CN114749281B - 钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂、制备方法及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂、制备方法及其使用方法，属于矿物加工技术领域。本发明的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂为水包油型乳化溶液；其中，除水外加入的试剂包括以下质量百分比的原料：捕收剂80～90％、煤油5～10％和强碱5～10％；所述捕收剂包括油酸或油酸钠。本发明的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的使用方法中，利用钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂具有的高稳定性和强捕收能力，通过反浮选的方式，去除大量的钙型脉石，从而提高了氧化锌精矿的品位。在后续在锌萃取阶段，极大的降低了萃取剂浓硫酸的使用量，对比原矿石，反浮选后的浓硫酸消耗量降低了50％‑75％，节约了工艺成本，增加了经济效益，降低了环境污染。整个使用方法，浮选工艺流程简单，操作容易。

Description

钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂、制备方法及其使用方法

技术领域

本发明涉及矿物加工技术领域，具体涉及钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂、制备方法及其使用方法。

背景技术

近年来，世界锌的生产和消费逐渐增加，虽然我国锌矿资源储量丰富，但是长期以来处于供不应求，需求短缺的情况。而随着高品级硫化锌矿的日益开采而愈渐枯竭，氧化锌矿的开采与回收得到了重视。但是我国的氧化锌矿品位低，矿相组成复杂，脉石含量高等原因造成了浮选难度大，回收效率低，浪费大量资源的问题。因此，如何开发利用氧化锌矿，提高氧化锌的高效回收，降低生产成本以及资源综合利用是亟待解决的重要问题。

氧化锌矿所含矿物的种类较多，尤其伴生的脉石矿物非常普遍。其中碳酸盐类(白云石和方解石)是最常见的，并且这类脉石是氧化锌回收不理想的主要原因，这是由于：碳酸盐类脉石与氧化锌具有类似的物理化学性质，妨碍了药剂与矿物表面之间接触和反应；碳酸盐溶解的钙离子吸附在氧化锌表面而改变矿物表面性质。另一方面，在锌溶剂萃取阶段，浓硫酸是最常见的萃取剂，然而含有高品位的钙型脉石也会消耗大量的浓硫酸而降低经济效益，增加环境问题。因此在氧化锌选矿过程中抛弃大量脉石，特别是钙镁型脉石是不可缺少的环节，也是提高氧化锌的高效回收，降低生产成本的重要技术手段。

发明内容

本发明的目的是提供钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂、制备方法及其使用方法，以解决现有钙型脉石中氧化锌矿选矿过程中存在回收效率低、生产成本高的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂，所述钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂为水包油型乳化溶液；其中，除水外加入的试剂包括以下质量百分比的原料：捕收剂80～90％、煤油5～10％和强碱5～10％；所述捕收剂包括油酸或油酸钠。

进一步地，在所述的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂中，在所述钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂中捕收剂和煤油的总含量为9～13％。

进一步地，在所述的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂中，所述强碱包括：氢氧化钠和/或氢氧化钾。

本发明还提供所述的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的制备方法，包括以下步骤：

将所述捕收剂、所述煤油和所述强碱混合后，加水，经超声处理后，得到呈白色乳化状的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂。

进一步地，在所述的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的制备方法中，所述超声处理步骤包括：温度28～35℃，超声频率15～40Hz，功率550～650W。

本发明还提供一种采用所述的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的使用方法，包括以下步骤：

将所述钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂与钙型脉石原矿，加水研磨后得到研磨浆料；

将所述研磨浆料加水进行絮凝粗选直至无泡沫后，反浮选分离出粗选矿品以及尾矿品；

将所述粗选矿品加水精选直至无泡沫后，反浮选分离出钙型脉石精矿以及氧化锌精选中矿。

进一步地，在所述的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的使用方法中，在研磨时，加水使钙型脉石原矿的固体质量分数到达55～65％。

进一步地，在所述的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的使用方法中，所述研磨浆料为质量计粒度100～150mm占80～85％的矿浆。

进一步地，在所述的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的使用方法中，所述粗选矿品加水精选一次，得到一级氧化锌精选中矿；

所述粗选矿品加水精选二次，分别得到一级氧化锌精选中矿和二级氧化锌精选中矿；

所述粗选矿品加水精选三次，分别得到一级氧化锌精选中矿、二级氧化锌精选中矿和三级氧化锌精选中矿。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂中，油酸钠和油酸是一种优良的钙脉石捕收剂，通过加入强碱让捕收剂更易溶解在水中，辅以具有表面活性作用和乳化作用的煤油作为架桥溶液以增加其润湿效果，通过三者的结合形成稳定、高效的混合型捕收剂，使得矿物表面可以吸附更多的捕收剂，从而提高对钙型脉石的絮凝回收作用。

2、本发明的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂，仅需要三种试剂，无需使用其他常见氧化锌矿浮选试剂(例如硫化钠，硫酸铜)，节约了药剂成本。

3、本发明的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂，绿色环保，对环境无污染。

4、本发明的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的使用方法中，利用钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的高稳定性和强捕收能力，通过反浮选的方式，去除大量的钙型脉石，从而提高了氧化锌精矿的品位。这样在后续的锌萃取阶段，极大的降低了萃取剂浓硫酸的使用量，对比原矿石，反浮选后的浓硫酸消耗量降低了50％-75％，节约了工艺成本，增加了经济效益，降低了环境污染。整个使用方法，浮选工艺流程简单，操作容易。

5、本发明的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的制备过程简便，对设备要求低，占地小。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本实施方式的技术方案为：

一种钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂为水包油型乳化溶液，其中，除水外加入的试剂包括以下质量百分比的原料：捕收剂80～90％、煤油5～10％和强碱5～10％；捕收剂包括油酸或油酸钠；强碱包括：氢氧化钠和/或氢氧化钾。在钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂中捕收剂和煤油的总含量为9～13％。

本发明的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂水包油型乳化溶液，能在原矿颗粒研磨过程中，提高了捕收剂和原矿的接触。在本发明中，油酸或油酸钠作为主捕收剂，通过具有的表面活性作用和乳化作用的煤油作为架桥溶液，在超声波处理后与主捕收剂形成乳状液。

本发明中的捕收剂、煤油、强碱来源广，价格低，能有效控制生产成本。油酸或油酸钠的投加量维持在3000-5000g/t的范围，若降低其含量会导致钙型脉石的回收率随之降低，若提高其含量必然会增加钙型脉石的回收，同时会降低氧化锌精矿中锌矿的品位。将各组分含量控制在合理范围内，保证回收率的同时，维持更低的生产成本，更适合大规模推广应用。

本发明的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂与反浮选方法相结合，提高了对对钙型脉石的分离选择性，从而提高了回收率。

该钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的制备方法，包括以下步骤：

将捕收剂、煤油和强碱混合后，加水，在温度28～35℃，超声频率15～40Hz，功率550～650W的超声条件下处理，得到呈白色乳化状的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂。

该钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的使用方法，包括以下步骤：

将钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂与钙型脉石原矿放入球形研磨机内，加水使钙型脉石原矿的固体质量分数到达55～65％进行研磨，得到研磨浆料；研磨浆料为质量计粒度100～150mm占80～85％的矿浆；

将研磨浆料移入浮选槽内，加水进行絮凝粗选直至无泡沫后，反浮选分离出粗选矿品以及尾矿品氧化锌矿；

将粗选矿品加水精选直至无泡沫后，反浮选分离出钙型脉石精矿以及氧化锌精选中矿。

在该钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的使用方法中，粗选矿品加水精选一次，得到一级氧化锌精选中矿；粗选矿品加水精选二次，分别得到一级氧化锌精选中矿和二级氧化锌精选中矿；粗选矿品加水精选三次，分别得到一级氧化锌精选中矿、二级氧化锌精选中矿和三级氧化锌精选中矿。

实施例1

本实施例的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂，采用的试剂为：油酸钠3g，煤油4ml，氢氧化钠为0.96g。

本实施例的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的制备方法，包括以下步骤：

称取油酸钠、煤油和氢氧化钠于固体容器中，然后向容器中加入水35毫升使得捕收剂和煤油的总含量为9％，并在超声波清洗机中超声搅拌，温度28℃，超声频率15Hz，功率550W，搅拌均匀得到混合乳化悬液，得到钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂。

矿石的钙型脉石矿物主要为方解石、白云石，品位为12.7％，矿石的氧化锌矿物主要为异极矿和硅酸锌矿，锌矿的品位为5.5％。

本实施例的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的使用方法，包括以下步骤：

钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂和矿石放入球形研磨机内，加水使得固体质量百分比为60％，研磨时间为4分钟，计粒度为106μm占质量的80％。

将研磨好的矿浆移至浮选槽内，加水调浆至矿浆浓度为20％并进行浮选实验，回收钙型脉石，得到粗选脉石精矿，浮选槽内为尾矿。将粗选脉石精矿移至浮选槽内重复进行二次精选，分别得到脉石精矿和一级和二级氧化锌精选中矿，将尾矿和两个等级的精选中矿混合后得到氧化锌精矿。

其实验结果如表1所示：

表1实施例1的实验结果

对照例1

本对照利用正浮选的方法从相同的矿物中提取银、氧化铜矿和氧化锌矿作为对照。具体操作如下：将矿石放入球形研磨机中，加水使得固体质量百分比为60％，研磨时间为10分钟，质量计粒度为100μm占85％以上，将磨好的矿浆移至浮选槽内，加水调浆至矿浆浓度为20％，调矿浆pH至8.1，然后加入50g/吨常见的银捕收剂异丙基黄药、30g/吨的促进剂Aerophine3418A和20g/吨的起泡剂，进行银的浮选，浮选时间为10分钟。完成银的浮选后，向浮选槽内加入530g/吨的硫化氢钠、100g/吨的促进剂AP6494和30g/吨的常见的收集剂—戊基黄药来浮选氧化铜矿和氧化锌矿，浮选时间为6分钟。

其实验结果如表2所示：

表2对照例1的实验结果

对比表1和表2的结果可得，本发明的混合捕收剂具有高效的去除脉石的能力，并且在尾矿中含有较多的氧化锌矿。而对照实验中，二次浮选后得到的银、氧化铜和氧化锌的品味和回收率都较低，同时也回收了大量的脉石。这是由于较高品位的脉石消耗了大量的正浮选实验试剂。因此对照实验所用的试剂对此类矿石具有低效、低选择性以及回收指标不理想等问题。

用浓硫酸浸出实验验证本混合捕收剂的效能，具体浸出实验流程为：取原矿或氧化锌精矿30g于固体容器内，加入50mL pH为1.5的蒸馏水，将容器放置在磁力搅拌机上搅拌，用浓度为98％的浓硫酸滴定溶液，使得溶液pH为1.5并维持1个小时。

本实验的浓硫酸用量是以产率为67.76％(见表1)氧化锌精矿所得，若将其换算成以每吨矿石为单位，公式应为：

V_矿石为计算的矿石浓硫酸使用量，V_精矿为实验测得的氧化锌精矿浓硫酸使用量。浓硫酸浸出实验结果见表3。

表3浓硫酸浸出实验结果

由表1-3看出，经过本发明的混合捕收剂反浮选后，所得到的氧化锌精矿的品位较高，钙型脉石的品位显著的降低，因而对比原矿，氧化锌精矿所消耗的浓硫酸使用量降低了50％，经过单位换算后，每吨矿石所消耗浓硫酸的量降低了64％。

实施例2

本实施例的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂，采用的试剂为：油酸钠4g，煤油4mL，氢氧化钠为0.96g。

本实施例的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的制备方法，包括以下步骤：

称取油酸钠、煤油和氢氧化钠于固体容器中，然后向容器中加入水35毫升使得捕收剂和煤油的总含量为11％，并在超声波清洗机中超声搅拌，温度30℃，超声频率20Hz，功率500W，搅拌均匀得到混合乳化悬液，得到混合捕收剂。

矿石的钙型脉石矿物主要为方解石、白云石，品位为20.8％，矿石的氧化锌矿物主要为异极矿和硅酸锌矿，锌矿的品位为1.33％。

本实施例的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的使用方法，包括以下步骤：

将制备好的混合捕收剂和矿石放入球形研磨机内，加水使得固体质量百分比为60％，研磨时间为4分钟，质量计粒度为106mm占80％。将研磨好的矿浆移至浮选槽内，加水调浆至矿浆浓度为20％并进行浮选实验回收钙型脉石，得到粗选脉石精矿，浮选槽内为尾矿。将粗选脉石精矿移至浮选槽内并重复进行二次精选，最后得到脉石精矿和一级和二级氧化锌精矿，将尾矿和两个等级的精选中矿混合后得到氧化锌精矿。

其实验结果如表4所示：

表4实施例2的实验结果

用硫酸浸出实验验证本混合捕收剂的效能，具体浸出实验流程为：取原矿或尾矿及三个等级氧化锌精矿30g于固体容器内，加入50mL pH为1.5的蒸馏水，将容器放置在磁力搅拌机上搅拌，用浓度为98％的浓硫酸滴定溶液，调至溶液pH为1.5并维持1个小时。

本实验的浓硫酸用量是以产率为39.81％(见表4)氧化锌精矿所得，换算成以每吨矿石为单位应为：

V_矿石为计算的矿石浓硫酸使用量，V_精矿为实验测得的氧化锌精矿浓硫酸使用量。浓硫酸浸出实验结果见表5。

表5浓硫酸浸出实验结果

由表4看出，更高的油酸钠用量所得到的混合捕收剂对钙型脉石捕收能力更好。表5的浓硫酸浸出实验结果表明，去除钙型脉石后，氧化锌精矿所消耗的浓硫酸的量降低了74％，换算成每吨矿石为单位所消耗的浓硫酸的量降低了89.9％。

实施例3

本实施例的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂，采用的试剂为：油酸钠4g，煤油4mL，氢氧化钠为0.96g。

本实施例的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的制备方法，包括以下步骤：

称取油酸钠、煤油和氢氧化钠于固体容器中，然后向容器中加入水35毫升使得捕收剂和煤油的总含量为11％，并在超声波清洗机中超声搅拌，温度35℃，超声频率40Hz，功率650W，搅拌均匀得到混合乳化悬液，得到混合捕收剂。

矿石的钙型脉石矿物主要为方解石、白云石，品位为18.37％，矿石的氧化锌矿物主要为异极矿和硅酸锌矿，锌矿的品位为4.16％。

用该混合捕收剂处理原矿的具体工艺流程为：将制备号的混合捕收剂和矿石放入球形研磨机内，加水使得固体质量百分比为60％，研磨时间为4分钟，质量计粒度为106mm占80％。将研磨好的矿浆移至浮选槽内，加水调浆至矿浆浓度为20％并进行浮选实验回收钙型脉石，得到粗选脉石精矿，浮选槽内为尾矿。将粗选脉石精矿移至浮选槽内并重复进行三次精选，最后得到脉石精矿和一级、二级和三级氧化锌精矿，将尾矿和三个等级的精选中矿混合后得到氧化锌精矿。

其实验结果如表6所示：

表6实施例3的实验结果

用硫酸浸出实验验证本混合捕收剂的效能，具体浸出实验流程为：取原矿或尾矿及三个等级氧化锌精矿30g于固体容器内，加入50mLpH为1.5的蒸馏水，将容器放置在磁力搅拌机上搅拌，用浓度为98％的浓硫酸滴定溶液，调至溶液pH为1.5并维持1个小时。

本实验的氧化锌精矿的浓硫酸用量是以产率为59.39％(见表6)得到的，换算成以每吨矿石为单位应为：

V_矿石为计算的矿石浓硫酸使用量，V_精矿为实验测得的氧化锌精矿浓硫酸使用量。浓硫酸浸出实验结果见表7。

表7浓硫酸浸出实验结果

表6和表7的结果同样验证了使用较多的油酸钠来制备混合捕收剂，可以去除更多的钙型脉石，提高氧化锌精矿中锌的品位，在浓硫酸萃取锌阶段，极大的降低了浓硫酸的使用量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种利用反浮选的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂，其特征在于，所述钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂为水包油型乳化溶液；其中，除水外加入的试剂包括以下质量百分比的原料：捕收剂80～90％、煤油5～10％和强碱5～10％；所述捕收剂为油酸钠；

在所述钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂中捕收剂和煤油的总含量为9～13％；

所述强碱包括：氢氧化钠和/或氢氧化钾；

所述强碱用于让油酸钠更易溶解在水中；

所述钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的制备方法包括以下步骤：

将所述捕收剂、所述煤油和所述强碱混合后，加水，经超声处理后，得到呈白色乳化状的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂；

所述超声处理步骤包括：温度28～35℃，超声频率15～40Hz，功率550～650W；

所述钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的使用方法，包括以下步骤：

将所述钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂与钙型脉石原矿，加水研磨后得到研磨浆料；

将所述研磨浆料加水进行絮凝粗选直至无泡沫后，反浮选分离出粗选矿品以及尾矿品；

将所述粗选矿品加水精选直至无泡沫后，反浮选分离出钙型脉石精矿以及氧化锌精选中矿；

所述在研磨时，加水使钙型脉石原矿的固体质量分数到达55～65％；

所述粗选矿品加水精选一次，得到一级氧化锌精选中矿；

所述粗选矿品加水精选二次，分别得到一级氧化锌精选中矿和二级氧化锌精选中矿；

所述粗选矿品加水精选三次，分别得到一级氧化锌精选中矿、二级氧化锌精选中矿和三级氧化锌精选中矿。

2.根据权利要求1所述的利用反浮选的钙型脉石氧化锌矿混合捕收剂的使用方法，其特征在于，所述研磨浆料为质量计粒度100～150mm占80～85％的矿浆。