專利名稱:用于鐵礦浮選方法的辛醇起沫劑的制作方法
本發(fā)明有關(guān)泡沫浮選方法，更具體地說，有關(guān)在鐵礦浮選方法中使用辛醇作為起沫劑的方法。
這方面的先有技術(shù)文獻(xiàn)已充分描述了泡沫浮選方法及其在鐵礦處理過程中的應(yīng)用。其中有代表性的說明文獻(xiàn)為美國專利4319987;以及J.W.維勒和G.A.道所著的“蒂爾頓礦-一種新的鐵礦處理工藝(The Tilden Mine-A New Processing Technique for Iron Ore)”一文，這篇文章發(fā)表在1975年10月的“采礦會(huì)議雜志(Mining Congress J.)”的第40～48頁上。
在維勒等的論文中，說明了一種浮選方法，這種方法用于加工處理從美國密執(zhí)安洲的上半島的馬凱特鐵礦區(qū)開采出來的大量非磁性鐵礦物料。這種方法是由美國礦業(yè)局開發(fā)出來的。將礦石精細(xì)粉碎以使鐵礦物質(zhì)從硅質(zhì)礦渣中游離出來，然后選擇性地使鐵礦物質(zhì)絮凝聚。在脫除了以分散形式存在的精細(xì)硅石礦泥之后，余下的硅石用醚胺陽離子浮選捕收劑將其浮起來，然后除掉。該捕收劑吸附在硅石顆粒表面上，這樣就使其具有疏水性并可浮起來。很顯然在這種方法中所用的捕收劑還用作為起沫劑，因?yàn)闆]有應(yīng)用單獨(dú)的起沫劑。起沫劑是一種表面活性劑，這種活性劑可降低水的表面張力，從而產(chǎn)生半穩(wěn)定性泡沫。起沫劑必須能在礦漿層上面產(chǎn)生泡沫，其穩(wěn)定性是以防止硅石顆粒的明顯離析以及隨后返回到礦漿里。但是，泡沫一旦分離出來，就必須能夠很容易地離析以防止在泵送礦物淤漿的過程中出現(xiàn)問題;參見埃羅爾G.凱利和戴維J.斯波蒂斯伍德著“礦物加工導(dǎo)論(Introduction to Mineral Processing)”(1982)，第309頁。
對起沫劑的另一個(gè)重要的要求就是起沫劑不應(yīng)當(dāng)吸附在礦物質(zhì)顆粒上。如果起沫劑作為捕收劑，則該捕收劑的選擇性就會(huì)降低。正如上面所指出的，有些捕收劑的確具有起沫性能，但是，正如下面將要討論的，如果將起沫劑和捕收劑的相互制約作用減到最小程度，就可能對設(shè)備進(jìn)行更好地控制。
最廣泛應(yīng)用的起沫劑為醇，特別是甲基異丁基甲醇，乙二醇醚。辛醇用作起沫劑已見報(bào)導(dǎo)，但缺乏有關(guān)在那些方面已得到應(yīng)用以及怎樣使用的詳細(xì)情況;參見D.W.富爾斯特恩勞所編著的“泡沫浮選，第50屆年會(huì)論文集”(1962)，第264頁。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在對鐵礦進(jìn)行浮選以分離出硅石雜質(zhì)的方法中，辛醇是一種很有利的起沫劑。如果將此起沫劑用于捕收劑為醚胺的泡沫浮選體系中，則可大大地降低該浮選所需的醚胺捕收劑的用量。用辛醇代替25%～50%的醇胺捕收劑時(shí)對礦物冶煉結(jié)果來說并無明顯的變化。這表明，該方法大大地節(jié)約了試劑費(fèi)用。
本發(fā)明包括從鐵礦石中分離出硅石的泡沫浮選方法，該方法是在含水介質(zhì)中并在硅石捕收劑存在的條件下使所說的礦物質(zhì)起泡沫的，其改進(jìn)方法包括用辛醇產(chǎn)生泡沫。
辛醇(2-辛醇)的結(jié)構(gòu)式如下
圖1為表示出在本發(fā)明的實(shí)例中所進(jìn)行的各個(gè)操作步驟的流程示意圖。
圖2為示意地表示出用浮選法得到的鐵的采收率(產(chǎn)率)百分比與該產(chǎn)品純度(等級(jí))之間的一般關(guān)系圖。
圖3為示意地表示了表3里所給定結(jié)果的圖。
圖4為示意地表示出表4里所給定結(jié)果的圖。
在實(shí)施本發(fā)明方法的過程中，采用的是眾所周知的泡沫浮選工藝方法。簡單地說，就是先將鐵礦，或者鐵礦的富集礦碾碎，然后與水混合以形成礦漿。將這種礦漿送入裝有攪拌器的適宜浮選槽或者浮選容器。向該鐵礦漿中通入空氣，并使空氣通過該礦漿。撇除所形成的泡沫或者使泡沫溢流出去。硅石隨泡沫浮起來，余下鐵礦的富集礦于浮選容器中。這樣就可將硅石或者硅質(zhì)材料從所需要的礦物質(zhì)中分離除去。具體地說，本發(fā)明可用于從含有假象赤鐵礦，針鐵礦，赤鐵礦，磁鐵礦，褐鐵礦，菱鐵礦，水赤鐵礦或其混合物的鐵礦石中分離出硅石。
用泡沫浮選法分離礦石需要使用化學(xué)添加劑，這些添加劑依照其作用性一般可分為三大類。這三大類是(1)使某種礦物質(zhì)具有疏水性質(zhì)的捕收劑或者浮選試劑，(2)減小水的表面張力以在空氣一水界面處產(chǎn)生半穩(wěn)定性泡沫的起沫劑，以及(3)用于提高捕收劑對某一具體礦物質(zhì)表面的選擇吸附性能的改性劑或者輔助試劑，在陽離子硅石浮選方法中，還包括抑浮劑，分散劑，以及PH值調(diào)節(jié)劑。
在泡沫浮選的單一步驟中，要想把不需要的硅石礦粒和需要的含鐵礦粒完全分開，是不大可能的。因此，在工業(yè)實(shí)踐過程中，為了在粗浮選槽中除去足夠量的硅石以在底流濃礦漿中獲得商業(yè)級(jí)純的鐵礦富集礦，就會(huì)有一定量的鐵礦隨泡沫一同流失。鐵礦石的這種損失會(huì)使該方法在經(jīng)濟(jì)上不合算。因此，從粗浮選槽中分離出來的泡沫產(chǎn)物常常需要在后續(xù)的清洗裝置中再進(jìn)行幾次泡沫浮選過程以進(jìn)一步從不需要的硅石中分離出所需要的鐵礦。
進(jìn)行泡沫浮選的整個(gè)流程的操作細(xì)節(jié)是眾所周知的，因此不需要在這里再次引述。但是在這種泡沫浮選鐵礦以分離出硅石的方法中，已采用的是陽離子捕收劑，例如具有下述結(jié)構(gòu)式的醚胺
其中，R-O-是由主要是8個(gè)碳原子和10個(gè)碳原子醇組成的正醇混合物中衍生出來。在使用過程中，典型的是用乙酸部分中和這種胺(約30%)從而改進(jìn)水的分散能力。
本發(fā)明為常用泡沫浮選方法的改進(jìn)方法，其中，將辛醇加入含水漿狀介質(zhì)中以產(chǎn)生泡沫，也就是說用辛醇作為起沫劑。一般來說，辛醇的用量以足以產(chǎn)生泡沫為準(zhǔn)。這一用量范圍可為大約0.05～1.0磅/噸礦物，優(yōu)選的是0.1～0.5磅/噸礦物。
下列實(shí)施例說明了制備本發(fā)明起沫劑和使用本發(fā)明的方式和方法以及本發(fā)明發(fā)明人設(shè)想的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式。
實(shí)施例兩種鐵礦樣品，假象赤鐵礦一針鐵礦(blast pattern 277)，假象赤鐵礦(blast pattern 537/591)，是從克利夫蘭-克利夫斯鐵礦公司的蒂爾頓礦中得到的。每一樣品都已粉碎到了10目以下的粒度，到貨的時(shí)候，也完全進(jìn)行了混合并已分成了一公斤一份的礦物樣品。這些礦物樣品用作為每次碾碎，脫除礦泥和浮選試驗(yàn)的樣品。
附圖中的圖1為表示出用這些原料進(jìn)行的操作步驟的流程圖。首先，一公斤這種礦物原料加650毫升水(總碳酸鹽含量為20～30ppm)，然后用加入的氫氧化鈉和硅酸鈉在Denver試驗(yàn)室棒磨機(jī)中研磨50分鐘。然后用上述同樣質(zhì)量的水洗滌棒磨機(jī)，將洗滌液盛入4升燒杯中。在每種情況下，研磨過的礦物中大約98%的礦粒是低于400目的。在脫除礦泥的操作步驟中，用準(zhǔn)備好的水將礦漿調(diào)整到4升的標(biāo)線上。加入苛性的淀粉絮凝劑，然后在燒杯中輕輕地上下移動(dòng)慢速攪拌器一分子以攪拌礦漿。讓鐵礦顆粒沉降5分鐘，然后虹吸到1升的標(biāo)線上以部分除去懸浮的硅石礦泥。然后再加入更多的絮凝劑并用寬刃的軟膏刀輕輕地?cái)嚢璧V漿。經(jīng)過5分鐘沉降后，再虹吸到1升的標(biāo)線以除去第二次礦泥產(chǎn)物。然后將被脫除礦泥后所得物料送去進(jìn)行泡沫浮選。這種脫除礦泥后得到的礦漿送入3升不銹鋼浮選槽并以1200轉(zhuǎn)/分的速度進(jìn)行攪拌。加入苛性淀粉(1.0磅/噸礦物)并讓該礦漿放置3分鐘。然后加入市場買來的直鏈8個(gè)碳原子/10個(gè)碳原子的氧丙基胺(由都柏林謝雷克斯化學(xué)公司，俄亥俄，先靈公司的子公司以Arosurf
MG 98商標(biāo)出售的產(chǎn)品)，或者改加Arosurf MG 98和辛醇起沫劑的混合物(用量為每噸礦物0.15磅)并讓混合物再放置3分鐘以上。操作到這一階段的PH值為10.0。
然后在大約4分鐘時(shí)，分離出初始泡沫(浮選基本上完成)。然后再次每噸礦物0.15磅的用量加入捕收劑或者捕收劑一起沫劑組合物，放置3分鐘，再在3～4分鐘時(shí)除去凈化泡沫。在凈化浮選操作之后留在槽中的礦漿進(jìn)行過濾，干燥后得到的產(chǎn)物稱為“富集礦1”。將初浮選泡沫和凈化泡沫并合并起來，加入苛性淀粉(用量為每噸礦物0.5磅)，放置3分鐘，然后在4分鐘時(shí)除去泡沫。這種泡沫稱為“尾沫”。在未浮起的物料中加入捕收劑或者捕收劑一起沫劑混合物(用量為每噸礦物0.05磅)，放置3分鐘，然后在3分鐘后除去泡沫。這種泡沫稱為“中間沫1”。然后向未浮起的物料中再加入捕收劑或者捕收劑一起沫劑混合物(用量為每噸礦物0.05磅)，放置3分鐘，然后再在3分鐘時(shí)除去重新形成的泡沫。這種泡沫稱為“中間沫2”。未浮起的物料稱為“富集礦2”。
上述的操作過程是分多次進(jìn)行的，每次改變捕收劑和辛醇的用量，在第一系列試驗(yàn)中用的原料是假象赤鐵礦-針鐵礦。這一操作過程的每次試驗(yàn)都用試驗(yàn)編碼字母(A～F)標(biāo)明。然后重復(fù)整個(gè)試驗(yàn)系列，但是使用的原料礦為假象赤鐵礦。
將礦泥，富集礦1和2，尾沫以及中間沫1和2稱重并分析其中的鐵含量。實(shí)際的原礦成份分析[head(iron ore feed)assays]表明了與6次浮選試驗(yàn)的計(jì)算成份分析結(jié)果的十分一致性;見下列表1。
表1
實(shí)際和計(jì)算成份分析結(jié)果(鐵%)實(shí)際成份分析 假象赤鐵礦-針鐵礦 假象赤鐵礦礦樣1 36.0 35.7礦樣2 34.5 35.9計(jì)算成份分析 捕收劑體系 礦石試驗(yàn)編號(hào) ArosurfMG98%; 辛醇% 假象赤鐵礦-針鐵礦 假象赤鐵礦A 100 0 34.3 36.7B(與A同) 100 0 34.8 36.1C(與A同) 100 0 35.9 37.2D 50 50 35.5 37.4E(與D同) 50 50 34.8 37.1F 75 25 35.6 36.8基于所作分析結(jié)果，在各種情況下的計(jì)算成份分析值的確定都是以鐵分布率或者叫采收率(產(chǎn)率)值。所進(jìn)行的計(jì)算成份分析的表示是針對編號(hào)A的試驗(yàn)進(jìn)行的，其結(jié)果如下用假象赤鐵礦-針鐵礦進(jìn)行的試驗(yàn)A(100% Arosurf MG98)產(chǎn)物 重量，% 鐵含量，% 鐵的分布率礦泥 17.8 23.3 12.1富集礦1 29.3 60.5 51.7尾沫 40.6 14.2 16.8中間沫1 2.3 27.5 1.9中間沫2 1.2 43.8 1.5富集礦2 8.8 62.2 16.0計(jì)算成份分析結(jié)果由下式給出
((17.8×23.3)+(29.3×60.5)+(40.6×14.2))/100 +((2.3×27.5)+(1.2×43.8)+(8.8×62.2))/100＝34.3%鐵的分布率，例如礦泥中鐵的分布率，是用下式給出的(礦漿重量%×礦漿鐵含量)/(計(jì)算成份分析值) ＝ (17.8×23.3)/34.3 ＝12.1%對于本技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，應(yīng)當(dāng)理解，上述的脫除礦泥的操作過程導(dǎo)致了一部分鐵的損失，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的浮選過程中，損失的比例也不一樣。這一點(diǎn)已通過對兩組原料進(jìn)行的每一系列試驗(yàn)中所得被脫除的礦泥物料進(jìn)行的成份分析所證實(shí)。分析結(jié)果列于下列表2中。
表2脫除礦泥操作過程的分析結(jié)果捕收劑體系 礦泥 礦泥分析 礦中損失于試驗(yàn)編號(hào) Arosurf 重量% 鐵，% 礦泥中的鐵MG98，%;辛醇，% %假象赤鐵礦-針鐵礦物料A 100 0 17.8 23.3 12.1B(與A同) 100 0 28.7 26.7 22.0C(與A同) 100 0 29.7 29.8 24.7D 50 50 24.5 30.4 21.0E(與D同) 50 50 31.7 27.1 24.7F 75 25 24.0 25.6 17.3假象赤鐵礦物料
A 100 0 13.6 7.90 2.9B(與A同) 100 0 19.2 8.82 4.7C(與A同) 100 0 17.9 9.14 4.4D 50 50 17.0 8.47 3.8E(與D同) 50 50 17.3 7.33 3.4F 75 25 15.1 9.82 4.0由于鐵礦中損失于礦泥中的鐵的比例不一樣，因此就不能正確地估計(jì)對鐵礦中所有鐵含量來說使用浮選試劑的效果，但僅針對礦泥除去之后留下的鐵含量來說可作出正確的估算。因此，對上述的每輪浮選實(shí)驗(yàn)A～F來說，重要的結(jié)果是從脫除礦泥之后余下的富集礦1和2中所得到的鐵的采收率%，以及綜合這兩種富集礦所得計(jì)算等級(jí)。下面所示計(jì)算實(shí)例是針對實(shí)驗(yàn)編號(hào)A并用假象赤鐵礦-針鐵礦物料而作的。
脫除礦泥后于富集礦1+2里所得鐵的采收率由下式給出((富集礦1+2中鐵的分布率%)×100)/(100%-礦泥中鐵的%) ＝((51.7+16.0)×100)/(100-12.1) ＝77.0%富集礦1+2中鐵的等級(jí)為其重量平均鐵含量，由下式給出((富集礦1的重量%×鐵%)+(富集礦2的重量%×鐵%))/(總重量) ＝((29.3×60.5)+(8.8×62.2))/(29.3+8.8)＝60.9%實(shí)驗(yàn)中所有浮選試驗(yàn)的計(jì)算結(jié)果列于下述表3和表4里。表中所給結(jié)果分別表示在附圖中的相應(yīng)圖3和圖4。
表3假象赤鐵礦-針鐵礦物料除去礦泥之后的采收率和等級(jí)結(jié)果捕收劑體系 富集礦1+2中 富集礦1+2中試驗(yàn)編號(hào) Arosurf 辛醇，% 鐵的采收率，% 鐵的等級(jí)，%MG98%;
A 100 0 77.0 60.9B(與A同) 100 0 69.2 62.0C(與A同) 100 0 65.3 64.1D 50 50 72.9 61.6E(與D同) 50 50 71.3 62.1F 75 25 67.4 63.6表4假象赤鐵礦物料除去礦泥之后的采收率和等級(jí)結(jié)果捕收劑體系 富集礦1+2中 富集礦1+2中試驗(yàn)編號(hào) Arosurf 辛醇，% 鐵的采收率，% 鐵的等級(jí)，%MG98%;
A 100 0 81.4 65.6B(與A同) 100 0 72.9 65.3C(與A同) 100 0 61.8 69.1D 50 50 77.9 66.5E(與D同) 50 50 69.0 64.4F 75 25 66.6 68.3應(yīng)當(dāng)注意到，任何礦物料都可用冶煉上等同(效)的各種方法進(jìn)行處理。例如，就浮選方法來說，典型的效果就是具有一定百分比的采收率以及所得產(chǎn)品要有相應(yīng)等級(jí)(純度)。另一實(shí)驗(yàn)，具體地說就對操作者的操作十分敏感的操作體系，就會(huì)得到更高的采收率以及較低的產(chǎn)品等級(jí)或者得到正好相反的結(jié)果。采收率和等級(jí)之間總是成反比的關(guān)系，這一關(guān)系呈附圖中圖2里所示曲線的一般形狀。如果結(jié)果落在曲線上相同的采收率一等級(jí)點(diǎn)上，就說明這些結(jié)果從冶金學(xué)角度來說是等效的，稍有不同的操作體系可能使其結(jié)果在實(shí)際上是等同的。
正如圖3和圖4所示，對每一種礦物原料來說，合理的采收率一等級(jí)曲線是以虛線表示出來的。對假象赤鐵礦-針鐵礦物料來說(圖3)大多數(shù)的點(diǎn)都靠近所示的采收率-等級(jí)虛線。用假象赤鐵礦所得結(jié)果很散亂，且完全沒有趨向性。對這些數(shù)據(jù)作出合理的解釋只能是，ArosurfMG98的25%～50%用辛醇起沫劑代替時(shí)，從冶煉角度講，對該浮選方法的效果并無明顯的影響。由辛醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)性質(zhì)所決定，辛醇必然是作為硅石的起沫劑，而不可能作為硅石的捕收劑。大量的Arosurf MG98捕收劑用辛醇作了成功的代換，這進(jìn)一步有力地證明了這種捕收劑是部分作為起沫劑發(fā)揮其作用的。而一般來說是不希望捕收劑具有起沫性質(zhì)的。因此，應(yīng)用辛醇起沫劑可對浮選過程進(jìn)行更好的控制。
權(quán)利要求
1.從鐵礦物料中分離出硅石的方法，其中包括在含水介質(zhì)中并在硅石捕收劑存在下，讓所說的鐵礦物料起沫，其改進(jìn)方法包括，用辛醇產(chǎn)生泡沫。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的改進(jìn)方法，其中，捕收劑為陽離子醚胺。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)2所述的改進(jìn)方法，其中，所說的捕收劑為醚胺的混合物。
4.根據(jù)權(quán)項(xiàng)2所述的改進(jìn)方法，其中，醚胺部分地或全部地用增溶陰離子中和。
5.根據(jù)權(quán)項(xiàng)4所述的改進(jìn)方法，其中，陰離子為乙酸根。
6.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的改進(jìn)方法，其中，鐵礦物料包含假象赤鐵礦。
7.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的改進(jìn)方法，其中，鐵礦物料包含針鐵礦。
8.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的改進(jìn)方法，其中，鐵礦物料包含赤鐵礦。
9.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的改進(jìn)方法，其中，鐵礦物料包含磁鐵礦。
10.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的改進(jìn)方法，其中，鐵礦物料包含褐鐵礦。
11.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的改進(jìn)方法，其中，鐵礦物料包含菱鐵礦。
12.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的改進(jìn)方法，其中，鐵礦物料包含水赤鐵礦。
13.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的改進(jìn)方法，其中，加入介質(zhì)中的辛醇的用量為每噸礦物大約0.05～1.0磅。
專利摘要
在從鐵礦物料中分離出硅石的泡沫浮選方法中應(yīng)用辛醇作起沫劑。
文檔編號(hào)B03D1/02GK85105404SQ85105404
公開日1987年3月25日 申請日期1985年7月15日
發(fā)明者威廉·里克斯·布爾, 戴維·丁·斯泊蒂斯伍德 申請人:友聯(lián)坎普公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan