CN105964411B - 一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂及制备和使用方法 - Google Patents

一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂及制备和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂及制备和使用方法。本发明的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂，按照质量百分比，由82％‑94％1‑辛烷氧基5‑羧基仲癸胺、3％‑9％α‑溴代辛酸和3％‑9％3‑辛烷氧基丙胺组成。本发明的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂用于赤铁矿石反浮选石英、萤石矿正浮选CaF2、磷矿正浮选磷灰石，选择性好，捕收性能强，能实现目的矿物与其他矿物的有效分离。

Description

一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂及制备和使用方法
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂及制备和使用方法。
背景技术
《联合国气候变化框架公约》是为全面控制二氧化碳等温室气体排放，以应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约，也是国际社会在对付全球气候变化问题上进行国际合作的一个基本框架。我国在未来经济技术发展规划中不可避免地要受这个框架公约的限制，因此未来的科学技术发展应该首要考虑低碳发展和节能减排。在不远的将来，对高能耗的技术限制将越来越严格。因此发展低碳、低能耗的技术储备，以便应对未来的变革具有重大的社会及经济意义。
非硫化矿矿物多存在于铁矿石、矿磷矿石、萤石等多种非硫化矿石中，用于其浮选的各类药剂作用化学机理存在着理论上的共性。国内对于非硫化矿矿物浮选药剂的开发研制，在国际上处于领先水平，浮选药剂更新换代速度很快，东北大学多年来在非硫化矿矿物浮选药剂研制方面做了很多的工作，多种新型高效浮选药剂已经成功的在工业上应用。但非硫化矿浮选药剂的研制开发，仍然存在一些不足之处，如：(1)没有深入地从药剂与矿物作用化学机理上系统地研究各类浮选药剂的结构共性与理论同性；(2)对细粒复杂难选矿石缺乏捕收效果好的新型高效选矿药剂；(3)目前使用的浮选药剂配置温度高，通常为50℃-70℃，使用温度也很高，通常为35℃-45℃，为此需要消耗大量的加热蒸汽，给成吨的矿浆加热，从而消耗大量的能源。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂及制备和使用方法，目的是通过利用特定的捕收剂组合使用在常温下发挥的协同效应，解决非硫化矿矿物浮选过程中存在的大量消耗加热蒸汽、浪费能源的问题。
本发明的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂，按照质量百分比，由82％-94％1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺、3％-9％α-溴代辛酸和3％-9％3-辛烷氧基丙胺组成。
其中所述的1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺具有如下结构：
。
所述的α-溴代辛酸具有如下结构：
。
所述的3-辛烷氧基丙胺具有如下结构：
NH2-(CH2)3-O-(CH2)7-CH3。
本发明的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的制备方法按照以下步骤进行：
按照质量百分比，将82％-94％1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺，3％-9％α-溴代辛酸和3％-9％3-辛烷氧基丙胺在反应容器中混合，加热搅拌均匀。
其中，所述的加热温度为50℃。
所述的搅拌速度为1200-2000r/min。
本发明的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的使用方法之一按照以下步骤进行：
(1)向多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂中加入占捕收剂总重量25％的氢氧化钠，然后加入水，配制成捕收剂重量浓度6％的捕收剂钠盐水溶液；
(2)在对铁矿石反浮选石英时，多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂与铁矿石的浮选给矿比例为200-600g/t，氧化钙与铁矿石浮选给矿比例为50-100g/t，控制浮选温度为18℃-25℃进行浮选。
本发明的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的使用方法之二按照以下步骤进行：
(1)向多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂中加入占捕收剂总重量25％的氢氧化钠，然后加入水，配制成捕收剂重量浓度6％的捕收剂钠盐水溶液；
(2)对磷矿正浮选时，多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂与磷矿的浮选给矿比例为400-600g/t，不用活化剂，抑制剂为水玻璃，浮选温度为18℃-25℃；
本发明的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的使用方法之三按照以下步骤进行：
(1)向多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂中加入占捕收剂总重量25％的氢氧化钠，然后加入水，配制成捕收剂重量浓度6％的捕收剂钠盐水溶液；
(2)对萤石矿进行浮选，多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂与萤石的浮选给矿比例为200-400g/t，不用活化剂，抑制剂为水玻璃，浮选温度为18℃-25℃。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
(1)本发明的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂由82％-94％1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺、3％-9％α-溴代辛酸和3％-9％3-辛烷氧基丙胺组成，来自于不同分子中的NH2-、NH、COOH、OH之间形成了氢键，使得三个组分分子之间形成了网状氢键缔合，从而产生协同效应，使浮选过程捕收剂和活化剂用量小、捕收剂使用温度低，达到节约能源、降低浮选成本的目的。
(2)本发明的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂制备方法简单且所用原料安全、无毒、无味，化学成分和性质稳定。
(3)本发明的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂在使用过程中，必须将其配置成钠盐水溶液，因此必须加NaOH和H2O，氢氧化钠的作用是增加其水溶性，及其调节酸碱性，H2O的作用是稀释作用，调节其干物质浓度为指定数值。
(4)本发明的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂用于赤铁矿石反浮选石英、萤石矿正浮选CaF2、磷矿正浮选磷灰石，选择性好，捕收性能强，能实现目的矿物与其他矿物的有效分离。
具体实施方式
本发明实施例中涉及的1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺、α-溴代辛酸和3-辛烷氧基丙胺、氢氧化钠、盐酸、玉米淀粉、水玻璃以及氧化钙均为工业制品，配制溶液采用的水为自来水。
实施例1
本实施例的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂，按照质量百分比，由82％1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺、9％α-溴代辛酸和％3-辛烷氧基丙胺组成。
本实施例的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的制备方法按照以下步骤进行：
按照质量百分比，将82％1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺，9％α-溴代辛酸和9％3-辛烷氧基丙胺在反应容器中混合，加热到50℃，在1500r/min速度下搅拌均匀。
本实施例的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的使用方法按照以下步骤进行：
(1)向多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂中加入占捕收剂总重量25％的氢氧化钠，然后加入水，配制成捕收剂重量浓度6％的捕收剂钠盐水溶液；
(2)本实施例采用的赤铁矿石浮选给矿矿样由鞍钢集团鞍千矿业有限公司提供，矿样的XRF分析结果详见表1所示：
表1赤铁矿石浮选给矿矿样的XRF分析结果
在对铁矿石反浮选石英时，向赤铁矿石浮选给矿的矿浆中加入抑制剂玉米淀粉，用氢氧化钠和盐酸调节矿浆pH，再加入本发明的多极性基组合捕收剂和活化剂氧化钙进行反浮选，反浮选温度25℃、矿浆浓度40％、搅拌速1992r/min、矿浆pH值11.5、玉米淀粉用量800g/t、氧化钙用量100g/t、捕收剂粗选用量500g/t、精选用量250g/t，进行一粗、一精、三扫反浮选闭路试验，获得精矿铁品位68.23％、铁回收率为87.17％、尾矿铁品位为14.45％的指标。
实施例2
本实施例的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂，按照质量百分比，由88％1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺、9％α-溴代辛酸和3％3-辛烷氧基丙胺组成。
本实施例的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的制备方法按照以下步骤进行：
按照质量百分比，将88％1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺，9％α-溴代辛酸和3％3-辛烷氧基丙胺在反应容器中混合，加热到50℃，在1200r/min速度下搅拌均匀。
本实施例的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的使用方法按照以下步骤进行：
(1)向多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂中加入占捕收剂总重量25％的氢氧化钠，然后加入水，配制成捕收剂重量浓度6％的捕收剂钠盐水溶液；
(2)本实施例采用的磷矿矿样来自河北矿业集团柏泉铁矿某选厂生产工艺流程中的含磷磁选尾矿，矿样的分析结果详见表2、表3所示：
表2矿样的XRF分析结果
表3矿样中主要元素化学成分分析
对磷矿正浮选时，向磷矿石矿浆中加入一定量的抑制剂水玻璃，用氢氧化钠和盐酸调节矿浆pH，再加入本发明的多极性基组合捕收剂进行正浮选，在浮选温度24℃、搅拌转速1992r/min、矿浆浓度33％、矿浆pH9.5、捕收剂用量420g/t，扫选不加药剂的情况下，进行浮选开路试验，得到浮选精矿P2O5品位33.89％，回收率67.86％的指标。
实施例3
本实施例的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂，按照质量百分比，由90％1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺、5％α-溴代辛酸和5％3-辛烷氧基丙胺组成。
本实施例的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的制备方法按照以下步骤进行：
按照质量百分比，将90％1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺，5％α-溴代辛酸和5％3-辛烷氧基丙胺在反应容器中混合，加热到50℃，在2000r/min速度下搅拌均匀。
本实施例的多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的使用方法按照以下步骤进行：
(1)向多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂中加入占捕收剂总重量25％的氢氧化钠，然后加入水，配制成捕收剂重量浓度6％的捕收剂钠盐水溶液；
(2)本实施例采用的萤石矿样由郑州矿产综合利用研究所提供萤石纯矿物，矿样的分析结果详见表4所示：
表4萤石纯矿物矿样的XRF分析结果
将捕收剂用于萤石矿正浮选时，萤石矿纯矿物矿浆用氢氧化钠和盐酸调节矿浆pH，再加入本发明的多极性基组合捕收剂进行正浮选，捕收剂用量为350g/t，浮选温度为20℃，浮选得到萤石纯矿物回收率为99.27％。

Claims (10)

1.一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂，其特征在于按照质量百分比，由82％-94％1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺、3％-9％α-溴代辛酸和3％-9％3-辛烷氧基丙胺组成。
2.根据权利要求1所述的一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂，其特征在于所述的1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺具有如下结构：
。
3.根据权利要求1所述的一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂，其特征在于所述的α-溴代辛酸具有如下结构：
。
4.根据权利要求1所述的一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂，其特征在于所述的3-辛烷氧基丙胺具有如下结构：
NH2-(CH2)3-O-(CH2)7-CH3。
5.根据权利要求1所述的一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的制备方法，其特征在于按照以下步骤进行：
按照质量百分比，将82％-94％1-辛烷氧基-5-羧基仲癸胺，3％-9％α-溴代辛酸和3％-9％3-辛烷氧基丙胺在反应容器中混合，加热搅拌均匀。
6.根据权利要求5所述的一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的制备方法，其特征在于所述的加热温度为50℃。
7.根据权利要求5所述的一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的制备方法，其特征在于所述的搅拌速度为1200-2000r/min。
8.根据权利要求1所述的一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的使用方法，其特征在于按照以下步骤进行：
(1)向多极性基非硫化矿浮选捕组合收剂中加入占捕收剂总重量25％的氢氧化钠，然后加入水，配制成捕收剂重量浓度6％的捕收剂钠盐水溶液；
(2)在对铁矿石反浮选石英时，多极性基非硫化矿浮选捕组合收剂与铁矿石的浮选给矿比例为200-600g/t，氧化钙与铁矿石浮选给矿比例为50-100g/t，控制浮选温度为18℃-25℃进行浮选。
9.根据权利要求1所述的一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的使用方法，其特征在于按照以下步骤进行：
(1)向多极性基非硫化矿浮选捕组合收剂中加入占捕收剂总重量25％的氢氧化钠，然后加入水，配制成捕收剂重量浓度6％的捕收剂钠盐水溶液；
(2)对磷矿正浮选时，多极性基非硫化矿浮选捕组合收剂与磷矿的浮选给矿比例为400-600g/t，不用活化剂，抑制剂为水玻璃，浮选温度为18℃-25℃。
10.根据权利要求1所述的一种多极性基非硫化矿浮选组合捕收剂的使用方法，其特征在于按照以下步骤进行：
(1)向多极性基非硫化矿浮选捕组合收剂中加入占捕收剂总重量25％的氢氧化钠，然后加入水，配制成捕收剂重量浓度6％的捕收剂钠盐水溶液；
(2)对萤石矿进行浮选，多极性基非硫化矿浮选捕组合收剂与萤石的浮选给矿比例为200-400g/t，不用活化剂，抑制剂为水玻璃，浮选温度为18℃-25℃。
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