專利名稱：兩段調(diào)漿浮選分離長石與石英的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種兩段調(diào)漿浮選分離長石與石英的方法，是一種氫氟酸法浮選硅砂的選礦新工藝，適用于含長石硅砂的浮選，可使長石和石英很好地分離，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量 的石英和長石兩種產(chǎn)品。同時(shí)消除了選礦廢水中氟離子對環(huán)境的污染。
背景技術(shù)：
浮選是分離含長石硅砂的最有效的方法。目前世界上浮選分離長石、石英有兩種 方法氫氟酸浮選法和無氟浮選法。氫氟酸浮選法用氫氟酸或氟化物做長石的活化劑。傳統(tǒng)的氫氟酸浮選法是將活化 齊U、調(diào)整劑、捕收劑一起加到浮選系統(tǒng)中調(diào)漿，然后在酸性礦漿中浮選(參見圖1)。該方法 的長石和石英的分選性好，可以獲得質(zhì)量較好的石英砂和長石產(chǎn)品。但因?qū)⒒罨瘎┲苯蛹?到浮選系統(tǒng)，礦漿中存在大量多余的活化劑，使浮選廢水中含有大量的氟離子。選礦廢水直 接外排對環(huán)境會產(chǎn)生污染，如對浮選廢水處理后再排放，因處理的廢水量大而增加了生產(chǎn) 成本。因此限制了該方法的應(yīng)用。無氟浮選法是為解決氫氟酸法對環(huán)境污染而發(fā)明的。該方法不用氫氟酸，因此解 決了氫氟酸法氟離子對環(huán)境的污染問題。但該方法的長石、石英的分選性不如氫氟酸法好， 一般只能獲得石英砂一種產(chǎn)品，長石不能在工業(yè)上利用。再加上藥劑用量大、藥劑價(jià)格高， 致使工業(yè)生產(chǎn)難以承受浮選石英砂的價(jià)格，影響了硅砂無氟浮選法的推廣和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種兩段調(diào)漿浮選分離長石與石英的方法，以解決現(xiàn)有氫氟酸浮 選法存在的選礦廢水處理量大、生產(chǎn)成本高、對環(huán)境會產(chǎn)生污染的問題；同時(shí)也能解決現(xiàn)有 無氟浮選法存在的長石石英的分選性不好(一般只能獲得石英砂一種產(chǎn)品，長石不能在工 業(yè)上利用)、藥劑用量大致使生產(chǎn)成本高的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種兩段調(diào)漿浮選分離長石與石英的方法，包括依次對原 砂的脫泥處理、表面處理、調(diào)漿、浮選和脫水，其特征在于，所述的調(diào)漿分為活化劑調(diào)漿和浮 選調(diào)漿兩個階段，在活化劑調(diào)漿后依次進(jìn)行脫氟處理和降氟處理；經(jīng)脫氟處理后分離出的 含有活化劑的水返回活化劑調(diào)漿步驟循環(huán)使用；經(jīng)所述的浮選后分離出長石和石英脫出的 水返回到浮選調(diào)漿步驟和浮選步驟循環(huán)使用。所述的活化劑調(diào)漿的礦漿濃度在50 65%，采用的活化劑為氫氟酸，用量為1 3公斤/噸砂，將活化劑加入到礦漿內(nèi)并攪拌4 8分鐘，使活化劑溶于礦漿中并與礦物顆 粒表面作用。在所述的活化劑調(diào)漿前先用真空過濾機(jī)將礦漿脫水至含水5 8%。所述的脫氟處理的方法是用真空過濾機(jī)對含有高氟水的礦漿脫水，使礦漿中的高 氟水含量降到5 8%。所述的降氟處理的操作過程是用攪拌槽拌礦漿的同時(shí)加入降氟藥劑，此時(shí)礦漿的濃度在50 70%，降氟藥劑采用硫酸鋁，其用量在0. 32 0. 75kg/噸砂，處理時(shí)間6 20分鐘，經(jīng)降氟處理后的礦漿中氟離子的含量降至3mg/l以下。所述的浮選調(diào)漿的濃度為50 65%，使用的調(diào)整劑為硫酸，其用量為2 3公斤 /噸砂；使用的浮選劑為陽離子胺類捕收劑，用量在200 500g/噸砂，調(diào)漿時(shí)間為6分鐘。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是將原有的一次調(diào)漿分為兩步進(jìn)行，即不將活化劑與調(diào)整劑和浮 選劑一起加到浮選系統(tǒng)，而是在浮選之前先用活化劑調(diào)漿(第一段調(diào)漿)，脫出多余的活化 劑后再進(jìn)行浮選調(diào)漿(第二段調(diào)漿)，然后進(jìn)行浮選。這樣，在第一段調(diào)漿時(shí)使活化劑與長 石顆粒充分作用，提高了長石和石英的分選性；脫出多余的活化劑后浮選礦漿中氟離子的 含量降到3mg/l以下，再加上浮選產(chǎn)品脫出的水循環(huán)利用，使含藥劑的水基本不外排，消除 了傳統(tǒng)氫氟酸浮選法對環(huán)境的污染問題。。第一段稠漿脫出的高含氟水循環(huán)使用還可減少 活化劑的用量。本發(fā)明的長石、石英分選性優(yōu)于傳統(tǒng)的氫氟酸浮選法，可獲得石英和長石兩 種產(chǎn)品，同時(shí)還能減少活化劑和捕收劑的用量，降低了生產(chǎn)成本。最重要的是消除了傳統(tǒng)氫 氟酸浮選法對環(huán)境的污染問題。


圖1是傳統(tǒng)氫氟酸浮選法的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式參見圖2，本發(fā)明是一種兩段調(diào)漿浮選分離長石與石英的方法，其工藝流程為首 先使用常規(guī)技術(shù)依次對原砂進(jìn)行一次脫泥、表面處理和二次脫泥處理，然后依次進(jìn)行活化 劑調(diào)漿(第一段調(diào)漿)、脫氟處理、降氟處理、浮選調(diào)漿(第二段調(diào)漿)，最后用常規(guī)技術(shù)進(jìn) 行浮選，將長石與石英分離，即獲得長石和石英兩種產(chǎn)品。經(jīng)脫氟處理后分離出的含有活化 劑的水返回到第一段調(diào)漿步驟循環(huán)使用。分離長石和石英脫出的水(浮選廢水)返回第二 段調(diào)漿步驟和浮選步驟循環(huán)使用。所述的表面處理根據(jù)礦物的性質(zhì)可用擦洗機(jī)擦洗或用棒磨機(jī)進(jìn)行磨礦，主要使礦 物顆粒產(chǎn)生新鮮表面，以利于顆粒同藥劑發(fā)生作用。所述的脫泥作業(yè)一般采用螺旋分級機(jī)。脫泥效果越好則浮選效果越好。第一段調(diào)漿(活化劑調(diào)漿)的礦漿濃度在50 65%砂與礦漿的重量比，即{砂 / (砂+水)}，礦漿是砂+水，在礦漿內(nèi)加入活化劑(氫氟酸)，氫氟酸的一般用量為1 3 公斤/噸砂，此時(shí)礦漿中氟離子含量在200 500mg/l水(根據(jù)氫氟酸的用量而變化)。調(diào) 漿(攪拌)時(shí)間4 8分鐘，以使礦物與藥劑充分作用。脫氟處理用真空過濾機(jī)脫出礦漿中的高氟水，使高氟水的含量降到5 8%。脫出 的高氟水可循環(huán)使用。還可以在第一段調(diào)漿前(即在所述的二次脫泥處理后)先用真空過濾機(jī)將礦砂脫 水至含水5 8%，降低含水量可以提高脫氟處理后的含氟水的氟濃度，提高循環(huán)使用的效 果，降低處理成本。降氟處理是用攪拌槽拌礦漿的同時(shí)加入降氟藥劑，此時(shí)礦漿的濃度在50 70% (砂與礦漿的重量比)。降氟藥劑為硫酸鋁，用量0. 32 0. 75g/噸砂，處理時(shí)間6 20分鐘。此時(shí)礦漿中氟離子的含量降至3mg/l以下。脫水脫藥處理采用通用的硅砂脫水設(shè)備，可用螺旋分級機(jī)，也可用脫泥斗。由于此 時(shí)礦漿中氟離子的含量已降到3mg/l以下，脫水達(dá)到礦漿中含水15%即可。脫出的水可直 接排放，且 排放量比傳統(tǒng)氫氟酸浮選法大大減少(僅為傳統(tǒng)法的1/5 1/8)。由于降氟處 理的水量少，藥劑用量大大減少，從而也降低了生產(chǎn)成本。第二段調(diào)漿的濃度仍在50 65% (砂與礦漿的重量比)，以使礦粒與藥劑充分作 用。第二段調(diào)漿使用的藥劑為調(diào)整劑和捕收劑，該調(diào)整劑和捕收劑分別為硫酸和陽離子胺 類捕收劑。硫酸的用量為2 3公斤/噸砂，陽離子胺類捕收劑用量為200 500g/噸 砂(由硅砂中的長石含量決定)。本發(fā)明整個生產(chǎn)工藝過程(除浮選外)均在常溫下進(jìn)行，只是浮選時(shí)礦漿溫度要 求在16°C以上。第一段調(diào)漿和第二段調(diào)漿所用的設(shè)備與傳統(tǒng)方法相同，均為做了防腐處理的調(diào)漿 筒，浮選作業(yè)用的浮選機(jī)與傳統(tǒng)方法亦相同。脫氟處理選用了真空過濾設(shè)備，以保證脫水后 礦漿中含水量降到8%以下。從而保證脫出的高氟水能密閉循環(huán)使用。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1.長石、石英的分選性好。兩段調(diào)漿使活化劑與長石顆粒充分作用，提高了長石和石英的分選性，只經(jīng)過一 次粗選就能獲得滿足工業(yè)生產(chǎn)要求的石英砂產(chǎn)品和長石產(chǎn)品。石英砂中的SiO2 > 98. 5%, Al2O3 < 1. 0%, Fe2O3 < 0. 10% ；長石中的 Al2O3 > 16. 00%, Fe2O3 < 0. 30%o2.選礦廢水中氟離子含量低，解決了含氟離子選礦廢水對環(huán)境污染的問題。浮選時(shí)活化劑的用量比消耗在長石表面上的量要大很多，否則不能起到活化作 用。因此。浮選礦漿中氟離子含量高。兩段調(diào)漿將礦漿中多余的活化劑脫出，使浮選系統(tǒng) 中多余的活化劑量很少。因此，選礦廢水中氟離子含量可降到3. Omg/升以下.，達(dá)到了工業(yè) 廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于浮選廢水循環(huán)使用，基本不外排，使選礦廠排出的廢水的氟離子 含量降到3. Omg/升以下。3.浮選藥劑用量少，浮選成本低。由于活化劑調(diào)漿脫出的高氟水循環(huán)使用，兩段調(diào)漿的活化劑用量比傳統(tǒng)氫氟酸法 可減少一半；捕收劑的用量也比傳統(tǒng)氫氟酸法減少1/3左右。在硅砂浮選生產(chǎn)成本中，藥劑 費(fèi)用占比例較大。因此，減少活化劑和捕收劑的用量就大大降低了硅砂浮選的生產(chǎn)成本本發(fā)明的理論依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對氫氟酸浮選法活化長石的機(jī)理有以下幾種解釋1.由于無定形的溶解，使長石顆粒表面變得清潔了，這樣才能與胺類捕收劑絡(luò)合， 使長石顆粒上??；2.在溶液中生成SiF—2，Sir2吸附在長石顆粒表面的Al+++上，再與胺類捕收劑絡(luò) 合，使長石顆粒上浮；3.在溶液中生成SiF—2，Sir2先與胺絡(luò)合生成絡(luò)合物，該絡(luò)合物吸附在長石顆粒表 面的Al+++上，使長石顆粒上??；4.在長石礦物表面生成帶負(fù)電的鋁氟絡(luò)合物，鋁氟絡(luò)合物再與胺類捕收劑絡(luò)合， 使長石顆粒上??；本發(fā)明的發(fā)明人對上述機(jī)理進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。機(jī)理3說明活化劑必須先與捕收劑絡(luò)合才能再與長石作用使長石上浮。機(jī)理1、2、4說明長石的活性與捕收劑無關(guān)，是 氟離子使長石顆粒表面的性質(zhì)發(fā)生變化后才與胺類捕收劑絡(luò)合，使長石顆粒上浮。雖然機(jī) 理2、3的解釋有所不同，但對氟離子生成SiF_2的觀點(diǎn)是一致的。本發(fā)明人通過大量試驗(yàn) 驗(yàn)證確認(rèn)，氫氟酸浮選法長石的活化機(jī)理2與實(shí)際比較接近，SiF-2吸附在長石顆粒表面的 Al+++上再與胺絡(luò)合，使長石顆粒上浮。因此，兩段調(diào)漿可以先脫出多余的活化劑，然后用調(diào) 整劑、捕收劑調(diào)漿，再進(jìn)行浮選。通過大量的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，兩段調(diào)漿脫藥越干凈，長石與石 英的分選性越好，捕收劑的用量也越少。這也證明了長石顆粒上浮的主要作用是上述機(jī)理 2。對傳統(tǒng)的氫氟酸浮選法的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，活化劑用量要比理論計(jì)算消耗在長石表 面上的量大很多才能起活化作用。采用氫氟酸作活化劑時(shí)，用量必須達(dá)到1. 02. 5Kg/T ab。 當(dāng)用量為1. 5Kg/T時(shí)，試驗(yàn)測得浮選礦漿中氟離子含量為300-400mg/升(多次試驗(yàn)的化驗(yàn) 分析所得結(jié)果的范圍)。而從理論計(jì)算，如果加入該量的氫氟酸全部溶到浮選礦漿中不與長 石作用，礦漿中的氟離子含量應(yīng)為900. OOmg(活化處理礦漿濃度50% )?；?yàn)分析結(jié)果說 明，只有1/2左右的氟離子吸附在長石表面上，其余的氟離子都在礦漿中。捕收劑既能與浮 選礦漿中的SiF—2絡(luò)合，又能與長石表面上的SiF—2絡(luò)合。因此，傳統(tǒng)的氫氟酸浮選法有一部 分捕收劑消耗在浮選礦漿中的SiF—2上，捕收劑用量比本方法要大。 用本發(fā)明對某地含長石硅砂進(jìn)行多次浮選試驗(yàn)，都取得了較好的試驗(yàn)結(jié)果?，F(xiàn)將 經(jīng)一次粗選所得的試驗(yàn)結(jié)果列出如下。1原砂化學(xué)成份=SiO2 90. 64%Al2O3 5. 01%,Fe2O3 0.33%。2.兩段調(diào)漿浮選后精砂指標(biāo)石英砂對原礦產(chǎn)率73. 13% ；化學(xué)成份為SiO2 98. 1%, Al2O3 1. 08%Fe2O3 0.10%。長石對原礦產(chǎn)率21. 0% ；化學(xué)成份為Al2O3 17. 19%，F(xiàn)e2O3 0. 25% (長石磁選之后)。3.廢水中氟離子含量浮選礦漿中氟離子含量3. Omg/1 ；選礦廠排出廢水中的氟 離子含量2. Omg/1。4.浮選藥劑用量活化劑l.OKg八砂。捕收劑0.20Kg八砂。
權(quán)利要求
1.一種兩段調(diào)漿浮選分離長石與石英的方法，包括依次對原砂的脫泥處理、表面處理、 調(diào)漿、浮選和脫水，其特征在于，所述的調(diào)漿分為活化劑調(diào)漿和浮選調(diào)漿兩個階段，在活化 劑調(diào)漿后依次進(jìn)行脫氟處理和降氟處理；經(jīng)脫氟處理后分離出的含有活化劑的水返回活化 劑調(diào)漿步驟循環(huán)使用；經(jīng)所述的浮選后分離出長石和石英脫出的水返回到浮選調(diào)漿步驟和 浮選步驟循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段調(diào)漿浮選分離長石與石英的方法，其特征在于，所述的 活化劑調(diào)漿的礦漿濃度在50 65%，采用的活化劑為氫氟酸，用量為1 3公斤/噸砂，將 活化劑加入到礦漿內(nèi)并攪拌4 8分鐘，使活化劑溶于礦漿中并與礦物顆粒表面作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩段調(diào)漿浮選分離長石與石英的方法，其特征在于，在所述 的活化劑調(diào)漿前先用真空過濾機(jī)將礦漿脫水至含水5 8%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的兩段調(diào)漿浮選分離長石與石英的方法，其特征在于，所述 的脫氟處理的方法是用真空過濾機(jī)對含有高氟水的礦漿脫水，使礦漿中的高氟水含量降到 5 8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段調(diào)漿浮選分離長石與石英的方法，其特征在于，所述的 降氟處理的操作過程是用攪拌槽拌礦漿的同時(shí)加入降氟藥劑，此時(shí)礦漿的濃度在50 70%，降氟藥劑采用硫酸鋁，其用量在0. 32 0. 75kg/噸砂，處理時(shí)間6 20分鐘，經(jīng)降氟 處理后的礦漿中氟離子的含量降至3mg/l以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段調(diào)漿浮選分離長石與石英的方法，其特征在于，所述的 浮選調(diào)漿的濃度為50 65%，使用的調(diào)整劑為硫酸，其用量為2 3公斤/噸砂；使用的 浮選劑為陽離子胺類捕收劑，用量在200 500g/噸砂，調(diào)漿時(shí)間為6分鐘。
全文摘要
一種兩段調(diào)漿浮選分離長石與石英的方法，包括依次對原砂的脫泥處理、表面處理、調(diào)漿、浮選和脫水，經(jīng)所述的浮選后分離出長石和石英。所述的調(diào)漿分為活化劑調(diào)漿(第一段調(diào)漿)和浮選調(diào)漿(第二段調(diào)漿)兩個階段，在活化劑調(diào)漿后依次進(jìn)行脫氟處理和降氟處理。經(jīng)脫氟處理分離出的含有活化劑的高含氟水返回到第一段活化劑調(diào)漿步驟循環(huán)使用。浮選后長石石英脫出的水(浮選廢水)返回到第二段浮選調(diào)漿步驟和浮選步驟循環(huán)使用。本發(fā)明的長石、石英分選性優(yōu)于傳統(tǒng)的氫氟酸浮選法，可獲得石英和長石兩種產(chǎn)品，同時(shí)還能減少活化劑和捕收劑的用量，降低了生產(chǎn)成本。最重要的是消除了傳統(tǒng)氫氟酸浮選法對環(huán)境的污染。
文檔編號B03B1/00GK102029225SQ20101028997
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月25日
發(fā)明者孫偉, 徐霖 申請人:孫偉, 徐霖, 王輝