CN111672635B - 一种从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂及其制备方法 - Google Patents

一种从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂及其制备方法，其配方包括，二硫代磷酸盐15％～20％、磺酸15％～25％、氯乙酸钠20％～30％、黄原酸盐20％～30％、烷胺20％～30％、N,N‑二甲基甲酰胺5％～15％。本发明通过利用不同结构、不同类型捕收剂之间的构效关系以及协同效应，使捕收能力较强的分子吸附在矿物表面活性较弱的吸附位点，而捕收能力较弱的分子吸附在矿物表面活性较高的吸附位点，从而使矿物表面吸附更多的捕收剂分子，实现了铜熔炼渣中铜、金的高效综合回收，避免了有价金属的损失和其对环境的污染，同时带来经济效益。相对于改进浮选流程及设备，本发明使用常见的化合物进行复配即可制得，可极大地节省人力物力。

Description

一种从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及有色金属矿物选矿技术领域，尤其涉及一种从铜熔炼渣中高效捕收铜、金的捕收剂及制备方法。
背景技术
火法炼铜作为铜冶炼的主要方法之一，在冶炼工艺中往往会产生大量的冶炼废渣，并且其中还含有大量的有价金属。如果将其直接进行堆存，不仅造成了资源的浪费。同时冶炼渣中含有的重金属离子又会被降水带入至地下水中，对环境造成严重的影响。因此如何将该部分冶炼废渣中的有价金属进行回收利用一直是目前研究的难点。
陈文亮等人的研究中报道了某铜冶炼渣综合回收铜、铁的工艺(参考文献：陈文亮,刘占华,丁银贵,曹志成.某铜冶炼渣综合回收铜、铁工艺研究[J].有色金属(选矿部分),2019(04):58-62.)。在该工艺中，Z-200被作为捕收剂。经过二次粗选、一次扫选、二次精选的闭路流程，最终使精矿中Cu的回收率达到了87.81％。但是，对现有铜熔炼渣使用Z-200浮选效果较差。冉银华等人于2019年也研究了某铜冶炼炉渣回收铜的选矿工艺(参考文献：冉银华,张志明,郭强,韩晓熠,周亮,李云鹏.某铜冶炼炉渣回收铜的选矿工艺试验[J].矿业研究与开发,2019,39(03):63-66.)，并且在浮选过程中使用KM-109作为捕收剂，用量为300g/t。最终通过一粗、二精、一扫的闭路流程使铜冶炼炉渣中Cu粗精矿的回收率达到了79.77％。但是该研究中KM-109捕收剂的用量过高，存在处理成本较高的问题。因此，为避免铜冶炼废渣中有价金属的浪费和其对环境的污染，研究一种以铜熔炼渣为研究对象，以便从铜熔炼渣中高效捕收铜、金的捕收剂对于冶炼厂处理铜熔炼渣具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有铜熔炼渣使用Z-200浮选效果较差的技术难题，提供一种从铜熔炼渣中高效捕收铜、金的新型捕收剂及其制备方法。该捕收剂不仅对Cu、Au具有较强的捕收能力，同时还具有高效的起泡性能。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂，其特征在于：该高效捕收剂的代号为XK-419，其配方包括：二硫代磷酸盐、磺酸、氯乙酸钠、黄原酸盐、烷胺以及N,N-二甲基甲酰胺，各组成原料的质量比为：二硫代磷酸盐15％～20％、磺酸15％～25％、氯乙酸钠20％～30％、黄原酸盐20％～30％、烷胺20％～30％、N,N-二甲基甲酰胺5％～15％。
优选地，所述二硫代磷酸盐由二丁基二硫代磷酸盐、二异丁基二硫代磷酸盐、二正戊基二硫代磷酸盐、二异戊基二硫代磷酸盐中的至少一种组成。
优选地，所述磺酸由牛磺酸、苯磺酸、氨基磺酸、乙烷磺酸、苯磺酸钠、吡啶-2-磺酸中的至少一种组成。
优选地，所述黄原酸盐由乙基黄原酸钠、正丁基黄原酸钠、异丁基黄原酸钠、正戊基黄原酸钠、异戊基黄原酸钠、仲辛基黄原酸钠中的至少一种组成。
优选地，所述烷胺由乙胺、丙胺、正丁胺、异丁胺、正戊胺、异戊胺、对苯二胺、邻苯二胺、1,2-丙二胺、1,6-己二胺、1,4-丁二胺、1,5-萘二胺中的至少一种组成。
较佳地，二硫代磷酸盐的质量分数为15％，磺酸的质量分数为15％、黄原酸盐的质量分数为20％、氯乙酸钠的质量分数为20％、烷胺的质量分数为20％、N,N-二甲基甲酰胺的质量分数为10％。
本发明主要通过利用二硫代磷酸盐、氯乙酸钠、黄原酸盐和烷胺之的协同效应和空间位阻效应，使更多的捕收剂分子吸附在矿物表面，并使矿物的可浮性得到提升。例如：大分子的二硫代磷酸盐捕收剂可以选择性的吸附在矿物表面Cu的吸附位点(式1)，而小分子的黄原酸盐又既可以吸附在铜的位点，又可以吸附在在Fe的位点(式2)，并穿插在二硫代磷酸盐的分子中间。最终使矿物表面吸附更多的捕收剂分子。同时该药剂中添加二硫代磷酸盐可以提升该药剂本身的起泡能力，使得更多的矿物颗粒被附着在泡沫表面，并富集在精矿中。而添加N,N-二甲基甲酰胺，不仅可以吸附在含铜矿物表面，改善其可浮性，而且还可以使药剂更加均匀地分散在矿浆体系中，使捕收剂分子充分与矿物颗粒接触。
Figure BDA0002506778510000031
(式1，R1、R2为烷基集团)
Figure BDA0002506778510000032
(式2，M为Fe或Cu，R为烷基集团)
一种前述从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂的制备方法，其特征在于：首先按比例称取好各原料，然后将氯乙酸钠置于容器中，加入N,N-二甲基甲酰胺后，边搅拌边缓慢加入黄原酸盐，于80℃的恒温水浴中搅拌反应2小时；待温度降低至20～30℃，再慢慢滴加烷胺至容器中，50℃下恒温搅拌1小时；最后依次缓慢加入二硫代磷酸盐和磺酸，待搅拌均匀后即得到高效捕收剂XK-419。
本发明通过利用不同结构、不同类型捕收剂之间的构效关系以及协同效应，使捕收能力较强的分子吸附在矿物表面活性较弱的吸附位点，而捕收能力较弱的分子吸附在矿物表面活性较高的吸附位点，从而使矿物表面吸附更多的捕收剂分子，实现了铜熔炼渣中铜、金的高效综合回收，避免了有价金属的损失和其对环境的污染，同时还能为冶炼厂带来一定的经济效益。相对于改进浮选流程及设备，本发明使用常见的化合物进行复配即可制得，并仅仅通过简单的浮选流程就使铜、金得到了有效的富集，极大地节省了人力物力，是一种高效、低成本的从铜熔炼渣中回收铜、金的新型捕收剂。
附图说明
图1为本发明在实验室条件下的一段开路浮选流程图；
图2为本发明在实验室条件下的闭路浮选工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本发明做进一步说明：
捕收剂XK-419制备：首先按比例称取好各原料，然后将氯乙酸钠置于容器中，加入N,N-二甲基甲酰胺后，边搅拌边缓慢加入黄原酸盐，于80℃的恒温水浴中搅拌反应2小时；待温度降低至20～30℃，再慢慢滴加烷胺至容器中，50℃下恒温搅拌1小时；最后依次缓慢加入二硫代磷酸盐和磺酸，待搅拌均匀后即得到高效捕收剂XK-419。
实施例1：本实施例为采用高效捕收剂XK-419与现有捕收剂Z-200在开路试验中效果的对比实验。称取矿粉580g，在65％的矿浆浓度下磨矿10min使矿物颗粒-0.074mm的比例为75％，进行浮选实验。浮选流程严格按照图1所示的流程进行，实验结果如表1所示。
由表1可以看出，捕收剂XK-419与捕收剂Z-200相比，其精矿产率上升了2.19％，Cu回收率提升了3.33％，尾矿中Au的回收率降低了2.33g/t。这说明在一段开路实验中捕收剂XK-419对于Cu、Au的浮选效果优于捕收剂Z-200。
表1XK-419与Z-200在开路试验中的浮选效果对比
Figure BDA0002506778510000051
实施例2：本实施例为采用高效捕收剂XK-419与捕收剂Z-200在闭路试验中效果的对比实验。称取矿粉580g，在65％的矿浆浓度下磨矿10min使矿物颗粒-0.074mm的比例为75％，进行浮选实验。浮选流程严格按照图2所示的流程进行，实验结果如表2所示。
由表2中的结果可以看出，使用XK-419作为捕收剂时，其精矿1(K1)中Cu的回收率相比于捕收剂Z-200提高了4.58％，Au的回收率提高了13％。并且XK-419作为捕收剂时，尾矿中Cu的品位相比于捕收剂Z-200降低了0.05％，Au的品位降低了0.13％。这说明XK-419作为捕收剂时，其对于Cu和Au的捕收能力明显优于捕收剂Z-200。从而使熔炼渣中的Cu和Au得到了有效的回收，避免了资源的浪费。
表2XK-419与Z-200在闭路试验中的浮选效果对比
Figure BDA0002506778510000052
Figure BDA0002506778510000061
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (7)

1.一种从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂，其特征在于：该高效捕收剂的代号为XK-419，其配方包括：二硫代磷酸盐、磺酸、氯乙酸钠、黄原酸盐、烷胺以及N,N-二甲基甲酰胺，各组成原料的质量比为：二硫代磷酸盐15％～20％、磺酸15％～25％、氯乙酸钠20％～30％、黄原酸盐20％～30％、烷胺20％～30％、N,N-二甲基甲酰胺5％～15％。
2.根据权利要求1所述的从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂，其特征在于：所述二硫代磷酸盐由二丁基二硫代磷酸盐、二异丁基二硫代磷酸盐、二正戊基二硫代磷酸盐、二异戊基二硫代磷酸盐中的至少一种组成。
3.根据权利要求1或2所述的从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂，其特征在于：磺酸由牛磺酸、苯磺酸、氨基磺酸、乙烷磺酸、苯磺酸钠、吡啶-2-磺酸中的至少一种组成。
4.根据权利要求1所述的从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂，其特征在于：所述黄原酸盐由乙基黄原酸钠、正丁基黄原酸钠、异丁基黄原酸钠、正戊基黄原酸钠、异戊基黄原酸钠、仲辛基黄原酸钠中的至少一种组成。
5.根据权利要求1所述的从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂，其特征在于：所述烷胺由乙胺、丙胺、正丁胺、异丁胺、正戊胺、异戊胺、对苯二胺、邻苯二胺、1,2-丙二胺、1,6-己二胺、1,4-丁二胺、1,5-萘二胺中的至少一种组成。
6.根据权利要求1所述的从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂，其特征在于：二硫代磷酸盐的质量分数为15％，磺酸的质量分数为15％、氯乙酸钠的质量分数为20％、黄原酸盐的质量分数为20％、烷胺的质量分数为20％、N,N-二甲基甲酰胺的质量分数为10％。
7.一种基于权利要求1所述的从铜熔炼渣中捕收铜、金的高效捕收剂的制备方法，其特征在于：首先按比例称取好各原料，然后将氯乙酸钠置于容器中，加入N,N-二甲基甲酰胺后，边搅拌边缓慢加入黄原酸盐，于80℃的恒温水浴中搅拌反应2小时；待温度降低至20～30℃，再慢慢滴加烷胺至容器中，50℃下恒温搅拌1小时；最后依次缓慢加入二硫代磷酸盐和磺酸，待搅拌均匀后即得到高效捕收剂XK-419。
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