CN110947519B - 一种硅酸盐矿物抑制剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于选矿药剂领域，具体是一种硅酸盐矿物抑制剂及其制备方法和应用。本发明抑制剂为有机硅酸盐混合物，将分子式为(CH3CH2O)3‑Si‑R2的化合物溶于1～4mol/L的氢氧化钠溶液中，在40～90℃条件下搅拌水解反应2～4小时，得到无色澄清溶液即为有机硅酸盐溶液。本发明有机硅酸盐可替代无机硅酸盐水玻璃作为硅酸盐抑制剂，与水玻璃相比，发明抑制剂用量小，选择性强，提高选矿效率，贫细杂磷矿的开发具有重要意义。

Description

一种硅酸盐矿物抑制剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于选矿药剂领域，具体涉及一种硅酸盐矿物抑制剂及其制备方法和应用。
背景技术
硅质矿物和碳酸盐矿物是磷矿资源中主要伴生矿物，磷矿是否具有工业开采价值，在某种程度上决定于其伴生矿物能否有效经济分离掉。目前，我国大部分磷矿选矿厂采用单一反浮选处理高碳酸盐低硅含量磷矿石，在弱酸性介质下抑制磷矿物，然后用选择性强的捕收剂浮出碳酸盐矿物。该工艺筒单、碳酸盐分离效率高、实现了常温和低温浮选。但是随着开采这类矿石的储量越来越少，解决磷矿中硅质脉石的脱除问题已迫在眉睫。
磷矿资源中硅质脉石种类繁多，嵌布粒度不一，难以脱除，尤其是含有粘土的微细粒级硅酸盐矿物。在中低品位磷矿中，如果不脱除硅质脉石，磷精矿品位难于提高。正浮选脱硅工艺中通常使用传统的无机硅酸盐抑制剂水玻璃与脂肪酸类捕收剂组合使用，但是水玻璃用量较大，分选性较差，抑制效果不好，使得细粒硅质脉石脱除率较低。而微细粒的粘土类硅酸盐对后续工艺影响较大，由于细度细，会使磷精矿的沉降速度减慢，制酸时发泡难于控制。
有机硅酸盐类兼备了无机盐化合物和有机化合物的性能，具有稳定性好，表面张力低，湿性好等特点，目前主要用于憎水剂涂料、绝缘材料、缓蚀剂等领域，在浮选中作为硅质脉石抑制剂的应用未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供了一种硅酸盐矿物抑制剂及其制备方法和应用，对硅质脉石抑制作用强，分选性好，用量低。
本发明一方面提供了一种硅酸盐矿物抑制剂，该抑制剂含有下列一种或几种有机硅酸盐化合物，其有效成分的结构式为：
Figure BDA0002352338970000011
其中M为Na+，K+或NH4+中的一种；R为C1-4烷烃基、苯基或含卤素取代的苯环基中的一种或几种。
本发明另一方面提供了硅酸盐矿物抑制剂的制备方法，所述方法为：将分子式为(CH3CH2O)3-Si-R2的化合物溶于1～4mol/L的强碱溶液中，在40～90℃条件下搅拌水解反应1～6小时，得到无色澄清溶液即为有机硅酸盐溶液；所述R2为烷基、烯烃基、苯基或卤素取代的苯基，R2的不同，水解得到不同产物。
进一步地，上述技术方案中，强碱溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水溶液。
进一步地，上述技术方案中，所述强碱溶液的浓度为2mol/L。
进一步地，上述技术方案中，水解反应的温度为40～90℃，优选50～60℃。
本发明第三方面提供了硅酸盐矿物抑制剂的应用，其作为磷矿中硅质脉石抑制剂，或用于萤石矿、铝土矿或含硅质脉石的矿物浮选中。
本发明有益效果：本发明提供的有机硅酸盐类化合物的制备方法简单，原料来源广。制备的有机硅酸盐类化合物在对硅质脉石抑制作用强，分选性好，用量低。可以克服传统抑制剂水玻璃对微细粒级硅酸盐抑制弱、用量大的缺点，对贫细杂磷矿的开发利用具有重要意义。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式限制本发明。实施例中所有份数和百分数除另有规定外均指质量。
实施例1：
乙烯基硅酸钠的制备：在反应釜中将70份氢氧化钠溶于875份水中，溶解后加入190份乙烯基三乙氧基硅烷控制温度为50～60℃，搅拌水解反应3小时，得到无色澄清溶液即为乙烯基硅酸钠抑制剂。
实施列2：
苯基硅酸钠的制备：在反应釜中将70份氢氧化钠溶于875份水中，溶解后加入240份苯基三乙氧基硅烷，控制温度50～60℃，搅拌水解反应4小时，得到无色澄清溶液即为苯基硅酸钠抑制剂。
实施列3：
氯代苯基硅酸钠的制备：在反应釜中将70份氢氧化钠溶于875份水中，溶解后加入274.5份氯代苯基三乙氧基硅烷，控制温度50～60℃，搅拌水解反应3小时，得到无色澄清溶液即为氯代苯基硅酸钠抑制剂。
对比例1
湖北某硅质磷矿正浮选脱硅试验：原矿中的P2O5的品位为24.46％，MgO为0.49％，SiO2为25.26％，A.I为30.35％。工艺流程为单一正浮选流程，使用磨矿机将矿样磨至-0.074mm占78％，加入水调浆至矿浆浓度为30％，加入2kg/t碳酸钠调浆1-2分钟，加入抑制剂调浆1-2分钟，加入2.6kg/t脂肪酸皂类捕收剂调浆3分钟，泡沫浮选5～8分钟。不同抑制剂的用量及浮选结果见表1。
表1使用不同抑制剂浮选结果
Figure BDA0002352338970000021
Figure BDA0002352338970000031
由表1可见，使用本发明的有机硅酸盐为抑制剂时，获得磷精矿的品位和回收率均高于使用水玻璃为抑制剂，有机硅酸盐为抑制剂时，用量少，分选性高，磷矿中硅质脉石的脱除率高。
对比例2
河北承德某选铁矿尾矿进行磷矿正浮选脱硅试验：原矿中的P2O5的品位为3.15％，SiO2为38.67％，A.I为47.35％。工艺流程为单一正浮选流程，加入水调浆至矿浆浓度为30％，加入抑制剂调浆1-2分钟，加入1.0kg/t脂肪酸皂类捕收剂调浆3分钟，泡沫浮选3～4分钟。不同抑制剂的用量及浮选结果见表2。
表2使用不同抑制剂浮选结果
Figure BDA0002352338970000032
对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，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做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种硅酸盐矿物抑制剂，其特征在于，该抑制剂含有下列一种或几种有机硅酸盐化合物，其有效成分的结构式为：
Figure FDA0003126630810000011
其中M为Na+，K+或NH4+中的一种；R为C1-4烷烃基、苯基或含卤素取代的苯环基中的一种或几种；
该抑制剂在磷矿浮选中应用。
2.根据权利要求1所述的硅酸盐矿物抑制剂的制备方法，其特征在于，所述方法为：将分子式为(CH3CH2O)3-Si-R2的化合物溶于1～4mol/L的强碱溶液中，在40～90℃条件下搅拌水解反应1～6小时，得到无色澄清溶液即为有机硅酸盐溶液。
3.根据权利要求2所述的硅酸盐矿物抑制剂的制备方法，其特征在于，所述强碱溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水溶液。
4.根据权利要求2所述的硅酸盐矿物抑制剂的制备方法，其特征在于，所述的强碱溶液的浓度为2mol/L。
5.根据权利要求2所述的一种硅酸盐矿物抑制剂的制备方法，其特征在于，水解反应的温度为50～60℃。
6.根据权利要求1所述的硅酸盐矿物抑制剂，其特征在于，该抑制剂用于萤石矿、铝土矿或含硅质脉石的矿物浮选。
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