CN106622674A - 一种矿物浮选用起泡剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿物浮选用起泡剂及其制备方法，属于矿物浮选技术领域。所述矿物浮选用起泡剂包括如下重量份的组分：脂肪酸甲酯磺酸钠50‑60份、十二烷基硫酸钠25‑30份、α‑烯基磺酸钠20‑30份、聚乙烯醇10‑15份、单硬脂酸甘油酯10‑15份、聚乙烯基吡咯烷酮10‑15份、N‑月桂酰基谷氨酸二酯10‑15份、月桂酰肌氨酸钾5‑10份、月桂酰酯水解蚕丝钠盐5‑10份、月桂酰二乙醇胺5‑10份、瓜尔胶5‑10份、海藻酸钠5‑10份和泡沫稳定剂5‑10份。本发明起泡速度快，泡沫力强，泡沫稳定性高及抗硬水性良好。

Description

一种矿物浮选用起泡剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及矿物浮选技术领域，具体涉及一种矿物浮选用起泡剂及其制备方法。

背景技术

起泡剂是矿石浮选的主要药剂之一。经研究表明，起泡剂的性能对浮选指标具有显著的影响。起泡剂一般是异极性的表面活性物质，其分子结构由非极性的亲油(疏水)基团和极性的亲水(疏油)基团构成，形成既有亲水性又有亲油型的所谓的“双亲结构”分子。亲油基可以是脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基或带O、N等原子的脂肪族烃基、脂环族烃基和芳香族烃基；亲水基一般为羧酸基、烃基、磺酸基、硫酸基等。

由于起泡剂分子结构的不对称性，在有起泡剂的矿浆中充入大量空气后，起泡剂分子就会优先地吸附在气-水界面上。起泡剂中的羟基等极性基团使起泡剂在水中的溶解度大，起泡速度快，泡沫脆，消泡容易，不易夹带脉石细泥等杂质到泡沫中去，有利于提高精矿的品位；而羧基、磺酸基等极性基团使起泡剂的起泡能力强，泡沫粘度大，亲固性好，有利于提高精矿的收率。另外，起泡剂中的非极性基团对起泡剂的性能影响也比较大，例如，当极性基团为烃基时，起泡剂的起泡性能随着烃基碳原子数目的增加迅速增强。

目前的矿物浮选用起泡剂成分较为单一，不能同时满足高强泡沫力、泡沫稳定性强及抗硬水性良好等性能要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种矿物浮选用起泡剂及其制备方法，该起泡剂起泡速度快，泡沫力强，泡沫稳定性高及抗硬水性良好。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种矿物浮选用起泡剂，包括如下重量份的组分：脂肪酸甲酯磺酸钠50-60份、十二烷基硫酸钠25-30份、α-烯基磺酸钠20-30份、聚乙烯醇10-15份、单硬脂酸甘油酯10-15份、聚乙烯基吡咯烷酮10-15份、N-月桂酰基谷氨酸二酯10-15份、月桂酰肌氨酸钾5-10份、月桂酰酯水解蚕丝钠盐5-10份、月桂酰二乙醇胺5-10份、瓜尔胶5-10份、海藻酸钠5-10份和泡沫稳定剂5-10份。

优选地，所述矿物浮选用起泡剂包括如下重量份的组分：脂肪酸甲酯磺酸钠55份、十二烷基硫酸钠28份、α-烯基磺酸钠25份、聚乙烯醇12份、单硬脂酸甘油酯12份、聚乙烯基吡咯烷酮12份、N-月桂酰基谷氨酸二酯12份、月桂酰肌氨酸钾8份、月桂酰酯水解蚕丝钠盐8份、月桂酰二乙醇胺8份、瓜尔胶8份、海藻酸钠6份和泡沫稳定剂8份。

优选地，所述泡沫稳定剂为聚醚改性硅油或硅树脂聚醚乳液。

本发明还提供了一种所述的矿物浮选用起泡剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)称取上述重量份原料；

(2)按上述重量份将脂肪酸甲酯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠、聚乙烯醇、单硬脂酸甘油酯、聚乙烯基吡咯烷酮、月桂酰二乙醇胺混合，搅拌均匀，得混合液A；

(3)在搅拌过程中将N-月桂酰基谷氨酸二酯、月桂酰肌氨酸钾和月桂酰酯水解蚕丝钠盐加入混合液A中，搅拌均匀，得混合液B；

(4)最后将瓜尔胶、海藻酸钠和泡沫稳定剂加入混合液B中，继续搅拌均匀即得到本发明的起泡剂。

优选地，所述步骤(1)搅拌过程中还同时加热，所述加热温度为35-50℃。

优选地，所述步骤(3)中的搅拌时间为20-30分钟。

优选地，所述步骤(4)中的搅拌时间为2-3小时。

以下对本发明中的几种组成成分进行介绍：

脂肪酸甲酯磺酸钠：是国际上被公认的替代烷基磺酸钠(LAS)的第三代表面活性剂，由于其安全无毒，抗硬水能力强，可完全生物降解，被誉为真正绿色环保的表面活性剂。MES的主要原料脂肪酸甲酯来源于天然的植物油脂，油脂经甲酯化后得到脂肪酸甲酯。目前用于生产MES的甲酯主要来源于棕榈油及椰子油，属于可再生资源。MES具有原料可再生性、良好的环境相容性、生物降解性以及耐硬水性能好、去污力好、配伍性好刺激性低等一系列优良性能。

N-月桂酰基谷氨酸二酯和月桂酰肌氨酸钾：均为氨基酸型表面活性剂，产生的泡沫丰富、稳定，性质温和，能降低配方整体的刺激性，且可促进本发明聚醚改性硅油的吸收，进一步提高泡沫的稳定性。

月桂酰酯水解蚕丝钠盐：由天然蚕丝活性小肽和月桂酸缩合而成，其发泡力强，稳泡性良好，在硬水和软水中均具有良好的性能，且与多种表面活性剂和多种添加剂的相容性良好，且安全，对环境友好。

瓜尔胶：溶解性在冷水和热水中有出众的分散能力，不会产生结团现象，提高了制造和生产操作的方便；与阴离子、两性离子和表面活性剂有良好的相容性，可用于各类表面活性剂的产品中。在配方中使用时与高分子硅油和去屑剂有携带和协同作用，并提高泡沫的丰满程度和稳定性。

海藻酸钠：可用作纺织品的上浆剂和印花浆，同时作为增稠剂、稳定剂、乳化剂大量应用于食品工业中；也可作乳化稳定剂和增稠剂，我国规定可用于各类食品，按生产需要适量使用。海藻酸钠是一种高粘性的高分子化合物，其具有羧基，是β-D-甘露糖醛酸的醛基以苷键形成的高聚糖醛酸。亲水性强，在冷水和温水中都能溶解，形成非常粘稠的均匀的溶液。

聚醚改性硅油：由于聚醚基团具有亲水性，所以聚醚硅油的亲水性增加，分子中同时具有疏水基团和亲水基团，以至于此类硅油表现出较好的水溶性，使用过程中不会出现破乳、漂油等问题，聚醚硅油的另一主要用途，是作为表面活性剂用于聚氨酯泡沫的稳定剂，也称作匀泡剂。

硅树脂聚醚乳液：作为稳泡剂组分使用在泡沫剂产品中，可用于各种阴离子表面活性剂组合物的泡沫剂配方中，在新型建材、石油开采、泡沫灭火剂领域受到广泛认可。用于直链阴离子表面活性剂的稳泡，表现出了优异的稳泡效果，性能良好，稳泡持久。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明通过将多种阴离子表面活性剂、氨基酸型表面活性剂和非离子表面活性剂合理配伍，利用多种表面活性剂优化复配，使本发明具有丰富的泡沫，且发泡力强，稳泡性良好，再配以瓜尔胶、海藻酸钠和聚醚改性硅油等助剂，进一步提高了本发明泡沫的丰满程度和稳定性，最终使本发明的发泡速度快，发泡力强，泡沫稳定，泌水量少，抗硬水性好，且具有良好的分散性和粘度，使泡沫不易开裂。选用本发明起泡剂浮选矿物时，所得有用矿物的品位高，回收率高。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

本实施例的原料及用量为：脂肪酸甲酯磺酸钠50份、十二烷基硫酸钠25份、α-烯基磺酸钠20份、聚乙烯醇10份、单硬脂酸甘油酯10份、聚乙烯基吡咯烷酮10份、N-月桂酰基谷氨酸二酯10份、月桂酰肌氨酸钾5份、月桂酰酯水解蚕丝钠盐5份、月桂酰二乙醇胺5份、瓜尔胶5份、海藻酸钠5份和聚醚改性硅油泡沫稳定剂5份。

本实施例所述的矿物浮选用起泡剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将50份脂肪酸甲酯磺酸钠、25份十二烷基硫酸钠、20份α-烯基磺酸钠、10份聚乙烯醇、10份单硬脂酸甘油酯、10份聚乙烯基吡咯烷酮、5份月桂酰二乙醇胺依次加入烧杯中混合，搅拌均匀，搅拌过程中还同时加热，所述加热温度为35℃；

(2)再在搅拌过程中将10份N-月桂酰基谷氨酸二酯、5份月桂酰肌氨酸钾和5份月桂酰酯水解蚕丝钠盐加入步骤(1)的烧杯中，搅拌20分钟至搅拌均匀；

(3)最后将5份瓜尔胶、5份海藻酸钠和5份聚醚改性硅油加入步骤(2)的烧杯中，继续搅拌2小时，使混合液搅拌均匀，即得到本实施例的起泡剂。

实施例2

本实施例的原料及用量为：脂肪酸甲酯磺酸钠60份、十二烷基硫酸钠30份、α-烯基磺酸钠30份、聚乙烯醇15份、单硬脂酸甘油酯15份、聚乙烯基吡咯烷酮15份、N-月桂酰基谷氨酸二酯15份、月桂酰肌氨酸钾10份、月桂酰酯水解蚕丝钠盐10份、月桂酰二乙醇胺10份、瓜尔胶10份、海藻酸钠10份和硅树脂聚醚乳液泡沫稳定剂10份。

本实施例所述的矿物浮选用起泡剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将60份脂肪酸甲酯磺酸钠、30份十二烷基硫酸钠、30份α-烯基磺酸钠、15份聚乙烯醇、15份单硬脂酸甘油酯、15份聚乙烯基吡咯烷酮、10份月桂酰二乙醇胺依次加入烧杯中，搅拌均匀，搅拌过程中还同时加热，所述加热温度为50℃；

(2)再在搅拌过程中将15份N-月桂酰基谷氨酸二酯、10份月桂酰肌氨酸钾和10份月桂酰酯水解蚕丝钠盐加入步骤(1)的烧杯中，搅拌30分钟至搅拌均匀；

(3)最后将10份瓜尔胶、10份海藻酸钠和10份硅树脂聚醚乳液加入步骤(2)的烧杯中，继续搅拌3小时，使混合液搅拌均匀，即得到本实施例的起泡剂。

实施例3

本实施例的原料及用量为：脂肪酸甲酯磺酸钠55份、十二烷基硫酸钠28份、α-烯基磺酸钠25份、聚乙烯醇12份、单硬脂酸甘油酯12份、聚乙烯基吡咯烷酮12份、N-月桂酰基谷氨酸二酯12份、月桂酰肌氨酸钾8份、月桂酰酯水解蚕丝钠盐8份、月桂酰二乙醇胺8份、瓜尔胶8份、海藻酸钠6份和聚醚改性硅油泡沫稳定剂8份。

本实施例所述的矿物浮选用起泡剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将55份脂肪酸甲酯磺酸钠、28份十二烷基硫酸钠、25份α-烯基磺酸钠、12份聚乙烯醇、12份单硬脂酸甘油酯、12份聚乙烯基吡咯烷酮、8份月桂酰二乙醇胺依次加入烧杯中混合，搅拌均匀，搅拌过程中还伴随加热，所述加热温度为45℃；

(2)再在搅拌过程中将12份N-月桂酰基谷氨酸二酯、8份月桂酰肌氨酸钾和8份月桂酰酯水解蚕丝钠盐加入步骤(1)的烧杯中，搅拌25分钟至搅拌均匀；

(3)最后将8份瓜尔胶、6份海藻酸钠和8份聚醚改性硅油加入步骤(2)的烧杯中，继续搅拌2.5小时，使混合液搅拌均匀，即得到本实施例的起泡剂。

为了验证本发明的效果，申请人还在本发明实施例所得的矿物浮选用起泡剂与松油醇(2#油)的用量相同的情况下，对两种起泡剂浮选得到的精矿品位和回收率进行对比，对比结果如表1所示：

表1本发明实施例与松油醇浮选某红土镍矿的结果

	铁品位(％)	镍品位(％)	铁回收率(％)	镍回收率(％)
					实施例1	33.5	1.55	81.6	17.6
实施例2	35.0	1.70	79.8	18.4
					实施例3	34.5	1.65	80.2	17.8
松油醇	28	1.30	74.3	15.4

通过表中数据发现，分别采用本发明的矿物浮选用起泡剂和传统的起泡剂松油醇进行矿物浮选时，本发明的矿物浮选用起泡剂较传统的起泡剂松油醇获得更高品位的精矿，且矿物金属的回收率高。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (7)

1.一种矿物浮选用起泡剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：脂肪酸甲酯磺酸钠50-60份、十二烷基硫酸钠25-30份、α-烯基磺酸钠20-30份、聚乙烯醇10-15份、单硬脂酸甘油酯10-15份、聚乙烯基吡咯烷酮10-15份、N-月桂酰基谷氨酸二酯10-15份、月桂酰肌氨酸钾5-10份、月桂酰酯水解蚕丝钠盐5-10份、月桂酰二乙醇胺5-10份、瓜尔胶5-10份、海藻酸钠5-10份和泡沫稳定剂5-10份。

2.根据权利要求1所述的矿物浮选用起泡剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：脂肪酸甲酯磺酸钠55份、十二烷基硫酸钠28份、α-烯基磺酸钠25份、聚乙烯醇12份、单硬脂酸甘油酯12份、聚乙烯基吡咯烷酮12份、N-月桂酰基谷氨酸二酯12份、月桂酰肌氨酸钾8份、月桂酰酯水解蚕丝钠盐8份、月桂酰二乙醇胺8份、瓜尔胶8份、海藻酸钠6份和泡沫稳定剂8份。

3.根据权利要求1所述的矿物浮选用起泡剂，其特征在于，所述泡沫稳定剂为聚醚改性硅油或硅树脂聚醚乳液。

4.一种权利要求1至3任一项所述的矿物浮选用起泡剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)称取上述重量份原料；

(2)将脂肪酸甲酯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、α-烯基磺酸钠、聚乙烯醇、单硬脂酸甘油酯、聚乙烯基吡咯烷酮、月桂酰二乙醇胺混合，搅拌均匀，得混合液A；

(3)在搅拌过程中将N-月桂酰基谷氨酸二酯、月桂酰肌氨酸钾和月桂酰酯水解蚕丝钠盐加入混合液A中，搅拌均匀，得混合液B；

(4)最后将瓜尔胶、海藻酸钠和泡沫稳定剂加入混合液B中，继续搅拌均匀即得到本发明的起泡剂。

5.根据权利要求4所述的矿物浮选用起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)搅拌过程中还同时加热，所述加热温度为35-50℃。

6.根据权利要求4所述的矿物浮选用起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的搅拌时间为20-30分钟。

7.根据权利要求4所述的矿物浮选用起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的搅拌时间为2-3小时。