磷矿物浮选药剂的应用现状.pdf

Se r i a l No． 46 8 矿业快报 EXPRES S I NF0RMAT1 0N 0F MI NI NC I NDUS TRY 磷矿物 浮选 药剂 的应用现状 张旭戴惠新 昆明理 工大学 总 第4 6 8期 2 0 0 8 年 4月第 4期 摘要 主要介绍 了磷矿物浮选过程 中捕收剂和抑制剂的应用现状 ， 并给出了几种磷矿物浮选 药剂的组合应用情况。 关键词 磷矿 ； 浮选； 捕收剂 ； 抑制剂 中图分类号 - T D 9 2 3 ． 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 9 - 5 6 8 3 2 0 0 8 0 4 - 0 0 1 0 - 0 3 Pr e s e nt S i t ua t i on o f Fl o t at i o n Re ag e nt s o f Ph o s p ha t e o r e Zh a n g Xu Da i Hu i x i n K u n m i n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y Abs t r a c t Ap p l i c a t i o n s i t u a t i o n o f c o l l e c t o r s a nd d e p r e s s a n t us e d i n flo t a t i o n o f p h o s p h a t e o r e a r e ma i n l y i n t r o d u c e d ．C o mb i n e d a p p l i c a t i o n s i t u a t i o n o f s e v e r a l fl o t a t i o n r e a g e n t s f o r p h o s p h a t e o r e a r e p r e s e nt e d， Ke y wo r d s P ho s p ha t e o r e；F l o t a t i o n；Co l l e c t o r ；De p r e s s a nt 浮选是选别磷矿石 的最有效方法 之一 ， 而浮选 药剂是浮选效果的关键 。近几年浮选药剂研制或选 用 的主要趋 向是多官能团化 、 官能团中心多样化 、 聚 氧乙烯基化、 异极性即两性化、 弱解离或非离子化以 及混合协同化⋯。磷矿浮选药剂按其用途可分为 捕收剂 、 起泡剂 、 调整剂 包括抑制剂、 活化剂、 介质 调整剂 、 絮凝剂 。其 中受到广泛关注 的是捕 收剂 和抑制剂。 1 浮选捕收剂及应用 1 ． 1 浮选捕收剂 1 ． 1 ． 1 改性脂肪酸 浮选磷矿 时 ， 通常采 用阴离 子型 带磺基 或羧 极性基 的药剂 作为 表面 活性捕 收剂。浮 选磷 矿 时 ， 在常用 的捕收剂塔尔油 、 蒸馏塔尔油皂或脂肪酸 中添加部分石油发 酵脂肪酸 ， 能明显提高磷的 回收 率。在脂肪酸类捕收剂 中 ， 值得注意 的是脂肪 酸的 二聚物和三聚物。以塔尔油脂肪酸为原料 ， 在 高温 及粘土类催 化剂作用下制 成 的捕收剂与燃 料油混 用 ， 对磷灰石和硅质脉石有较好 的分选效果 J 。例 如 ， 用茜素红一 S作浮选助剂与 油酸钾配合使用 ， 可 使磷灰石和方解石有效 分离 。 捕收剂是脂肪酸 张旭 1 9 8 2一 ， 男 ， 汉 ， 河北衡水人 ， 在读硕士生 ， 6 5 0 0 9 3云南 省昆明市。 戴 惠新 1 9 6 6一 ， 男 ， 汉 ， 博士 ， 教授 。 1 O 类捕收剂 ， 在弱酸l 生 介质中能反浮选胶磷矿 ， 在磨矿 细度为 一 0 ． 0 7 4 ra m 7 5 ． 5 ％的条件下 ， 以硫酸作抑制 剂 ， 经一粗二精反浮选某磷矿石 ， 获得含 P 0 3 7 ％、 Mg O 0 ． 5 ％、 P 2 0 回收率 9 1 ． 3 9 ％ 的精矿。用 紫外 和红外光谱等手段研究 了 捕 收剂 浮选磷矿的作 用机理 J ， 结果表 明， 在矿 物表面 以溶度小的脂 肪酸镁和脂肪酸钙 的形式 吸附。WH I P 磷矿捕 收 剂是用某种油脂工业下脚料经碱炼提纯 ， 得到一种 淡黄色膏状物 ， 将该膏状物进行酸化和加成 ， 得到一 种深棕色油状液体 ， 将 上述所得 的淡 黄色膏状物与 棕色油状液体按一定 比例 混合得棕 色油状液体称 WH I P 。用它作捕收剂 ， 在 1 5 c 【 浮选磷灰石矿 ， 可 得到含 3 4 ． 3 1 ％P 2 0 ， 回收率 9 2 ． 9 1 ％的磷精矿 ； 用 WO - 3氧化石蜡皂在相 同温度 下作对 比试验 ， 得 到 含 3 6 ． 5 ％P 2 0 ， 回收率 3 8 ． 4 6 ％ 的磷精 矿 ， WH I P 的效果比WO - 3效果好 J 。可见 WH I P 能在较低 温度下浮选磷灰石 。 1 ． 1 ． 2醚胺 用醚胺反浮选石英 以提高磷精矿的品位 ， 其效 果 比脂肪酸类捕收剂好。美 国西部磷矿使用反浮选 工艺 ， 先用脂肪酸浮选碳酸盐 ， 然后用不同的胺类捕 收剂浮选硅物质 ， 得到的磷 精矿 无论在品位和回收 率方面 ， 均是醚胺优于脂肪族胺。美 国化学公司使 用烷基苯基醚胺反浮选硅质磷块岩 ， 效果也较一般 维普资讯 张旭戴 惠新 磷 矿物 浮 选 药剂 的应 用现 状 2 0 0 8年 4月第 4期 常规浮选为佳 。 1 ， 1 ， 3 酰胺 羧酸类捕收剂与两性捕收剂 前苏联使用 N 一 酰化氮基酸 A A K 浮选磷矿 的 工业 试验表明， 在使用回水的条件下 ， 可获得较高的 浮选工艺指标 ， 而且浮选泡 沫性 能和精矿 的脱水指 标也都得到了改善 。两性捕收剂用于浮选磷酸盐矿 物主要有氨基羧酸 、 氮基磺酸、 氨基硫酸酯和氨基磷 酸酯等类型 ， 用作磷矿捕收剂的多为前 两者。烷基 酰胺羧酸或 N 一 甲基酰胺羧酸与异羟肟酸组合时 ， 对 含 P 2 O 6 ％的高碳酸盐磷灰石矿进行浮选， 精矿品 位比单用后者时提高 0 ． 8 6 ％ ～ 1 ． 4 ％， 回收率提高 1 ． 2 ％ ～1 0 ％ ， 且改善了泡沫性能。采用烷基氨基丙 酸与燃料油组合浮选摩洛哥磷矿上部 和下部矿样 ， 可获 得 含 P 2 O 5 2 9 ． 8 5 ％ ， 回 收 率 为 8 8 ． 1 ％ 、 P 2 O 3 2 ． 1 0 ％ ， 回收率为 9 7 ． 9 ％ 的磷 精矿。我 国的研 究 表明 ， 十二烷基亚氨基二次 甲基膦酸是磷灰石和方 解石的良好捕收剂。 1 ， 1 ， 4 磷酸酯及有机磷酸 研究发现 ， 十二烷基 磷酸二钠盐 是在 p H大 于 9 ． 0时从石英中优先浮选方解石和磷酸盐矿物的捕 收剂， 但是它在分离方解石和磷酸盐矿物时没有选 择性 。H． H． 符多维钦科 、 B ． M． 扎沃罗诺克和 月． 且． 拉托贝尔斯卡娅研究表 明， 二十一烷基磷酸钠 比油 酸钠和环烷酸皂更有选择性 的降低 磷灰石 的润湿 性 。可见这种类型捕收剂在磷灰石上 比方解石更好 的固着 。B a u d e t 等人 在磷矿石浮选 中发现 ， 磷酸酯 可 以从沉积型磷酸盐矿石 中有效地 浮选 碳酸盐 矿 物 。磷酸酯与磷酸酯组合浮选可以分离磷酸盐碳酸 盐矿石。烷基亚氨基二次 甲基膦酸 和烷基 a 一 羧基一 1 ， 1 一 二膦酸用 于选别格 陵兰碳 酸盐磷 矿含 氟磷 灰 石 ， 亦获得 了较为理想的效果 。 1 ． 1 ． 5 阳离子胺捕收剂 在从磷酸盐矿物中反浮选硅酸盐矿物或反浮选 白云石或方解石时可以用 阳离子捕收剂。从磷矿石 中反浮选硅质脉石 ， 除采用常用的脂肪伯胺外 ， 还有 环烷胺、 塔尔油胺 、 聚氧乙烯基胺 、 烷氧基二胺 、 烷酰 胺基二羟 乙基 乙胺 、 烷酰基 聚胺 、 烷基苯醚胺等 _ 1 ] 。 美国专利报道， 用蒸馏脂肪胺的残渣与沸点较低的 脂肪胺按一定 的比例组合 ， 从脂肪 酸浮选获得 的磷 粗精矿 中反浮石英 ， 所得 的磷精矿 品位 和回收率都 很高。 1 ． 2 浮选捕收剂的组合应用 脂肪酸是磷矿浮选 的经典捕收剂 ， 很少单独使 用 ， 多与燃料油等组合使用 。早 在 2 0世纪 4 0年代 印度就报导了油酸与煤油的组合物作为磷矿浮选捕 收剂， 对含 P 2 O 1 1 ． 0 8 ％ 的铁 、 硅磷灰石矿石 ， 可获 得 P 2 O 4 0 ％的优质磷精矿。美国专利报导 了塔 尔 油与煤油组合作为磷矿捕收剂 ， 1 9 5 5年用油酸钠与 油酸铵组合作为磷矿捕收剂， 其浮选试验结果从含 P 2 O 5 为 2 7 ． 6 ％ 的原矿 ， 获得含 P O 5 为 3 8 ， 1 ％ 、 回 收率为 8 5 ． 2 ％ 的磷精矿 。P A 一 8 0 4 2是磷 矿捕收剂 ， 能耐低温 ， 在矿浆 中分散好等优点 ， 用油脚皂一粗二 精开路对 比试验结果 表明 ， P A 042适合 在低温下 浮选磷矿 。P A 一 9 0 0 B低温浮磷捕收剂针对某磷矿 选厂不能连续供热的现状 ， 对该矿石进行浮选试验 ， 试验结果表 明， 矿浆 温度为 8～9 c C时， P A 一 9 0 0 B用 量为 0 ． 7～0 ． 8 k g ／ t的条件下 浮选 ， 可从 含 2 3 ． 8 ％ P 2 O 5的给矿 ， 得到含 3 2 ％P 2 O 5 、 回收率 9 0 ％ 以上 的 磷精矿 J 。C 1 4～1 8混合脂肪酸与松香按 1 1组合 制成钠皂浮选磷 矿， 可获得含 P 2 O 3 0 ％ 、 磷 回收率 为 7 8 ％的磷精矿 的实验结果 。另外磷矿捕收剂 组 合如石油璜酸与油酸钠或再加柴油组合 ， 脂肪酸与 六氯丁二烯组合 ， 羟肟酸与烷基璜酸盐组合 ， 脂肪酸 与分馏乙醇的残液组合 ， 脂肪酸和胺组合等。 2浮选抑制剂 2 ． 1 碳酸盐矿物和硅石的抑制剂 采用碳酸钠与水玻璃组合使用 ， 在浮选磷灰石 时 ， 可以显著的改善水玻璃抑制作用的选择性 ， 提高 分离 效 果。这 是 因为 碳 酸 钠在 矿 浆 中解 离 出 的 H C O ；和 c O ； 一离子可优先吸附在磷灰石表面， 从 而可防止硅酸胶粒和 HS i O ；离子 的吸附及产生的 抑制作用 ； 而硅酸胶粒和 H S i O ；离子则 可以优先在 石英及其它硅酸盐表面吸 附， 并使它们强烈亲水 引 起抑制作用 ， 于是便 可成功地用脂肪酸类 捕收剂 浮 出磷灰石。在磷灰石与 白云石混合物浮选时抑制 白 云石时存在多种抑制剂。羧 甲基纤维素是 白云石的 最好抑制剂 ， 柠檬酸和萘基蒽基硫酸盐是 白云石好 的抑制剂 。S M1 0 1 是一种新型抑制剂 ， 对王集磷矿 试验表明， 该 药剂抑制脉石 能力较强 ， 精矿指 标 良 好 。F 1 0 3为改性腐植酸钠产品， 有较强的适应能 力 。先后用 于朝阳、 海 口等磷矿 的探索试验和实验 室试验， 效果都较好。美专利曾报道 钴、 钡、 铜、 铁、 镍 、 锌等金 属无机盐与草酸、 琥珀酸、 酒石 酸、 醋 酸、 乳酸等有机酸组合 ， 可以抑制磷矿 。 2 ． 2 磷酸盐矿物的抑制剂 在磷 酸盐矿石反浮选中 ， 广泛应用磷酸及其衍 生物 如二磷酸盐 作为抑制剂 ， 以抑制有用矿物磷 灰石 。Hs i e h等人在 I d a h o 磷 酸盐矿石浮选时 ， 在 酸 1 1 维普资讯 总第4 6 8期 矿业快报 2 0 0 8年 4月第 4期 性 p H范围内， 用二磷酸抑制磷 酸盐矿物 ， 用脂肪酸 浮选碳酸盐矿物。在酸性 p H范 围， 方解石和 白云 石会产生二氧化碳 ， 这样会阻止在这些矿物上形成 氢键。所以， 用油酸类捕收剂可 以浮选方解石和 白 云石 ， 从而可以与磷灰石分离开。H s i e h ， S h u a n S h i i 等人在处理佛罗里达风化 白云质磷酸盐矿石时， 在 从磷精矿中浮选 白云石 的过程 中， 以双膦酸作磷酸 盐矿物的抑制剂 ， 获得 了含 P O 2 9 ． 5 ％ ～3 0 ． 6 ％ 、 回收率 8 2 ． 6 ％的精矿 ； Mg O含量从原矿 中的 2 ％降 至 0． 7 ％ ～1 ． O ％ [ 。 3结语 浮选是磷酸盐矿石选别的最好方法 ， 世界市场 上约有一半以上的磷酸盐产品是 由浮选得到的。但 随着世界磷矿富矿资源 的 日益枯竭 ， 不得不开采 中 低品位的磷矿石 ， 而这些 资源 Mg O含量普遍较高 ， 磷矿物和脉石矿物紧密共生 ， 矿物嵌布粒度细 ， 往往 只有浮选法才能获得较好的分离效果 。 研制新药剂和混合用药都是磷矿浮选药剂的重 要研究方向。同时 ， 由于浮选药剂都或多或少地对 环境造成污染 ， 所 以研制低毒高效磷矿 浮选药剂也 是研究人员所必须考虑 的。 参考文献 [ 1 ] 骆兆军， 钱 鑫． 国内外磷矿选矿的新进展[ J ] ． 中国矿业， 1 9 9 8 8 ． [ 2] 骆兆军 ， 王文潜 ， 钱鑫． 磷 矿浮选进展 [ J 1 ． 化 工矿物 与加工 ， 1 9 9 9 7 ． [ 3] 唐云 ， 张覃． 1 ’s药剂在 磷矿 浮选 中的作 用研 究 [ J ] ． 矿 业 研 究与开发 ， 2 0 o 3 3 2 32 6 ． [ 4 ] 罗廉明， 乐华斌， 刘 鑫． 一种新型磷矿低温浮选捕收剂[ J ] ． 化 工矿物与加 工 ， 2 o o 5 1 2 3～ 5 ． [ 5 ] 周叔 良译． 美国西部磷矿 应用硅酸盐一 二氧化硅 浮选技术 [ J ] ． 化 工矿 山译丛， 1 9 8 5 1 ． [ 6 ] H 西斯等． 磷酸矿石浮选药剂评述[ J ] ． 国外金属选矿， 2 0 0 3 1 0 81 3 ． [ 7 ] 韩云峰． P A 一 8 0 4 2 捕收剂用于锦屏磷矿常温浮选[ J ] ． 化工矿物 与加 工， 2 0 0 4 6 2 6～2 7 ． [ 8 ] 徐金书． 新浦磷矿低瘟捕收剂的选择 [ J ] ． 化工矿物与加工， 2 0 0 5 1 2 2 1～ 2 3 ． [ 9 ] 巴洪春等． 硅钙质胶磷矿浮选抑制剂 S M 1 0 1 [ J ] ． 化工矿山技 术 ， 1 9 8 5 6 ． 收稿 日期 2 0 0 7 1 O 一 2 2 信息平台 承钢集 团 目前控制矿产资源近 1 0亿 t 承德新新钒钛股份有 限公司副董事长、 总经理 李怡平在 2 0 0 8年 2月 2 7日举行的公司债券发行网 上推介会表示 ， 承德地区丰富的钒钛磁铁矿资源是 公司的最大竞争优势。据统计 ， 承德地 区钒钛磁铁 矿储量 8 O多亿 t ， 品位一般在 1 8 ％ ～ 3 0 ％。且钒钛 磁铁矿埋藏浅 、 易采 、 易磨 、 可选性好、 开采成本低 ， 为大规模开发利用创造了有利条件 。承钢集团 目前 通过独资或参股 的矿业公 司控制资源近 1 O亿 t ， 河 北省政府已经决定将新发现的矿产资源全部优先配 置给承钢集 团， 对 当地 民营矿产资源的整合主要采 取投资人股的方式。 重庆 巫山发现储量 上亿 吨铁矿 从 2 0 0 8年 2月 1 7日重庆市召开的地勘工作会 上获悉 ， 2 0 0 7年， 重庆 市地质矿产 勘查开发局在巫 山县找到一个储量上亿吨的大型铁矿矿床 。 建矿工作将 于 2 0 0 8年全面展开， 预计 2 0 1 1年 建成一期工程 ， 届时可年产 3 0 0万 t 铁矿石 ， 可望为 1 2 重钢解决 2 5 ％的“ 口粮” 。 巫 山桃花矿铁矿床由川东南地质队发现。其储 量丰富， 铁矿石大多分布在地表 ， 易于开采 ， 矿石含 铁量在 6 0 ％左右。 维普资讯