CN110523538A - 一种新型表面活性剂在铁矿石反浮选上的应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型表面活性剂在铁矿石反浮选上的应用方法，在铁矿反浮选中使用如式I所示的新型表面活性剂作为捕收剂。该新型表面活性剂作为捕收剂，其分子中具有两个亲矿物基团，与矿物表面的作用能力更强，对目标矿物的选择性更好；具有两个疏水性基团，增加捕收剂的疏水能力，对目标矿物的捕收能力更强，相对现有技术中常用浮选捕收剂能有效提高浮选效率和回收率等特点；同时，由于其特殊的分子结构，其具有Krafft点低的特点。相对现有技术中常用浮选捕收剂能有效提高铁矿反浮选的浮选效率和回收率，且更能在低温情况下使用等特点。

Description

一种新型表面活性剂在铁矿石反浮选上的应用方法
技术领域
本发明属于选矿技术领域，具体来说，涉及一种新型表面活性剂在铁矿石反浮选上的应用方法。
背景技术
铁矿石是我国钢铁工业的保障性资源，属于国家的重大战略需求。随着我国钢铁工业的迅速发展，其对铁矿石的需求量急速增加，然而，我国铁矿资源贫、细、杂的特点致使国内铁矿石存在供不应求的态势，这对铁矿资源综合开发利用提出了更高的要求。2017年，我国进口铁矿石10.75亿t，增长了7.5％，对外依存度超过87％。我国铁矿石总储量虽然大，但矿山铁平均品位仅为34.29％，较全球铁矿山铁平均品位低约11个百分点，大量的贫杂弱磁性铁矿资源未能得到有效开发利用。因而，研发自主创新技术，实现我国铁矿资源的高效开发利用，提高铁矿石自给率，具有重要的战略意义。反浮选脱硅技术是目前铁矿最有效的选矿方法之一，铁矿反浮选脱硅是指在浮选过程中，将硅酸盐脉石矿物以泡沫的形式浮起作为尾矿排除，而目的矿物留在浮选糟中作为精矿。在浮选工艺中，浮选捕收剂是关键，直接决定着浮选指标的好坏。目前，铁矿反浮选主要采用胺类阳离子捕收剂，其中包含直链烷基胺类、醚胺类等，但常用的胺类捕收剂的缺点是捕收能力弱、用量大、在低温下的可溶性和分散性差。因此，在我国的选矿厂，在冬天由于常用的胺类阳离子捕收剂的溶解性差，导致胺类阳离子捕收剂的用量很大，并且铁矿精矿的品位和回收率等指标差。因此，为了解决低温下铁矿反浮选中铁矿精矿的浮选指标差的技术问题，研究开发捕收能力强、选择性好的新型高效的铁矿反浮选捕收剂，对铁矿资源的开发利用和相关工业的可持续发展具有十分重大的意义。
目前，有关于式I所示的新型表面活性剂4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑在铁矿反浮选中作为浮选捕收剂的应用还未见报道。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种新型表面活性剂在铁矿石反浮选上的应用方法，解决现有脂肪胺类捕收剂对铁矿选择性性差、用量大、在低温下的可溶性和分散性差，导致反浮选铁矿精矿品位和回收率差、特别是在低温条件下铁矿反浮选效果差的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
一种新型表面活性剂在铁矿石反浮选上的应用方法，将具有式I结构式的4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑用作铁矿反浮选中的捕收剂，淀粉为抑制剂，2号油作起泡剂，浮选矿浆酸碱度范围为pH 5～9，矿石粒度为-200目占50％～100％，浮选温度为0-35℃。
该新型表面活性剂结构如式I所示：
新型表面活性剂作为捕收剂时，浮选矿浆酸碱度范围为pH 5～9；矿石粒度为-200目占50％～100％。
新型表面活性剂作为捕收剂时，新型表面活性剂的用量范围为50～300g/t。
新型表面活性剂用作捕收剂的操作流程为：(a)矿石磨细后入浮选；(b)在磨矿和/或浮选过程中加入浮选药剂调浆，添加的捕收剂中至少含有如式I所示的新型表面活性剂；(c)通过泡沫浮选法浮出硅酸盐矿物。
新型表面活性剂用于铁矿的反浮选捕收剂时，添加淀粉作为抑制剂，淀粉的用量为400～2000g/t；添加2号油作起泡剂，其用量为30～100g/t。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
(1)新型表面活性剂的浮选捕收剂的分子中具有两个亲矿物基团，与矿物表面的作用能力更强，对目标矿物的选择性更好；
(2)其分子中具有两个疏水性基团，增加捕收剂的疏水能力，对目标矿物的捕收能力更强，可以强化铁矿反浮选的效果；
(3)由于分子中特殊的分子结构，其具有Krafft点低的特点，在低温下具有很好的溶解性和分散性；
(4)本发明所述的新型表面活性剂的浮选捕收剂在低温下对铁矿的捕收能力强、选择性好，提高了铁矿精矿的品位和回收率，解决了传统铵盐在低温下溶解性差，导致捕收剂用量大，铁矿精矿的品位和回收率低的技术问题，具有很好的推广和应用的价值。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
图1为一实施例4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑在铁矿反浮选中应用的工艺流程图；
图2为新型表面活性剂浮选高岭石、叶蜡石、伊利石纯矿物的工艺流程图；
图3为另一实施例4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑在铁矿反浮选中应用的工艺流程图；
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明提供一种用于铁矿反浮选的新型表面活性剂4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑，该新型表面活性剂结构如式I所示：
下面结合具体实施例对该新型表面活性剂作为铁矿反浮选捕收剂的应用予以说明。
实施例1：4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑在铁矿反浮选中的应用(浮选温度为：25-28℃)
辽宁某铁矿矿样，原矿含Fe52.63％，将矿石磨矿至-200目占90％，浮选矿浆浓度35％，在氢氧化钠用量400g/t调节矿浆pH值为9，淀粉用量400g/t，捕收剂用量130g/t，起泡剂2号油用量30g/t条件下，进行铁矿粗选浮选，扫选加入捕收剂40g/t，一次精选加入淀粉用量100g/t，二次精选加入淀粉用量50g/t，三次精选加入淀粉用量50g/t，浮选工艺流程图见附图1。本发明中的新型表面活性剂4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑与常用的捕收剂十二胺的浮选对比试验结果见表1。由表1可知，与常用的捕收剂十二胺相比，使用新型表面活性剂4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑时，铁精矿中Fe的回收率提高了9.13个百分点，Fe的品位提高了1.81个百分点。
表1捕收剂反浮选铁矿对比试验结果
其他条件不变，在温度为5-8℃条件下进行该铁矿的反浮选，结果如下：
可见，本发明所述的4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑对铁矿的反浮选指标都优于十二胺，特别是在低温条件下对铁矿的反浮选更为显著。
实施例2：新型表面活性剂在浮选石英纯矿物中的应用(浮选温度为：15-20℃)
将粒度为-0.074mm～+0.0374mm的石英纯矿物2.0g置于40mL浮选槽中，加入30mL蒸馏水，搅拌2min使其混合均匀，在捕收剂用量为65g/t的条件下进行浮选，浮选工艺流程图见附图2。本发明中的新型捕收剂与常用的两种捕收剂十二胺、十四胺的浮选对比试验结果见表2。由表2可见，新型捕收剂对石英的捕收能力明显强于常用的两种脂肪胺捕收剂。
表2捕收剂浮选纯矿物对比实验结果
实施例3：4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑在铁矿反浮选中的应用(浮选温度为：15-20℃)
某铁矿矿样，原矿含Fe 45.72％，将矿石磨矿至-200目占93％，浮选矿浆浓度35％，在氢氧化钠用量800g/t调节矿浆pH值为9.6，淀粉用量1400g/t，捕收剂用量200g/t，起泡剂2号油用量75g/t条件下，进行铁矿粗选浮选，扫选加入捕收剂80g/t，一次精选加入淀粉用量300g/t，浮选工艺流程图见附图3。本发明中的新型表面活性剂4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑与常用的捕收剂十四胺的浮选对比试验结果见表3。由表3可知，与常用的捕收剂十四胺相比，使用新型表面活性剂4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑时，铁矿精矿中Fe的回收率提高了10.05个百分点，Fe的品位提高了0.82个百分点。
表1捕收剂反浮选铁矿对比试验结果
其他条件不变，在温度为5-8℃条件下进行该铁矿的反浮选，结果如下：
可见，本发明所述的4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑对铁矿的反浮选指标都优于十四胺，特别是在低温条件下对铁矿的反浮选更为显著。
实施例4
与实施例2的条件相同，在新型表面活性剂4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑用量为82g/t，矿浆pH为6.95，对粒径为-0.074mm～+0.0374mm的石英矿物浮选6分钟，此时高岭石的浮选回收率达到99.8％。
实施例5：4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑在铁矿反浮选中的应用(浮选温度为：5-8℃)
在温度为5-8℃条件下，某铁矿矿样，原矿含Fe 61.55％，将矿石磨矿至-200目占88％，浮选矿浆浓度35％，在氢氧化钠用量600g/t调节矿浆pH值为9，淀粉用量700g/t，捕收剂用量150g/t，起泡剂2号油用量68g/t条件下，进行铁矿粗选浮选，扫选加入捕收剂40g/t，一次精选加入淀粉用量340g/t。本发明中的新型表面活性剂4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑与常用的捕收剂十二胺的浮选对比试验结果见表4。由表4可知，与常用的捕收剂十二胺相比，使用新型表面活性剂4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑时，铁矿精矿中Fe的回收率提高了17.79个百分点，Fe的品位提高了0.78个百分点。
表4 5-8℃低温条件下捕收剂反浮选铁矿对比试验结果
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (5)

1.一种新型表面活性剂在铁矿石反浮选上的应用方法，其特征在于：将具有式I结构式的4-氨基-3,5-二羟甲基-1,2-双十二烷基溴化铵-1,2,4-三氮唑用作铁矿反浮选中的捕收剂，淀粉为抑制剂，2号油作起泡剂，浮选矿浆酸碱度范围为pH 5～9，矿石粒度为-200目占50％～100％，浮选温度为0-35℃；
2.根据权利要求1所述的一种新型表面活性剂在铁矿石反浮选上的应用方法，其特征在于：浮选矿浆酸碱度范围为pH 5～9；矿石粒度为-200目占50％～100％。
3.根据权利要求1所述的一种新型表面活性剂在铁矿石反浮选上的应用方法，其特征在于：如式I所示的新型表面活性剂的用量范围为50～300g/t。
4.根据权利要求1所述的一种新型表面活性剂在铁矿石反浮选上的应用方法，其特征在于：淀粉的用量为400～2000g/t；2号油的用量为30～100g/t。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种新型表面活性剂在铁矿石反浮选上的应用方法，其特征在于，主要包括以下步骤：(a)矿石磨细后入浮选；(b)在磨矿和/或浮选过程中加入浮选药剂调浆，添加的捕收剂中至少含有如式I所示的新型表面活性剂；(c)通过泡沫浮选法浮出硅酸盐矿物。
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