磁種浮選方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了磁種浮選方法，屬于浮選分離的領(lǐng)域。該法包括以下幾個(gè)分過(guò)程：磁種準(zhǔn)備、磁種與藥劑作用、礦漿預(yù)磁化和浮選分離。區(qū)別于常規(guī)浮選的主要特征在于，浮選調(diào)漿過(guò)程中，添加了磁種和預(yù)磁化，導(dǎo)致藥劑與磁種作用后形成帶基團(tuán)的磁種（活性磁種）或具磁性的藥劑（磁性藥劑），原理上主要在藥劑與粒子、粒子與粒子之間增加了磁性吸附或磁性作用力。本發(fā)明在預(yù)磁化磁場(chǎng)中，增強(qiáng)磁性藥劑與目標(biāo)礦物定向吸附能力或活性磁種與粒子的作用力，使浮選效率（回收率或選擇性）提高、藥劑用量下降。
【專利說(shuō)明】磁種淳選方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于分離【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種磁種浮選方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在物料分離領(lǐng)域，浮選(或氣浮）是利用藥劑調(diào)節(jié)粒子表面疏水性質(zhì)的差別，以氣 泡為載體粘附水中固體顆粒，顆粒粘附氣泡后上浮到界面而實(shí)現(xiàn)分離過(guò)程的，是應(yīng)用最廣 泛的選礦方法，已使用100多年，幾乎涉及各類礦石的分選。由于礦物表面天然疏水性的不 足，大部分的礦物浮選需要借助添加藥劑來(lái)調(diào)節(jié)合適的表面性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)選擇性的分離。因 此，在浮選領(lǐng)域，研究興趣主要還是表現(xiàn)在對(duì)各類藥劑的研究和相關(guān)的溶液化學(xué)和表面化 學(xué)、其次是浮選工藝和設(shè)備，也有少部分研究粒子與氣泡的碰撞理論等方面的基礎(chǔ)性理論 研究。
[0003] 常規(guī)泡沫浮選適于選別0. 5mm至5 μ m的礦粒，具體的粒限視礦種而定。當(dāng)入選的 粒度小于5 μ m時(shí)，需采用特殊的浮選方法，如絮凝浮選、載體浮選。所謂載體浮選（carrier flotation)就是添加了一種無(wú)論是從粒度上還是表面性質(zhì)方面都是比微細(xì)粒更適合浮選 的固體粒子（carrier)。美國(guó)專利（US 4, 523, 991)公開了一種載體浮選細(xì)粒金屬礦物和磷 酸鹽的方法，就是用適于浮選的礦粒粒度（10-300 μ m)的三水氧化鋁為載體，載體用量為 分選給料重量的0. 5%-20%，載體使用之前要做疏水處理，這樣易于微細(xì)礦粒粘附于載體表 面，再以胺類為捕收劑上浮分選。這種欲分選的礦物與載體不同的，稱為異類載體浮選。也 有用同類粗粒礦物為載體的（中國(guó)專利CN86105760)，稱為同類載體浮選。在污水處理方面 也用到載體浮選凈化，中國(guó)專利CN101805074B公開了以煤粉或焦油渣作為載體在浮選柱 中從油污水中浮選脫油。
[0004] 總之，載體浮選還是利用浮選的基本原理--疏水粒子粘附氣泡上浮，載體疏水粗 粒子和欲浮選分離的小粒子間（藥劑作用后為疏水小粒子）主要還是借助疏水締合力，使小 粒子與粗粒載體結(jié)合在一起，形成最適合浮選的粒度尺寸，從而使小粒子浮起來(lái)。這樣，即 便是載體浮選中為了磁選回收載體重復(fù)利用方便而使用疏水磁鐵礦作為載體(如美國(guó)專利 US8, 377, 312)，也沒有提到主動(dòng)利用載體的磁性對(duì)浮選的有利作用，更沒有采用預(yù)磁處理 來(lái)強(qiáng)化這種載體的磁性作用。
[0005]


【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明目的是優(yōu)化傳統(tǒng)的浮選方法、提高浮選方法的效率。
[0006] 本發(fā)明在浮選過(guò)程中引入磁種和預(yù)磁化，即，加入一種特殊固體粒子--磁性粒子 (磁種）于料漿，磁種、藥劑與粒子發(fā)生吸附，并且通過(guò)預(yù)磁化磁場(chǎng)強(qiáng)化磁性對(duì)浮選的影響。
[0007] 為了提高浮選方法的效率、達(dá)到上述目的，本發(fā)明方法提供的技術(shù)步驟包括： 步驟一：磁種的準(zhǔn)備 磁種可以是細(xì)磨磁鐵礦或合成的尖晶石型磁性鐵氧體； 步驟二：磁種與藥劑混合 取步驟一準(zhǔn)備的磁種適量配制成懸浮溶液，再向其中加入藥劑，攪拌或根據(jù)藥劑溶解 配制需要加熱攪拌反應(yīng)一段時(shí)間，制得磁種藥劑混合物懸浮溶液。所述的藥劑是指常規(guī)浮 選使用的用于捕收、抑制和調(diào)整作用的藥劑，磁種占藥劑的重量比例為0. 5%-50% ; 步驟三：料(礦）漿的預(yù)磁化處理 取細(xì)粒物料直接加水制成料漿，或根據(jù)礦石嵌布粒度，將礦石進(jìn)行破碎再加水細(xì)磨礦 至有用礦物單體解離，形成礦漿；再加入步驟二制備的磁種藥劑混合物于料漿或礦漿中，并 在磁場(chǎng)中預(yù)磁化。磁種藥劑混合物加入量是0. lmg/L~200mg/L ; 步驟四：浮選分離 將步驟三經(jīng)預(yù)磁化處理的礦漿在浮選設(shè)備中浮選分離。
[0008] 步驟一所述的磁種粒徑控制在0. 1mm以下。
[0009] 步驟一所述的磁種的準(zhǔn)備（細(xì)磨或合成）和步驟二所述的磁種和藥劑混合也可合 并為一個(gè)步驟，即在準(zhǔn)備磁種的過(guò)程中加入藥劑。
[0010] 步驟三所述的在磁場(chǎng)中預(yù)磁化，是在磁場(chǎng)強(qiáng)度為ο. 01T-0. 2T的磁場(chǎng)中攪拌調(diào)漿 或調(diào)漿后通過(guò)預(yù)磁管或磁選機(jī)。
[0011] 步驟三所述的礦石(物料）可以是磁性的鐵礦石，也可以是其它礦石，特別地當(dāng)物 料中含有強(qiáng)磁性的成分時(shí)，可以不添加步驟一所述的磁種。
[0012] 步驟四所述的浮選分離為在浮選槽、浮選柱或氣浮池中實(shí)施。
[0013] 區(qū)別于常規(guī)浮選，本發(fā)明在浮選調(diào)漿過(guò)程中，添加了磁種和預(yù)磁化操作，使得藥劑 與磁種作用后形成帶基團(tuán)的磁種(活性磁種）和具磁性的藥劑(磁性藥劑)，原理上主要在藥 劑與粒子、粒子與粒子之間增加了磁性吸附或磁性作用力。此外，這種磁性作用，相對(duì)浮選 中的任何物理作用力（范德華力、靜電力、疏水作用力），是一種較強(qiáng)的遠(yuǎn)程力，在預(yù)磁化磁 場(chǎng)中，增強(qiáng)了磁性藥劑與目標(biāo)礦物定向吸附能力、活性磁種與粒子的作用力，因此，某種意 義上，相對(duì)浮選的化學(xué)藥劑，磁種浮選中的磁種是一類'物理藥劑'。另外，預(yù)磁化磁場(chǎng)使得 小粒度磁種或磁性礦物周圍較小的距離內(nèi)能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁種表面猶如高梯度磁選機(jī)中的 "鋼毛"，能夠發(fā)生"高梯度效應(yīng)"，使磁種與具磁性的礦物聚團(tuán)，因此，浮選過(guò)程中磁性作用 與其它作用力的綜合作用力場(chǎng)，使浮選效率(回收率或選擇性）提高、藥劑用量下降。
[0014] 而區(qū)別于載體浮選主要在于：本發(fā)明添加的固體粒子必須是磁性物并且強(qiáng)調(diào)預(yù)磁 化強(qiáng)化浮選的重要性；不強(qiáng)調(diào)磁種與分選粒子的相對(duì)大小和使用前的表面疏水處理；磁種 用量比載體用量小很多，因?yàn)榇欧N用量是相對(duì)于浮選藥劑，而載體是相對(duì)于分選物料的總 量，這也是由它們的原理的所決定的：磁種浮選強(qiáng)調(diào)磁種與藥劑的協(xié)同作用效果(有磁種粒 子與分子間的作用)，而載體浮選靠的是疏水載體粗粒子在礦漿中與細(xì)粒子碰撞-接觸的機(jī) 會(huì)而后聚合(粗粒子-細(xì)粒子作用）；功能上，磁種浮選除粒子上浮捕收作用外（正浮選)，也 可以改善抑制功能的作用（反浮選)。
[0015] 因此，通過(guò)本發(fā)明磁種浮選方法的實(shí)施，可以提高浮選過(guò)程的目的產(chǎn)物的回收率、 礦物間分離效率、以及減少浮選化學(xué)藥劑的用量30%-50%，從而對(duì)浮選生產(chǎn)成本和環(huán)境保護(hù) 有積極的效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是本發(fā)明單礦物赤鐵礦和石英的浮選，淀粉與磁化淀粉抑制性能比較試驗(yàn)效 果圖； 圖2是本發(fā)明單礦物赤鐵礦浮選，預(yù)磁化磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁化淀粉抑制性能影響試驗(yàn)效果 圖； 圖3是本發(fā)明單礦物赤鐵礦浮選效果圖； 圖4是本發(fā)明鏡鐵礦石浮選效果圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施流程示意圖。
[0017] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明不局限 于以下實(shí)例。圖5是本發(fā)明實(shí)施流程示意圖。
[0019] 實(shí)施例1單礦物赤鐵礦和石英的浮選，淀粉與磁化淀粉(磁種+淀粉，以下同）抑 制性能比較試驗(yàn)：磁種為合成的Fe 304微粒，平均粒徑2. 05μηι，磁化淀粉(淀粉已預(yù)先加減 配成溶液，淀粉：磁種=5:1重量比）制成混合懸浮液備用。在40ml浮選槽中，加入2g礦物 (赤鐵礦或石英）和35ml水，在預(yù)磁化永磁場(chǎng)0. 05T中加 NaOH溶液調(diào)節(jié)礦漿pH為11，再分 別加入淀粉或磁化淀粉為抑制劑(變量)、CaO 57. 14mg/L、油酸鈉240. Omg/L，然后撤掉磁 場(chǎng)，反浮選分離。結(jié)果如圖1所示，可以看出，陰離子反浮選試驗(yàn)磁化淀粉抑制效果優(yōu)于普 通淀粉，在同等抑制鐵礦物效果下淀粉用量減少30%-50%。
[0020] 實(shí)施例2 單礦物赤鐵礦浮選，預(yù)磁化磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁化淀粉抑制性能影響試驗(yàn)： 磁化淀粉固定用量0. 62mg/L，預(yù)磁化永磁場(chǎng)強(qiáng)度為變量(分別為0T、0. 05T、0. 1T)，其它試 驗(yàn)條件如實(shí)施例1。結(jié)果，赤鐵礦回收率分別為89. 4%、92. 6%、96. 8%，表明預(yù)磁化磁場(chǎng)強(qiáng)度 對(duì)磁種浮選有影響。
[0021] 實(shí)施例3磁種為細(xì)磨的磁鐵礦微粒，平均粒徑16. 5 μ m，磁化淀粉(淀粉已預(yù)先加 減配成溶液，淀粉：磁種=5:2重量比)制成混合懸浮液備用。在500ml浮選槽中，加入100g 某鏡鐵礦礦石(含F(xiàn)e20. 05%)和水，在預(yù)磁化永磁場(chǎng)0. 05T中調(diào)節(jié)礦漿，再分別加入淀粉或 磁化淀粉為抑制劑(變量)、十二胺為捕收劑150g/t，然后撤掉磁場(chǎng)，反浮選分離。結(jié)果如圖 2所示，可以看出，以磁化淀粉為抑制劑的鏡鐵礦回收率大于以普通淀粉為抑制劑的鏡鐵礦 回收率；以分離效率5 = ^廠衡量選別效果（（E為分離效率，β為精礦品位，α為原礦 1 -- βρ? 品位，Y為精礦廣率，β純?yōu)殓R鐵礦純礦物品位)，在同等條件下化淀H 。
[0022] 實(shí)施例4 單礦物赤鐵礦浮選：磁種為合成的Fe304微粒，平均粒徑5. 05 μ m，在 40ml浮選槽中，加入2g赤鐵礦和35ml水，在預(yù)磁化永磁場(chǎng)0. IT中，分別以油酸鈉或帶磁種 的油酸鈉(油酸鈉：磁種用量比為5:1)為捕收劑進(jìn)行正浮選試驗(yàn)。浮選結(jié)果如圖3所示，表 明加磁種的油酸鈉效果比油酸鈉的效果好。
[0023] 實(shí)施例5單礦物黃鐵礦浮選：磁種分別為合成的Fe304和（Cu a i，F(xiàn)ea9) 0. Fe203微 粒，平均粒徑分別為8. 80 μ m和10. 02 μ m，在40ml浮選槽中，加入2g黃鐵礦和35ml水，在 預(yù)磁化永磁場(chǎng)0. 1T中，以丁黃藥30mg/L為捕收劑、2號(hào)油為起泡劑進(jìn)行浮選試驗(yàn)，分別考 察兩種磁種用量對(duì)浮選的影響。結(jié)果如圖4所示，表明隨磁種用量增加，黃鐵礦的回收率增 加。
[0024] 實(shí)施例6單礦物螢石浮選：磁種為合成的Fe304微粒，平均粒徑5. 05 μ m，在40ml 浮選槽中，加入2g螢石和35ml水，在預(yù)磁化永磁場(chǎng)0. IT中，分別加入檸檬酸和磁種，最后 加入油酸鈉20mg/L為捕收劑進(jìn)行浮選試驗(yàn)。結(jié)果如下表，表明加磁種的檸檬酸抑制效果比 檸檬酸效果好。 __ 豐寧檬酸用量mg/L· 磁種用量mg/L 產(chǎn)率％ 0.0 ~0.0 72.0 8.0 ~0.0 60.5 8.0 |l0.0 丨43.0 -
[0025] 實(shí)施例7.煤泥的浮選：磁種為合成的Fe304微粒，平均粒徑12. 5 μ m，聚丙烯酰 胺（PAM)與磁種按一定的比例配成混合懸浮液備用。在500ml浮選槽中，加入50g某煤泥 (固定碳44. 21%、灰分28. 41%、硫0. 86%，90%-100目）和水，在預(yù)磁化永磁場(chǎng)0. 05T中調(diào)節(jié) 礦漿，分別加入PAM和磁種混合物(變量)、松醇油為捕收劑1. 08kg/t，然后撤掉磁場(chǎng)，浮選 分離。結(jié)果如下表。 __ PAM用量mg/L |磁種用量mg/L |產(chǎn)率％_ 07〇~ '〇. 0 43.4 8Γ〇~ 7.0 55.0 ~0 7.0 47.0 ~0 丨21.0 丨50.0
[0026] 從表中可知磁種對(duì)提高煤泥浮選產(chǎn)率有促進(jìn)作用。
【權(quán)利要求】
1. 一種磁種浮選方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟一：磁種的準(zhǔn)備 選取細(xì)磨磁鐵礦或合成的尖晶石型磁性鐵氧體為磁種； 步驟二：磁種藥劑混合物的制備 取步驟一準(zhǔn)備的磁種配制成懸浮溶液，再向其中加入藥劑，攪拌或根據(jù)藥劑溶解配制 需要加熱攪拌反應(yīng)一段時(shí)間，制得磁種藥劑混合物懸浮溶液；所述的藥劑是指常規(guī)浮選使 用的用于捕收、抑制和調(diào)整作用的藥劑，磁種占藥劑的重量比例為0. 5%-50% ; 步驟三：對(duì)料漿或礦漿進(jìn)行預(yù)磁化處理 取欲分離的細(xì)粒物料直接加水制成料漿，或根據(jù)礦石嵌布粒度，將礦石進(jìn)行破碎再加 水細(xì)磨至有用礦物單體解離，形成礦漿；再加入步驟二制備的磁種藥劑混合物于料漿或礦 漿中，并在磁場(chǎng)中預(yù)磁化，磁種藥劑混合物加入量是0. lmg/L~200mg/L ; 步驟四：浮選分離 將步驟三經(jīng)預(yù)磁化處理的礦漿在浮選設(shè)備中浮選分離。
2. 如權(quán)利要求1所述的磁種浮選方法，其特征在于包括以下步驟：步驟一所述的磁種 粒徑控制在〇· 1mm以下。
3. 如權(quán)利要求1所述的磁種浮選方法，其特征在于：步驟三所述的在磁場(chǎng)中預(yù)磁化，是 在磁場(chǎng)強(qiáng)度為〇. 01T-0. 2T的磁場(chǎng)中攪拌調(diào)漿或調(diào)漿后通過(guò)預(yù)磁管或磁選機(jī)。
4. 如權(quán)利要求1所述的磁種浮選，其特征在于：步驟四所述的浮選分離為在浮選槽、浮 選柱或氣浮池中實(shí)施。
【文檔編號(hào)】B03B1/00GK104117432SQ201410327374
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】伍喜慶, 戴川, 戴亮 申請(qǐng)人:中南大學(xué)