CN115672559A - 一种抑制剂在萤石反浮选脱除方解石中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制剂在萤石反浮选脱除方解石中的应用，该抑制剂为ATMP；本发明通过添加抑制剂ATMP，使其选择性作用于萤石矿物表面，增加其表面亲水性，而对方解石影响较小，从而实现萤石与方解石的高效分离。此外，该高效抑制剂ATMP还具有无毒无害、选择性高、成本低、易于商业获得等特点，并能实现萤石矿石反浮选脱除方解石的目标。
Description
技术领域
本发明涉及萤石矿选矿提纯技术领域，具体涉及一种抑制剂ATMP在萤石反浮选脱除方解石的应用。
背景技术
萤石（CaF2），又称氟石，是一种重要的战略性矿物资源，也是唯一一种能够提供大量氟元素的原料，其广泛应用于新材料、新能源、航空航天与冶金化工等领域，是国家科技发展必不可少的战略物资。我国萤石资源储量丰富，但大多以共伴生萤石矿石为主，该类型矿石矿物组成多样，共生关系复杂，常采用浮选工艺进行富集与提纯。然而，作为萤石矿石中最主要的脉石矿物之一，方解石具有与萤石矿物表面相似的物理化学性质，使得其与萤石浮选分离难度明显增加。目前，工业上常通过在强碱性条件下以水玻璃或改性水玻璃为方解石抑制剂，以油酸钠等脂肪酸为萤石捕收剂，进行萤石与方解石的正浮选分离。然而，水玻璃及其改性产品作含钙矿物抑制剂时，常存在药剂消耗量大、抑制效率低、选择性差等问题。此外，强碱性的矿浆也严重限制了回水的循环利用。因此，研发新型高效浮选分离抑制剂，增加萤石与方解石的浮选性能差异，实现二者的高效分离，对于萤石资源的开发与利用具有重要意义。
发明内容
本发明针对现有萤石矿石浮选技术难点，提供一种高效抑制剂氨基三亚甲基膦酸（ATMP）在萤石反浮选脱除方解石中的应用，本发明主要目的是通过添加抑制剂ATMP，使其选择性作用于萤石矿物表面，增加其表面亲水性，而对方解石影响较小，从而实现萤石与方解石的高效分离。此外，该高效抑制剂ATMP还具有无毒无害、选择性高、成本低、易于商业获得等特点，并能实现萤石矿石反浮选脱除方解石的目标。
本发明的技术方案如下：
一种抑制剂ATMP在萤石反浮选脱除方解石中的应用，具体步骤如下：
（1）破磨：将萤石原矿进行破碎、磨矿，以获得颗粒细度小于-0.074mm占70~90%；
（2）调浆：向步骤（1）磨矿后的矿浆加自来水和抑制剂ATMP水溶液，然后置于浮选机中搅拌均匀，得到萤石待浮选矿浆；
（3）浮选：向步骤（2）的萤石待浮选矿浆中加入pH调整剂调节矿浆pH值至8~11.5，待矿浆pH稳定2~4 min后，向浮选矿浆中加入捕收剂油酸钠溶液，待油酸钠调浆3~5 min后，进行浮选刮泡，浮选时间为4~6 min，得到浮选泡沫尾矿与槽内萤石精矿。
（4）浮选产品后处理：将浮选槽内产品过滤烘干即可得到CaF2品位为89.15~97.54，萤石回收率为75.96~89.15%的萤石精矿。
步骤（2）中自来水与萤石原矿的质量比为（3~7）：1；抑制剂ATMP水溶液的质量浓度为2~5 g/L，抑制剂ATMP占萤石浮选矿浆质量浓度为50~100 mg/L；
步骤（2）中设置浮选机转速为1700~1900 r/min，浮选矿浆调浆时间为3~5 min。
步骤（3）中pH调整剂为质量百分浓度为0.5~1.0%的NaOH或HCl水溶液；捕收剂油酸钠水溶液的质量浓度为3~5 g/L；油酸钠占萤石待浮选矿浆质量浓度为80~100 mg/L。
本发明的原理如下：
高效抑制剂ATMP具有丰富的磷酸基团，其可以与萤石表面的钙离子发生化学作用而强烈的吸附于萤石表面，阻碍捕收剂油酸钠在萤石上的吸附，从而增加了萤石的表面亲水性，使得其可浮性受到抑制。而由于方解石表面存在大量的碳酸根离子，其对ATMP具有强烈的“空间位阻”效应，使得高效抑制剂ATMP在方解石矿物表面吸附很弱，几乎不影响捕收剂在其表面的吸附，捕收剂作用后的方解石表面呈现出较强的疏水性，使得方解石具有很好的浮选性能。因此，高效抑制剂ATMP的添加增加了萤石与方解石的可浮性差异，实现了萤石与方解石的有效分离。
本发明的有益效果是：
（1）本发明首次将抑制剂ATMP作为萤石反浮选抑制剂用于萤石矿石的浮选过程中，通过对萤石的选择性抑制，增加了萤石与方解石之间的可浮性差异，实现了二者的高效分离，且ATMP的使用减少了浮选过程中萤石的损失，解决了当前萤石与方解石浮选分离难度大的问题。
（2）本发明的抑制剂ATMP相较于传统萤石浮选抑制剂具有选择性强、抑制效果好、药剂用量小、商业易获得及环境污染小等突出优点，便于大规模工业生产与应用。
（3）采用该抑制剂ATMP反浮选萤石时，浮选pH适用范围广，浮选条件温和，不需要添加大量的酸或碱，有效地降低了生产成本，避免了选矿回水难以利用及环境污染等问题。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：本实施例萤石原矿石中CaF2品位为15.98%，CaCO3品位为15.13%。主要脉石矿物为方解石等，其中方解石含量高，选别难度大。所用抑制剂ATMP和捕收剂油酸钠均为化学纯，pH调整剂NaOH或HCl为分析纯，如图1所示，应用按以下步骤进行：
（1）碎磨：将萤石原矿进行破碎、磨矿，以获得颗粒细度小于-0.074mm占75%；
（2）调浆：向步骤（1）磨矿后的矿浆加自来水和抑制剂ATMP水溶液，然后置于浮选机中搅拌均匀，得到萤石待浮选矿浆，其中，自来水与萤石原矿的质量比为5：1，抑制剂ATMP水溶液的质量浓度为3 g/L，抑制剂ATMP占萤石浮选矿浆质量浓度为100 mg/L；挂槽式浮选机转速为1900 r/min；浮选矿浆调浆时间为3 min；
（3）浮选：在室温下，向步骤（2）的萤石待浮选矿浆中加入质量百分浓度为0.5%的NaOH调节矿浆pH值至9，待矿浆pH稳定3min后，向浮选矿浆中加入质量浓度为3g/L的捕收剂油酸钠溶液，油酸钠占萤石待浮选矿浆质量浓度为100mg/L，待油酸钠调浆3 min后，进行浮选刮泡，浮选时间为5 min，得到浮选泡沫尾矿与槽内萤石精矿。
（4）浮选产品后处理：将浮选槽内产品过滤烘干即可得到CaF2品位为89.65%，萤石回收率为83.25%的萤石精矿。
实施例2：本实施例萤石原矿石中CaF2品位为16.32%，CaCO3品位为15.83%。主要脉石矿物为方解石等，其中方解石含量高，选别难度大。所用抑制剂ATMP和捕收剂油酸钠均为化学纯，pH调整剂NaOH或HCl为分析纯，应用按以下步骤进行：
（1）碎磨：将萤石原矿进行破碎、磨矿，以获得颗粒细度小于-0.074mm占85%；
（2）调浆：向步骤（1）磨矿后的矿浆加自来水和抑制剂ATMP水溶液，然后置于浮选机中搅拌均匀，得到萤石待浮选矿浆，其中，自来水与萤石原矿的质量比为7：1，抑制剂ATMP水溶液的质量浓度为5 g/L，抑制剂ATMP占萤石浮选矿浆质量浓度为50 mg/L；挂槽式浮选机转速为1700 r/min；浮选矿浆调浆时间为4min；
（3）浮选：在室温下，向步骤（2）的萤石待浮选矿浆中加入质量百分浓度为1.0%的HCL调节矿浆pH值至11.5，待矿浆pH稳定2min后，向浮选矿浆中加入质量浓度为5g/L的捕收剂油酸钠溶液，油酸钠占萤石待浮选矿浆质量浓度为80mg/L，待油酸钠调浆3 min后，进行浮选刮泡，浮选时间为5 min，得到浮选泡沫尾矿与槽内萤石精矿。
（4）浮选产品后处理：将浮选槽内产品过滤烘干即可得到CaF2品位为91.65%，萤石回收率为87.36%的萤石精矿。
实施例3：本实施例萤石原矿石中CaF2品位为16.98%，CaCO3品位为17.13%。主要脉石矿物为方解石，其中方解石含量高，选别难度大。所用抑制剂ATMP和捕收剂油酸钠均为化学纯，pH调整剂NaOH或HCl为分析纯，应用按以下步骤进行：
（1）碎磨：将萤石原矿进行破碎、磨矿，以获得颗粒细度小于-0.074mm占90%；
（2）调浆：向步骤（1）磨矿后的矿浆加自来水和抑制剂ATMP水溶液，然后置于浮选机中搅拌均匀，得到萤石待浮选矿浆，其中，自来水与萤石原矿的质量比为3：1，抑制剂ATMP水溶液的质量浓度为2 g/L，抑制剂ATMP占萤石浮选矿浆质量浓度为70 mg/L；挂槽式浮选机转速为1800 r/min；浮选矿浆调浆时间为5min；
（3）浮选：在室温下，向步骤（2）的萤石待浮选矿浆中加入质量百分浓度为0.8%的HCL调节矿浆pH值至8，待矿浆pH稳定3min后，向浮选矿浆中加入质量浓度为4g/L的捕收剂油酸钠溶液，油酸钠占萤石待浮选矿浆质量浓度为90mg/L，待油酸钠调浆3 min后，进行浮选刮泡，浮选时间为6 min，得到浮选泡沫尾矿与槽内萤石精矿。
（4）浮选产品后处理：将浮选槽内产品过滤烘干即可得到CaF2品位为97.34%，萤石回收率为80.45%的萤石精矿。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种抑制剂在萤石反浮选脱除方解石中的应用，其特征在于，该抑制剂为ATMP。
2.根据权利要求1所述的抑制剂在萤石反浮选脱除方解石中的应用，其特征在于：具体步骤如下：
碎磨：将萤石原矿进行破碎、磨矿，以获得颗粒细度小于-0.074mm占70~90%；
调浆：向步骤（1）磨矿后的矿浆加自来水和抑制剂ATMP水溶液，然后置于浮选机中搅拌均匀，得到萤石待浮选矿浆；
浮选：向步骤（2）的萤石待浮选矿浆中加入pH调整剂调节矿浆pH值至8~11.5，待矿浆pH稳定2~4 min后，向浮选矿浆中加入捕收剂油酸钠溶液，待油酸钠调浆3~5 min后，进行浮选刮泡，浮选时间为4~6 min，得到浮选泡沫尾矿与槽内萤石精矿。
3.浮选产品后处理：将浮选槽内产品过滤烘干即可得到CaF2品位为89.15~97.54，萤石回收率为75.96~89.15%的萤石精矿。
4.根据权利要求2所述的黄铜矿与滑石浮选分离抑制剂的应用，其特征在于：步骤（2）中自来水与萤石原矿的质量比为（3~7）：1；抑制剂ATMP水溶液的质量浓度为2~5 g/L，抑制剂ATMP占萤石浮选矿浆质量浓度为50~100 mg/L。
5.根据权利要求2所述的黄铜矿与滑石浮选分离抑制剂的应用，其特征在于：步骤（2）中设置浮选机转速为1700~1900 r/min，浮选矿浆调浆时间为3~5 min。
6.根据权利要求2所述的黄铜矿与滑石浮选分离抑制剂的应用，其特征在于：步骤（3）中pH调整剂为质量百分浓度为0.5~1.0%的NaOH或HCl水溶液；捕收剂油酸钠水溶液的质量浓度为3~5 g/L；油酸钠占萤石待浮选矿浆质量浓度为80~100 mg/L。
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