CN109317314A - 一种金红石浮选阳离子捕收剂及其应用 - Google Patents

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郑惠方
宋少先
陈骞
戈武
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    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
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Abstract

本发明公开的一种金红石矿石浮选捕收剂，其特征在于，化学名称为：烃基胺聚氧乙烯醚，其结构式为：其中R代表C8‑C20的烷基、芳基或芳烷基，n1为0‑60，n2为0‑60。所述的金红石捕收剂烃基胺聚氧乙烯醚易分散、捕收能力强且选择性好，浮选效率高，药剂用量少，同时这种药剂在自然pH下效果最佳，毒性小又很环保，而且药剂制度单一，环境风险小，浮选步骤简单。

Description

一种金红石浮选阳离子捕收剂及其应用
技术领域
本发明涉及金红石浮选领域，具体涉及一种金红石浮选阳离子捕收剂及其应用。
背景技术
金红石是冶炼金属钛、制造钛白粉以及电焊条焊药的主要原料。原生金红石矿是我国金红石矿的主要工业类型，其占金红石资源总储量的86％，而金红石砂矿仅为14％。目前，我国开发利用的金红石矿主要是海滨砂矿，我国原生金红石因品位低、粒度细、矿物组成复杂且可选性差，回收率低，至今未被大规模开发利用，造成国内金红石矿资源紧缺的局面。
我国金红石资源主要以榴辉岩的形式存在，榴辉岩型的金红石矿，其脉石矿物石榴石及绿辉石，两者均具有综合回收的价值。然而重选方法不能实现金红石与石榴石的分离，因两者有相近的密度(分别为4.16 g/cm 和4.034 g/cm )；磁选分离也存在较大困难，因为虽然金红石具弱磁性，石榴石具中等磁性，但金红石晶格中存在铁的类质同象和颗粒表面铁污染等原因导致其磁性增强以致与石榴石接近，导致石榴石与金红石的回收率均不高。
高效浮选技术尤其是药剂的开发有望实现选别流程的简化，金红石的回收率的提高及伴生矿物的综合利用，因此现有技术往往选用捕收剂进行金红石浮选，金红石的捕收剂有羧酸类及其皂，这类捕收剂捕收能力强，但浮选选择性差；膦酸类捕收剂有苯乙烯膦酸和烷胺二甲双膦酸等，药剂效果好，但药剂成本高；胂酸类捕收剂有苄基胂酸，其药剂效果好，但其毒性大，污染环境。羟肟酸类捕收剂有C7-9羟肟酸(NM-5O)，水杨羟肟酸等，这类药剂选择性好，但药剂捕收能力差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种金红石浮选阳离子捕收剂及其应用，捕收能力强、选择性好、浮选效率高，且药剂用量少、毒性小、环保性强。
本发明解决的技术方案是，提供一种金红石矿石浮选阳离子捕收剂，化学名称为：烃基胺聚氧乙烯醚；其结构式为：
其中，R代表C8-C20的烷基、芳基或芳烷基，n1为0-60，n2为0-60。
优选的，所述n1为1~10的整数，所述n2为2-15的整数。
同时，一种使用所述的金红石矿石浮选阳离子捕收剂进行金红石浮选的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）调整金红石浮选矿浆pH；
（2）向经调整pH的金红石浮选矿浆中添加所述烃基胺聚氧乙烯醚水溶液；
（3）通气浮选，得到金红石精矿。
优选的，所述步骤（1）中的pH值为3-9。
优选的，所述步骤（2）中的浓度为2-100mg/L。
优选的，所述烃基胺聚氧乙烯醚水溶液配置浓度为0.1%~2%。
值得注意的是，烃基胺聚氧乙烯醚作为捕收剂的原理在于，一方面金红石表面解离的O=Ti2+在水溶液中形成的羟基化合物［Ti（OH）］+成为了浮选的活性质点，而烃基胺聚氧乙烯醚具有疏水碳链并且键合原子均为 N，根据路易斯(Lewis)酸碱定义，由于胺所含氮上具有未共用的电子对，易与质子反应生成盐，从而使金红石疏水上浮；另一方面也可能是由于烃基胺聚氧乙烯醚与离子-分子缔合物存在物理吸附，因而表现出较强的捕收能力；此外取代基的供电性可增加氮上电子云的密度，从而增强氮原子对质子的吸引力，因此从诱导效应来看，取代基越多，捕收效果就越好；从溶剂化效应来看，如果分子中有 C—O 醚键，则与水形成氢键的机会就越多，溶剂化的程度也就越高，这样胺正离子就比较容易分散于矿浆中。
与现有技术相比，本发明所述的金红石捕收剂烃基胺聚氧乙烯醚易分散、捕收能力强且选择性好，浮选效率高，药剂用量少，同时这种药剂在自然pH下效果最佳，毒性小又很环保，而且药剂制度单一，环境风险小，浮选步骤简单。
附图说明
图1是浮选药剂制度。
图2是本发明中实施案例1的实验结果。
图3是本发明中实施案例2的实验结果。
图4是本发明中实施案例3的实验结果。
图5是本发明中实施案例4的实验结果。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
取粒度为-74～+38μm的金红石单矿物3g进行浮选，取50mL的蒸馏水加入60mL的挂槽浮选机中，在1700r/min转速下搅拌调浆，获得混合矿浆。
所述的药剂添加顺序如图1所示，添加药剂后搅拌3min。混合矿浆的pH为自然PH，十二胺聚氧乙烯醚（AC-1210）、十八胺聚氧乙烯醚（AC1815）、牛脂胺聚氧乙烯醚的浓度分别为2mg/L 、4mg/L、6mg/L、8 mg/L 、10mg/L、20mg/L，最后通气浮选，得到的泡沫产品及浮选槽中的尾矿。
将泡沫产品及尾矿分别烘干，将泡沫产品及尾矿分别烘干，称重计算产率（即回收率），结果如图2所示。
由实施例可知，不同分子结构烃基胺聚氧乙烯醚均可金红石进行浮选且效果较佳。
实施例2：
取粒度为-74～+38μm的金红石单矿物3g和石榴石单矿物3g分别浮选，其他条件保持一致，取50mL的蒸馏水加入60mL的挂槽浮选机中，在1700r/min转速下搅拌调浆，获得混合矿矿浆。
所述的药剂添加顺序如图1所示，添加药剂后搅拌3min。混合矿浆的pH为自然PH，AC-1815十八胺聚氧乙烯醚的浓度分别为2mg/L 、4mg/L、6mg/L、8 mg/L 、10mg/L、20mg/L，最后通气浮选，得到的泡沫产品及浮选槽中的尾矿。
将泡沫产品及尾矿分别烘干，称重计算产率（即回收率）。结果如图3所示。
由实施例可知，十八胺聚氧乙烯醚（AC-1815）可对金红石进行浮选。
实施例3：
将粒度为-74～+38μm的金红石单矿物3g和石榴石单矿物3g分别浮选，其他条件保持一致，取50mL的蒸馏水加入60mL的挂槽浮选机中，在1700r/min转速下搅拌调浆，获得混合矿矿浆。
所述的药剂添加顺序如图1所示，添加药剂后搅拌3min。将AC-1815十八胺聚氧乙烯醚浓度固定为7mg/L，混合矿浆的PH分别为2、4、6、8、10、12。最后通气浮选，得到的泡沫产品及浮选槽中的尾矿。
将泡沫产品及尾矿分别烘干，称重计算产率（即回收率）。结果如图4所示。
由实施例可知，AC-1815十八胺聚氧乙烯醚浓度固定为7mg/L时，pH3-9可对金红石进行浮选。
实施例4：
将粒度为-74～+38μm的金红石单矿物和石榴石单矿物分别取0.75g和2.25g以1：3 的比例均匀混合， 取50mL的蒸馏水加入60mL的挂槽浮选机中，在1700r/min转速下搅拌调浆，获得混合矿矿浆。
所述的药剂添加顺序如图1所示，添加每种药剂后搅拌3min。混合矿浆的pH为自然pH，AC-1815十八胺聚氧乙烯醚的浓度分别为10mg/L 、15mg/L、20mg/L、25mg/L 、30mg/L、35mg/L，最后通气浮选，得到的泡沫产品及浮选槽中的尾矿。
将泡沫产品及尾矿分别烘干，称重并化验精矿中TiO2的含量，计算金红石的品位及回收率。结果如图5所示。
由实施例可知，AC-1815十八胺聚氧乙烯醚添加量较少时也可对混合矿物进行浮选。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种金红石矿石浮选阳离子捕收剂，其特征在于，化学名称为：烃基胺聚氧乙烯醚；其结构式为：
其中，R代表C8-C20的烷基、芳基或芳烷基，n1为0-60的整数，n2为0-60的整数。
2.根据权利要求1所述的一种金红石矿石浮选阳离子捕收剂，其特征在于，所述n1为1~10的整数，所述n2为2-15的整数。
3.一种使用如权利要求1所述的金红石矿石浮选阳离子捕收剂进行金红石矿石浮选的方法，其特征在于，包括以下步骤：
调整金红石浮选矿浆pH；
向经调整pH的金红石浮选矿浆中添加所述烃基胺聚氧乙烯醚水溶液；
通气浮选，得到金红石精矿。
4.根据权利要求3所述的一种金红石矿石浮选阳离子捕收剂进行金红石浮选的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的pH值为3-9。
5.根据权利要求3所述的一种金红石矿石浮选阳离子捕收剂进行金红石浮选的方法，其特征在于，所述步骤（2）中的浓度为2-100mg/L。
6.根据权利要求3所述的一种金红石矿石浮选阳离子捕收剂进行金红石浮选的方法，其特征在于，所述烃基胺聚氧乙烯醚水溶液配置浓度为0.1%~2%。
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