СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ПОЛЕВОГО ШПАТА
FELDSPAR PROCESSING METHOD

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых флотацией и магнитной сепарацией.
Способ может быть использован в промышленности переработки нерудного минерального сырья при обогащении полевошпатового сырья, содержащего нефелиновые сиениты.
Полевой шпат является распространенным минералом земной коры и занимает около 50% ее состава. В промышленности переработки нерудного минерального сырья он занимает одно из ведущих мест. Полевой шпат применяется в стекольной, строительной, фарфорофаянсовой, литейной, электротехнической, абразивной, электродной и других отраслях промышленности.
Долгое время для данных отраслей полевой шпат добывался без обогащения, так как разрабатывались месторождения без примесей, которые в настоящее время отработаны.
Обогащение полевых шпатов отличается особенностями как с точки зрения технологии, так и по аппаратурному оформлению, причем каждая отрасль промышленности предъявляет свои специфические требования к качеству полевого шпата.
Источниками получения полевого шпата служат несколько генетических типов пород, для обогащения каждой из которых существует своя технология. Основные генетические типы полевошпатовых пород - это пегматиты, граниты, измененные пегматиты и граниты, полевошпатовые пески и нефелиновые сиениты. Технологические схемы обогащения полевых шпатов предусматривают дробление и мокрое измельчение, а также различные сочетания операций гравитационного, флотационного и магнитного обогащения.
Известен способ флотации полевого шпата катионным собирателем в слабокислой фторсодержащей среде в присутствии извести и каолинита (авторское свидетельство СССР - №568459, авторы В.В. Клячин, Р.Л. Габдулхаев, А.М. Путрин, институт Уралмеханобр: «Способ флотации полевых шпатов», 15.08.1977.), отличающийся тем, что с целью повышения селективности процесса, во флотацию после катионного собирателя и фторсодержащего регулятора вводят смесь извести, каолинита и монтмориллонита.
К числу существенных недостатков известного способа следует отнести то, что он не эффективен для флотации полевошпатового сырья, в состав которого входят нефелиновые сиениты. Данный способ распространяется на пегматитовое полевошпатовое сырье и не позволяет провести селективную флотацию нефелиновых сиенитов из-за наличия большого количества тонких частиц минералов кальция в сырье.
Известен также способ получения полевошпатового концентрата из хвостов гравитационного обогащения нефелиновых сиенитов (Ревнивцев В.И. Обогащение полевых шпатов и кварца/ Ревнивцев В.И., М:, Недра, 1970, с. 128). Хвосты гравитационного обогащения измельчаются, обесшламливаются, классифицируются и поступают сначала на слюдяную, а затем на полевошпатовую флотацию. Флотация проводится в содовой среде при рН=8,5. Полевошпатовая флотация проводится с использованием смеси таллового масла и олеиновой кислоты (в соотношении 2:1).
2
3
К числу существенных недостатков известного способа следует отнести низкое извлечение оксида натрия в полевошпатовый концентрат (55%) и высокое содержание железосодержащих примесей, которые после магнитной сепарации высушенного концентрата составляют 0,3-0,5% по содержанию FeO.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является способ флотационного выделения железосодержащих слюд из полевошпатовых продуктов (патент SU 1713655 класс B03D 1/01, авторы: Т.Е. Пономарева, К.Е. Рыков, С.А. Зеленая, А.А. Павлов. 23.02.1992 г.). Способ флотационного выделения железосодержащих слюд из полевошпатовых продуктов, включающий обработку продуктов в виде пульпы в щелочной среде смесью анионного и катионного собирателей, подачу катионного собирателя и отделение железосодержащих слюд в пенный продукт, отличающийся тем, что с целью увеличения выхода качественного полевошпатового концентрата путем повышения селективности процесса, в качестве катионного собирателя вводят алкилдиметилацетаммонийхлориды общей формулы:
n
2n
3
2
{CHN(CH)CHCOOH}Cl, где n=9-16.
К числу существенных недостатков указанного способа следует отнести:
2
3
- высокое содержание FeO, равное 0,46-0,5% в полевошпатовом концентрате (камерный продукт), при необходимом условии для достижения современных требований в марке ПШС-0,2-21 (ТУ-5726-036-00193861-06, ГОСТ 13451-77) - не более 0,2%;
2
- не достаточно высокий выход полевошпатового концентрата - 70, 9% при извлечении NaO не более 55%;
- высокое содержание СаО в полевошпатовом концентрате - 0,75-0,9%.
2
3
Учитывая отмеченные недостатки прототипа, была разработана и предложена более эффективная технология, отличающаяся тем, что в ней решается техническая задача повышения выхода полевошпатового концентрата, увеличения извлечения оксида натрия в полевошпатовый концентрат при флотации нефелиновых сиенитов, с одновременным снижением содержания FeO до значения 0,2% и менее, и содержания СаО - до значения менее 0,5%.
Указанный результат в заявляемом изобретении достигается тем, что после дробления, измельчения и обешламливания флотацию полевошпатового сырья проводят в щелочной среде, создаваемой добавлением кальцинированной соды при значении рН 9,0-9,2, и при добавлении реагентов в следующей последовательности: реагент-депрессор жидкое стекло с расходом 120 г/т, реагент - калийная соль 6-алкилсалициловой кислоты с расходом 450 г/т, реагент - катионный собиратель - ацетат первичного алкиламина с расходом 100 г/т, затем после флотации проводят двухстадиальную высокоградиентную мокрую магнитную сепарацию камерного продукта, в котором концентрируется полевой шпат, с магнитной индукцией в первой стадии - 1,0 Тл, во второй стадии - 1,4 Тл.
Предлагаемый способ флотации полевого шпата отличается добавлением депрессора - жидкого стекла, нового реагента - аналога таллового масла - 6-алкилсалициловой кислоты калийной соли, нового реагента - катионного собирателя - ацетат первичного алкиламина, которые отличаются от известных реагентов химическими формулами:
ацетат первичного алкиламина:
3
2
2
3
3
СН(СН)nCHNHCHCOO, где n=6-16
Способ осуществляется следующим образом:
Полевошпатовое сырье из нефелиновых сиенитов подвергают дроблению до крупности 6,0 мм. Дробленый продукт измельчают мокрым способом в шаровых мельницах до крупности 0,3 мм. Измельченный продукт классифицируют на грохотах мокрого грохочения на сите 0,3 мм с возвратом надрешетного продукта в шаровые мельницы.
Подрешетный продукт грохота поступает на обесшламливание в гидроциклоны.
Слив гидроциклонов подают на основную полевошпатовую флотацию проводимую при температуре пульпы более 20°С. В основную флотацию реагенты подают в следующей последовательности и при следующих удельных расходах:
- кальцинированная сода в достаточном количестве для создания рН - 9,0-9,2;
- депрессор - жидкое стекло - 120 г/т;
- реагент (калийная соль 6-алкилсалициловой кислоты) - 450 г/т;
- реагент - катионный собиратель (ацетат первичного алкиламина) - 100 г/т.
После основной флотации камерный продукт поступает на перечистную флотацию, а пенный продукт поступает на контрольную флотацию.
После контрольной флотации камерный продукт объединяют с камерным продуктом перечистной флотации, а пенный продукт отделяют в отвальные хвосты.
Объединенный камерный продукт направляют на высокоградиентную мокрую магнитную сепарацию, которая проводится в 2 стадии, магнитная индукция в первой стадии составляет 1,0 Тл, во второй стадии - 1,4 Тл;
Немагнитный продукт второй стадии высокоградиентной мокрой магнитной сепарации является готовым полевошпатовым концентратом, остальные продукты являются хвостами.
Схема обогащения полевого шпата методами флотации и магнитной сепарации представлена на фигуре 1:
Примеры осуществления способа:
Пример 1
Флотацию полешпатового сырья проводили с использованием реагента 1 (калийная соль 6-алкилсалициловой кислоты) без высокоградиентной магнитной сепарации. Результаты представлены в табл. 1:
1. Флотация проведена с реагентами - талловое масло с расходом 150 г/т и Флон-9 - 100 г/т с добавлением в качестве депрессора жидкого стекла - 120 г/т. Содержание СаО в камерном продукте снизилось с 2,83% до 0,81%.
2. Флотация проведена с реагентом Флон-9 с расходом 100 г/т и реагентом 1-450 г/т без добавления депрессора жидкого стекла. Содержание СаО в камерном продукте снизилось с 2,83% до 0,54%;
2
3. Флотация проведена с реагентом Флон-9 с расходом 100 г/т и реагентом 1-450 г/т и добавлением в качестве депрессора жидкого стекла - 120 г/т. Содержание СаО в камерном продукте снизилось с 2,83% до 0,38%. Кроме того, повысилось извлечение NaO в камерный продукт на 5,62%, и увеличился выход чернового полевошпатового концентрата на 7,65%.
Обнаружен новый эффект действия реагента: - депрессора - жидкого стекла и реагента (калийная соль 6-алкилсалициловой кислоты), при использовании традиционного катионного собирателя Флон-9, который позволяет при обогащении полевошпатового сырья, в состав которого входят нефелиновые сиениты - осуществлять депрессию мелких частиц минералов кальция. Данные частицы препятствуют проведению селективной флотации полевого шпата, а применение новых реагентов снижает их извлечение в товарный концентрат, тем самым повышая извлечение в него оксида натрия - основного составляющего полевые шпаты соединения.
Пример 2
Флотацию полешпатового сырья проводили с использованием реагентов реагента 1 (калийная соль 6-алкилсалициловой кислоты), реагента 2 (ацетат первичного алкиламина) и высокоградиентной магнитной сепарации. Результаты представлены в табл. 2.
2
3
2
1. Флотация проведена с реагентами - талловое масло с расходом 150 г/т и Флон-9 - 100 г/т и одной стадией ВГСМС (высокоградиентной сухой магнитной сепарацией), без применения депрессора. Получен полевошпатовый концентрат с содержанием FeO - 0,14%, с извлечением NaO - 62,4% при выходе полевошпатового концентрата - 56,75%.
2
3
2
2. Флотация проведена с реагентами - талловое масло с расходом 150 г/т и Флон-9 - 100 г/т и добавлением депрессора - жидкого стекла с расходом 120 г/т и одной стадией ВГСМС (высокоградиентной сухой магнитной сепарацией). Получен полевошпатовый концентрат с содержанием FeO - в полевошпатовом концентрате - 0,14%, извлечение NaO - 61,7% при выходе полешпатового концентрата - 55,9%.
2
2
3
3. Флотация проведена заявленным способом с добавлением реагента -депрессора жидкого стекла с расходом 120 г/т, реагента 1 с расходом 450 г/т, реагента 2 с расходом 100 г/т и проведением высокоградиентной мокрой магнитной сепарации (ВГММС) в две стадии при индукции магнитного поля 1 Тл и 1,4 Тл по стадиям соответственно. Увеличился выход полевошпатового концентрата с 56,9% до 75,01%, на 18,11%. Повысилось извлечение NaO в готовый полевошпатовый концентрат с 62,4% до 80,9%, на 18,5%. Содержание FeO в полевошпатовом концентрате после высокоградиентной мокрой магнитной сепарации в две стадии составило 0,19%, содержание СаО составило 0,5%, что соответствует ГОСТ и ТУ.
Обнаружен синергетический эффект воздействия нового катионного собирателя - ацетата первичного алкиламина, депрессора - жидкого стекла и нового реагента (калийная соль 6-алкилсалициловой кислоты), который состоит в совместном влиянии на поверхность частиц материала новых реагентов, обеспечивающем более высокую селективность процесса флотации со значительным повышением выхода и извлечения полевого шпата в конечный концентрат.