适用于细粒级胶磷矿的正浮选方法及调整剂与用途
阅读说明：本技术 适用于细粒级胶磷矿的正浮选方法及调整剂与用途 (Positive flotation method suitable for fine fraction collophanite, regulator and application ) 是由 李丰 刘星强 刘云涛 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明是一种适用于细粒级胶磷矿的正浮选调整剂,其主要成分为聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸盐。本发明还公开了一种适用于细粒级胶磷矿的正浮选方法：经过磨矿作业将磨矿产品细度控制为-0.074mm粒级占90～99%,浮选体系的pH控制在9-11,加入聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸盐调整剂、抑制剂水玻璃和捕收剂不饱和脂肪酸,调浆后进入正浮选槽进行正浮选脱硅作业。本发明还公开了聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸盐的用途。将本发明应用于含高倍半氧化物胶磷矿正浮选工艺中,可增强对细粒级含硅矿物的选择性抑制作用,同时可在一定程度上消除Ca～(2+)、Mg～(2+)对捕收剂的影响,改善胶磷矿正浮选的效果。(The invention relates to a positive flotation regulator suitable for fine-fraction collophanite, which mainly comprises polyacrylamide-styryl hydroxamate. The invention also discloses a direct flotation method suitable for fine fraction collophanite, which comprises the following steps: the fineness of the ground ore product is controlled to be 90-99% of the grade with the particle size of-0.074 mm through grinding operation, the pH of a flotation system is controlled to be 9-11, a polyacrylamide-styryl hydroxamate regulator, inhibitor water glass and collecting agent unsaturated fatty acid are added, and the mixture enters a direct flotation tank for direct flotation desilication operation after size mixing. The invention also discloses the application of the polyacrylamide-styryl hydroxamate. The method is applied to the direct flotation process of the collophanite containing high sesquioxide, can enhance the selective inhibition effect on fine-grained silicon-containing minerals, and can eliminate Ca to a certain extent 2+ 、Mg 2+ The effect on the collecting agent is improved, and the direct flotation effect of the collophanite is improved.)
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，涉及一种适用于细粒级胶磷矿的正浮选调整剂，本发明还涉及一种正浮选方法及用途。
背景技术
我国磷矿资源丰富，资源基础储量位居世界第二，但富矿少，平均品位仅为17%左右，难选矿多，而易选矿少。在探明储量中，难选的沉积型磷块岩（胶磷矿）约占总储量的85%，且多数为中低品位矿石。对这类矿石的选别必须同时脱除碳酸盐和硅酸盐杂质后，才能达到制肥的要求。云南、湖北等地胶磷矿多属硅钙质胶磷矿，品级较低，而且嵌布粒度较细，有些需要细磨至-0.074mm为90%以上，才能实现单体解离，由于有用矿物和脉石矿物的硬度不同，在磨矿过程中存在选择性磨矿，有些硬度较低的矿物出现过磨，最终产生了大量的次生矿泥。浮选不但要求矿物单体解离，而且要求适宜的入选粒度，太粗太细均不适于浮选，特别是细粒，不仅使矿物浮选回收率明显降低，而且显著影响浮选的精矿品位，细粒矿物与气泡碰撞、粘附的概率较低，影响浮选速率，而且容易产生细粒夹带，影响精矿品位和回收率；而且细粒矿物的比表面积大，对药剂非选择性吸附，药耗加大，增加了选矿成本，另外由于细粒矿物比表面能大，容易吸附在适宜浮选粒度的矿物表面，降低了该矿物的可浮性，再则，矿物越细，溶解度就最大，溶解组分可能会降低有用矿物和脉石矿物的表面差异，恶化浮选过程。
高分子药剂最大的特点是可根据使用需要采用合成的方法对碳氢链的长度进行调节，同时在碳氢链上可以引入不同性质的官能团。按其所带的电荷不同，可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型絮凝剂。目前选矿中最常用的高分子药剂为淀粉、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素等，高分子药剂的作用机理就在于通过电荷中和、表面吸附和吸附架桥的作用使泥质颗粒之间有效团聚以及通过络合作业与金属离子结合，达到对细粒级矿物有效抑制的作用。所以，研究新的高分子化合物作为浮选调整剂具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种新的适用于细粒级胶磷矿的正浮选调整剂，该调整剂可增强对含硅矿物的选择性抑制作用，同时增强对Ca2+、Mg2+等金属离子的去除作用，达到改善正浮选脱硅效率的效果。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了一种采用前述调整剂的正浮选方法，用于针对细粒级胶磷矿的正浮选。
本发明所要解决的再一个技术问题是提供了聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸盐的用途。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现。本发明是一种适用于细粒级胶磷矿的正浮选调整剂，其特点是，其主要成分为聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸盐，其结构式如下式I所示：
式I中：87X+94Y+71Z+104n＝1.8×106，且X、Y、Z、n均为正整数。
本发明还提供了一种适用于细粒级胶磷矿的正浮选方法，其特点是，采用正浮选脱硅工艺，磨矿细度为-0.074mm粒级控制在90~99%；在正浮选过程中pH优选控制在9-11，使用氢氧化钠或者碳酸钠作为pH调整剂，使用聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸盐作为调整剂，优选用量40-80g/t；使用水玻璃或者改性水玻璃作为抑制剂，优选用量3.0~8.0kg/t；使用C12~C20不饱和脂肪酸或其皂化物作为捕收剂，优选用量0.5~2.0kg/t。调浆后进入正浮选槽进行正浮选脱硅作业，泡沫产品为精矿，槽内产品为尾矿。
本发明还公开了聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸盐的用途，其特点是：该用途为将聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸盐用作含细粒级胶磷矿的正浮选调整剂。使用聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸盐作为调整剂，优选用量40-80g/t。
本发明的原理是：低品级胶磷矿（多处于我国云南以及湖北部分地区），磨矿细度需要达到95%以上才能单体解离，才能满足浮选工艺的要求，这必然会产生大量的原生矿泥和次生矿泥，这部分矿泥的细度都在10μm以下，在浮选过程中矿泥不仅使矿物浮选回收率明显降低，而且显著影响浮选的精矿品位，这主要是三方面的原因导致的，一是细粒矿物容易容易产生细粒夹带，影响精矿品位和回收率；二是细粒矿物的比表面积大，对药剂非选择性吸附，药耗加大，增加了选矿成本，三是由于细粒矿物比表面能大，容易吸附在适宜浮选粒度的矿物表面，降低了该矿物的可浮性，再则，矿物越细，溶解度就最大，溶解组分可能会降低有用矿物和脉石矿物的表面差异，恶化浮选过程。因此，采用合适的方法抑制矿泥的可浮选和减少矿泥矿物对有用矿物浮选的影响，是实现该类型矿物有效分离的重要途径。
本发明调整剂中，主体单体丙烯酰胺形成聚合物的分子主链，保持聚合物具有较高的分子量，同时保证聚合物具有水溶性。而疏水的芳香烃基作为功能单体，主要是利用其苯环的体积较大，能够适当增加分子链的刚性，形成类似空间网状的结构，更有利于相互间的缔合。酰胺基（-CONH2）具有很高的活性和亲水性，能通过氢键作用来吸附在颗粒表面上，使高分子链上的极性基团的静电斥力减小，高分子链发生卷曲，就像多孔的网一样从水溶液中将胶体、悬浮颗粒“清扫”下来。与此同时，它还能通过吸附作用在众多的粒子之间起到架桥作用，把许多颗粒聚集成大絮团，加强絮凝作用，起到絮凝助剂的作用。氧肟酸基对铁离子、铝离子等金属离子有很强的亲合力，可以与Al3+、Fe3+形成结构致密的螯合物，从而达到强力抑制的效果。另外，羧酸基可以和Ca2+、Mg2+离子络合，降低矿浆溶液中Ca2+、Mg2+离子浓度。所以它对各类型矿泥都具有很强的凝聚力，能形成牢固的吸附，比原有的传统高分子药剂能更有效地捕捉细颗粒，并且能够形成更牢固、更能抵抗外来离解力的絮团。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明调整剂应用于细粒级胶磷矿的正浮选中，与传统的矿正反浮选工艺相比，精矿品位和回收率都得到了提高，浮选药剂用量能降低20%左右，磨矿成本也大大降低，浮选泡沫粘度明显降低，精尾矿沉降速度较快；对于用传统方法很难处理的低品级硅钙质胶磷矿，采用本发明的方法能够起到良好的浮选效果。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1，一种适用于细粒级胶磷矿的正浮选调整剂：
正浮选调整剂主要成分为结构式I所示的聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸钠。将其用于含细粒级较多的胶磷矿正浮选时，磨矿细度为-0.074mm粒级为95%；正浮选过程中pH为10.0，调整剂碳酸钠用量3.0kg/t，调整剂聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸钠用量45g/t；抑制剂水玻璃用量3.5kg/t；捕收剂C18不饱和脂肪酸皂化物用量1.0kg/t。调浆后进入正浮选槽进行正浮选脱硅作业，泡沫产品为精矿，槽内产品为尾矿。
正浮选结果如下：原矿P2O5品位为19.52%，经浮选后精矿P2O5品位为28.42%，浮选作业精矿P2O5回收率为78.62%。
实施例2，一种适用于细粒级胶磷矿的正浮选调整剂：
正浮选调整剂主要成分为结构式I所示的聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸钠。
浮选采用正浮选脱硅工艺，磨矿细度为-0.074mm粒级为98%；正浮选过程中pH为10.0，调整剂碳酸钠用量3.0kg/t，调整剂聚丙烯酰胺-对甲基苯乙烯基氧肟酸钠用量50g/t；抑制剂水玻璃用量4.0kg/t；捕收剂C18不饱和脂肪酸皂化物用量1.2kg/t。调浆后进入正浮选槽进行正浮选脱硅作业，泡沫产品为精矿，槽内产品为尾矿。
浮选结果如下：原矿P2O5品位为16.37%，经浮选后精矿P2O5品位为28.95%，浮选作业精矿P2O5回收率为77.97%。
实施例3，一种适用于细粒级胶磷矿的正浮选调整剂：
正浮选调整剂主要成分为结构式I所示的聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸钠。
浮选采用正浮选脱硅工艺，磨矿细度为-0.074mm粒级为95%；正浮选过程中pH为10.5，调整剂碳酸钠用量4.0kg/t，调整剂聚丙烯酰胺-苯乙烯基氧肟酸钠用量60g/t；抑制剂水玻璃用量6.0kg/t；捕收剂C18不饱和脂肪酸皂化物用量1.2kg/t。调浆后进入正浮选槽进行正浮选脱硅作业，泡沫产品为精矿，槽内产品为尾矿。
浮选结果如下，原矿P2O5品位为22.28%，经浮选后精矿P2O5品位为32.96%，浮选作业精矿P2O5回收率为78.85%。
实施例4，对比试验一：
对比实验为有无使用本发明的调整剂浮选效果做对比，数据见表1：
对比例1，没有使用本发明调整剂试验：浮选采用正浮选脱硅工艺，磨矿细度为-0.074mm粒级为95%；正浮选过程中pH为10.0，pH调整剂碳酸钠用量3.0kg/t，抑制剂水玻璃用量3.5kg/t；捕收剂C18不饱和脂肪酸皂化物用量1.0kg/t。调浆后进入正浮选槽进行正浮选脱硅作业，泡沫产品为精矿，槽内产品为尾矿。
结果如下，原矿P2O5品位为19.56%，经浮选后精矿P2O5品位为27.42%，浮选作业精矿P2O5回收率为67.58%。
表1 对比试验结果
对比试验可以看出：在浮选试验中添加本发明的调整剂，精矿P2O5品位能提高1%，P2O5回收率能提高11%以上，经济效益非常显著。
实施例5，对比试验二：
对比实验二为有无使用本发明的调整剂浮选效果做对比，数据见表2：
对比例2：没有使用本调整剂试验：浮选采用正浮选脱硅工艺，磨矿细度为-0.074mm粒级为98%；正浮选过程中pH为10.0，调整剂碳酸钠用量3.0kg/t；抑制剂水玻璃用量3.5kg/t；捕收剂C18不饱和脂肪酸皂化物用量1.2kg/t。调浆后进入正浮选槽进行正浮选脱硅作业，泡沫产品为精矿，槽内产品为尾矿。
结果如下，原矿P2O5品位为16.37%，经浮选后精矿P2O5品位为28.78%，浮选作业精矿P2O5回收率为77.72%。
表2 对比试验结果
对比试验可以看出：在浮选试验中添加本发明的调整剂，精矿P2O5品位能提高0.4%，P2O5回收率能提高3%以上，经济效益比较显著。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，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的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
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