CN110523540B - 一种新型表面活性剂在氧化锌矿浮选上的应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型表面活性剂在氧化锌矿浮选上的应用方法，在氧化锌矿浮选中使用如式I所示的新型表面活性剂作为捕收剂。这种新型表面活性剂作为浮选捕收剂时，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，由于分子中含有不饱和炔基，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氧化锌矿的浮选效率和回收率，且更能在低温情况下使用等特点。
Description
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氧化锌矿浮选上的应用方法。
背景技术
锌是我国重要的战略性资源，在有色金属行业占有重要地位。截止2016年，全世界已查明锌资源量超过19亿t，锌储量超过2.5亿t。锌矿资源主要分布在中国、美国、秘鲁、哈萨克斯坦和澳大利亚等国家。世界上的锌矿床类型主要为密西西比河谷型、喷气沉积型、砂砾岩型、黄铁矿型，矽卡岩型、热液型、斑岩型较少。我国锌矿资源储量相对丰富，截止2016年，已探明锌资源量约13737.7万t。我国锌矿资源主要分布在云南、甘肃、内蒙古、广东、广西和湖南等省份。但是，我国有近四分之一的锌矿为氧化矿石，已探明氧化锌矿的锌金属储量在4000万t以上。由于矿石氧化率高、含泥量大、矿浆难免离子多等原因，氧化锌矿的选别指标一直不理想，致使大量矿石得不到有效利用。目前，浮选是处理氧化锌矿石的主要方法。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，氧化锌矿的浮选主要采用脂肪胺类捕收剂，但常用的脂肪胺类捕收剂，例如十八胺、十二胺存在的缺点是选择性性差、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，在冬天由于脂肪胺类捕收剂的溶解性差，导致脂肪胺类捕收剂的用量很大，并且氧化锌精矿的品位和回收率等指标差。因此，为了解决低温下氧化锌矿中氧化锌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氧化锌矿浮选捕收剂，对氧化锌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2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)在氧化锌矿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氧化锌矿浮选上的应用方法，解决现有脂肪胺类捕收剂对氧化锌矿选择性性差、用量大、在低温下的可溶性和分散性差，导致氧化锌精矿品位和回收率差、特别是在低温条件下氧化锌矿浮选效果差的问题。
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氧化锌矿浮选上的应用方法，将具有式I结构式的2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)用作氧化锌矿浮选中的捕收剂，硫化钠为活化剂，六偏磷酸钠或水玻璃为抑制剂，2号油作起泡剂，浮选矿浆酸碱度范围为pH8～12，矿石粒度为-200目占50％～90％，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，浮选氧化锌矿矿浆酸碱度范围为pH8～12；矿石粒度为-200目占50％～90％。
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80～400g/t。
新型表面活性剂用于氧化锌矿的浮选捕收剂时，添加硫化钠作为活化剂，硫化钠的用量为4000～9000g/t，六偏磷酸钠或水玻璃作为抑制剂，六偏磷酸钠的用量为700～1800g/t，水玻璃的用量为1200～3000g/t；添加2号油作起泡剂，其用量为40～90g/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，可以强化氧化锌矿浮选的效果；
(3)由于分子中含有不饱和炔基，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氧化锌矿的捕收能力强、选择性好，提高了氧化锌矿的品位和回收率，解决了传统铵盐在低温下溶解性差，导致捕收剂用量大，氧化锌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2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)在氧化锌矿浮选中应用的工艺流程图；
图2为新型表面活性剂浮选氧化锌纯矿物的工艺流程图；
图3为另一实施例2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)在氧化锌矿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氧化锌矿浮选的新型表面活性剂2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)，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氧化锌矿浮选捕收剂的应用予以说明。
实施例1：2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)在氧化锌矿浮选中的应用(浮选温度为：25-28℃)
云南某氧化锌矿，原矿含Zn8.97％，将矿石磨矿至-200目占88％，加水调浆至30％的质量浓度，加入800g/t六偏磷酸钠，4000g/t硫化钠，170g/t2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)，起泡剂2号油用量45g/t，进行氧化锌矿粗选浮选，扫选加入1000g/t硫化钠，90g/t2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)，第一次精选加入120g/t六偏磷酸钠，第二次精选加入80g/t六偏磷酸钠，第三次精选加入60g/t六偏磷酸钠，采用一次粗选、一次扫选、三次精选的浮选工艺流程，浮选工艺流程图见附图1。本发明中的新型表面活性剂2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)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，与常用捕收剂十二胺相比，采用新型表面活性剂2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)，氧化锌精矿中Zn的回收率提高了9.35个百分点，Zn的品位提高了1.65个百分点。
表1 捕收剂浮选氧化锌矿对比试验结果
其他条件不变，在温度为5-8℃条件下进行该氧化锌矿的浮选，结果如下：
可见，本发明所述的2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)对氧化锌矿的浮选指标都优于十二胺，特别是在低温条件下对氧化锌矿的浮选更为显著。
实施例2：新型表面活性剂在浮选菱锌矿纯矿物中的应用(浮选温度为：15-20℃)
将粒度为-0.15mm～+0.074mm的菱锌矿纯矿物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80g/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、十六胺的浮选对比试验结果见表2。由表2可见，新型捕收剂对菱锌矿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3：2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)在氧化锌矿浮选中的应用(浮选温度为：15-20℃)
某低品位氧化锌矿矿样，原矿含Zn6.12％，将矿石磨矿至-200目占76％，浮选矿浆浓度35％，在水玻璃用量1200g/t，硫化钠用量8000g/t，捕收剂用量300g/t，起泡剂2号油用量80g/t条件下，进行氧化锌矿粗选浮选，扫选加入硫化钠1000g/t，捕收剂100g/t，一次精选加入水玻璃用量600g/t，二次精选加入水玻璃用量400g/t，三次精选加入水玻璃用量200g/t，四次精选加入水玻璃用量100g/t，浮选工艺流程图见附图3。本发明中的新型表面活性剂2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)与常用的捕收剂十六胺的浮选对比试验结果见表3。由表3可知，与常用的捕收剂十六胺相比，使用新型表面活性剂2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)时，锌精矿中Zn的回收率提高了8.47个百分点，Zn的品位提高了0.11个百分点。
表3 捕收剂浮选氧化锌矿对比试验结果
其他条件不变，在温度为5-8℃条件下进行该氧化锌矿的浮选，结果如下：
可见，本发明所述的2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)对氧化锌矿的浮选指标都优于椰油胺，特别是在低温条件下对氧化锌矿的浮选更为显著。
实施例4
与实施例2的条件相同，在新型表面活性剂2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)用量为100g/t，矿浆pH为6.82，对粒径为-0.15mm～+0.074mm的菱锌矿矿物浮选5分钟，此时菱锌矿的浮选回收率达到98.2％。
实施例5：2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)在氧化锌矿浮选中的应用(浮选温度为：5-8℃)
在温度为5-8℃条件下，某氧化锌矿，原矿含Zn7.63％，将矿石磨矿至-200目占80％，加水调浆至30％的质量浓度，加入1200g/t六偏磷酸钠，5000g/t硫化钠，210g/t2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)，起泡剂2号油用量70g/t，进行氧化锌矿粗选浮选，扫选加入2000g/t硫化钠，100g/t2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)，第一次精选加入100g/t六偏磷酸钠，第二次精选加入100g/t六偏磷酸钠，第三次精选加入100g/t六偏磷酸钠，采用一次粗选、一次扫选、三次精选的浮选工艺流程。本发明中的新型表面活性剂2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)与常用的捕收剂十六胺的浮选对比试验结果见表4。由表4可知，与常用捕收剂十六胺相比，采用新型表面活性剂2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)，氧化锌精矿中Zn的回收率提高了11.68个百分点，Zn的品位提高了2.59个百分点。
表4 捕收剂浮选氧化锌矿对比试验结果
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氧化锌矿浮选上的应用方法，其特征在于：将具有式I结构式的2-丁炔-1,4-双(十六烷基哌啶烷基溴化铵)用作氧化锌矿浮选中的捕收剂，硫化钠为活化剂，六偏磷酸钠或水玻璃为抑制剂，2号油作起泡剂，浮选矿浆酸碱度范围为pH 8～12，矿石粒度为-200目占50％～90％，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氧化锌矿浮选上的应用方法，其特征在于：所述新型表面活性剂的用量为80～400g/t。
3.根据权利要求1所述的一种新型表面活性剂在氧化锌矿浮选上的应用方法，其特征在于：硫化钠的用量为4000～9000g/t。
4.根据权利要求1所述的一种新型表面活性剂在氧化锌矿浮选上的应用方法，其特征在于：六偏磷酸钠的用量为700～1800g/t，水玻璃的用量为1200～3000g/t。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种新型表面活性剂在氧化锌矿浮选上的应用方法，其特征在于：2号油的用量为40～90g/t。
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