了实现浮选便于控制，本发明对矿石与脉石杂质的细磨进行了限定，具体为：于球磨机内球磨，球磨至过200目筛的矿石量占总矿石量的60-80％。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的复合捕收剂的实物侧视图；

图2为本发明实施例1制得的复合捕收剂的实物俯视图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。

下述实验方法和检测方法，如没有特殊说明，均为常规方法；下述试剂和原料，如没有特殊说明，均为市售。

实施例1

一种萤石矿浮选复合捕收剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)混合脂肪酸钠的制备：

将300kg油酸和300kg蓖麻油酸共同加入至反应釜中，加入600kg去离子水并加热至80℃，再加入折百量90kg氢氧化钠含量的氢氧化钠溶液后，于100℃搅拌反应5h，反应完成后继续加入折百量30kg氯化钠含量的饱和氯化钠溶液，并于80℃下搅拌30min，然后静置分层并分离，得到混合脂肪酸钠；

(2)称量：按照如下重量百分比称取原料：混合脂肪酸钠，65份；硬脂酸甲脂磺酸钠，20份；油酸酰胺，15份；乳化剂OP-10，5份；

(3)复合捕收剂的制备：

向盛有650kg混合脂肪酸钠的反应釜内加入150kg油酸酰胺和50kg乳化剂OP-10，于70℃下搅拌1h，再加入200kg硬脂酸甲酯磺酸钠，再于70℃下搅拌2.5h，加入烧碱并调节pH至7.5，并搅拌均匀得到复合捕收剂。

实施例2

一种萤石矿浮选复合捕收剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)混合脂肪酸钠的制备：

将300kg油酸和450kg蓖麻油酸共同加入至反应釜中，加入750kg去离子水并加热至70℃，再加入折百量130kg氢氧化钠含量的氢氧化钠溶液后，于80℃搅拌反应10h，反应完成后继续加入折百量45kg氯化钠含量的饱和氯化钠溶液，并于75℃下搅拌45min，然后静置分层并分离，得到混合脂肪酸钠；

(2)称量：按照如下重量百分比称取原料：混合脂肪酸钠，60份；硬脂酸甲脂磺酸钠，25份；油酸酰胺，10份；乳化剂OP-10，7份；

(3)复合捕收剂的制备：

向盛有600kg混合脂肪酸钠的反应釜内加入100kg油酸酰胺和70kg乳化剂OP-10，于60℃下搅拌1h，再加入250kg硬脂酸甲酯磺酸钠，再于60℃下搅拌3h，加入烧碱并调节pH至7，并搅拌均匀得到复合捕收剂。

实施例3

一种萤石矿浮选复合捕收剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)混合脂肪酸钠的制备：

将300kg油酸和400kg蓖麻油酸共同加入至反应釜中，加入700kg去离子水并加热至80℃，再加入折百量140kg氢氧化钠含量的氢氧化钠溶液后，于90℃搅拌反应8h，反应完成后继续加入折百量56kg氯化钠含量的饱和氯化钠溶液，并于70℃下搅拌60min，然后静置分层并分离，得到混合脂肪酸钠；

(2)称量：按照如下重量百分比称取原料：混合脂肪酸钠，70份；硬脂酸甲脂磺酸钠，15份；油酸酰胺，20份；乳化剂OP-10，3份；

(3)复合捕收剂的制备：

向盛有700kg混合脂肪酸钠的反应釜内加入200kg油酸酰胺和30kg乳化剂OP-10，于80℃下搅拌1h，再加入150kg硬脂酸甲酯磺酸钠，再于80℃下搅拌2h，加入烧碱并调节pH至8，并搅拌均匀得到复合捕收剂。

实施例4

与实施例1的制备步骤相同，不同之处仅在于，在所述步骤(2)称量的过程中还称取了10kg的2#油起泡剂，并于步骤(3)中与硬脂酸甲酯磺酸钠一起加入。

对比例1

现有技术的捕收剂油酸。

浮选的方法为：

将矿区矿石先粉碎至粒径为3-8公分，然后于球磨机内球磨，球磨至过200目筛的矿石量占总矿石量的60-80％时，得到矿浆，矿浆的质量分数为30-36％，将矿浆加入至矿浆搅拌筒内，于搅拌筒内加入分离剂，分离剂包括抑制剂和本申请实施例2制得的复合捕收剂，复合捕收剂与矿浆的质量比为0.5kg-2kg：1000kg，常温下于矿浆搅拌筒内搅拌20-30min后，进入浮选流程，通过浮选机作用实现矿物分离，既得到精矿粉。

下表为氟石精矿指标(GB 5690-85)

“--”表示：质量标准不做要求；

用本发明实施例1所制得的复合捕收剂对内蒙某矿山难选矿进行浮选，未浮选前主要几种主要成分和百分含量为：

SiO<sub>2</sub>	CaF<sub>2</sub>	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	FeO和Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	CaCO<sub>3</sub>
					62.83	22.86	5.36	1.48	1.32

在矿浆温度10℃，经一次粗选二次扫选六次精选闭路流程选矿，得到如下数据：

CaF<sub>2</sub>	SiO<sub>2</sub>	CaCO<sub>3</sub>	精矿粉回收率
				98.21	1.28	0.32	87.7％

以上数据证明，精矿粉中CaF₂的占比得到了极大的提升，占总量的95.21％，说明复合捕收剂在低温浮选时所得精矿和回收率均取得较好的效果。

本发明还采用了对比例1的油酸捕收剂进行了同一矿山的选矿，浮选的过程中唯一不同之处在于：将本申请实施例2制得的复合捕收剂替换为对比例1的油酸捕收剂，结果表明：与对比例1油酸捕收剂相比，本申请的精矿粉回收率高出8-10％。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种萤石矿浮选复合捕收剂，其特征在于，由如下重量份数的原料制成：混合脂肪酸钠，60-70份；硬脂酸甲脂磺酸钠，15-25份；油酸酰胺，10-20份；乳化剂OP-10，3-7份；

其中，所述混合脂肪酸钠由油酸钠与蓖麻油酸钠组成。

2.根据权利要求1所述的一种萤石矿浮选复合捕收剂，其特征在于，还包括0.5-1份的2#油起泡剂。

3.根据权利要求1所述的一种萤石矿浮选复合捕收剂，其特征在于，所述油酸酰胺为油酸单乙醇酰胺或油酸二单乙醇酰胺。

4.根据权利要求1所述的一种萤石矿浮选复合捕收剂，其特征在于，所述混合脂肪酸钠按照如下步骤制备：

所述碱液为氢氧化钠溶液，油酸和蓖麻油酸的总量与折百量的氢氧化钠及折百量的氯化钠的质量比为10：1.5-2：0.5-0.8。

5.一种权利要求1-4任一项所述萤石矿浮选复合捕收剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(2)复合捕收剂的制备：

6.根据权利要求5所述的一种萤石矿浮选复合捕收剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中还称量了0.5-1份的2#油起泡剂，并于步骤(2)中与硬脂酸甲酯磺酸钠一起加入至反应釜内。

7.一种权利要求1所述的萤石矿浮选复合捕收剂在制备低品位硅质的萤石矿、钡质萤石矿或钙质萤石矿中的应用。