权利要求
1.一种活化
捕收剂,其特征在于,所述活化捕收剂通过对捕收剂溶液进行超声处理得到;
所述捕收剂溶液为羟肟酸类捕收剂溶液。
2.如权利要求1所述的活化捕收剂,其特征在于,所述超声处理的频率为20KHz~40KHz,功率为50W~800W,时间为0.5min~30min;和/或,
所述羟肟酸类捕收剂溶液的主要成分包括邻羟基萘甲羟肟酸、C5-9烷基羟肟酸和水杨羟肟酸中的至少一种;
所述捕收剂溶液的浓度为2wt.%~10wt.%。
3.如权利要求1或2所述的活化捕收剂在
稀土矿
浮选中的应用。
将稀土矿配制为矿浆,调节pH至7.5~8.5,依次加入抑制剂、权利要求1或2所述的活化捕收剂和起泡剂,充气浮选,经粗选、一次精选和二次精选的闭路浮选流程后,得到稀土精矿和稀土
尾矿。
5.如权利要求4所述的稀土矿的浮选方法,其特征在于,所述稀土矿的粒度小于0.074mm的部分为85wt.%~95wt.%;和/或,
所述矿浆的浓度为50wt.%~60wt.%;和/或,
所述充气浮选的温度为35℃~55℃。
6.如权利要求4所述的稀土矿的浮选方法,其特征在于,所述粗选、第一精选和第二精选中抑制剂的用量为1~5kg/t,起泡剂的用量为18~96g/t,活化捕收剂的用量为0.5~3kg/t;和/或,
所述抑制剂为水玻璃,浓度为5wt.%~20wt.%;和/或,
所述起泡剂为松醇油;和/或,
所述活化捕收剂的浓度为2wt.%~10wt.%。
7.如权利要求4所述的稀土矿的浮选方法,其特征在于,所述粗选的步骤包括:将所述矿浆浓度调整至50wt.%~60wt.%,矿浆温度调整至35℃~55℃,分散搅拌2~5min,调节pH至7.5~8.5后搅拌2~5min,加入抑制剂搅拌2~5min,加入活化捕收剂搅拌2~5min,加入起泡剂搅拌2~5min,充气浮选5~10min,得到浮选粗精矿和浮选尾矿。
8.如权利要求7所述的稀土矿的浮选方法,其特征在于,所述一次精选的步骤包括:将所述浮选粗精矿浓度调整至45wt.%~50wt.%,矿浆温度调整至35℃~55℃,分散搅拌2~5min,调节pH至7.5~8.5后搅拌2~5min,加入抑制剂搅拌2~5min,加入活化捕收剂搅拌2~5min,加入起泡剂搅拌2~5min,充气浮选3~8min,得到一次精选精矿和一次精选尾矿。
9.如权利要求8所述的稀土矿的浮选方法,其特征在于,所述二次精选的步骤包括:将所述一次精选精矿浓度调整至35wt.%~45wt.%,矿浆温度调整至35℃~55℃,分散搅拌2~5min,调节pH至7.5~8.5后搅拌2~5min,加入抑制剂搅拌2~5min,加入活化捕收剂搅拌2~5min,加入起泡剂搅拌2~5min,充气浮选3~8min,得到二次精选精矿和二次精选尾矿。
10.如权利要求9所述的稀土矿的浮选方法,其特征在于,还包括,所述一次精选尾矿和二次精选尾矿合并后返回粗选,重复所述粗选、第一精选和第二精选的步骤。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于稀土选矿技术领域,更具体的说是涉及一种稀土矿浮选羟肟酸类捕收剂超声活化的方法和应用。
背景技术
[0002]稀土广泛应用于化工、
新材料、航空航天和国防军工等国计民生各个方面,其高效开发利用至关重要。白云鄂博矿
稀土资源储量居世界首位,其主要稀土矿物包括氟碳铈矿和独居石,二者常与萤石、重晶石等含钙脉石矿物共伴生,浮选是其分选常用的方法。羟肟酸类捕收剂是白云鄂博矿稀土浮选的常用捕收剂,主要包括邻羟基萘甲羟肟酸、C5-9烷基羟肟酸及水杨羟肟酸等,此类捕收剂易于在稀土矿物表面进行选择性吸附,从而起到捕收作用。然而,由于羟肟酸类捕收剂溶解性差、捕收能力弱,造成稀土浮选生产过程中捕收剂用量大,且常温浮选指标不佳,在25℃左右室温下浮选,仅能获得稀土精矿品位不到40%,回收率不足50%的选别指标。为此,稀土浮选生产现场常采用70℃以上高温浮选的方法,增大羟肟酸捕收剂溶解能力,提高药剂有效组分,从而活化羟肟酸捕收剂,提高稀土浮选指标,目前稀土高温浮选也只能生产稀土品位为55%、回收率为58%左右的稀土精矿。稀土高温浮选工艺对捕收剂活化能力有限,限制了稀土浮选指标的进一步提高,造成稀土资源的严重浪费,且能耗大、现场浮选生产环境差,生态环境污染大。
[0003]综上需要高效的羟肟酸捕收剂活化方法,提高其对稀土的捕收能力,以降低捕收剂用量和浮选温度,提高稀土选别指标,促进白云鄂博矿稀土资源高效回收利用和生态环境保护。
发明内容
[0004]本发明的目的是提供一种稀土矿浮选羟肟酸类捕收剂超声活化的方法和应用,以解决上述现有技术存在的问题。
[0005]为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
[0006]本发明技术方案之一:提供一种活化捕收剂,所述活化捕收剂通过对捕收剂溶液进行超声处理得到。
[0007]进一步的,所述超声处理的频率为20KHz~40KHz,功率为50W~800W,时间为0.5min~30min。
[0008]本发明中的超声处理可选用的装置为配有喇叭型或平板型超声波换能器的超声波发生器。
[0009]超声波的空化效应可产生强烈的机械效应与热效应,在溶液介质内部产生乳化、破碎等作用。空化气泡破裂时会产生的震荡与冲击波,能提高油性药剂的乳化程度与电离程度,从而对药剂起到活化作用,本发明通过将超声波引入稀土浮选捕收剂羟肟酸溶解活化过程,促进活化捕收剂在稀土矿物表面吸附,强化对稀土的捕收能力,有助于提高稀土矿物浮选回收率。
[0010]进一步的,所述捕收剂溶液为羟肟酸类捕收剂溶液。
[0011]可选的,所述羟肟酸类捕收剂溶液的主要成分包括邻羟基萘甲羟肟酸、C5-9烷基羟肟酸和水杨羟肟酸中的至少一种。
[0012]进一步的,所述捕收剂溶液的浓度为2wt.%~10wt.%。
[0013]本发明通过超声波空化效应促进羟肟酸类捕收剂溶解和解离,产生更多的羟肟酸根阴离子,强化捕收剂在稀土矿物表面的吸附,提高稀土浮选指标。
[0014]本发明技术方案之二:提供一种上述活化捕收剂在稀土矿浮选中的应用。
[0015]本发明制备的活化捕收剂,可提高捕收剂溶液活性,降低捕收剂用量、降低稀土浮选矿浆温度,从而降低稀土浮选生产成本,节能降碳效果显著,解决了目前稀土矿浮选捕收剂用量大、浮选温度高、浮选指标差的问题。
[0016]本发明技术方案之三:提供一种稀土矿的浮选方法,步骤包括:
[0017]将稀土矿配制为矿浆,调节pH至7.5~8.5,依次加入抑制剂、上述活化捕收剂和起泡剂,充气浮选,经粗选、一次精选和二次精选的闭路浮选流程后,得到稀土精矿和稀土尾矿。
[0018]本发明中调节pH使用盐酸或氢氧化钠。
[0019]进一步的,所述稀土矿的粒度小于0.074mm的部分为85wt.%~95wt.%。
[0020]进一步的,所述矿浆的浓度为50wt.%~60wt.%。
[0021]进一步的,所述充气浮选的温度为35℃~55℃。
[0022]进一步的,所述粗选、一次精选和二次精选中抑制剂的用量为1~5kg/t,起泡剂的用量为18~96g/t,活化捕收剂的用量为0.5~3kg/t。
[0023]一般情况下,粗选、一次精选和二次精选中的药剂用量逐步减少。
[0024]可选的,所述抑制剂为水玻璃,浓度为5wt.%~20wt.%;所述起泡剂为松醇油;所述活化捕收剂的浓度为2wt.%~10wt.%。
[0025]进一步的,所述粗选的步骤包括:将所述矿浆浓度调整至50wt.%~60wt.%,温度调整至35℃~55℃,分散搅拌2~5min,调节pH至7.5~8.5后搅拌2~5min,加入抑制剂搅拌2~5min,加入活化捕收剂搅拌2~5min,加入起泡剂搅拌2~5min,充气浮选5~10min,得到浮选粗精矿(泡沫)和浮选尾矿(槽内沉沙)。
[0026]进一步的,所述第一精选的步骤包括:将所述浮选粗精矿浓度调整至35wt.%~50wt.%,矿浆温度调整至35℃~55℃,分散搅拌2~5min,调节pH至7.5~8.5后搅拌2~5min,加入抑制剂搅拌2~5min,加入活化捕收剂搅拌2~5min,加入起泡剂搅拌2~5min,充气浮选3~8min,得到一次精选精矿(泡沫)和一次精选尾矿(槽内沉沙,中矿1)。
[0027]进一步的,所述二次精选的步骤包括:将所述浮选一次精选精矿浓度调整至35wt.%~45wt.%,矿浆温度调整至35℃~55℃,分散搅拌2~5min,调节pH至7.5~8.5后搅拌2~5min,加入抑制剂搅拌2~5min,加入活化捕收剂搅拌2~5min,加入起泡剂搅拌2~5min,充气浮选3~8min,得到浮选二次精选精矿(泡沫)和浮选二次精选尾矿(槽内沉沙,中矿2)。
[0028]进一步的,还包括,所述一次精选尾矿(即中矿1)和二次精选尾矿(即中矿2)合并后返回粗选,重复所述粗选、一次精选和二次精选的步骤,直至一次精选尾矿(即中矿1)和二次精选尾矿(即中矿2)合并产品的产率和稀土品位值变化均不超过5%。
[0029]其中,上述浮选二次精选精矿为最终稀土精矿,浮选尾矿为最终尾矿。
[0030]本发明公开了以下技术效果:
[0031]本发明利用超声波的空化效应和超声辐射效应对稀土浮选羟肟酸捕收剂进行处理,超声波的空化效应在捕收剂溶液形成微纳米气泡,这些气泡在局部液体压力的作用下迅速崩溃,释放大量能量,破坏羟肟酸分子R-CO-NH-OH中的-O-H共价键,促进其解离,产生更多的活性羟肟酸根阴离子R-CO-NH-O-和氢离子H+。测试发现,超声处理捕收剂后,捕收剂溶液电导率由259μS/cm提高到623μS/cm,表明了捕收剂溶液中离子浓度的显著提升,对羟肟酸捕收剂起到活化作用,从而强化稀土浮选过程中稀土的回收效率。
[0032]本发明采用经超声处理的活化羟肟酸捕收剂进行稀土浮选,通过此方法,能够显著降低捕收剂用量,同时降低浮选矿浆的温度,从而有效降低生产成本并降低碳排放。
附图说明
[0033]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0034]图1为活化捕收剂的制备示意图,其中,(a)为喇叭型超声装置,(b)为平板型超声装置。
[0035]图2为浮选工艺流程图。
具体实施方式
[0036]现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0037]应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值,以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0038]除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
[0039]在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
[0040]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
[0041]图1为活化捕收剂的制备示意图,其中,(a)为喇叭型超声装置,(b)为平板型超声装置。
[0042]图2为浮选工艺流程图。
[0043]若无特殊说明,本发明具体实施方案中的“常温”和“室温”均指20~30℃。
[0044]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。
[0045]实施例1
[0046]稀土矿的浮选,步骤包括:
[0047]本实施例所用稀土矿样品为白云鄂博尾矿,
稀土氧化物(REO)品位为6.8%,捕收剂为邻羟基萘甲羟肟酸、C5-9烷基羟肟酸及水杨羟肟酸按照质量比8:1:1配制而成,超声处理装置为喇叭型超声波发生器;
[0048]S1、将上述捕收剂加水配置成质量浓度为10%的捕收剂溶液100mL,采用喇叭型超声波处理机进行超声处理(频率25KHz,功率200W,时间10min),得到活化捕收剂溶液;
[0049]S2、将上述白云鄂博尾矿磨矿至200目以下占92.50wt%,配制成质量浓度为60%的矿浆,将矿浆加热至40℃,搅拌分散3min;
[0050]S3、在矿浆中加入1%质量浓度的氢氧化钠溶液,调节PH至8.5,搅拌3min,继续加入质量分数为10%的水玻璃溶液(2000g/t)抑制脉石矿物,搅拌3min,再加入步骤S1中的活化捕收剂溶液(1500g/t)捕收稀土矿物,搅拌3min,再加入起泡剂松油醇(54g/t)搅拌3min,在矿浆中形成矿化气泡,随后打开
浮选机充气装置,进行浮选6min,得到的泡沫产品为稀土浮选粗选精矿,沉沙为稀土浮选尾矿;其中,粗选过程中保持矿浆温度为40℃左右;
[0051]S4、将步骤S3中的稀土浮选粗选精矿调节成质量浓度为45%的矿浆,加入1%质量浓度的氢氧化钠溶液,调节PH至8.5,搅拌3min,继续加入质量分数为10%的水玻璃溶液(1000g/t)抑制脉石矿物,搅拌3min,再加入步骤S1中的活化捕收剂溶液(750g/t)捕收稀土矿物,搅拌3min,再加入起泡剂松油醇(36g/t)在矿浆中形成矿化气泡,搅拌3min,随后打开浮选机充气装置,进行浮选4min,得到的泡沫产品为稀土浮选一次精选精矿,沉沙为一次精选尾矿;其中,第一精选过程中保持矿浆温度为40℃左右;
[0052]S5、将步骤S4中的稀土浮选一次精选精矿调节成质量浓度为40%的矿浆,加入1%质量浓度的氢氧化钠溶液,调节PH至8.5,搅拌3min,继续加入质量分数为10%的水玻璃溶液(500g/t)抑制脉石矿物,搅拌3min,再加入步骤S1中的活化捕收剂溶液(375g/t)捕收稀土矿物,搅拌3min,再加入起泡剂松油醇(36g/t)在矿浆中形成矿化气泡,搅拌3min,随后打开浮选机充气装置,进行充气搅拌浮选3min,得到的泡沫产品为稀土浮选二次精选精矿,沉沙为二次精选尾矿;其中,第二精选过程中保持矿浆温度为40℃左右;
[0053]S6、将步骤S4~S5中的尾矿(一次精选尾矿、二次精选尾矿)合并后返回粗选,重复进行步骤S3~S5的工序,直至浮选一次精选尾矿(即中矿1)和浮选二次精选尾矿(即中矿2)合并产品的产率和稀土品位值变化均不超过5%,所得浮选二次精选精矿为最终精矿,浮选尾矿为最终尾矿。
[0054]对比例1
[0055]与实施例1相比,不同之处仅在于捕收剂溶液未经超声处理。
[0056]实施例1和对比例1所得的稀土精矿和稀土尾矿经过滤、烘干后,检测稀土精矿REO品位并计算REO回收率,结果如表1所示,表1数据表明采用超声活化后捕收剂浮选稀土精矿的指标较未超声处理捕收剂,品位和回收率分别提高4.30%和7.42%。结果表明,超声活化捕收剂对白云鄂博尾矿浮选回收稀土时,具有提高选别指标的效果。
[0057]表1白云鄂博尾矿稀土浮选指标对比
[0058]
[0059]在实施例1的基础上,对浮选温度、超声功率、超声时间进行调整,探究其对浮选效果(稀土精矿产率、品位、回收率)的影响,结果如表2~4所示。表2结果表明,在不同的浮选温度条件下,超声活化捕收剂对白云鄂博尾矿浮选回收稀土均具有提升指标的作用。
[0060]表2浮选温度对浮选效果的影响
[0061]
[0062]表3结果表明,随着超声处理捕收剂功率的增加,超声活化捕收剂浮选白云鄂博尾矿中稀土选别指标逐渐升高,当超声功率达到400W时,稀土浮选指标为REO品位为51.30%,回收率为62.01%,继续增加超声功率,稀土选别指标提升不大,表明在一定的超声功率范围内,超声处理对捕收剂具有显著活化作用,强化其对稀土矿物的捕收作用,提高浮选指标。
[0063]表3超声功率对捕收剂浮选效果的影响
[0064]
超声功率/W产品产率/%REO品位/%REO回收率/%未超声稀土精矿7.646.5051.9750稀土精矿7.4548.6053.25100稀土精矿7.8150.1057.54200稀土精矿7.9550.8059.39400稀土精矿8.2251.3062.01600稀土精矿8.1452.1562.43
[0065]表4超声时间对浮选效果的影响
[0066]
超声时间/min产品产率/%REO品位/%REO回收率/%0.5稀土精矿7.5047.1051.955稀土精矿7.8648.8556.4610稀土精矿7.9550.8059.3920稀土精矿8.2550.2560.9730稀土精矿7.8049.0556.26
[0067]实施例2
[0068]稀土矿的浮选,步骤包括:
[0069]本实施例所用稀土矿样品为白云鄂博强磁中矿,稀土氧化物(REO)品位为9.2%,捕收剂为邻羟基萘甲羟肟酸、C5-9烷基羟肟酸及水杨羟肟酸按照质量比6:3:1配制而成,超声处理装置为平板型超声波发生器;
[0070]S1、将上述捕收剂加水配置成质量浓度为10%的捕收剂溶液100mL,采用平板型超声波处理机进行超声处理(频率40KHz,功率200W,时间20min),得到活化捕收剂溶液;
[0071]S2、将上述白云鄂博强磁中矿细磨至200目以下占90.50wt%,配制成质量浓度为60%的矿浆,将矿浆加热至50℃,搅拌分散3min;
[0072]S3、在矿浆中加入1%质量浓度的氢氧化钠溶液,调节PH至8.5,搅拌3min,继续加入质量分数为10%的水玻璃溶液(1600g/t)抑制脉石矿物,搅拌3min,再加入步骤S1中的活化捕收剂溶液(1200g/t)捕收稀土矿物,搅拌3min,再加入起泡剂松油醇(54g/t)在矿浆中形成矿化气泡,搅拌3min,随后进行充气浮选5min,得到的泡沫产品为稀土浮选粗选精矿,沉沙为稀土浮选尾矿;其中,粗选过程中保持矿浆温度为50℃左右;
[0073]S4、将步骤S3中的稀土浮选粗选精矿调节成质量浓度为45%的矿浆,加入1%质量浓度的氢氧化钠溶液,调节PH至8.5,搅拌3min,继续加入质量分数为10%的水玻璃溶液(800g/t)抑制脉石矿物,搅拌3min,再加入步骤S1中的活化捕收剂溶液(600g/t)捕收稀土矿物,搅拌3min,再加入起泡剂松油醇(36g/t)在矿浆中形成矿化气泡,搅拌3min,随后打开浮选机充气装置,进行充气浮选4min,得到的泡沫产品为稀土浮选一次精选精矿,沉沙为一次精选尾矿;其中,一次精选过程中保持矿浆温度为50℃左右;
[0074]S5、将步骤S4中的稀土浮选一次精选精矿调节成质量浓度为40%的矿浆,加入1%质量浓度的氢氧化钠溶液,调节PH至8.5,搅拌3min,继续加入质量分数为10%的水玻璃溶液(400g/t)抑制脉石矿物,搅拌3min,再加入步骤S1中的活化捕收剂溶液(300g/t)捕收稀土矿物,搅拌3min,再加入起泡剂松油醇(18g/t)在矿浆中形成矿化气泡,搅拌3min,进行充气浮选3min,得到的泡沫产品为稀土浮选二次精选精矿,沉沙为二次精选尾矿;其中,第二精选过程中保持矿浆温度为50℃左右;
[0075]S6、将步骤S3~S5中的尾矿(一次精选尾矿、二次精选尾矿)合并后重复进行步骤S3~S5的工序,直至浮选一次精选尾矿(即中矿1)和浮选二次精选尾矿(即中矿2)合并产品的产率和稀土品位值变化均不超过5%,最终稀土浮选二次精选精矿即为稀土精矿,合并所得尾矿即为稀土尾矿。
[0076]对比例2
[0077]与实施例2相比,不同之处仅在于,捕收剂溶液未经超声处理。
[0078]实施例2和对比例2所得的稀土精矿和稀土尾矿经过滤、烘干后,检测稀土精矿REO品位并计算REO回收率,结果如表5所示,表5数据表明采用超声活化后捕收剂浮选稀土精矿的指标较未超声处理捕收剂,品位和回收率分别提高3.40个百分点和4.38个百分点,达到了稀土浮选精矿品位和回收率“双60”的选别指标。结果表明,超声活化捕收剂对白云鄂博强磁中矿浮选稀土时,具有提高选别指标的效果。
[0079]表5白云鄂博强磁中矿稀土浮选指标对比
[0080]
[0081]本发明基于稀土和脉石矿物颗粒表面物理化学性质的差异,通过抑制剂对脉石矿物进行吸附抑制,使得非目标矿物不易附着在气泡上面,抑制脉石矿物的上浮;通过捕收剂对稀土矿物进行吸附,使得目标矿物更易吸附在气泡上面,随着气泡浮出液面,达到与脉石分离的效果;通过超声波的处理,实现对捕收剂的活化,增大了捕收剂在稀土矿物表面的吸附,强化了气泡矿化过程,提高了稀土浮选指标。
[0082]对比例3
[0083]与实施例2相比,不同之处在于,捕收剂溶液未经超声处理,且粗选、一次精选和二次精选的浮选温度为70℃。实施例2和对比例3所得的稀土精矿和稀土尾矿经过滤、烘干后,检测稀土精矿REO品位并计算REO回收率,结果如表6所示,表6数据表明采用超声活化的捕收剂在50℃相对较低的浮选温度条件下,获得的浮选稀土精矿指标,较未超声处理的捕收剂在70℃条件下,获得的浮选稀土精矿指标,品位提高0.95个百分点,回收率提高0.34个百分点。结果表明,通过活化捕收剂能够达到较高温浮选更好的技术效果。
[0084]表6白云鄂博强磁中矿稀土浮选指标对比
[0085]
[0086]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0087]对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
说明书附图(2)
声明:
“稀土矿浮选羟肟酸类捕收剂超声活化的方法和应用” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)