CN106076656B

CN106076656B - 一种改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂、其制备方法及其使用方法

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Publication number: CN106076656B
Application number: CN201610658309.9A
Authority: CN
Inventors: 韩桂洪; 刘炯天; 黄艳芳; 柴文翠; 武宏阳; 范桂侠; 苏胜鹏; 杨桐桐; 曹宁; 严朕; 党殿原; 杨淑珍; 张多; 王文娟; 邢龙杰; 刘路路
Original assignee: Zhengzhou University
Current assignee: Zhengzhou University
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2019-10-18
Anticipated expiration: 2036-08-12
Also published as: CN106076656A

Abstract

一种改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂、其制备方法及其使用方法，所述抑制剂通过丙烯酰胺聚合改性羧甲基纤维素钠制得：首先引发剂过硫酸铵与羧甲基纤维素钠在惰性气氛保护下搅拌混合；然后加入丙烯酰胺，过硫酸铵引发丙烯酰胺在羧甲基纤维素钠链上发生丙烯酰胺自身的聚合反应，得到粗产品；粗产品经乙醇沉淀、过滤，得到改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂。与单纯的羧甲基纤维素相比，应用改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂的赤铁矿反浮选脱硅效率明显提高，目的矿物回收率增加，选精矿质量显著提高。本发明开发出的羧甲基纤维素基抑制剂，可以提高药剂的亲水性，减少药剂用量，提高浮选效果，具有显著的经济和社会效益。

Description

一种改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂、其制备方法及其使用方法

技术领域

本发明属于矿物加工领域，具体涉及一种改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂、其制备方法及其使用方法。

背景技术

有机高分子抑制剂选择好，抑制性能强，可以弥补一些无机抑制剂因有毒或抑制效果不理想的不足。此外，通过改变相对分子质量的大小或对其进行改性，有机抑制剂还具有分散性和絮凝作用。常见的高分子抑制剂有天然的淀粉类、纤维素类、聚糖类、木质素类、丹宁类，以及合成的聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等。羧甲基纤维素在矿物加工领域广泛用作浮选抑制剂，其在多金属矿石、非硫化矿石及一些难选矿石的浮选分离中起着不可替代的作用。

国内针对羧甲基纤维素作为抑制剂的应用开展了大量的研究。例如，符剑刚等在“一种煤炭浮选脱硫组合抑制剂及其应用”(CN105331421A)中，设计了一种包含活性组分60～80％、促进剂10～20％、有机溶剂10～20％的组合抑制剂，其中活性组分是羧甲基纤维素、腐殖酸、腐殖酸盐、单宁中的至少一种。刘万峰等在“一种金的回收方法”(CN104492591A)中，将包含羧甲基纤维素的组合抑制剂（羧甲基纤维素钠+硅酸钠/碳酸钠）添加到卡林型金矿矿浆中，将干扰浮选的细粒矿泥及非目的性物质矿物(例如碳酸盐、铝硅酸盐等)进行抑制，可以省掉预先脱除矿泥作业，并且提高金的回收率。李晓东等在“一种炭质物抑制剂及其在高炭钼镍矿浮选钼镍中的应用”(CN103817011A)中，设计了一种包含60～180份羧甲基纤维素、20～60份乙基叔丁基醚和40～120份酸性橙的组合抑制剂，能够有效实现钼镍矿物与炭质物的分离，提高钼、镍精矿的品位，而且选矿成本低、工艺流程简单可靠，使用操作容易。赵平等在“一种硫化矿浮选层状硅酸盐矿物抑制剂及其制备方法”(CN101844110A)中，设计了一种羧甲基纤维素组合抑制剂，将0～20份淀粉改性玉米、8～30份海藻酸钠、1～35份羧甲基纤维素或聚阴离子纤维素或亚甲基双奈磺酸盐、5～55份六偏磷酸钠加入高速混合制粒机中制粒，然后干燥，得到硫化矿浮选层状硅酸盐矿物特效抑制剂，具有用量小、抑制选择性好，毒性低等特性。林大泽等在“一种降低锌精矿中二氧化硅的浮选抑制剂”(CN101347763)中，设计的抑制剂由重量百分含量为48.5wt％的羧甲基纤维素钠，0.5％wt的甲基硅油，1％wt煤油，50％wt的水玻璃组成。将此组合抑制剂用于铅锌矿中锌作业浮选工艺中，可以有效抑制二氧化硅，明显提高选别指标，增加目的矿物回收率，而且可以减少锌精矿精选次数，缩短浮选流程。丁鹏等在“一种抑制含镁硅酸盐矿物浮选药剂的配制方法”(CN103386367A)中，通过选用有机溶剂乙醇，并控制羧甲基纤维素钠与乙醇的质量比，来配制浓度不超过2%的对滑石等镁硅酸盐脉石矿物抑制作用的浮选药剂。此发明提高了羧甲基纤维素钠在水中的溶解性，进而提高了其抑制效果。

由于羧甲基纤维素具有很强的吸湿性，遇水膨胀形成透明胶状溶液，在生产使用过程中很难均匀分散于水中，单独将羧甲基纤维素作为抑制剂的抑制效果较差。目前其利用技术都是基于与其他组分的混合，成分繁多，组成复杂。此外，羧甲基纤维素也可溶于乙醇中使用，但由于乙醇具有挥发性，使用过程具有一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂、其制备方法及其使用方法。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂的制备方法，所述抑制剂通过丙烯酰胺聚合改性羧甲基纤维素钠制得：首先引发剂过硫酸铵与羧甲基纤维素钠在惰性气氛保护下搅拌混合；然后加入丙烯酰胺，过硫酸铵引发丙烯酰胺在羧甲基纤维素钠链上的聚合反应，得到粗产品；粗产品经乙醇沉淀、过滤，得到改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂。

进一步地，所述抑制剂的具体制备过程如下：将羧甲基纤维素钠溶于去离子水中，然后在氮气保护下加入引发剂过硫酸铵，搅拌混合30 min~60 min后；再加入丙烯酰胺，50℃~60 ℃下搅拌反应2 h~3 h，使过硫酸铵引发丙烯酰胺在羧甲基纤维素钠链上发生丙烯酰胺自身的聚合反应，得到粗产品；将粗产品加入乙醇中，沉淀，过滤，40 ℃~50℃真空干燥得到纯化的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂。

羧甲基纤维素钠、过硫酸铵和丙烯酰胺质量比为1:0.01:(0.5~4)。

上述制备方法制得的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂。

上述改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂的使用方法，使用时，将抑制剂加入到粒级≤0.074mm达到75%以上的矿石浆液中，再加入活化剂、捕收剂，搅拌、调浆，刮泡浮选，得到精矿产品；所述抑制剂投加量为20 g～60 g每吨矿石。

将羧甲基纤维素进行改性，可以增加其在水中的溶解程度，提高对矿物的抑制作用，而且使用方便快捷、安全无污染。

与单纯的羧甲基纤维素相比，应用改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂的赤铁矿反浮选中硅脱除率明显提高，目的矿物回收率增加，选精矿质量显著提高。本发明开发出的羧甲基纤维素基抑制剂，可以提高药剂的亲水性，减少药剂用量，提高浮选效果，具有显著的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。需要说明的是，这些实施例仅为了更好的理解本发明，并不是对本发明的限制。

下述实施例中的羧甲基纤维素钠、过硫酸铵和丙烯酰胺均为常规市售产品。

实施例1

一种改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂，其制备过程包括粗制与精制两个步骤：羧甲基纤维素钠、过硫酸铵、丙烯酰胺投料质量比为1:0.01:1；将1 g羧甲基纤维素钠溶于100 mL去离子水中，配置成1%（w/v）的溶液，然后在N₂保护下加入0.01 g过硫酸铵，搅拌混合30 min，再加入1 g丙烯酰胺，50 ℃下搅拌反应2 h，得到改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂粗品；将浮选抑制剂粗品加入到200 mL乙醇，沉淀，过滤，洗涤，50 ℃真空干燥12h，得到精制的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂。

使用改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂反浮选赤铁矿脱硅（铁含量TFe=64.66wt%）时，将实施例1制得的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂加入粒级≤0.074mm达到76%（质量百分数）的铁矿浆液中，抑制剂投加量为60 g每吨矿石，再加入活化剂CaCl₂600 g/t、捕收剂油酸钠720 g/t，搅拌、调浆（矿浆浓度20wt%、pH=10）、刮泡浮选，铁精矿TFe品位为67.44 wt%，铁回收率为70.10%。具体结果见表1。

表1 应用本实施例前后的指标对比

实施例2

一种改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂，其制备过程包括粗制与精制两个步骤：羧甲基纤维素钠、过硫酸铵、丙烯酰胺投料质量比为1:0.01:2；将1 g羧甲基纤维素钠溶于100 mL去离子水中，配置成1%（w/v）的溶液，然后在N₂保护下加入0.01 g过硫酸铵，搅拌混合30 min，再加入2 g丙烯酰胺，60 ℃下搅拌反应3 h，得到改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂粗品；将粗品加入200 mL乙醇，沉淀，过滤，洗涤，50 ℃真空干燥12 h，得到精制的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂。

使用改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂反浮选赤铁矿脱硅（铁含量TFe=64.66wt%）时，将实施例2制得的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂加入粒级≤0.074mm达到76%（质量百分数）的铁矿浆液中，抑制剂投加量为40 g每吨矿石，再加入活化剂CaCl₂800 g/t、捕收剂油酸钠720 g/t、搅拌、调浆（矿浆浓度20wt%、pH=10）、刮泡浮选，铁精矿TFe品位为68.43 wt%，铁回收率为88.53%。具体结果见表2。

表2 应用本实施例前后的指标对比

实施例3

一种改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂，其制备过程包括粗制与精制两个步骤：羧甲基纤维素钠、过硫酸铵、丙烯酰胺投料质量比为1:0.01:4；将1 g羧甲基纤维素钠溶于100 mL去离子水中，配置成1%（w/v）的溶液，然后在N₂保护下加入0.01 g过硫酸铵，搅拌混合60 min，再加入4 g丙烯酰胺，60 ℃下搅拌反应3 h，得到改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂粗品；将粗品加入300 mL乙醇，沉淀，过滤，洗涤，50 ℃真空干燥24 h，得到精制的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂。

使用改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂反浮选赤铁矿脱硅（铁含量TFe=64.66wt%）时，将实施例3制得的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂加入粒级≤0.074mm达到76%（质量百分数）的铁矿浆液中，抑制剂投加量为20 g每吨矿石，再加入活化剂CaCl₂600 g/t、捕收剂油酸钠650 g/t、搅拌、调浆（矿浆浓度20wt%、pH=10）、刮泡浮选，铁精矿TFe品位为68.35 wt%，铁回收率为85.56%。具体结果见表3。

表3 应用本实施例前后的指标对比

Claims

1.一种改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂在反浮选赤铁矿脱硅中的应用，其特征在于，改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂的制备过程包括粗制与精制两个步骤：羧甲基纤维素钠、过硫酸铵、丙烯酰胺投料质量比为1:0.01:1；将1 g羧甲基纤维素钠溶于100 mL去离子水中，配置成1%（w/v）的溶液，然后在N₂保护下加入0.01 g过硫酸铵，搅拌混合30 min，再加入1 g丙烯酰胺，50 ℃下搅拌反应2 h，得到改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂粗品；将浮选抑制剂粗品加入到200 mL乙醇，沉淀，过滤，洗涤，50 ℃真空干燥12 h，得到精制的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂；使用时，将制得的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂加入粒级≤0.074mm 达到76wt%的铁矿浆液中，抑制剂投加量为60 g每吨矿石，再加入活化剂CaCl₂600 g/t、捕收剂油酸钠720 g/t，搅拌、调浆，使矿浆浓度20wt%、pH=10，刮泡浮选，铁精矿TFe 品位为67.44 wt%，铁回收率为70.10%。

2.一种改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂在反浮选赤铁矿脱硅中的应用，其特征在于，改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂的制备过程包括粗制与精制两个步骤：羧甲基纤维素钠、过硫酸铵、丙烯酰胺投料质量比为1:0.01:2；将1 g羧甲基纤维素钠溶于100 mL去离子水中，配置成1%（w/v）的溶液，然后在N₂保护下加入0.01 g过硫酸铵，搅拌混合30 min，再加入2 g丙烯酰胺，60 ℃下搅拌反应3 h，得到改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂粗品；将粗品加入200 mL乙醇，沉淀，过滤，洗涤，50 ℃真空干燥12 h，得到精制的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂；使用时，将制得的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂加入粒级≤0.074mm 达到76wt%的铁矿浆液中，抑制剂投加量为40 g每吨矿石，再加入活化剂CaCl₂800 g/t、捕收剂油酸钠720 g/t、搅拌、调浆，使矿浆浓度20wt%、pH=10，刮泡浮选，铁精矿TFe 品位为68.43 wt%，铁回收率为88.53%。

3.一种改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂在反浮选赤铁矿脱硅中的应用，其特征在于，改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂的制备过程包括粗制与精制两个步骤：羧甲基纤维素钠、过硫酸铵、丙烯酰胺投料质量比为1:0.01:4；将1 g羧甲基纤维素钠溶于100 mL去离子水中，配置成1%（w/v）的溶液，然后在N₂保护下加入0.01 g过硫酸铵，搅拌混合60 min，再加入4 g丙烯酰胺，60 ℃下搅拌反应3 h，得到改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂粗品；将粗品加入300 mL乙醇，沉淀，过滤，洗涤，50 ℃真空干燥24 h，得到精制的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂；使用时，将制得的改性羧甲基纤维素基矿物浮选抑制剂加入粒级≤0.074mm 达到76wt%的铁矿浆液中，抑制剂投加量为20 g每吨矿石，再加入活化剂CaCl₂ 600 g/t、捕收剂油酸钠650 g/t、搅拌、调浆，使矿浆浓度20wt%、pH=10，刮泡浮选，铁精矿TFe 品位为68.35 wt%，铁回收率为85.56%。