本發(fā)明屬于選礦領(lǐng)域，涉及一種微細(xì)粒氧化礦物的微泡浮選方法。

背景技術(shù)：

微細(xì)粒級(jí)礦物的浮選回收是現(xiàn)代礦物加工領(lǐng)域面臨的重大科學(xué)難題。隨著礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用，貧、細(xì)、雜礦石的入選比例不斷增大，細(xì)粒浮選技術(shù)研究引起越來(lái)越多的重視。微細(xì)粒級(jí)礦物浮選困難是由于其自身質(zhì)量小和比表面大等特性引起的。隨著粒度的減小，礦物顆粒的浮選行為會(huì)發(fā)生根本變化。微細(xì)粒級(jí)礦物質(zhì)量小、動(dòng)量低，導(dǎo)致與氣泡的碰撞粘附概率小，使其浮選速率與回收率低，并由于引起細(xì)粒混雜而降低精礦品位；同時(shí)，微細(xì)粒級(jí)礦物比表面積大，對(duì)藥劑的非選擇性吸附嚴(yán)重，導(dǎo)致藥劑消耗量大，降低精礦品位，另外細(xì)粒礦物溶解度大，溶解組分干擾浮選過(guò)程。金屬氧化礦物在開(kāi)采和粉碎過(guò)程中更易于過(guò)粉碎和泥化或其共生礦物易泥化，而且自身溶解度大，可浮性差，捕收劑作用選擇性差，細(xì)粒浮選問(wèn)題更加突出。

錫石是一種密度較大的礦物，重選是回收錫石的傳統(tǒng)方法，由于錫石性脆，在開(kāi)采、碎礦磨礦過(guò)程中容易發(fā)生過(guò)粉碎，重選法回收細(xì)粒錫石時(shí)回收率較低，浮選是回收為細(xì)粒錫石的主要方法，但是傳統(tǒng)的浮選方法對(duì)-38μm粒級(jí)的礦物回收率較低，尤其是-10μm粒級(jí)，損失嚴(yán)重，這是由于微細(xì)粒錫石具有質(zhì)量小、比表面積大、表面能高等特性，直接導(dǎo)致了浮選過(guò)程中藥劑消耗高、浮選速率低、回收率低等一系列的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種微細(xì)粒氧化礦物的微泡浮選方法，通過(guò)調(diào)節(jié)浮選溶液環(huán)境(電解質(zhì)濃度、捕收劑濃度、pH值等)、電流大小、陰極網(wǎng)孔徑大小、極間距來(lái)配合控制浮選微泡的大小及流速，提高其與浮選礦物的碰撞粘附概率，有效提高浮選礦物的浮選回收率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種微細(xì)粒氧化礦物的微泡浮選方法，包括以下步驟：

1)將微細(xì)粒氧化礦物加入電解質(zhì)溶液中進(jìn)行超聲分散，然后磁力攪拌條件下調(diào)節(jié)pH值并添加捕收劑，攪拌均勻得浮選礦漿；

2)將所得浮選礦漿置于微泡浮選裝置中，在直流電場(chǎng)作用下產(chǎn)生浮選微泡對(duì)浮選礦漿進(jìn)行電解浮選，收集所得浮選泡沫，得浮選精礦。

上述方案中，所述微細(xì)粒氧化礦物為錫石礦物或石英礦物，其粒徑為-10μm。

上述方案中，所述電解質(zhì)溶液為NaCl、Na₂SO₄、KCl、K₂SO₄、NaNO₃或KNO₃溶液，其濃度為0.5～2wt％。

上述方案中，所述浮選微泡的尺寸大小可控，為30～50μm。

上述方案中，所述微細(xì)粒氧化礦物為錫石時(shí)，采用的捕收劑為辛基異羥肟酸，它與微細(xì)粒氧化礦物的質(zhì)量比為(3.5×10^-3～6×10^-3):1，它與電解液的固液比為(35～60):1mg/L；所述微細(xì)粒氧化礦物為石英時(shí)，采用的捕收劑為Flotigam EDA-C，它由Clariant提供，屬于醚胺醋酸鹽類(lèi)捕收劑，烷基為C10，它與微細(xì)粒氧化礦物的質(zhì)量比為(3×10^-3～9×10^-3):1，與電解液的固液比為(30～90):1mg/L。

上述方案中，所述步驟1)中調(diào)節(jié)pH值至9.89～10.08。

上述方案中，所述步驟1)中磁力攪拌速度為1000～1500rpm。

上述方案中，所述直流電場(chǎng)作用采用的直流電流為100～150mA。

上述方案中，所述電解浮選過(guò)程中采用磁力攪拌浮選礦漿，攪拌速度為800～1000rpm。

上述方案中，所述電解浮選時(shí)間為8～10min。

上述方案中，所述微泡浮選裝置包括浮選柱本體，浮選柱本體包括依次連接的浮選柱上段、浮選柱中段和浮選柱下段，所述浮選柱上段、浮選柱中段和浮選柱下段通過(guò)螺紋連接；所述浮選柱上段包括豎直設(shè)置的第一浮選柱和傾斜設(shè)置的第二浮選柱，在第二浮選柱上設(shè)有給礦口和溢流管；所述浮選柱下段的底部從下往上依次設(shè)有磁力攪拌子、石墨陽(yáng)極、聚四氟乙烯隔膜、不銹鋼陰極網(wǎng)；石墨陽(yáng)極、不銹鋼陰極網(wǎng)分別與外接電源連接，磁力攪拌子在磁力攪拌器的作用下對(duì)浮選礦漿進(jìn)行攪拌。

上述方案中，所述不銹鋼陰極網(wǎng)的網(wǎng)孔大小可更換；所述不銹鋼陰極網(wǎng)與第二導(dǎo)線連接，第二導(dǎo)線沿浮選柱下段豎直方向的位置可調(diào)，調(diào)節(jié)石墨陽(yáng)極與不銹鋼陰極網(wǎng)之間的極間距。

上述方案中，所述第二導(dǎo)線包括第二導(dǎo)線浮選柱管外部分、第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)上段和第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)下段，第二導(dǎo)線浮選柱管外部分與外接電源的負(fù)極相連，第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)下段與不銹鋼陰極網(wǎng)連接并固定；所述第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)上段的下部套入第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)下段的上部，第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)上段的下部沿第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)下段的上部的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)并固定。

上述方案中，通過(guò)改變浮選環(huán)境以及調(diào)節(jié)浮選柱下段內(nèi)石墨陽(yáng)極與不銹鋼陰極網(wǎng)之間的極間距、不銹鋼陰極網(wǎng)的網(wǎng)孔大小、電流大小，得到流量均勻、大小合適的浮選微泡，其尺寸為30～50μm。

上述方案中，所述石墨陽(yáng)極與不銹鋼陰極網(wǎng)之間得極間距為1～2cm；不銹鋼陰極網(wǎng)的網(wǎng)孔尺寸為38～50μm。

本發(fā)明，采用辛基異羥肟酸作為錫石捕收劑，在pH值為9.89～10.08條件下，辛基異羥肟酸活性較大，在錫石表面發(fā)生離子-分子共吸附，捕收效果顯著，現(xiàn)有的羥肟酸類(lèi)捕收劑大多具有較好的分離效果而捕收效果欠佳。

采用Flotigam EDA-C作為石英捕收劑，在pH值為9.98～10.08的條件下活性較大，在表面發(fā)生強(qiáng)烈的物理吸附，對(duì)石英礦石的捕收效果顯著，同時(shí)具有一定的氣泡作用，相比其他胺類(lèi)捕收劑，可以在不加起泡劑的條件下達(dá)到顯著的捕收效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

1)本發(fā)明的微泡浮選方法中的浮選微泡由電解產(chǎn)生，其尺寸通過(guò)調(diào)節(jié)浮選溶液環(huán)境(電解質(zhì)濃度、捕收劑濃度、pH值)、直流電場(chǎng)電流大小、不銹鋼陰極網(wǎng)的網(wǎng)孔大小和極間距配合控制，可提高浮選過(guò)程中浮選微泡與微細(xì)粒錫石、石英的碰撞概率，并選用辛基異羥肟酸和Flotigam EDA-C分別對(duì)錫石和石英進(jìn)行浮選，協(xié)同提高礦物浮選效率；

2)本發(fā)明的微泡浮選方法通過(guò)控制電流大小及調(diào)節(jié)浮選溶液體系(電解液、捕收劑等)來(lái)調(diào)節(jié)氣泡流量，控制微細(xì)粒錫石、石英的浮選速率；

3)本發(fā)明的微泡浮選方法可有效減少浮選過(guò)程中藥劑使用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1采用的微泡浮選裝置的設(shè)備連接圖示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1采用的微泡浮選裝置中浮選柱本體的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1采用的微泡浮選裝置中浮選柱本體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、給礦口，2、溢流管，3、浮選柱本體，3-1、浮選柱上段，3-2、浮選柱中段，3-3浮選柱下段，3-1-1、第一浮選柱，3-1-2、第二浮選柱，4、底座，5、第一孔，6、第二孔，7、不銹鋼陰極網(wǎng)，8、出氣孔，9、石墨陽(yáng)極，10、外接電源，11、第一導(dǎo)線，12-1、第二導(dǎo)線浮選柱管外部分，12-2、第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)上段，12-3第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)下段，13、磁力攪拌子，14、聚四氟乙烯隔膜，15、磁力攪拌器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。

以下實(shí)施例中，采用的微泡浮選裝置的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1，其中浮選柱本體的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2和圖3。如圖1～3所示，所述微泡浮選裝置包括浮選柱本體3和浮選柱本體3通過(guò)螺紋連接的底座4。浮選柱本體3包括依次連接的浮選柱上段3-1、浮選柱中段3-2和浮選柱下段3-3，浮選柱上段3-1、浮選柱中段3-2和浮選柱下段3-3通過(guò)螺紋連接，以方便安裝與拆卸。浮選柱上段3-1包括豎直設(shè)置的第一浮選柱3-1-1和傾斜設(shè)置的第二浮選柱3-1-2，第一浮選柱3-1-1與第二浮選柱3-1-2的夾角為15-50°，在較佳實(shí)施例中，第一浮選柱3-1-1與第二浮選柱3-1-2的夾角為35°；且第一浮選柱3-1-1和第二浮選柱3-1-2一體成型；在第二浮選柱3-1-2上設(shè)有給礦口1和溢流管2，且為了方便浮選出的細(xì)料排出，溢流管2設(shè)置在第二浮選柱3-1-2的下壁面上。浮選柱下段3-3的底部從下往上依次設(shè)有磁力攪拌子13、石墨陽(yáng)極9、聚四氟乙烯隔膜14、不銹鋼陰極網(wǎng)7，磁力攪拌子13在磁力攪拌器15的作用下對(duì)礦漿進(jìn)行攪拌。底座4和浮選柱下段3-3上設(shè)有相連通的第一孔5，第一導(dǎo)線11的一端與外接電源10的正極連接，第一導(dǎo)線11的另一端穿過(guò)第一孔5后與石墨陽(yáng)極9連接，不銹鋼陰極網(wǎng)7與第二導(dǎo)線連接；

所述第二導(dǎo)線包括第二導(dǎo)線浮選柱管外部分12-1、第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)上段12-2和第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)下段12-3，第二導(dǎo)線浮選柱管外部分12-1與外接電源10的負(fù)極相連，第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)下段12-3與不銹鋼陰極網(wǎng)7連接并固定；所述第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)上段12-2的下部套入第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)下段12-3的上部，第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)上段的下部12-2沿第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)下段12-3的上部的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)并固定。浮選柱中段3-2上設(shè)有第二孔6，第二導(dǎo)線浮選柱管外部分12-1的一端與外接電源10的負(fù)極連接，另一端穿過(guò)第二孔6后與第二導(dǎo)線浮選柱管內(nèi)上段12-2連接。

第二浮選柱3-1-2上設(shè)有給礦口1和溢流管2，礦漿通過(guò)給礦口1經(jīng)第二浮選柱3-1-2倒入第一浮選柱3-1-1中，浮選柱上段3-1、浮選柱中段3-2和浮選柱下段3-3通過(guò)螺紋連接，浮選柱中段3-2開(kāi)有第二孔6用于外接導(dǎo)線連接外接電源的負(fù)極和不銹鋼陰極網(wǎng)7，浮選柱下段3-3和底座4也采用螺紋連接，底座4左側(cè)開(kāi)有第一孔5用于外接導(dǎo)線連接外接電源的正極和石墨陽(yáng)極9，不銹鋼陰極網(wǎng)7和石墨陽(yáng)極9之間通過(guò)聚四氟乙烯隔膜14隔開(kāi)的目的是隔絕石墨陽(yáng)極9上產(chǎn)生的氧氣泡，底座4右側(cè)開(kāi)有出氣孔8。整個(gè)浮選柱本體可拆卸成三部分，用以更換不銹鋼陰極網(wǎng)7、聚四氟乙烯隔膜14和石墨陽(yáng)極9以及清洗浮選柱本體3，浮選前先放入一個(gè)長(zhǎng)1cm的磁力攪拌子到浮選柱本體3的底部，然后將調(diào)整好的礦漿倒入浮選柱本體中，加入電解質(zhì)溶液至溢流管管口處，將浮選柱本體置于磁力攪拌器15上，然后不銹鋼陰極網(wǎng)7通過(guò)第一導(dǎo)線11連接外接電源10的負(fù)極，石墨陽(yáng)極9通過(guò)第二導(dǎo)線連接外接電源10的正極，開(kāi)始攪拌后打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電源電壓開(kāi)始浮選，浮選精礦從溢流管流出。不銹鋼陰極網(wǎng)的孔徑有38～50μm，分別在不同的陰極孔徑下調(diào)節(jié)電流強(qiáng)度，針對(duì)-10μm粒級(jí)的不同礦物進(jìn)行浮選。

以下實(shí)施例中，采用的微細(xì)粒氧化礦物為錫石純礦物或石英純礦物為研究對(duì)象，純度分別為95.58％(質(zhì)量)、99.20％(質(zhì)量)，樣品用瓷球磨干磨，磨至-10μm，經(jīng)水力分級(jí)驗(yàn)證粒級(jí)，-10μm以下顆粒占96wt％。

以下實(shí)施例中，石英純礦物選用的捕收劑為Flotigam EDA-C，由Clariant公司提供。

實(shí)施例1

一種微細(xì)粒氧化礦物的微泡浮選方法，具體步驟如下：

稱取-10μm的錫石純礦物1g，置于100mL的透明玻璃容器中，加入90mL配好的1wt％濃度的NaCl溶液，超聲波振蕩10min，使礦物充分分散，然后放入磁力攪拌子，加入1wt％濃度的NaCl溶液至接近于容器100mL線，置于磁力攪拌器上(轉(zhuǎn)速1000～1500rpm)，攪拌調(diào)pH、加捕收劑后，攪拌5min得浮選礦漿；同時(shí)調(diào)整浮選裝置中的不銹鋼陰極網(wǎng)，使用網(wǎng)孔為38μm的不銹鋼陰極網(wǎng)，連接好裝置后把攪拌充分的浮選礦漿倒入微泡浮選裝置中，保持礦漿體積約為100mL而不溢出浮選裝置，同時(shí)打開(kāi)磁力攪拌器(轉(zhuǎn)速800～1000rpm)，接通電源，調(diào)節(jié)到合適的電流下通電2min，控制所得浮選微泡的尺寸為30～40μm，出現(xiàn)明顯的浮選泡沫層，再浮選8min，中間過(guò)程補(bǔ)加NaCl溶液保持礦漿體積為100mL，浮選結(jié)束后，收集最終所得浮選泡沫，得浮選精礦，尾礦和精礦分別進(jìn)行過(guò)濾、烘干、稱重，回收錫石精礦并計(jì)算其浮選回收率及損失。

所述捕收劑選用辛基異羥肟酸，它與電解質(zhì)溶液的固液比為50:1mg/L；NaCl溶液濃度為1wt％；pH值調(diào)節(jié)為9.89；電流大小為100mA；不銹鋼陰極網(wǎng)的孔徑為38μm；極間距為1～1.5cm。

本實(shí)施例所述微泡浮選方法所得錫石的回收率為92.36％，損失率為1.86％，比常規(guī)掛槽浮選的回收率提高7～8％。

實(shí)施例2

一種微細(xì)粒氧化礦物的微泡浮選方法，具體步驟如下：

稱取-10μm的錫石純礦物2g，置于100mL的透明玻璃容器中，加入90mL配好的0.5wt％濃度的KCl溶液，超聲波振蕩10min，使礦物充分分散，然后加入磁力攪拌子，加入0.5wt％濃度的KCl溶液至接近于容器100mL線，置于磁力攪拌器上(轉(zhuǎn)速1000～1500rpm)，攪拌調(diào)pH、加捕收劑后，攪拌5min得浮選礦漿；同時(shí)調(diào)整浮選裝置中的不銹鋼陰極網(wǎng)，使用網(wǎng)孔為50μm的不銹鋼陰極網(wǎng)，連接好裝置后把攪拌充分的浮選礦漿倒入微泡浮選裝置中，用KCl溶液沖洗，保持礦漿體積約為100mL而不溢出浮選裝置，同時(shí)打開(kāi)磁力攪拌器(轉(zhuǎn)速800～1000rpm)，接通電源，調(diào)節(jié)到合適的電流強(qiáng)度下通電2min，控制所得浮選微泡的尺寸為30～40μm，出現(xiàn)明顯的浮選泡沫層，再浮選8min，中間過(guò)程補(bǔ)加KCl溶液保持礦漿體積為100mL，浮選結(jié)束后，收集最終所得浮選泡沫，得浮選精礦，尾礦和精礦分別進(jìn)行過(guò)濾、烘干、稱重，回收錫石精礦并計(jì)算其浮選回收率及損失率。

所述捕收劑選用辛基異羥肟酸，其濃度為60mg/L；KCl溶液濃度為0.5wt％，pH值為9.98，電流大小為100mA，不銹鋼陰極網(wǎng)的孔徑為50μm，極間距為1.5～2cm。

本實(shí)施例所述微泡浮選方法所得錫石的回收率為90.26％，損失率為2.04％，比常規(guī)掛槽浮選的回收率提高6～7％。

實(shí)施例3

一種微細(xì)粒氧化礦物的微泡浮選方法，具體步驟如下：

稱取-10μm的石英純礦物1g，置于100mL的透明玻璃容器中，加入90mL配好的1.5wt％濃度的NaNO₃溶液，超聲波振蕩10min，使礦物充分分散，然后加入磁力攪拌子，加入1.5wt％濃度的NaNO₃溶液至接近于燒杯100mL線，置于磁力攪拌器上(轉(zhuǎn)速1000～1500rpm)，攪拌調(diào)pH、加捕收劑后，攪拌5min得浮選礦漿；同時(shí)調(diào)整浮選管中的不銹鋼網(wǎng)，使用網(wǎng)孔為50μm的不銹鋼陰極網(wǎng)，連接好裝置后把攪拌充分的浮選礦漿倒入微泡浮選裝置中，用NaNO₃溶液沖洗，保持礦漿體積約為100mL而不溢出浮選管，同時(shí)打開(kāi)磁力攪拌器(轉(zhuǎn)速800～1000rpm)，接通電源，調(diào)節(jié)到合適的電流強(qiáng)度下通電2min，控制所得浮選微泡的尺寸為42～48μm，出現(xiàn)明顯的浮選泡沫層，再浮選8min，中間過(guò)程補(bǔ)加NaCl溶液保持礦漿體積為100mL，浮選結(jié)束后，收集最終所得浮選泡沫，得浮選精礦，尾礦和精礦分別進(jìn)行過(guò)濾、烘干、稱重，回收石英精礦并計(jì)算其浮選回收率及損失。

所述捕收劑選用醚氨醋酸鹽，它與電解質(zhì)溶液的固液比為50:1mg/L；pH值為9.98，NaNO₃溶液濃度為1.5wt％，電流大小為150mA，不銹鋼陰極網(wǎng)的孔徑為50μm，極間距為1～1.5cm。

本實(shí)施例所述微泡浮選方法所得石英的回收率為96.55％，損失率為1.04％，比常規(guī)掛槽浮選的回收率提高8～9％。

實(shí)施例4

一種微細(xì)粒氧化礦物的微泡浮選方法，具體步驟如下：

稱取-10μm的石英純礦物2g，置于100mL的透明玻璃容器中，加入90mL配好的2wt％濃度的KNO₃溶液，超聲波振蕩10min，使礦物充分分散，然后加入磁力攪拌子，加入2wt％濃度的KNO₃溶液至接近于燒杯100mL線，置于磁力攪拌器上(轉(zhuǎn)速1000～1500rpm)，攪拌調(diào)pH、加捕收劑后，攪拌5min得浮選礦漿；同時(shí)調(diào)整浮選管中的不銹鋼網(wǎng)，使用網(wǎng)孔為38μm的不銹鋼陰極網(wǎng)，連接好裝置后把攪拌充分的浮選礦漿倒入微泡浮選裝置中，用KNO₃溶液沖洗，保持礦漿體積約為100mL而不溢出浮選管，同時(shí)打開(kāi)磁力攪拌器(轉(zhuǎn)速800～1000rpm)，接通電源，調(diào)節(jié)到合適的電流強(qiáng)度下通電2min，，控制所得浮選微泡的尺寸為32～38μm，出現(xiàn)明顯的浮選泡沫層，再浮選8min，中間過(guò)程補(bǔ)加NaCl溶液保持礦漿體積為100mL，浮選結(jié)束后，收集最終所得浮選泡沫，得浮選精礦，尾礦和精礦分別進(jìn)行過(guò)濾、烘干、稱重，回收石英精礦并計(jì)算其浮選回收率及損失。

所述捕收劑選用醚氨醋酸鹽，它與電解質(zhì)溶液的固液比為80:1mg/L；pH值為9.98，KNO₃溶液濃度為2wt％，電流大小為150mA，不銹鋼陰極網(wǎng)的孔徑為38μm，極間距為1.5～2cm。

本實(shí)施例所述微泡浮選方法所得石英的回收率為95.46％，損失率為1.56％，比常規(guī)掛槽浮選的回收率提高8～9％。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，做出若干改進(jìn)和變換，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。