CN110479496A - 一种铁矿石反浮选复合两性捕收剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
针对现有浮选技术存在的以上不足，本发明提供一种铁矿石反浮选复合两性捕收剂及其应用，属于矿物加工工程的浮选技术领域。该铁矿石反浮选复合两性捕收剂由组分A、组分B和组分C组成：组分A为邻苯二甲酰亚胺钠盐和丙胺基‑2、4‑二甲基辛基醚，二者重量比2∶8，组分A含量65‑70％；组分B为鹰嘴豆蛋白质工业下脚料中提取的脂肪酸，组分B含量25‑30％；组分C为二甲基硅油，组分C含量为1‑5％。本发明开发的捕收剂，在保证矿石的浮选指标的基础上，能够降低矿石的浮选温度，改善浮选作业环境，改善分散性、矿泡的黏脆性并减少了对能源的消耗，节省了企业的运营成本。
Description
技术领域
本发明属于矿物加工工程的浮选技术领域，特别是涉及一种铁矿石反浮选复合两性捕收剂及其应用。
背景技术
我国矿产资源具有以贫矿居多，矿石组成较为复杂且嵌布粒度细，矿床共生、伴生组分多的特点。因此，我国矿石的选矿工作面临效率低、难度更大且成本高等诸多问题。浮选是以各种颗粒或粒子表面的物理、化学性质为基础，在气-液-固三相流体中进行分离的技术。捕收剂的主要作用是使目的颗粒表面疏水，使其容易固着于矿物表面，从而增加其可浮性。
然而，在当前捕收剂领域存在的主要问题有：(1)对复杂难选铁矿石缺乏捕收效果好的高效选矿药剂且药剂制度复杂；(2)目前使用的阴离子型浮选药剂配置温度和使用温度均很高(通常为35-45℃左右)，为此需要消耗大量的加热蒸汽，特别是在冬季为了保证产品指标，需要消耗大量的能源。(3)对于不需加温的阳离子型浮选药剂，又存在粘度大、容易跑槽的问题。
发明内容
针对现有浮选技术存在的以上不足，本发明提供一种铁矿石反浮选复合两性捕收剂及其应用。本发明开发的捕收剂，在保证矿石的浮选指标的基础上，能够降低矿石的浮选温度，改善浮选作业环境，改善分散性、矿泡的黏脆性并减少了对能源的消耗，节省了企业的运营成本。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种铁矿石反浮选复合两性捕收剂，由组分A、组分B和组分C组成；各组分具体化合物及质量百分含量如下：
组分A为邻苯二甲酰亚胺钠盐C8H4NO2Na和丙胺基-2、4-二甲基辛基醚的混合物，二者重量比2∶8，组分A含量65-70％；
其中，邻苯二甲酰亚胺钠盐结构式为：
丙胺基-2、4-二甲基辛基醚结构式为：
CH3-(CH2)3-CH(CH2)-CH2-CH(CH2)-CH2-O-(CH2)3-NH2；
组分B为鹰嘴豆蛋白质工业下脚料中提取的脂肪酸，含有饱和及不饱和的混合脂肪酸RCOOH，其中R为C12-20的混合碳链，组分B含量25-30％；
组分C为二甲基硅油，组分C含量为1-5％。
进一步的，上述捕收剂中，所述捕收剂的性质为：当捕收剂溶液浓度为10g/L时，泡沫黏度为1.62×10-3pa·s，与相同浓度的含N的十二胺捕收剂的泡沫黏度比较，黏度降低，泡沫脆性增加。
进一步的，上述捕收剂中，所述鹰嘴豆蛋白质工业下脚料中提取的脂肪酸的纯度为65～90％。
上述捕收剂的制备方法为，将组分A、B、C按比例混合，总含量为100％，得到粘稠状透明黄色液体，即为反浮选复合两性捕收剂。
上述捕收剂在铁矿石反浮选中的应用，反浮选方法如下：
首先在矿浆中加入pH调整剂调节矿浆pH至8-10，然后添加抑制剂抑制铁矿物(包括磁铁矿中的铁及赤铁矿中的铁)，再添加捕收剂，之后进行浮选作业，得到浮选产品；其中，按每吨矿浆计，所述pH调整剂的用量为300-600g/t，所述捕收剂的用量为100-200g/t，所述抑制剂的用量为200-400g/t。
上述的应用，优选的，所述矿浆的质量分数为25％-35％。
上述的应用，优选的，所述pH调整剂为氢氧化钠。
上述的应用，优选的，所述抑制剂为羧甲基淀粉钠或玉米淀粉。
上述的应用，优选的，所述反浮选作业包括一次粗选，一次精选及三次扫选；粗选的作业时间为3-5min，精选时再加入捕收剂30-70g/t，精选的作业时间为3-5min，扫选的作业时间为4-6min。
与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：
本发明的捕收剂大大降低了浮选温度，即使在5℃的极端温度下仍能取得较好浮选指标，无需针对现场矿浆进行加温，且无需额外添加起泡剂、活化剂，不仅改善了工人的工作环境，还简化了选厂的作业流程，节省了能耗，具有新型、绿色、高效的特点。
具体实施方式
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、仪器、设备、试剂等均可通过市场购买或通过现有方法制备获得；
其中，鹰嘴豆蛋白质工业下脚料的制备方法为鹰嘴豆下脚料在试验室通过模拟鹰嘴豆蛋白质饮料工艺自制：将购买的生鹰嘴豆磨成粉末后，采用碱溶酸沉法提取蛋白质，先加入氢氧化钠溶液对鹰嘴豆粉末进行浸出，使鹰嘴豆粉末中的蛋白质进入溶液，再加入盐酸，使进入溶液的蛋白质生成沉淀。取提取完蛋白质后的鹰嘴豆粉末的浸渣含有脂肪酸，通过超临界萃取提取鹰嘴豆下脚料中的油脂，超临界萃取反应条件：压强20-30MPa，温度40-50℃，时间2-4小时，流量35-45kg/h，作为捕收剂的原料，以下实施例中采用的脂肪酸的纯度为71.6％。
实施例1
本实施例矿样为鞍钢某选矿厂混合磁选精矿，其主要化学成分如表1所示。由表1可以看出，原矿中有价元素是铁，铁品位TFe为50.50％，FeO含量为14.49％，主要杂质为SiO2，占28.37％；有害成分P、S等含量较低。原矿铁元素的化学物相分析见表2，由表2可知，矿样中铁元素主要以磁铁矿的形式存在，磁铁矿中铁占有率高达82.73％，其次以赤(褐)铁矿形式存在，少量以碳酸铁、硫化铁及硅酸铁形式存在。
表1、矿样的多元素分析结果/％
表2、矿样中铁元素的化学物相分析结果/％
利用本发明的捕收剂该矿石进行反浮选。
采用的捕收剂为：将组分A、组分B及组分C以重量百分比65％∶30％∶5％的比例混合，得到粘稠状液体的捕收剂。
通过本实施例的捕收剂分别针对磁选精矿进行一粗一精三扫闭路试验，包括以下步骤：
进行反浮选闭路试验时条件为矿浆温度21℃，矿浆的质量分数30％，矿浆pH值9.0-9.2，pH调整剂为氢氧化钠，粗选捕收剂用量125g/t、抑制剂玉米淀粉用量250g/t，精选捕收剂用量50g/t，进行一粗一精三扫试验，粗选的作业时间为4min，精选的作业时间为4min，扫选的作业时间为5min。所获得试验结果如表3所示。
表3、采用实施例1捕收剂得到的反浮选产物的反浮选指标/％
对比例1
本对比例所使用反浮选步骤与实施例1相同，区别仅在于：
粗选和精选捕收剂均为邻苯二甲酰亚胺钠盐和丙胺基-2、4-二甲基辛基醚的混合物，二者重量比2∶8，粗选用量125g/t、精选用量50g/t。所获得试验结果如表4所示。
表4、现场捕收剂反浮选产物的反浮选指标/％
对比例2
本对比例所使用的反浮选步骤与实施例1相同，区别仅在于：
粗选和精选捕收剂均为鹰嘴豆蛋白质工业下脚料中提取的脂肪酸，粗选用量125g/t、精选用量50g/t。所获得试验结果如表5所示。
表5、现场捕收剂反浮选产物的反浮选指标/％
实施例2
本实施例所使用的反浮选步骤与实施例1相同。区别在于：
组分A、组分B及组分C以重量百分比70∶27∶3的比例混合。
所获得试验结果如表6所示。
表6、采用实施例2捕收剂得到的反浮选产物的反浮选指标/％
实施例3
本实施例所使用的反浮选步骤与实施例1相同。区别在于：
组分A、组分B及组分C以重量百分比70∶25∶5的比例混合。
浮选闭路试验时条件为矿浆温度5℃，矿浆质量分数为25％，矿浆pH值9.7～10，粗选捕收剂用量200g/t、抑制剂玉米淀粉用量400g/t，精选捕收剂用量70g/t，进行一粗一精三扫试验，粗选的作业时间为3min，精选的作业时间为3min，扫选的作业时间为4min。所获得试验结果如表7所示。
表7、采用实施例3捕收剂得到的反浮选产物的反浮选指标/％
实施例4
本实施例所使用的反浮选步骤与实施例1相同。区别在于：
组分A、组分B及组分C以重量百分比69∶30∶1的比例混合。
浮选闭路试验时条件为矿浆温度25℃，矿浆质量分数为35％，矿浆pH值8.0～8.2，pH调整剂为氢氧化钠，粗选捕收剂用量100g/t，抑制剂羧甲基淀粉钠用量200g/t，精选捕收剂用量30g/t，进行一粗一精三扫试验，粗选的作业时间为5min，精选的作业时间为5min，扫选的作业时间为6min。所获得试验结果如表8所示。
表8、采用实施例4捕收剂得到的反浮选产物的反浮选指标/％
由表3-8可知，无论是精矿指标，还是药剂的种类及用量，及浮选温度，本发明都要大大优于现场捕收剂。
Claims (8)
1.一种铁矿石反浮选复合两性捕收剂，其特征在于，由组分A、组分B和组分C组成；各组分具体化合物及质量百分含量如下：
组分A为邻苯二甲酰亚胺钠和丙胺基-2、4-二甲基辛基醚，二者重量比2:8，组分A含量65-70%；组分B为鹰嘴豆蛋白质工业下脚料中提取的脂肪酸，组分B含量25-30%；组分C为二甲基硅油，组分C含量为1-5%。
2.根据权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述鹰嘴豆蛋白质工业下脚料中提取的脂肪酸含有饱和及不饱和的混合脂肪酸RCOOH，其中R为C12-20的碳链。
3.根据权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述捕收剂的性质为：浓度为10g/L的捕收剂溶液的泡沫黏度为1.60~1.65×10-3Pa·s。
4.权利要求1或2或3所述捕收剂的应用，其特征在于，用于铁矿石浮选，浮选方法如下：
首先在矿浆中加入pH调整剂调节矿浆pH至8-10，然后添加抑制剂抑制铁矿物，再添加捕收剂，之后进行浮选作业，得到浮选产品；其中，按每吨矿浆计，所述pH调整剂的用量为300-600 g/t，所述捕收剂的用量为100-200 g/t，所述抑制剂的用量为200-400 g/t。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述矿浆的质量分数为25%-35%。
6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述pH调整剂为氢氧化钠。
7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述抑制剂为羧甲基淀粉钠或玉米淀粉。
8.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述浮选作业包括一次粗选，一次精选及三次扫选；粗选的作业时间为3-5min，精选时再加入捕收剂30-70g/t，精选的作业时间为3-5min，扫选的作业时间为4-6min。
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