一种萤石和脉石浮选分离的复合抑制剂、复合浮选药剂和方法

摘要

本发明涉及矿物浮选技术领域，具体涉及萤石和脉石浮选分离的复合抑制剂，包含成分A以及成分B(R5‑COOM)和水玻璃中的至少一种。本发明还提供了用于萤石和脉石浮选的浮选药剂以及应用方法。本发明所述的各成分存在协同性，能够改善萤石和脉石的分离选择性，有助于改善萤石的品位和回收率。

说明书

技术领域

本发明属于萤石浮选分离提纯技术领域，尤其涉及一种萤石脉石矿物抑制剂的应用。

背景技术

萤石的主要成分是氟化钙(CaF

萤石精矿，特别是高度萤石精矿主要考察两个指标，一个是萤石含量，另一个是脉石矿物含量，特别是碳酸钙和二氧化硅含量。在实际生产过程中，萤石浮选的主要难题在于萤石与矿物表面性质相似的方解石之间的分离。除此之外，萤石原矿中脉石矿物种类繁多，如石英以及其他铝硅酸盐矿物也夹杂在萤石精矿中，导致萤石精矿品位降低，因此，复合抑制剂的研究是提高萤石精矿品位和回收率的重要方向。

然而，目前对于萤石浮选，其主要工艺仍为“水玻璃+脂肪酸法”，其中水玻璃及其衍生物为抑制剂，油酸及其衍生物为捕收剂。由于水玻璃对脉石矿物，尤其是方解石等与萤石相似的含钙脉石矿物选择性抑制能力差，导致萤石浮选流程较长，精选一般至少7次，且水玻璃用量在3公斤以上。大量水玻璃的使用会造成矿浆沉降困难、尾水难以处理和回用。同时大量水玻璃也会不可避免地导致部分萤石被抑制，从而导致萤石回收率降低。因此，开发对脉石矿物具有高效选择性的新型抑制剂是实现萤石与脉石矿物的关键措施之一，有助于降低水玻璃的使用量。

发明内容

本发明针对萤石与脉石矿物分离困难以及精矿品位和回收率低等问题，其目的为提供了萤石和脉石浮选分离的复合抑制剂，旨在改善萤石和脉石的浮选分离选择性，改善萤石的品位和回收率。

本发明第二目的在于，提供一种萤石和脉石浮选分离的复合浮选药剂。

本发明第三目的在于，提供一种萤石和脉石浮选分离的方法。

一种萤石和脉石浮选分离的复合抑制剂，包含成分A；以及成分B和水玻璃中的至少一种；

所述的成分A为具有式1结构式中的至少一种化合物；

所述的成分B为具有式2结构式中的至少一种化合物；

R

式2

所述的R

所述的n为1～3的整数；

所述的m为0～3的整数；所述的Ra、Rb独自为H、C1～C3的烷基；

所述的R5为H、C1～C3的烷基或式4；

所述的M为为H、Na、K、NH

针对萤石和脉石难于选择性分离；本发明研究创新地发现，基于所述的式1化合物及其衍生的盐分子结构的分子内协同，可以特异性地选择性抑制脉石矿，而对萤石基本没有抑制作用，从而实现萤石和脉石的选择性分离，避免脉石矿石和精矿的伴随浮选，改善萤石的浮选回收率以及品位。另外，本发明还研究发现，采用式1与式2和/或水玻璃的联合，还能够进一步相互作用，实现分子间的协同，有助于进一步改善萤石和脉石的分离选择性。本发明的抑制选择性优于水玻璃，可以大大降低水玻璃的用量，有助于浮选矿浆的处理。

本发明中，所述的式1结构的控制是实现其在萤石和脉石选择性分离的关键。

作为优选，所述的R1～R4中，当所述的取代基选择烷基时，其烷基上还允许含有取代基，所述的取代基为苯基、取代苯基、氨甲酰基、羧酸基、酰胺基、杂环芳基中的至少一种的取代基。

作为优选，所述的R

所述的R

所述的R

所述的R

优选地，所述的R1～R4中，一个或二个取代基为式3取代基。

作为优选，式1中，所述的n为1或2。

优选地，R

优选地，所述的Ra、Rb为H。

作为优选，所述的成分A为式1-a、式1-b、式1-c、式1-d、式1-e、式1-f中的至少一种；

本发明中，式2中，当R5选取式4取代基时，所述的m优选为0～3；进一步优选为0或1。

作为优选，所述的组分B为式2-a；

作为优选，复合抑制剂，包含成分A和成分B；优选的比例为：成分A的重量份为5～7份，成分B的重量份为0.5～1份。

或者，复合抑制剂，包含成分A和水玻璃；优选的比例为：成分A的重量份为5～7份，水玻璃的重量份为1～3份。

或者，复合抑制剂为包含成分A、成分B和水玻璃；优选的比例为：成分A、成分B和水玻璃的质量比为5～7：0.5～1：1～3。

优选地，所述的复合抑制剂为各成分的混合物，进一步优选为成分A、成分B和水玻璃的混合物。本发明研究后意外地发现，预先将各成分特别是成分A、成分B和水玻璃混合后再参与浮选，有助于进一步改善成分之间的分子间协同性，有助于进一步改善萤石和脉石的分离选择性，改善萤石的品位和回收率。

本发明中，还提供了一种所述的萤石和脉石浮选分离的复合药剂(浮选药剂)，包含所述的复合抑制剂，还包含复合捕收剂；

所述的复合捕收剂包含成分C和成分D；

所述的成分C为脂肪酸类捕收剂；优选为油酸钠、亚油酸钠、蓖麻油酸纳以及他们的钾盐中的至少一种；

所述的成分D为椰油酰谷氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、月桂酰谷氨酸钠以及他们的钾盐中的至少一种。

基于本发明多年的研究发现，对于萤石矿物浮选而言，采用脂肪酸类捕收剂会存在泡沫发黏、存在杂质夹带的不足，针对该不足，本发明经过研究发现，提供了一种包含成分C和成分D的复配捕收剂。本发明研究发现，采用所述的成分C和成分D联合作用捕收剂，能够产生协同作用，能够意外地调整泡沫形态，降低泡沫夹带问题，改善萤石的品味和回收率，另外，进一步配合本发明所述的复合抑制剂，有助于进一步实现协同，改善萤石和脉石的分离选择性。

本发明研究还发现，进一步控制捕收剂中的成分C和成分D的比例，有助于进一步改善捕收剂以及捕收剂和所述的复合抑制剂之间的协同效果，有助于进一步改善萤石和脉石的分离选择性。

作为优选，所述的成分C和成分D的质量比为6～8：2～4。

优选地，所述的复合药剂中，所述的复合抑制剂和复合捕收剂可以是混合物，或者彼此相互独立存在、只是使用过程中混合的AB料。

本发明中，所述的复合药剂中，复合抑制剂和复合捕收剂的用量可以基于现有浮选药剂进行调整，优选地，复合抑制剂和复合捕收剂的质量比为3～7:1～3。

本发明还提供了一种萤石和脉石浮选分离的浮选分离方法，将包含萤石和脉石的混合矿物在所述的浮选药剂下浮选，得到萤石精矿和脉石尾矿；

且浮选过程中的矿浆的pH为7～11。

本发明研究发现，得益于所述的浮选抑制剂的使用，以及基于所述的浮选过程中的pH的联合控制，能够进一步改善萤石和脉石的分离选择性，改善萤石的品位和回收率。

本发明所述的浮选方法，得益于所述的复合抑制剂以及复配的捕收剂以及所述的pH的协同控制，能够进一步改善药剂分子内以及成分间的协同效果，有助于进一步改善萤石和脉石的分离选择性，并降低杂质矿物夹带，进一步改善萤石的品位和回收率。

本发明研究发现，对浮选过程的矿浆pH进行控制，有助于进一步和药剂协同，进一步改善浮选的选择性。

作为优选，浮选过程的pH为7～10；进一步优选为7.5～9。

优选地，浮选过程中，复合抑制剂中的用量为300～700g/t；

优选地，所述的复合捕收剂用量为100～300g/t。

本发明中：所述的脉石为碳酸钙(如方解石)、二氧化硅(如石英)、磷灰石、石榴子石、绿帘石、绿泥石、蒙脱石、黄铁矿、云母、白云石、闪石、辉石和长石等中的至少一种。

优选地，浮选过程中，所述的复合抑制剂预先混合后再参与浮选。

进一步优选，浮选过程中，将所述的复合抑制剂混合后再参与浮选。另外，所述的复合捕收剂的各成分可以预先混合后再参与浮选，或者无需预先混合后再参与浮选。

本发明中，可基于现有的浮选手段和浮选设备实现本发明所述的萤石和脉石的选择性抑制浮选。

本发明中，所述的浮选过程例如为：将混合矿粉碎、磨矿和调浆后，加入包含所述的浮选抑制剂和捕收剂的复合药剂，调整矿浆pH后进行浮选处理，抑制其中的脉石，获得萤石精矿。

本发明中，所述的粉碎、磨矿和调浆可以基于现有的手段和设备实现，且细度以及矿浆浓度均可根据实际使用需求进行调整。优选地，所述的磨矿细度为50～75％，优选为65～70％；矿浆浓度为20～50％，进一步优选为30～45％。

有益效果

1、相比传统使用的水玻璃抑制剂，该新型复合抑制剂对萤石脉石矿物，尤其是对方解石具有更好的选择性抑制能力，可以获得更好的萤石精矿品位和回收率指标，同时精选次数更少。

2、相比传统使用的脂肪酸捕收剂，该新型复合捕收剂对萤石具有更好的选择性捕收能力，同时对脉石矿物夹带更少，突破了单纯依赖脂肪酸调整泡沫的思路。此外，所述的复配的捕收剂和所述的复合抑制剂存在协同性，有助于进一步改善萤石和脉石的分离选择性。

3、该新型复合抑制剂和复合捕收剂用量少，成本低廉，具有大规模推广的潜力。

4、采用该复合抑制剂可以大幅度降低水玻璃的用量，使得萤石浮选后的尾矿和尾水处理更容易，处理成本也更低。

附图说明

图1是本发明中实施例的主要浮选流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1

本案例中，所述的复合抑制剂为质量比为5:1:2的式1-a(M为H)、式2-a(m＝1,M为H)和水玻璃的混合物；

将该复合抑制剂和复合捕收剂用于湖南郴州某萤石矿浮选，其中该矿的萤石含量CaF

实施例2

本案例中，所述的复合抑制剂为质量比为5:0.5:3的式1-e(M为H)、式2-a(m＝0,M为H)和水玻璃的混合物；

将该复合抑制剂和复合捕收剂用于河南洛阳某萤石矿浮选，其中该矿的萤石含量CaF

实施例3

本案例中，所述的复合抑制剂为质量比为7:1:2的式1-b(M为H)、式2-a(m＝1,M为H)和水玻璃的混合物；

将该复合抑制剂和复合捕收剂用于河北承德某萤石矿浮选，其中该矿的萤石含量CaF

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，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。在本发明的精神和原则之内，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本发明的专利保护范围内。

实施例4

除粗选复合抑制剂中的三种药剂为分别添加外，其他均与实例1一致，得到的最终萤石精矿品位CaF

实施例5

除只用复合抑制剂中的式1-a和水玻璃作为抑制剂外，其他均与实例1一致(式1-a和水玻璃的比例同实施例，且总抑制剂用量同实施例1的复合抑制剂的总用量)，得到的最终萤石精矿品位CaF

对比例1

除抑制剂为传统的水玻璃外，其他与实施例1一致。采用水玻璃作为抑制剂(抑制剂的用量同实施例1的复合抑制剂)，萤石精矿品位CaF

对比例2

除捕收剂为传统的油酸钠外(油酸钠的用量同实施例1的复合捕收剂)，其他与实施例1一致。采用油酸钠作为捕收剂，萤石精矿品位CaF

对比例3

除粗选矿浆pH调整至6外，其他均与实例1一致，得到的最终萤石精矿品位CaF

对比例4

除粗选矿浆pH调整至11外，其他均与实例1一致，得到的最终萤石精矿品位CaF

通过对比例3和4可知，超过适宜矿浆pH范围时，萤石精矿品位和回收率下降明显，因此浮选时需特别注意浮选矿浆pH适宜区间。

对比例5

除复合抑制剂中的式1-a改为式X

对比例6

除只用复合抑制剂中的式1-a作为抑制剂外，其他均与实例1一致(抑制剂用量同实施例1的复合抑制剂的总用量)，得到的最终萤石精矿品位CaF

通过实施例1、对比例6和实施例5比较发现，采用成分A，并将成分A和成分B以及水玻璃中的至少一种联合，能够产生协同作用，能够显著改善萤石和脉石的浮选选择性，能够改善萤石的品位和回收率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，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。在本发明的精神和原则之内，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本发明的专利保护范围内。