回收磷酸盐的选择絮凝法制造技术

本发明专利技术涉及从含非均匀粒径颗粒，包括胶体颗粒的矿石中，分离和回收非金属矿物，特别是磷酸盐的方法。在碱性溶液中，用分散剂使矿石变成矿浆。加入浮选捕集剂，使混合物同疏水性、离分子量的非离子聚合物接触，以便絮凝微粒，使其适于后继的浮选处理。本发明专利技术第二个实施例提供覜种利用离分子量的聚丙烯酰胺负离子絮凝剂回收高品位非金属矿石的方法。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿物的处理方法，包括通过选择絮凝作从矿泥和包含矿泥的非均匀粒径的原料回收非金属矿物;特别涉及由未被除去矿泥的磷酸盐矿石回收磷酸盐的方法。本专利技术提供了一种处理非金属矿物，尤其是磷酸盐的改进简化方法。这种磷盐包含在矿石中，其中要处理的矿石的原始颗粒粒径约为20目至胶体粒径。絮凝和浮选法是处理矿石的已知方法，但在公知的方法中，没有一种成功的方法能经济而简易地处理含有效组分的矿石，这种有效组分包括细微粒径、例如小于约10微米的颗粒。特别是，磷酸盐矿石含大量极细微的颗粒，就使处理和回收所需的磷盐变得较为困难。在公知的处理磷酸盐矿石的方法中，首先将矿石筛分，然后分离成矿砂组分和废矿泥部分。矿砂组分的颗粒粒径一般约为20目至约150目。粒径150目下至胶体粒径的细微颗粒是被废弃的废矿泥部分。一般将这种废矿泥部分(它含大约10%至40%包含在原始矿石材料中的磷酸盐。)排入不利于环境的尾矿池。已知的处理矿泥的方法一般包括从较大的粗矿砂分离出矿泥，然后将其加工。美国专利4，325，709号公开了一种通过选择絮凝作用处理磷酸盐矿石微粒组分的方法，该专利介绍，先用硅酸钠调湿矿石，然后加水，接着加入由纤维素衍生物所组成的絮凝剂。美国专利2，660303号介绍了一种方法，即将氢氧化钠分散剂加到矿泥后，接着加淀粉，以选择絮凝磷酸盐，并且回收供分离。美国专利3，302，785号介绍，通过负离子泡沫浮选法处理田纳西磷酸盐矿泥，接着除去尾矿的矿泥，将尾矿和泡沫浓缩物汇合，以供电炉原料。由于佛罗里达矿泥中缺乏大于325目的磷酸盐附聚物，因此上述方法不适用处理佛罗里达磷酸盐矿泥。A.F.Colombo在题为“佛罗里达磷盐矿泥的分散和絮凝特性”的美国矿产局的报靠中揭示用分散剂、接着用高功能的负离子玉米淀粉作絮凝剂处理碱性含水矿浆(这种矿浆含PH为8.5至10的磷酸盐废矿泥)，回收60-70%的磷酸盐产品，提高品位达2至5%，然而，上述引用文献中没有一篇介绍过采用非均匀粒径的矿石作原料、用非离子絮凝剂选择絮凝的优点，此外，没有一篇文献介绍过使用疏水性的选择絮凝剂。因此，本专利技术的目的在于比一般传统的方法能提高是金属矿物的回收率。本专利技术另一个目的在于提供一种改进的简化方法，即采用粗矿砂和上述废矿泥，并用疏水性絮凝剂，使起始磷酸盐原料受选择絮凝过程的处理，从而由磷酸盐矿回收磷酸盐。本专利技术进一步的目的在于提供一种从磷酸盐废矿泥尾矿回收磷酸盐的改进简化方法。本专利技术的方法提供了从含微细和胶体粒径颗粒的非均匀粒径的矿石中回收高品位磷酸盐产品的较高的总回收率，而先前通过佛罗里达磷酸盐的加工工艺是得不到这种高回收率的。按本专利技术的方法，采用150目至胶体粒径的颗粒，提高了磷酸盐产率，减少了如目前佛罗里达磷酸盐加工工业中所遇到的处理尾矿的问题。此外，可将尾矿池中的150目至胶体粒径颗粒的矿石矿泥加到粒径较大的颗粒上，以回收包含在矿泥中的约10%至40%的磷。本专利技术涉及从已被筛分至约小于20目至胶体颗粒的非均匀粒径范围的矿石分离和回收非金属矿物、尤其是磷酸盐的方法。在分散剂存在下，用碱性水溶液使经过筛分的矿石变成矿浆。当用选择性疏水性絮凝剂，接着用传统的浮选方法(最好用多级的浮选方法，处理矿浆时，非金属矿物便从矿石得到分离和回收。在本专利技术的另一个实施例中，用选择的分散剂和絮凝剂处理先前由较大的矿石颗粒分离出的矿泥，回收到一种高品位的磷酸盐产品。本专利技术涉及从含有上述矿物的矿石回收非金属矿物尤其是磷酸盐的方法，其中矿石之粒径约为20目至胶体粒径之间，用本专利技术的方法，专门处理150目至胶体粒径的矿石微粒，以便回收所需的非金属矿物。作为一个广义的构思，本专利技术的方法步骤包括筛分矿石，得到约20目至150粒径寸的颗粒，然后，最好用去离子水洗涤矿石，附着水的加入，形成矿浆。所选择的固液之比可有效地处理矿石颗粒。在用絮凝剂处理之后，颗粒间产生了足够频繁的碰撞，形成可回收的附聚物。较理想的是，固液之比至多为40%更理想的是在20%到30%之间。将诸如硅酸钠或氢氧化钠的分散剂加入水溶液。如果采用非碱性的分散剂，则将溶液的PH值调整在9至11，最好约为10。将矿浆与分散剂混合后，加入诸如油酸钠、汽油的浮选捕集剂或其他公知的捕集剂，使粗加工矿石颗粒具疏水性。接着，将选择性的疏水絮凝剂、最好是聚环氧乙烷(PEO)加到矿浆。聚环氧乙烷有选择地聚集较细的矿石颗粒，使其具疏水性。在按普通的泡沫浮选步骤将空气通入矿浆之后，以泡沫浓缩物的形式，回收非金属矿物浓缩物。更具体地，用常规的方法，将适于获得所需非金属矿物的矿石粉碎或粉磨成一般小于20目，较为理想的是，将矿石研磨至小于48目。所粉碎的矿石的粒径分布一般约78%为20目至150目，22%为150目。另一方面，可通过矿石开采的方法来产生所需的矿石粒径，或者所需的矿石粒径是由于矿石的固有的物理性质所决定。例如，在传统的佛罗里达磷酸盐处理工艺中，一般不研磨磷酸盐矿石，而用20目筛子和旋风分离器来筛分磷酸盐矿石，用于加工的矿石大小一般为20目至150目的矿砂，而小于150目粒径的矿泥则组成废弃尾矿。在本专利技术最佳实施例的方法中，矿砂和矿泥一起组成起始矿石原料。然后，用水或水溶液，使经过筛分的矿石变成矿浆，固体颗粒的百分比最好约在年20%至兆30%之间。所用的水最好从原料的矿泥部分取得。接着，将分散剂(例如硅酸钠和氢氧化钠)加到矿浆中。专业人员会明白，可采用具有同样效果的其他分散剂。加分散剂的量，要足够到使颗粒(包括极细微的颗粒)均匀，并最大程度地分离。较好的是，分散剂与固剂颗粒之比约为每吨矿石至2至5磅、最好是以每吨矿石2至3磅的比率加入分散剂。矿浆的pH值应呈碱性，较好是在9至11的范围内，最好是至少为10。用较短的时间搅拌这种矿浆，这段时间最好约为1至3分钟，以充分地混合矿浆内的全部反应物。然后，将浮选捕集剂加到被分散的混合物中，所加入的量足以使粗矿石颗粒具疏水性，以便后面浮选。已有技术中公知的合适浮选捕集剂，如油酸钠、汽油、妥尔油等等。较好的是以每吨矿石0.5-4磅、最好是以每吨矿石1-2磅的捕集剂与固体的比率来加入捕集剂。然后，最好高速搅拌该混合物，以保证使所有能够被覆盖上捕集剂的矿石颗粒均被覆盖上一层疏水性的捕集剂。然而，传统的浮选捕集剂不能完全地覆包含在矿浆中的矿泥微粒，因此，就要选择疏水性的絮凝剂加到矿浆中。较好的疏水性絮凝剂是高分子量的非离子聚合物，最好的是聚环氧乙烷。所加的量要足以选择絮凝或聚集所有存在的非金属矿物微粒。絮凝作用产生了较大粒径范围的聚集细粒和可以通过泡沫浮选回收的化学环境。较好的是以每吨矿石0.1至2磅，最好的是以每吨于矿石0.3至0.4磅的絮凝剂与固体颗粒的比率来加入聚环氧乙烷。加入聚环氧乙烷后，用较短的时间轻度搅拌该矿浆，以不致破坏所形成的絮凝物。然后，最好以每分钟5升的速度，将空气通入混合物12分钟，以便使气泡选择附着在疏水性的颗粒上，形成含有所需矿物有用成分的泡沫浓缩物。通过本专利技术的方法，由粗加工得到的浓缩物中的磷酸盐，其回收率至少为93%。最好在室温和常压下实施分散、絮凝和浮选步骤。在优选的实施例中，以连续、多级的步骤进行絮凝、浮选。最好用两步来提纯粗加工的浮选浓缩物，产生BPL(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含有包含约２０目至约１５０目颗粒的非金属矿石的含水矿浆中分离高品位非金属矿石的方法包括：　　ａ）使矿浆同足够量的分散剂接触，以便在矿浆中分散几乎全部的矿石颗粒；　　ｂ）使步骤ａ）的被分散的混合物同足够量的浮选捕集剂接触，以便使所有能被覆盖上捕集剂的矿石颗粒几乎都被覆盖上捕集剂；　　ｃ）强力地搅拌步骤ｂ）的混合物，以实现上述的复盖；　　ｄ）使步骤ｃ）的混合物同足够量的疏水性高分子量非离子聚合物接触，以使大部分约１５０目的微粒聚集；　　ｅ）轻度搅拌步骤ｂ）的混合物，以分散步骤ｄ）的聚合物，形成上述的附聚物而不至显著地破坏上述的附聚物；　　ｆ）通入气泡，使步骤ｅ）的混合物经受泡沫浮选处理；　　ｇ）从步骤ｆ）的混合物中分离富矿泡沫浓缩物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：道格拉斯R肖，
申请(专利权)人：资源技术联合公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]