[发明专利]一种中性pH条件下从石英与长石混合矿中正浮选石英的方法

说明书

本发明公开了一种中性pH条件下从石英与长石混合矿中正浮选石英的方法。该方法是通过分别加入两种不同碳链长度胺类浮选剂，并控制它们的加入顺序，从而扩大石英和长石的浮选回收率差异实现的。该方法选用短碳链双胺作为长石抑制剂，长碳链胺作为捕收剂，在浮选时，先将短碳链双胺加入矿浆并搅拌均匀后，再加入长碳链胺进行浮选，使石英颗粒上浮，而长石颗粒则留在浮选槽底部，使二者实现分离。本发明为无氟无酸中性条件下正浮选石英法，是一种区别于传统石英与长石浮选分离技术的新方法。该方法绿色环保，去除了酸碱对环境的危害。同时，该方法对石英和长石的分离效率高，浮选药剂简单、用量小，成本低，操作方便，容易在实际生产中推广应用。

技术领域

本发明属于矿物加工领域，尤其涉及一种中性pH条件下从石英与长石混合矿中正浮选石英的方法。

背景技术

石英具有非常稳定的物理和化学性质。它具有耐热性，低膨胀性，耐腐蚀性和高透光率等优点。高纯石英砂是半导体(芯片)、新能源(光伏等)以及航空航天(特种玻璃)等领域不可缺少的原材料。长石在地壳中含量丰富，广泛用于陶瓷和玻璃工业，其中一些含有铷和铯等稀有元素的长石可以用作提取这些元素的原料。因此，开发环保低成本且能够有效地分离石英和长石的技术具有重要的意义。但是，石英和长石通常是自然界中的伴生矿物。长石和石英的矿物学结构相似，均属于骨架硅酸盐矿物，石英结构中四分之一的Si⁴⁺被Al³⁺取代便会形成长石，这种相似的结构不利于矿物分离，由于两种矿物具有相似的密度，硬度，磁性等，很难通过物理方法将它们分离，目前主要是通过浮选的方法将它们分离，浮选分离方法又分为酸性浮长石法，碱性浮石英法和中性浮长石法这三类。

工业上最常用的是第一类浮选分离方法：酸性浮长石法(对于石英相来说，是反浮选)。其中又细分为有氟有酸浮选法和无氟有酸浮选法。有氟有酸法是在强酸性 (pH＝2～3)条件下，以氢氟酸作活化剂，用阳离子捕收剂优先浮选长石；无氟有酸法是强酸(pH＝2～3)性条件下，使用阴阳离子混合捕收剂优先浮选长石。这两种方法虽然分离石英与长石的效果较好，但是使用强酸对环境的危害是无法避免的，特别是氢氟酸的使用对环境危害巨大，是国家严格管控的危化品。在实际生产过程中，强酸对设备的腐蚀以及浮选废液的处理都会增加生产成本。

为了克服酸性浮选的问题，人们开发了第二类浮选分离方法：碱性浮石英法(对于石英相来说，是正浮选)。公布号为CN103736596A的专利申请中公开了一种长石和石英浮选分离技术，该方法是将长石和石英原矿磨矿制浆，然后加入碳酸钠调浆，再加入 N-酰基肌胺酸钠，最后加入环烷酸皂、氧化石蜡皂、油酸和羟肟酸中的一种或者几种作捕收剂，使石英上浮，得到的槽内产品即为长石。该方法中由于使用了碳酸钠调浆，矿浆呈现碱性。公布号为CN105618271A的专利申请中公开了一种从低品位钾钠长石矿中分离石英的方法，采用碳酸钠或氢氧化钠调浆到pH值为8～10的碱性条件，然后采用碱土金属离子氯化钙、石灰或氯化钡活化石英，十二烷基磺酸钠、水玻璃和六偏磷酸钠作为抑制剂，胺类捕收剂十二胺、十八胺、醚胺使石英上浮，可以分离石英和长石。公布号为CN 107899753A的专利申请中，公开了一种无氟浮选分离石英和长石的阴离子组合捕收剂，采用NaOH作为pH调节剂在碱性条件下使石英上浮，另外还要加入CaCl2 做活化剂,还需要在50℃～60℃温水中溶解捕收剂。上述的碱性浮石英法，依然对环境有污染，药剂种类多，操作很繁琐，因其工艺条件苛刻，难以在工业生产中应用。

在此基础上，有人进一步开发了第三类浮选分离方法：中性浮长石法(对于石英相来说，是反浮选)。公布号为CN108580050A的专利申请中公开了一种中性pH值条件下浮选钾长石的方法，向矿浆中加入油酸钠作为捕收剂，十二胺等胺类物质作为活化剂，六偏磷酸钠或者水玻璃作为抑制剂，浮选中使钾长石上浮，实现与石英的分离。但是捕收剂油酸钠的价格不低，而且需要加入1000～1600g/T含钾长石物料的捕收剂，用量比较大，而且油酸钠不稳定，长时间放置容易腐败变质，还容易与硬水中的钙、镁盐类生成不溶性的钙、镁皂沉淀，液体变为乳浊状。该方法分离获得的长石纯度较好，但是分离出的石英相的纯度没有保障，而且加入药剂种类多，操作很繁琐，因其工艺条件苛刻，难以在工业生产中应用。