[发明专利]海滨砂矿中锆英石的优先浮选

说明书

本发明是一种锆英石和含钛以及其它非锆矿物的浮选分离方法。专门用于含钛锆的海滨砂矿中锆英石的优先浮选。

海滨砂矿是提取钛和锆矿物最重要的原料来源，所含矿物种类较多，常含的金属矿物有钛铁矿、金红石、白钛矿和锐钛矿等含钛矿物，以及锆英石和独居石等，脉石矿物主要为石英，矿物粒度粗而均匀。目前处理这类矿石一般采用重选法首先抛弃绝大部分石英等轻矿物，所得的比重较大的钛锆粗精矿经干燥后，磁选获得钛铁矿精矿，磁选尾矿即非磁性产品为选锆的原料。磁选尾矿用摇床多次精选去除石英，将其精矿干燥后，采用复杂的电选工艺多次反复选别，选出金红石等含钛矿物，不导电的产品即为锆英石精矿。由于摇床选别不能完全除净石英，电选时将混入锆精矿中，导致精矿质量不高。此外，由于重选和电选联合工艺流程复杂、选别作业多、过程损失大，使得锆英石回收率很低，一般仅在60%左右。现有的回收锆英石的工艺方法较多，主要以重、磁、浮及电选联合工艺为主，也有采用单一浮选选别锆英石的方法。如资料介绍，澳大利亚某公司用含有0.025%苛性钠的0.5%皂溶液在95℃温度时搅拌处理磁选尾矿约20分钟，再用0.2%的硫酸洗涤4次，并在pH为1.9的条件下浮选。用此方法可获得回收率为90%、含锆英石为98%的精矿。虽然该方法所获指标较好，但由于能耗及成本高、流程极为复杂等缺点，限制了它的推广使用。迄今，从海滨砂矿中浮选锆英石所用的捕收剂有油酸、油酸钠、肥皂、环烷酸皂、氧化石腊皂、塔尔油、煤油和羟肟酸等，这些捕收剂多为脂肪酸及其皂类，对锆钛矿物均具有捕收作用，选择性极差;所用的抑制剂有水玻璃、硫酸铝和淀粉等，这些抑制剂除抑制含钛矿物外，对锆英石的浮选也有抑制作用。采用上述捕收剂和抑制剂浮选分离钛锆矿物时，精矿质量差、回收率低、分选效果不佳。必须配以矿浆加温、长时间搅拌处理等严格的工艺条件，流程复杂、操作控制极不方便。

本发明的目的是为了解决锆英石与含钛以及其它非锆矿物的浮选分离、简化现有复杂的分选工艺，而提出的一种常温条件下从海滨砂矿中优先浮选锆英石的简单、有效的浮选分离方法。

本发明的浮选原矿为海滨砂矿经磁选后的磁选尾矿，即锆中矿，其主要矿物有锆英石、金红石、钛铁矿、白钛矿、锐钛矿、独居石和石英等。

本发明的特征在于从海滨砂矿的磁选尾矿浮选锆英石的过程中添加了1-羟基-烷基-1，1-双膦酸，

式中R为C_6-8烷基，作为锆英石的高选择性捕收剂。烷基羟基双膦酸中有两个磷酸根-PO₃H₂亲固基团，其独特的空间几何形状造成对锆英石ZrSiO₄表面上的Zr离子具有较高的选择性络合作用，而对含钛矿物中的Ti或Fe离子的络合作用极弱，使得它在锆英石的表面产生了选择性吸附。本发明的另一特征是在用烷基羟基双膦酸优先浮选锆英石时，添加腐植酸或其盐类，其盐类较好的为钠盐或铵盐-作为含钛矿物的抑制剂。腐植酸或其盐类对Ti或Fe等离子具有较强的螯合作用，能消除矿浆中Mg和Ca等金属离子的有害影响，从而加强了对含钛矿物和石英的抑制、调节泡沫状态、减少泡沫的机械夹杂，完善了烷基羟基双膦酸优先浮选锆英石的效果。

烷基羟基双膦酸的添加量一般为400～800克/吨，粗选以300～600克/吨为宜，扫选以100～200克/吨为宜。腐植酸或其盐类的添加量以300～800克/吨为宜，添加地点在粗选、扫选和精选均可。烷基羟基双膦酸优先浮选锆英石时与矿浆pH值关系很大，一般用硫酸调节矿浆的pH值在4.2以下。

实施例：

用本发明的方法对含26.5%ZrO₂和11.5%TiO₂的海滨砂矿的磁选尾矿进行了浮选锆英石的小型试验。其过程为，将磁选尾矿调成30%的矿浆浓度，加入硫酸搅拌3分钟，添加烷基羟基双膦酸600克/吨控制矿浆pH在4.2以下，搅拌3分钟，浮选3分钟得锆英石粗选精矿。再在浮选槽内添加烷基羟基双膦酸200克/吨，控制矿浆pH与粗选作业相同，搅拌2分钟，浮选3分钟得锆英石扫选精矿。粗选及扫选精矿合并为锆英石精矿。在pH小于4.2的广泛酸性介质中，锆英石精矿含ZrO₂大于61.5%、锆英石回收率大于99%、二氧化钛回收率小于10%。若再精选一次即可容易获得含ZrO₂大于65%的锆精矿。为了提高锆英石精矿的质量，降低精矿二氧化钛含量，在上述粗选时烷基羟基双膦酸加入之前，添加300-800克/吨腐植酸及其盐类搅拌3分钟以强化抑制含钛及其它非锆矿物。这使得锆英石精矿的TiO₂含量，从单独使用烷基羟基双膦酸时的4.4%降至0.8%以下，而锆英石的回收率保持不变。