一种花岗岩尾矿无氟弱酸条件下进行浮选分离的方法

本发明属于选矿，具体涉及一种花岗岩尾矿无氟弱酸条件下进行浮选分离的方法。

背景技术：

1、长石和石英是两种重要的工业矿物原料，而且作为造岩矿物储量丰富，分布广泛，主要应用于建材、玻璃、陶瓷、化工填料及耐火材料等诸多领域。在自然界中多以伴生矿形式存在。

2、花岗岩就是一类常见的长石和石英伴生矿。开发花岗岩尾矿中长石和石英组分的高效分离技术，对于实现尾矿资源的二次利用，增加矿山经济效益，和维护矿区环境具有重要意义。

3、由于长石与石英在物化性质和表面特性等方面较为相近，因此重选法及磁选法均无法实现两种组分的有效分离，浮选法成为分离石英与长石的主要方法。长石和石英的浮选分离技术可分为有氟有酸法、无氟有酸法和无氟无酸法。现阶段，分离工艺比较成熟的是有氟有酸法，但该浮选方法因严重污染环境而被禁止使用。无氟有酸法需使用大量酸液，在规模化应用时产生的运行设备的腐蚀和废液环保处理成本不容小觑。

4、此外，在工业浮选过程中，尾矿自身或在破碎预处理环节容易引入一定量的金属离子，通常称为难免离子(例如镁离子、钙离子、铁离子等)，这些难免离子吸附在矿物表面会改变矿物本身的电性或者使其在一定程度上发生零电点漂移，并最终改变矿物的可浮性并最终导致浮选效率降低。因此，如何有效的克服难免离子对浮选过程的影响，实现花岗岩尾矿中长石和石英组分的高效分离，也是一个重要的难题。

5、基于此，研究开发一种无氟弱酸条件下，对花岗岩尾矿中的长石和石英组分进行高效浮选分离的方法，对于矿物资源的充分利用及环境保护具有重要的意义，也是研究人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种花岗岩尾矿无氟弱酸条件下进行浮选分离的方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：提供一种花岗岩尾矿无氟弱酸条件下进行浮选分离的方法，包括以下步骤：

3、s1、对花岗岩尾矿进行预处理，得到细粒级尾矿；细粒级尾矿经过磁选，得到除杂后的尾矿；

4、s2、向所述除杂后的尾矿中加水，混匀，得到矿浆；

5、s3、向所述矿浆中加入2～6个碳的短链二元羧酸的水溶液，调ph为4～6，得到浆液a；向所述浆液a中加入多羟基高分子化合物，混匀，得到浆液b；

6、s4、向所述浆液b中加入阴阳离子复合捕收剂进行浮选操作，获得长石组分和石英组分。

7、本发明提供的一种花岗岩尾矿无氟弱酸条件下进行长石和石英组分浮选分离的方法，总体思路如下：为了实现无氟弱酸条件下，对花岗岩尾矿进行高效浮选分离，选择合适的活化剂、抑制剂与复合浮选药剂相互配合，在花岗岩的分离和提纯的过程中起着重要作用：

8、首先，本发明采用含2～6个碳的短链二元羧酸作为活化剂，调节矿浆的ph使其呈现弱酸性(ph＝4～6)。短链二元羧酸相对于长链二元羧酸，能够表现出更好的活化作用：一方面，短链二元羧酸作为难免离子(如：镁离子、钙离子、铁离子等)的沉淀剂和脱除剂，能够避免难免离子的存在对矿物可浮性的影响和干扰；另一方面，短链二元羧酸对石英砂表面无影响，但其与长石表面暴露的al离子能够形成较好的络合或较强吸附作用，这一特征能够避免长石在后续操作中与抑制剂发生作用，使抑制剂选择性吸附于石英表面。

9、其次，本发明采用了多羟基高分子化合物作为抑制剂。由于长石组分表面已被短链二元羧酸吸附覆盖，因此，所添加的多羟基高分子抑制剂的活性羟基与石英表面发生吸附或氢键作用而优先吸附于石英表面，增加石英的亲水性，由此增加了矿浆中石英与长石组分的可浮性差异，提高后续浮选分离效果。

10、最后，相比于单一捕收剂，在本发明采用阴阳离子复合捕收剂与抑制剂相配合，具有更优异的选择性，能够利用长石和石英颗粒的表面差异，有效提高长石和石英的分离效率。上述浮选过程在无氟弱酸的条件下进行，操作简便，环境友好，显著提升了浮选效率，分离所得石英砂品位较高。

11、进一步的，步骤s1中，所述预处理包括：将花岗岩尾矿进行脱泥、棒磨、清洗、干燥和筛分处理。优选地，所述细粒级尾矿的粒径在100～300目。

12、进一步的，步骤s1中，所述磁选的磁场强度为0.4～1.5t，所述磁选单次或多次进行。优选地，所述磁选采用强度由低到高的梯度磁场重复多次进行。优选地，所述磁选包括：先采用强度为0.4～0.8t的中梯度磁选，再进行磁场强度为1.0～1.5t的高梯度强磁选。

13、进一步的，步骤s2中，矿浆的质量百分比固含量为10％-40％。

14、进一步的，步骤s3中，短链二元羧酸选自草酸、苹果酸、己二酸的一种或多种的组合；所述短链二元羧酸在水溶液中的质量百分比浓度为5％～20％。

15、进一步的，步骤s3中，多羟基高分子化合物抑制剂选自聚乙二醇、大豆多糖、葡聚糖、羟乙基纤维素的一种或多种的组合；多羟基高分子化合物相对于矿浆中水的投料浓度为30～100mg/l。

16、进一步的，步骤s4中，所述阴阳离子复合捕收剂中，阴离子捕收剂与阳离子捕收剂的物质的量的比为(2～8)：1；阳离子捕收剂相对于除杂后的尾矿的投料量为0.1～1kg/t。

17、在本发明中，采用电性相反的阴阳离子捕收剂以适当配比预先混合，使其具有更强的疏水性和更高的表面活性。上述阴阳离子复合捕收剂加入弱酸性石英长石浮选矿浆体系时，与石英和长石的表面特性吸附存在显著差异。基于长石表面al离子和正电荷空洞对阴阳离子复合捕收剂的静电吸附和分子吸附等多种协同吸附效应，从而实现长石的优先浮选，实现石英砂与长石粉的高效浮选分离。

18、优选地，所述阴离子捕收剂选自十二烷基磺酸钠、油酸钠、石油磺酸钠、氨基环磷酸中的一种。

19、优选地，所述阳离子捕收剂选自十二胺、盐酸十二胺、对二甲苯基二胺中的一种。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

21、(1)本发明提供的一种花岗岩尾矿无氟弱酸条件下进行浮选分离的方法，通过使用短链二元羧酸为活化剂和ph调节剂，添加多羟基高分子化合物作为抑制剂，并与阴阳离子捕收剂相配合，有效提高了矿浆中石英与长石组分浮选分离效果。

22、(2)本发明提供的一种花岗岩尾矿无氟弱酸条件下进行浮选分离的方法，能够高效的实现花岗岩尾矿中长石和石英组分的分离，所用浮选药剂均为绿色化试剂组合，不含有重金属、氟、磷等有毒有害元素，弱酸废液经沉降分离后可在自然界或通过生物酶温和降解，环境友好。本发明有效减少了技术规模化应用过程中所面临的环保压力，节约了“三废”处理的成本，符合可持续发展理念，有助于绿色经济、资源集约型经济目标的实现。

技术特征：

1.一种花岗岩尾矿无氟弱酸条件下进行浮选分离的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述预处理包括：将花岗岩尾矿进行脱泥、棒磨、清洗、干燥和筛分处理；所述细粒级尾矿的粒径为100～300目。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述磁选的磁场强度为0.4～1.5t，单次或多次进行。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，所述矿浆的质量百分比固含量为10％～40％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，短链二元羧酸选自草酸、苹果酸、己二酸的一种或多种的组合；短链二元羧酸在水溶液中的质量百分比浓度为5％～20％。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，多羟基高分子化合物选自聚乙二醇、大豆多糖、葡聚糖、羟乙基纤维素的一种或多种的组合；多羟基高分子化合物相对于矿浆中水的投料浓度为30～100mg/l。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s4中，所述阴阳离子复合捕收剂中，阴离子捕收剂与阳离子捕收剂的物质的量的比为(2～8)：1。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，阳离子捕收剂相对于除杂后的尾矿的投料量为0.1～1kg/t。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述阴离子捕收剂选自十二烷基磺酸钠、油酸钠、石油磺酸钠、氨基环磷酸中的一种。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述阳离子捕收剂选自十二胺、盐酸十二胺、对二甲苯基二胺中的一种。

技术总结本发明提供一种花岗岩尾矿无氟弱酸条件下进行浮选分离的方法，包括以下步骤：首先，对花岗岩尾矿进行预处理和磁选，然后加水，得到矿浆；其次，向矿浆中加入短碳链二元羧酸的水溶液调pH，得到浆液A，向浆液A中加入多羟基高分子化合物，得到浆液B；最后，向浆液B中加入阴阳离子复合捕收剂进行浮选操作，得到长石组分和石英组分。本发明提供的方法，在浮选阶段先加入短碳链二元羧酸作为活化剂、多羟基高分子物质为抑制剂，使得石英亲水，浮选长石，同时配合阴阳离子复合捕收剂，进一步提高浮选效率，实现长石和石英的有效分离。本发明提供的方法在无氟弱酸条件下进行，操作简便，生产效率高，对环境污染小，具有广阔的推广及应用前景。技术研发人员：王益炜,李永财,邓钧洪,路威,陶艺炫,郑申棵受保护的技术使用者：黄冈师范学院技术研发日：技术公布日：2024/9/12