CN106832011A - 一种金属离子淀粉复合抑制剂的制备方法和应用 - Google Patents

一种金属离子淀粉复合抑制剂的制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及到一种金属离子淀粉复合抑制剂的制备和应用，属于矿物加工药剂领域，其产品由淀粉、NaOH、金属离子可溶性盐和水制备而成。制备过程为：先将淀粉、NaOH与水混合配制成苛性淀粉溶液，金属离子可溶性盐和水配制成金属离子溶液，再将苛性淀粉溶液加到金属离子溶液中，边加边搅拌，然后滴加NaOH溶液并搅拌调节混合溶液至碱性pH，最后在20℃～100℃的水浴温度下加热搅拌，即得金属离子淀粉复合抑制剂。本发明制备的金属离子淀粉复合抑制剂对铁矿物具有较强的抑制能力，提高浮选性能，可以降低淀粉的用量。

Description

一种金属离子淀粉复合抑制剂的制备方法和应用
技术领域
本发明涉及矿物浮选抑制剂，特别地涉及一种金属离子淀粉复合抑制剂的制备方法和应用，属于矿物加工领域。
背景技术
在铁矿物反浮选工艺中，淀粉是最典型的铁矿物抑制剂。目前淀粉改性的主要方式为化学改性、酶法改性、物理改性及复合改性，其中化学改性应用最多。在实际应用中较为普遍的改性淀粉种类主要集中在糊精、氧化淀粉、淀粉醚、淀粉酯、预糊化淀粉、交联淀粉、酸变性淀粉、接枝淀粉及复合改性淀粉等，而国内矿物加工学者的研究重点主要集中在苛化及磺化淀粉、不同植物淀粉、羧甲基淀粉、磷酸酯淀粉及复合变性淀粉等有机改性方面。中国专利CN103128004A公开了氧肟酸淀粉用于铜钼浮选分离中抑制硫化铜的应用技术，氧肟酸淀粉中的肟基能与硫化铜矿物表面的活性质点Cu2+结合，生成稳定的五元鳌合环，鳌合物另一端淀粉基团上的羟基等极性基可以通过氢键与水分子缔合，使硫化铜矿物亲水，抑制硫化铜矿物。中国专利CN104190549A公开了一种用于赤铁矿反浮选的复合抑制剂，其特征在于，它的组分与重量百分比为聚丙烯羧酸钠65～75%，羧甲基淀粉10～15%，水15～20%，该抑制剂用量小，仅为玉米淀粉的五分之一。而中国专利CN105597943A公开了一种利用去离子水、淀粉和氯化铁三者按比例直接混合加热制备的淀粉抑制剂，对萤石矿浮选中的重晶石和方解石皆具有抑制能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于矿物反浮选的金属离子淀粉复合抑制剂的制备方法和应用，该金属离子淀粉复合抑制剂，相对于普通苛性淀粉，在铁矿物的反浮选中对铁矿物具有较强的抑制能力，提高浮选性能，可以降低淀粉的用量。
本发明通过以下技术方案达到上述目的，金属离子淀粉复合抑制剂的制备步骤：
（1）将水、淀粉和NaOH加入到烧杯中，置于水浴中加热搅拌，加热10～30min后，即配制成淀粉浓度0.5～10%的苛性淀粉溶液A；各组分的重量浓度为水80～99.4%、淀粉0.5～10%、NaOH 0.1～10%；
（2）将金属离子可溶性盐与水混合配制成可溶性盐质量浓度为0.5～10%的金属离子溶液B；所述金属离子为Fe3+、Zn2+、Al3+、Pb2+或Mg2+；
（3）将A逐步加到B中，然后逐步加NaOH溶液，边加边搅拌，调节pH13～14，得到淀粉与金属离子混合液C；淀粉与金属离子可溶性盐的质量比为1∶0.1～1；
（4）将该混合液C置于20℃～100℃的水浴温度下加热搅拌20~60分钟，得到金属离子淀粉复合抑制剂。
淀粉为马铃薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉或可溶性淀粉。
对应的金属离子可溶性盐为FeCl3·6H2O、ZnSO4·7H2O、Al2(SO4)3·18H2O、Pb(NO3)2或MgCl2·6H2O。
在配制金属离子淀粉复合抑制剂步骤（4）中，加热温度为40℃～60℃。
一种金属离子淀粉复合抑制剂，应用于铁矿石反浮选中的步骤为：将含有铁矿物的铁矿石经破碎磨矿后，矿浆给入浮选机中搅拌调浆，矿浆浓度5～45%，调整矿浆pH值为中性或弱碱性，然后加入100～3000g/t的金属离子淀粉复合抑制剂搅拌，再加入阳离子捕收剂50～1000g/t并搅拌，最后充气浮选。
本发明的原理和金属离子淀粉复合抑制剂作用机理：
（1）淀粉或降解后的葡聚糖聚合物与一些金属离子在特定条件下能合成葡聚糖金属离子络合物，并可用强碱溶液来氧化葡聚糖分子中的羟基为羧基，提高葡聚糖与金属离子的络合程度，即形成右旋糖酐金属离子。
（2）金属离子溶液随着pH增大，金属离子生成的金属离子氢氧化物分子聚集成微细颗粒并逐渐长大，但在此过程中，氢氧化物固体颗粒间的静电斥力也在逐渐增大，在强碱性环境下，可以形成以高静电斥力维持的分散度较高的氢氧化物细颗粒分散体系，这为氢氧化物固体细粒与淀粉中活性基团的充分吸附键合提供了条件；另外在高碱性环境下，部分金属离子生成的金属离子氢氧化物分子（如两性氢氧化物）也可以形成可溶性的金属离子羟基络合物，该羟基络合物的吸附能力较强，与淀粉的活性基团和矿物表面发生吸附；也可在淀粉分子、氢氧化物（或羟基络合物）、铁矿物三者之间互相形成桥联吸附效果，强化了铁矿物表面的亲水性。
（3）金属离子淀粉在铁矿物表面吸附后，由于空间位阻效应的存在，减弱了捕收剂分子在铁矿物表面的进一步吸附或对已吸附的捕收剂分子起到遮蔽作用。
本发明所公开的抑制剂是由金属离子溶液与苛性淀粉溶液混合反应形成的金属离子淀粉复合抑制剂。该抑制剂能够显著增强原苛性淀粉对铁矿物的抑制能力，提高金属回收率4%以上，达到同样指标可降低铁矿物浮选中淀粉用量1/3以上。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
实施例1
（1）将已煮沸的去离子水、马铃薯淀粉、NaOH三者按97.5%、2%、0.5%重量浓度加入到烧杯中，置于沸水浴中加热搅拌20min，然后定容配制成2%重量浓度的苛性淀粉溶液A；
（2）将氯化铁与去离子水混合配制成重量浓度2%的金属离子溶液B；
（3）取100毫升苛性淀粉溶液(A)滴加到50毫升金属离子溶液(B)中，然后滴加4%重量浓度的NaOH溶液，边滴加边搅拌，得到pH13.0～13.4的苛性淀粉与金属离子混合液C；
（4）将苛性淀粉与金属离子混合液(C)置于50℃的水浴温度下加热搅拌20min，得到铁离子淀粉复合抑制剂。
将步骤（2）中的氯化铁换成相应的金属可溶性盐，就可以得到相应的金属离子淀粉复合抑制剂。
实施例2
将按上述制备实例的制备方法制备的各种金属离子淀粉复合抑制剂应用于如下浮选环境：某赤铁矿强磁精矿，TFe 51.55%，78%-0.074μm，将其加入1L充气挂槽浮选机中，矿浆浓度为17.54%，浮选矿浆pH为中性，加入金属离子淀粉复合抑制剂，十二胺捕收剂（DDA），每次刮泡4min，与传统的苛性淀粉相比，试验结果如表1所示，表2是Fe3+离子淀粉复合抑制剂中铁盐与淀粉质量比的变化对浮选的影响，表3是苛性淀粉与Fe3+离子混合液(C)置于不同的水浴温度下加热搅拌反应30min对浮选的影响。
表1 各种金属离子淀粉复合抑制剂对浮选的影响（抑制剂1200 g/t，DDA 625 g/t，矿浆pH7.5）
表2 Fe3+离子淀粉复合抑制剂中铁盐与淀粉质量比的变化对浮选的影响（抑制剂1250g/t，DDA 625 g/t，矿浆pH7.5）
表3 苛性淀粉与Fe3+离子混合液(C)置于不同的水浴温度下加热搅拌对浮选的影响（抑制剂1250 g/t，DDA 625 g/t，矿浆pH7.5，铁盐与淀粉质量比为1:2）
上述实际应用实例结果表明，本发明所公开的金属离子淀粉复合抑制剂能够强化原苛性淀粉对铁矿物的抑制能力，从而在一定程度上降低淀粉的用量，提高浮选铁精矿的铁回收率。

Claims (5)

1.一种金属离子淀粉复合抑制剂的制备方法，其特征在于制备步骤如下：
（1）将水、淀粉和NaOH加入到烧杯中，置于水浴中搅拌10～30min后，即配制成淀粉浓度0.5～10%的苛性淀粉溶液A；各组分的质量浓度为：水80～99.4%、淀粉0.5～10%、NaOH 0.1～10%；
（2）将金属离子可溶性盐与水混合配制成可溶性盐质量浓度为0.5～10%的金属离子溶液B； 所述金属离子为Fe3+、Zn2+、Al3+、Pb2+或Mg2+；
（3）将A逐步加到B中，然后逐步加NaOH溶液，边加边搅拌，调节pH13～14，得到淀粉与金属离子混合液C；淀粉与金属离子可溶性盐的质量比为1∶0.1～1；
（4）将该混合液C置于20℃～100℃的水浴温度下加热搅拌20~60分钟，得到金属离子淀粉复合抑制剂。
2.根据权利要求1所述的一种金属离子淀粉复合抑制剂的制备方法，淀粉为马铃薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉或可溶性淀粉。
3.根据权利要求1所述的一种金属离子淀粉复合抑制剂的制备方法，其特征在于：对应的金属离子可溶性盐为FeCl3·6H2O、ZnSO4·7H2O、Al2(SO4)3·18H2O、Pb(NO3)2或MgCl2·6H2O。
4.根据权利要求2所述的一种金属离子淀粉复合抑制剂的制备方法，其特征在于：在制备金属离子淀粉复合抑制剂步骤（4）中，加热温度为40℃～60℃。
5.根据权利要求1所述的一种金属离子淀粉复合抑制剂，应用于铁矿石反浮选中，其特征在于包括以下步骤：将含有铁矿物的铁矿石经破碎磨矿后，矿浆给入浮选机中搅拌调浆，矿浆浓度5～45%，调整矿浆pH值为中性或弱碱性，然后加入100～3000g/t的金属离子淀粉复合抑制剂搅拌，再加入阳离子捕收剂50～1000g/t并搅拌，最后再充气浮选。
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