本发明涉及一种矿泥絮凝剂，主要用于硅钙质胶磷矿反浮选脱硅中；本发明还涉及该矿泥絮凝剂及其制备方法和用途。
背景技术：
我国磷矿资源丰富，远景储量位居世界第二位，但我国磷矿在矿石质量和可选性等方面有较大的差异，我国磷矿资源丰而不富，中低品位矿多,在已探明的储量中85%的为中低品位沉积型胶磷矿。解决中低品位胶磷矿的浮选问题是磷矿开发利用的关键。对于这类的矿石利用在浮选过程中必须同时排出碳酸盐和硅酸盐脉石杂质，才能满足磷肥加工的要求。
在磷矿浮选工艺中，硅酸盐脉石的排除主要为正浮选脱硅和反浮选脱硅。正浮选脱硅工艺虽然在工业上使用，但是存在较多的缺点：浮选时矿浆酸碱性相差很大，回水难于处理利用，浮选受温度影响，药剂用量大等缺点。反浮选脱硅工艺符合浮少抑多的浮选原则，可在常温和较粗的粒度下进行浮选，药剂用量少，分选效率高，是胶磷矿最佳的脱硅工艺。但是胶磷矿的反浮选脱硅工艺一直未在工业上应用，其原因为反浮选脱硅阳离子捕收剂对矿泥特别敏感，在浮选时产生的泡沫过多且发粘，导致浮选工艺难以正常进行。为了解决这个问题，中国专利（公开号：CN102009001A）含原生矿泥胶磷矿的选择性絮凝反浮选脱硅工艺，针对目前难题提出的一个比较合理的工艺流程，通过添加絮凝剂，使细粒矿泥絮凝，消除细粒矿泥对浮选的影响，改善泡沫现象。目前，常用的无机絮凝剂有硫酸铝、六偏磷酸钠、焦磷酸钠等，有机絮凝剂有聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素等。但这些絮凝在反浮选脱硅中都存在着各种缺点，无机絮凝使用时絮凝效果比较有限，对泡沫改善不大，有机絮凝剂使用时药剂费用高，且有机絮凝剂使用时会降低捕收剂分选性，影响分选效率。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新的无机聚合物矿泥絮凝剂。该絮凝剂用于胶磷矿反浮选脱硅中，不仅可以改善浮选泡沫，消除矿泥对浮选的影响，而且该絮凝剂可对胶磷矿起到一定的抑制效果，可提高分选性，优化浮选指标。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供了如上所述的絮凝剂的制备方法。
本发明所要解决的再一个技术问题是提供了如上所述的絮凝剂的用途。
本发明所需解决的技术问题是通过以下技术方案来实现。本发明是一种矿泥絮凝剂，其特点是，该絮凝剂是由氧化铝和磷酸在酸性条件下聚合而成酸式磷酸铝聚合物。
本发明所述的一种矿泥絮凝剂，其进一步优选的技术方案是：所述的酸式磷酸铝聚合物具有多分支结构。
本发明还公开了一种如以上技术方案所述的矿泥絮凝剂的制备方法，其特点是：在30~50℃条件下将氧化铝固体溶于磷酸溶液中进行一次搅拌反应，加入硫酸控制反应体系的pH在3~4的范围内，在50~80℃条件下进行二次搅拌反应，得所需絮凝剂。
本发明所述的一种矿泥絮凝剂的制备方法中：所述的固体氧化铝与磷酸溶液的质量比优选为1：1.5~2.5，进一步优选为1：2.1~2.3，再优选51：115。
本发明所述的一种矿泥絮凝剂的制备方法中：所述的磷酸溶液的质量浓度可以按需要进行调配成任何浓度，优选为分析纯浓度 85%。
本发明所述的一种矿泥絮凝剂的制备方法，进一步优选的技术方案或者技术特征是：一次搅拌反应的时间为1~2小时，二次搅拌反应的时间为3~5小时。
本发明所述的一种矿泥絮凝剂的制备方法，进一步优选的技术方案或者技术特征是：反应体系的pH为 3.5。
本发明还公开了以上技术方案中任何一项所述的矿泥絮凝剂的用途，其用途是用于胶磷矿反浮选脱硅作业中作絮凝剂，用于改善浮选泡沫，提高矿物分选性。在胶磷矿反浮选脱硅中絮凝剂的使用量优选为200~1000 g/t原矿，进一步优选为400~600 g/t原矿。
本发明的胶磷矿反浮选矿泥絮凝剂制备工艺简单，原料成本低。制备的絮凝剂在胶磷矿反浮选脱硅中使用时絮凝效果好，可有效消除矿泥对浮选的影响，改善浮选泡沫，使反浮选脱硅工艺流程顺利进行。制备的絮凝剂对胶磷矿起到一定的抑制作用，明显提高矿物的分选性。
具体实施方式
本发明由下列实施例进一步说明，但不受这些实施例的限制。
实施例1，一种矿泥絮凝剂，该絮凝剂是由氧化铝和磷酸在酸性条件下聚合而成酸式磷酸铝聚合物。所述的酸式磷酸铝聚合物具有多分支结构。
实施例2，一种如实施例1所述的矿泥絮凝剂的制备方法：在30℃条件下将氧化铝固体溶于磷酸溶液中进行一次搅拌反应，加入硫酸控制反应体系的pH＝3，在50℃条件下进行二次搅拌反应，得所需絮凝剂。所述的磷酸溶液的质量浓度为 30%。
所述的固体氧化铝与磷酸溶液的质量比为1：1.5。一次搅拌反应的时间为1小时，二次搅拌反应的时间为3小时。所得到的矿泥絮凝剂用于胶磷矿反浮选脱硅作业中作絮凝剂，用于改善浮选泡沫，提高矿物分选性。且所述的絮凝剂的用量为200 g/t原矿。
实施例3，一种如实施例1所述的矿泥絮凝剂的制备方法：在50℃条件下将氧化铝固体溶于磷酸溶液中进行一次搅拌反应，加入硫酸控制反应体系的pH＝4，在80℃条件下进行二次搅拌反应，得所需絮凝剂。所述的磷酸溶液的质量浓度为 50%。
所述的固体氧化铝与磷酸溶液的质量比为1：2.5。一次搅拌反应的时间为2小时，二次搅拌反应的时间为5小时。所得到的矿泥絮凝剂用于胶磷矿反浮选脱硅作业中作絮凝剂，用于改善浮选泡沫，提高矿物分选性。且所述的絮凝剂的用量为1000 g/t原矿。
实施例4，一种如实施例1所述的矿泥絮凝剂的制备方法：在40℃条件下将氧化铝固体溶于磷酸溶液中进行一次搅拌反应，加入硫酸控制反应体系的pH在3.5的范围内，在65℃条件下进行二次搅拌反应，得所需絮凝剂。所述的磷酸溶液的质量浓度为 85%。
所述的固体氧化铝与磷酸溶液的质量比为51：115。一次搅拌反应的时间为1.5小时，二次搅拌反应的时间为4小时。所得到的矿泥絮凝剂用于胶磷矿反浮选脱硅作业中作絮凝剂，用于改善浮选泡沫，提高矿物分选性。且所述的絮凝剂的用量为500 g/t原矿。
实施例5，一种如实施例1所述的矿泥絮凝剂的制备方法：在35℃条件下将氧化铝固体溶于磷酸溶液中进行一次搅拌反应，加入硫酸控制反应体系的pH在3.8的范围内，在60℃条件下进行二次搅拌反应，得所需絮凝剂。所述的磷酸溶液的质量浓度为 85%。
所述的固体氧化铝与磷酸溶液的质量比为1：2.2。一次搅拌反应的时间为2小时，二次搅拌反应的时间为4小时。所得到的矿泥絮凝剂用于胶磷矿反浮选脱硅作业中作絮凝剂，用于改善浮选泡沫，提高矿物分选性。且所述的絮凝剂的用量为600 g/t原矿。
实施例6：一种如实施例1所述的矿泥絮凝剂的制备方法实验：
在反应釜中加入115份85% 的磷酸溶液和51份固体氧化铝，在35℃条件下搅拌反应1小时，加入硫酸控制反应体系的pH在3.5，升温在70℃条件下搅拌反应4小时，得到具有分支结构的酸式磷酸铝聚合物絮凝剂。实施例中所有份数和百分数除另有规定外均指质量。
实施例7：湖北某硅钙质胶磷矿反浮选脱硅试验：
入选给矿为浮选脱镁粗精矿，浮选脱镁后的P2O5的品位为23.46%，SiO2的品位为24%。不使用絮凝剂，直接加入pH调整剂和脱硅捕收剂调浆后进行浮选，产生泡沫很多，且泡沫从浮选机四周溢出，泡沫堆积无法处理，使得反浮选脱硅工艺不能正常进行。
使用有机絮凝剂，加入150 g/t的聚丙烯酰胺，再加入pH调整剂和脱硅捕收剂调浆后进行浮选。浮选泡沫量明显减少，泡沫不再发粘，反浮选脱硅工艺可以顺利进行。经一次粗选脱硅可获得品位28.97%，回收率为85.96%的磷精矿。
使用合成的无机聚合物絮凝剂，加入450 g/t的实施例6制得的磷酸铝聚合物，再加入pH调整剂和脱硅捕收剂调浆后进行浮选。浮选泡沫量也明显减少，泡沫不再发粘，反浮选脱硅工艺顺利进行。经一次粗选脱硅可获得品位30.35%，回收率为85.06%的磷精矿。
实施例8，四川某硅钙质反浮选脱硅试验：
入选给矿为浮选脱镁粗精矿，浮选脱镁后的P2O5的品位为26.26%，SiO2的品位为18.12%。不使用絮凝剂，直接加入pH调整剂和脱硅捕收剂调浆后进行浮选，产生泡沫很多，且泡沫从浮选机四周溢出，泡沫堆积无法处理，反浮选脱硅工艺不能正常进行。
使用有机絮凝剂，加入200 g/t的羧甲基纤维素，再加入pH调整剂和脱硅捕收剂调浆后进行浮选。浮选泡沫量明显减少，泡沫不再发粘，反浮选脱硅工艺可以顺利进行。经一次粗选脱硅可获得品位30.83%，回收率为86.13%的磷精矿。
使用合成的无机聚合物絮凝剂，加入550 g/t的实施例6制得的磷酸铝聚合物，再加入pH调整剂和脱硅捕收剂调浆后进行浮选。浮选泡沫量也明显减少，泡沫不再发粘，反浮选脱硅工艺顺利进行。经一次粗选脱硅可获得品位32.79%，回收率为83.46%的磷精矿。