CN115591676B - 热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面有机药剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面有机药剂的方法，具体步骤为：将独居石浮选精矿加入搅拌桶中，加温至相应的温度，并调节矿浆的浓度，然后向矿浆中加入过硫酸盐，搅拌反应、脱水，获得合格的独居石产品。本发明通过热活化过硫酸盐产生硫酸根自由基，可将独居石浮选精矿表面的大分子的有机药剂降解为CO₂和H₂O，固液分离后的水可以回用或外排，清洁无污染。本发明具有操作简单、降解效率高、适用范围广的特点。

Description

热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面有机药剂的方法

技术领域

本发明属于独居石浮选精矿脱药处理技术领域，具体涉及一种热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面有机药剂的方法。

背景技术

独居石是重要的稀土矿物，也是最早被开发利用的稀土矿物。独居石主要从海滨砂中回收。目前回收海滨砂矿中独居石的主要工艺为浮选、重选、磁选、电选的联合流程。通常以浮选或重选作为粗选工艺，粗精矿干燥后再通过磁选和电选，获得合格的独居石精矿。独居石浮选捕收剂主要是油酸钠和羟肟酸类捕收剂。为获得较高的浮选指标，捕收剂用量较大，而且还可能加起泡剂。大量的有机药剂吸附在独居石浮选精矿表面，对后续作业造成诸多不便影响，如残留在独居石表面的有机药剂导致独居石颗粒结团，不仅会增加干燥难度，而且会恶化后续的磁选和电选效果。即使获得了合格的独居石精矿，在冶炼过程中也将面临很多问题，如在碱浸和酸浸过程中都将产生大量泡沫，严重影响生产过程。因此，必须去除独居石浮选精矿表面的有机药剂。

目前，常用的浮选精矿脱药方法有活性炭吸附法、煅烧法和氧化法。其中：

(1)活性炭吸附法被广泛用于吸附硫化矿浮选精矿中的黄药类捕收剂，但是对油脂类捕收剂的吸附效果不佳。

(2)煅烧法是去除精矿中有机药剂的有效手段，但存在成本高、环境污染严重的问题。

(3)氧化法也常用于去除硫化矿浮选精矿中的药剂，但是目前鲜有对氧化矿浮选精矿脱药的报道，孙瑞等采用过氧化氢氧化工艺脱除钛铁矿表面的油酸钠(孙瑞等，钛铁矿表面油酸钠的氧化脱除试验研究[J]，有色金属工程，2020，10(10：73-79)。

然而对独居石浮选精矿的脱药方法则尚未见报道。目前独居石浮选精矿处理现场，多采用碱水洗涤法去除独居石浮选精矿表面的药剂，即在独居石矿浆中加入纯碱并长时间搅拌，使有机药剂溶解在水中，然后过滤脱药，重复4-5次。该法存在作业时间长、脱药不彻底、成本高、废水量大等问题。因此，急需开发新工艺高效去除独居石浮选精矿表面的有机药剂，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面有机药剂的方法，以解决现有技术中存在的上述缺陷。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

首先，提供一种热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面有机药剂的方法，包括如下步骤：

S1、将独居石浮选精矿加温至相应的温度，并调节矿浆的浓度；

S2、往S1中得到的矿浆中加入过硫酸盐，搅拌反应、脱水，即可获得合格的独居石产品。

进一步地，

所述过硫酸盐为过硫酸钠、过一硫酸钠、过硫酸氢钾复合盐中的一种或多种组合。

优选地，

步骤S2中过硫酸盐的投加重量为相对步骤S1中独居石浮选精矿干矿量的1kg/t～10kg/t。过硫酸盐的投加量的单位kg/t指每吨矿物所对应单位kg的过硫酸盐。

进一步地，

步骤S1中矿浆加温至60℃～95℃。

进一步地，

步骤S1中，将矿浆的浓度调节至20％～60％。一般通过加水调节矿浆浓度。

进一步地，

步骤S1中，矿浆的pH为3～11。一般矿浆的pH无需调节，在3～11的范围内均可完成脱药。

进一步地，

步骤S2中，搅拌速度为200r/min～1000r/min；搅拌时间为10min～100min。

进一步地，

步骤S2中脱水过程得到的水重复利用。

进一步地，

所述独居石浮选精矿表面的有机药剂为油酸类、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、羟肟酸类有机浮选剂中的一种或多种组合。

具体地，所述油酸类有机浮选剂包括油酸、油酸钠等；所述羟肟酸类有机浮选剂包括苯甲羟肟酸、水杨羟肟酸等。

进一步地，

处理前独居石浮选精矿的TOC(总有机炭)为0.5～10g/kg；独居石浮选精矿的TOC去除率高于90％。

进一步地，

优选地，步骤S1的加温调浆过程在带加温功能的搅拌桶中进行。

本发明的反应机理如下：

在高温矿浆中，吸附在独居石表面的有机药剂快速解析进入溶液。过硫酸盐在热量和独居石的协同作用下，快速分解产生高活性的硫酸根自由基(SO₄ ^·-)，SO₄ ^·-将溶液中的有机药剂分解先为小分子，然后分解为CO₂和H₂O。从而导致溶液中有机药剂的浓度降低，因此吸附在独居石表面的有机药剂加速解析进入溶液，又被SO₄ ^·-降解。

相对现有技术，本发明的技术方案具有如下有益效果：

1、本发明通过热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面的有机药剂的方法，具有操作简单、降解效率高、适用范围广的特点；本发明方法TOC去除率90％以上，通过处理过的独居石浮选精矿有机药剂含量低，更利于后续作业，极大提高产品的合格率和应用前景。

2、本发明通过热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面的有机药剂的方法，可将大分子的有机药剂降解为CO₂和H₂O，固液分离后的水可以回用或者直接外排，清洁无污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面的有机药剂的方法的流程示意图。

图2为本发明实施例独居石浮选精矿脱药前后的形态对比图。

图3为本发明实施例独居石浮选精矿脱药前后的起泡性能的对比图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面的有机药剂的方法。脱药前，经检测，待处理的独居石浮选矿中含有的有机药剂为油酸、苯甲羟肟酸、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，TOC含量为2.5g/kg。具体处理方法如下：

S1、将该独居石浮选精矿加入搅拌桶中，加温至90℃，并加水调节矿浆的浓度至33.33％，矿浆pH值为7.3；

S2、然后向矿浆中加入8kg/t的过硫酸钠，在搅拌速度为500r/min的条件下搅拌反应60min，然后脱水获得合格产品。

实施例2

本实施例采用与实施例1同一批次的独居石浮选矿，区别在于，脱药处理条件如下：

S1、将该独居石浮选精矿加入搅拌桶中，加温至65℃，并加水调节矿浆的浓度至60％，矿浆pH值为7.4；

S2、然后向矿浆中加入10kg/t的过硫酸钠，在搅拌速度为200r/min的条件下搅拌反应100min，然后脱水获得合格产品。

实施例3

本实施例采用与实施例1同一批次的独居石浮选矿，区别在于，脱药处理条件如下：

S1、将该独居石浮选精矿加入搅拌桶中，加温至95℃，并加水调节矿浆的浓度至20％，矿浆pH值为7.2；

S2、然后向矿浆中加入0.5kg/t的过硫酸钠，在搅拌速度为1000r/min的条件下搅拌反应10min，然后脱水获得合格产品。

实施例4

本实施例中选用的独居石浮选矿中含有的有机药剂主要为油酸钠、水杨羟肟酸和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，TOC含量为1.6g/kg。具体处理过程如下：

S1、将该独居石浮选精矿加入搅拌桶中，加温至70℃，并加水调节矿浆的浓度至50％，矿浆pH为3；

S2、然后向矿浆中加入10kg/t的过一硫酸钠，在搅拌速度为400r/min的条件下搅拌反应100min，然后脱水获得合格的独居石产品。

实施例5

本实施例中选用的独居石浮选精矿中含有的有机药剂主要为油酸钠、水杨羟肟酸、苯甲羟肟酸和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，TOC含量为7.8g/kg。

S1、将该独居石浮选矿加入搅拌桶中，加温至80℃，并加水调节矿浆的浓度至60％，矿浆pH值为10；

S2、然后向矿浆中加入6kg/t的过硫酸盐(过硫酸钠：过一硫酸钠：过硫酸氢钾＝3:3:4)，搅拌反应70min，然后脱水，获得合格的独居石产品。

对上述实施例1-5的方法脱药后获得的独居石浮选矿进行检测，结果如下表1：

表1脱药前后的独居石浮选矿的有机药剂种类及TOC去除率

由上表可知：

本发明提供的方法有较高的TOC去除率，TOC去除率均在90％以上。

为了进一步验证本发明方法的脱药效果，本发明实施例还对独居石浮选精矿脱药前后的形态及起泡性能进行了对比，比对结果如下：

如图2所示，图2为实施例1中独居石浮选精矿脱药前后的形态对比图。从图中可以看出：脱药前独居石颗粒在有机药剂的作用下出现严重的团聚现象，脱药后团聚现象消失，说明吸附在独居石表面的药剂已被脱除。其他实施例的独居石浮选精矿脱药前后也具有如图2所述的相似形态。

如图3所示，图3为实施例1中独居石浮选精矿脱药前后的起泡性能对比图。从图中可以看出：脱药前的独居石浮选精矿的起泡性能很强，产生大量带矿泡沫；而脱药后的独居石几乎没有起泡性，只会产生少量水泡，而且迅速破裂。由此说明，热活化过硫酸盐法可以有效消除独居石浮选精矿的起泡能力。其他实施例的独居石浮选精矿脱药前后也具有如图2所述的相似形态。

本发明方法中脱水过程的用水可以反复利用，将本发明实施例1脱水后的用水，在实施例1的脱药处理条件下，重复利用第1、第2、第3、第4、第5、第6次，经检测，TOC的去除率分别为96.5％、95.3％、95.1％、94.7％、94.3％、93.9％。说明脱水后的水可以重复利用，并且对脱药效果产生的影响不明显。

综上。本发明提供的通过热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面的有机药剂的方法，具有操作简单、降解效率高、适用范围广的特点；本发明方法TOC去除率90％以上，通过处理过的独居石浮选精矿有机药剂含量低，更利于后续作业，极大提高产品的合格率和应用前景。并且，有机药剂被降解为CO₂和H₂O，固液分离后的水可以回用或者直接外排，清洁无污染。

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范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面有机药剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将独居石浮选精矿搅拌加温至60℃～95℃，并加水调节矿浆的浓度为20％～60％，矿浆的pH为3～11；

S2、往S1中得到的矿浆中加入过硫酸盐，过硫酸盐的投加重量为相对步骤S1中独居石浮选精矿干矿量的1kg/t～10kg/t；搅拌反应，过硫酸盐在热量和独居石的协同作用下，分解产生硫酸根自由基，硫酸根自由基将溶液中的有机药剂先分解为小分子，然后分解为CO₂和H₂O；脱水后即可获得合格的独居石产品，脱水过程得到的水返回至步骤S1重复利用。

2.根据权利要求1所述的热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面有机药剂的方法，其特征在于，步骤S2中所述过硫酸盐为过硫酸钠、过一硫酸钠、过硫酸氢钾复合盐中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面有机药剂的方法，其特征在于，步骤S2中，搅拌速度为200r/min～1000r/min；搅拌时间为10min～100min。

4.根据权利要求1-3任一所述的热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面有机药剂的方法，其特征在于，

所述独居石浮选精矿表面的有机药剂为油酸类、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、羟肟酸类有机浮选剂中的一种或多种组合；

所述油酸类有机浮选剂包括油酸、油酸钠；所述羟肟酸类有机浮选剂包括苯甲羟肟酸、水杨羟肟酸。

5.根据权利要求4所述的热活化过硫酸盐去除独居石浮选精矿表面有机药剂的方法，其特征在于，

处理前独居石浮选精矿的TOC为0.5～10g/kg；独居石浮选精矿的TOC去除率高于90％。

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