CN112058501A - 一种蛇纹石抑制剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种蛇纹石抑制剂，主要由金属盐、水玻璃和有机抑制剂制备而成，有机抑制剂选自为糊精、羧甲基纤维素、壳聚糖、聚丙烯酰胺、树胶、果胶、腐殖酸及其衍生物、海藻酸及其衍生物、柠檬酸、木质素磺酸中的至少一种。其制备方法：将金属盐和水玻璃混合搅拌0.5h以上，得到盐化水玻璃；向盐化水玻璃中加入有机抑制剂溶液，并搅拌2h以上，使盐化水玻璃与有机抑制剂进行分子组装，得到蛇纹石抑制剂。本发明还公开了该蛇纹石抑制剂在含铜蛇纹石浮选过程中的应用。本发明的蛇纹石抑制剂既可以通过其硅酸根负电基团吸附在荷正电的蛇纹石表面，降低其表面电性，又可以通过烃链的桥联作用，使细粒蛇纹石絮凝，减少浮选过程中的机械夹带现象。

Description

一种蛇纹石抑制剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于矿物加工浮选药剂的技术领域，尤其涉及一种蛇纹石抑制剂及其制备方法和其在硫化矿浮选过程中的应用。

背景技术

蛇纹石是硫化矿床中一种十分常见的脉石矿物，其矿物表面带荷正电，区别于硫化矿的电负性。因此在矿浆体系中，蛇纹石在硫化矿物表面有较强的静电吸附和罩盖作用，不仅会阻碍捕收剂与硫化矿物之间的吸附行为，影响硫化矿物浮选回收率，而且会降低精矿品位。水玻璃是一种较为常见的硅酸盐矿物抑制剂和分散剂，但单独使用时效果不理想；可以通过添加金属离子使水玻璃改性为盐化水玻璃也有相关报道，且取得不错效果。但是，由于细粒级蛇纹石表面能较大，盐化水玻璃对微细颗粒蛇纹石作用效果有限，在浮选过程中夹带现象较为严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种新型蛇纹石抑制剂及其制备方法和应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种蛇纹石抑制剂，主要由金属盐、水玻璃和有机抑制剂制备而成，其中，所述有机抑制剂选自为糊精、羧甲基纤维素、壳聚糖、聚丙烯酰胺、树胶、果胶、腐殖酸及其衍生物、海藻酸及其衍生物、柠檬酸、木质素磺酸中的至少一种。进一步优选的，所述有机抑制剂为腐殖酸。

上述的蛇纹石抑制剂，优选的，所述金属盐为铁盐或/和铝盐。

上述的蛇纹石抑制剂，优选的，所述铁盐为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁和氧化铁中的至少一种；进一步优选的，所述铁盐为三氧化二铁；

所述铝盐为氯化铝、硫酸铝和氢氧化铝中的至少一种。

上述的蛇纹石抑制剂，优选的，所述金属盐、水玻璃和有机抑制剂的摩尔比为(3-6)：(5-10)：(1-2)。

上述的蛇纹石抑制剂，优选的，所述金属盐、水玻璃和有机抑制剂的摩尔比为3:10:1。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的蛇纹石抑制剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将金属盐和水玻璃混合搅拌0.5h以上，使水玻璃充分盐化，得到盐化水玻璃；

(2)向步骤(1)后得到的盐化水玻璃中加入有机抑制剂稀溶液，并搅拌2h以上，使盐化水玻璃与有机抑制剂进行分子组装，得到蛇纹石抑制剂。

本发明首先将金属离子和水玻璃复配形成盐化水玻璃，金属离子与水玻璃复配后的盐化水玻璃是一种新的金属硅酸盐，可以吸附在蛇纹石表面，而其中的金属离子多以羟基化合物形式存在，以强化对蛇纹石的抑制作用；再将盐化水玻璃与有机抑制剂进行分子组装，有机抑制剂分子上的官能团(羟基、羧基等)能够与盐化水玻璃作用，使得盐化水玻璃组装在有机抑制剂分子骨架上，并通过烃链桥联。一个有机抑制剂分子含有多个盐化水玻璃位点，因此，本发明的蛇纹石抑制剂能够吸附、抑制和絮凝多个细粒蛇纹石颗粒，该蛇纹石抑制剂既可以通过其硅酸根负电基团吸附在荷正电的蛇纹石表面，降低其表面电性，又可以通过烃链的桥联作用，使细粒蛇纹石絮凝，减少浮选过程中的机械夹带现象。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的蛇纹石抑制剂或由上述制备方法制备获得的蛇纹石抑制剂在含铜蛇纹石浮选过程中的应用。

进一步的，所述蛇纹石抑制剂的用量为1000-1500g/t。

进一步的，所述蛇纹石抑制剂在含铜蛇纹石浮选过程中的应用过程为：

S1：将蛇纹石原矿湿磨至-0.074mm占74-89％，磨矿过程中加入石灰作为黄铁矿抑制剂，得到预定细度的矿浆；

S2：以丁黄药和Z200作为黄铜矿组合捕收剂，对S1得到的矿浆进行浮选，调整浮选机充气量为1.5-2.3L/min，得到粗选泡沫产品和沉砂；

S3：向粗选泡沫产品加入所述蛇纹石抑制剂进行2-3次精选，得到最终铜精矿，沉砂产品进行2-3次扫选得到尾矿。

进一步的，S1中，石灰用量为3000-4000g/t，调节矿浆pH为9-12；

S2中，丁黄药和Z200的质量比为(2-4)：(1-2)，总量为40-80g/t；

S3中，精选过程中，补加石灰，补加石灰的总量为500-900g/t；扫选过程中补加石灰，补加石灰用量1200-1500g/，黄铜矿捕收剂10-20g/t。

本发明的机理是(如图1所示)：蛇纹石是一种镁硅酸盐矿物，由于空间结构的不对称，使得蛇纹石解理面暴露出镁离子，因此，蛇纹石表面荷正电，而硫化矿在弱酸碱性条件下通常带负电，二者电性相反，极易造成异相凝聚现象，蛇纹石吸附在黄铜矿/方铅矿表面。而水玻璃在水中可水解产生大量的SiO₃ ²-、HSiO₃-和分子胶体，这些物质电负性较强，与硫化矿物表面相互排斥而与蛇纹石表面静电吸引；吸附后，不仅在蛇纹石表面形成水化层，而且降低了与硫化矿之间的异相凝聚现象。而经本发明分子组装后的抑制剂，能够通过抑制异相吸附与机械夹带，分散并絮凝硫化矿浮选体系中的微细粒蛇纹石，进而提高浮选指标。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的将盐化水玻璃与有机抑制剂进行分子组装后的蛇纹石抑制剂，既可以通过其硅酸根负电基团吸附在荷正电的蛇纹石表面，降低其表面电性，又可以通过烃链的桥联作用，使细粒蛇纹石絮凝，减少浮选过程中的机械夹带现象。

(2)本发明的蛇纹石抑制剂主要适用于在硫化矿浮选过程中做含铜蛇纹石的抑制剂，尤其对细粒级含铜蛇纹石具有较强的选择性抑制作用。

(3)本发明的蛇纹石抑制剂中，有机抑制剂的极性官能团已经与盐化水玻璃进行组装，对目的硫化矿几乎没有抑制效果，并最终实现蛇纹石与目的矿物之间的选择性抑制；而盐化水玻璃与有机抑制剂混合用药(分开、次序加入)时，后加入的有机抑制剂对硫化矿物具有一定的抑制作用，进而影响目的矿物的回收率。

附图说明

图1为本发明的蛇纹石抑制剂的作用机理示意图。

图2为本发明实施例蛇纹石抑制剂应用在蛇纹石浮选过程的工艺流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种本发明的蛇纹石抑制剂，主要由摩尔比为3:10:1的三氧化二铁、水玻璃和海藻酸制备而成。

该蛇纹石抑制剂的制备方法如下：

(1)将三氧化二铁和水玻璃混合搅拌0.5h，使水玻璃充分盐化，得到盐化水玻璃；

(2)向步骤(1)后得到的盐化水玻璃中加入海藻酸溶液，并搅拌2h，使盐化水玻璃与有机抑制剂进行分子组装，得到蛇纹石抑制剂，记作蛇纹石新型抑制剂1。

将本实施例的蛇纹石抑制剂应用在蛇纹石(安徽某含蛇纹石铜矿，原矿品位为Cu1.0％，S 20.5％，Fe 28.3％，蛇纹石含量为14.5％)浮选过程中，流程图如图2所示，具体过程如下：

1)将原矿样用球磨机湿磨至-0.074mm占85％，磨矿过程中加入石灰作为黄铁矿抑制剂，得到预定细度的矿浆；其中，该过程石灰用量为3500g/t，调节矿浆pH为11.5；

2)以丁黄药和Z200作为黄铜矿捕收剂，调整浮选机充气量为2.0L/min，得到粗选泡沫产品和沉砂；其中，丁黄药和Z200的用量配比为1:1，总量为50g/t；

3)在泡沫产品中，加入本实施例的蛇纹石抑制剂进行2次精选过程得到最终铜精矿，沉砂产品进行2次扫选得到尾矿；其中，精选过程中，补加石灰总量为800g/t，蛇纹石抑制剂总用量为1000g/t；扫选过程中，补加石灰用量1200g/t，捕收剂10g/t。

本实施例中采用的抑制剂种类、用量和浮选结果见表1所示。

实施例2：

本实施例的主要由摩尔比为3:10:1的三氧化二铁、水玻璃和腐殖酸制备而成。

该蛇纹石抑制剂的制备方法如下：

(1)将三氧化二铁和水玻璃混合搅拌0.5h，使水玻璃充分盐化，得到盐化水玻璃；

(2)向步骤(1)后得到的盐化水玻璃中加入腐殖酸溶液，并搅拌2h，使盐化水玻璃与有机抑制剂进行分子组装，得到蛇纹石抑制剂，记作蛇纹石新型抑制剂2。

将该蛇纹石抑制剂应用在蛇纹石浮选过程中的工艺与实施例1基本相同，区别仅在于将对比文件1中的蛇纹石抑制剂替换为本实施例的蛇纹石抑制剂，浮选结果见表1所示。

对比例1：

本对比例为空白对比例，其浮选过程与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤3)中不向泡沫产品中加入任何抑制剂，浮选结果见表1所示。

对比例2：

本对比例的浮选过程与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤3)中蛇纹石抑制剂为盐化水玻璃，浮选结果见表1所示。

对比例3：

本对比例的浮选过程与实施例1基本相同，区别仅在于：步骤3)中蛇纹石的抑制采用盐化水玻璃与海藻酸混合用药(分开加入)，浮选结果见表1所示。

对比例4：

本对比例的浮选过程与实施例2基本相同，区别仅在于：步骤3)中蛇纹石的抑制采用盐化水玻璃与腐殖酸混合用药(分开加入)，浮选结果见表1所示。

表1各实施例和对比例的浮选指标

由表中数据可以看出，在蛇纹石含量较高的铜矿选别过程中，若不加蛇纹石抑制剂，铜精矿品位和回收率都比较低，分别为16.5％和87.4％。这是因为细粒蛇纹石吸附并罩盖在黄铜矿表面，造成精矿中含杂质较高，品位较低，部分被蛇纹石罩盖的黄铜矿，其浮选特性难以体现而损失在尾矿中，使得回收率较低。盐化水玻璃是一种较为常见的矿泥抑制剂，对蛇纹石具有一定的抑制作用，加入1000g/t盐化水玻璃后铜精矿品位和回收率均有提高。在盐化水玻璃与有机抑制剂的混合用药中，铜精矿品位得到进一步提高，但是回收率下降，这是因为有机抑制剂不仅对细粒矿泥具有一定的抑制、絮凝作用，而且对硫化矿物有一定的抑制作用，当加入有机抑制剂后，可通过分子上的羟基、羰基、羧基等极性基团与硫化矿表面的金属离子/金属羟基化合物作用而发生化学吸附，因此铜回收率有所降低(对比例3：86.9％；对比例4：86.8％)。而本发明的蛇纹石抑制剂的加入不仅能够显著提高铜精矿品位，而且铜精矿回收率略有提高，这是因为经分子组装后，有机分子上的极性基团附着有金属硅酸盐胶粒，空间位阻和静电作用下，新型抑制剂很难和荷负电的黄铜矿作用，不会抑制黄铜矿的浮选；因此该新型抑制剂对细粒蛇纹石兼具抑制和絮凝作用，因而铜浮选指标较好。实施例1和实施例2中，铜精矿品位分别为19.4％和20.3％，回收率分别为88.5％和89.5％，尤其是蛇纹石新型抑制剂2条件下，铜精矿品位和回收率达到较为理想的选矿指标。

Claims (10)

1.一种蛇纹石抑制剂，其特征在于，主要由金属盐、水玻璃和有机抑制剂制备而成，其中，所述有机抑制剂选自为糊精、羧甲基纤维素、壳聚糖、聚丙烯酰胺、树胶、果胶、腐殖酸及其衍生物、海藻酸及其衍生物、柠檬酸、木质素磺酸中的至少一种。

2.如权利要求1所述的蛇纹石抑制剂，其特征在于，所述金属盐为铁盐或/和铝盐。

3.如权利要求2所述的蛇纹石抑制剂，其特征在于，所述铁盐为氯化铁、硫酸铁、硝酸铁和氧化铁中的至少一种；所述铝盐为氯化铝、硫酸铝和氢氧化铝中的至少一种。

4.如权利要求1-3任一项所述的蛇纹石抑制剂，其特征在于，所述金属盐、水玻璃和有机抑制剂的摩尔比为(3-6)：(5-10)：(1-2)。

5.如权利要求4所述的蛇纹石抑制剂，其特征在于，所述金属盐、水玻璃和有机抑制剂的摩尔比为3:10:1。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的蛇纹石抑制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将金属盐和水玻璃混合搅拌0.5h以上，使水玻璃充分盐化，得到盐化水玻璃；

(2)向步骤(1)后得到的盐化水玻璃中加入有机抑制剂溶液，并搅拌2h以上，使盐化水玻璃与有机抑制剂进行分子组装，得到蛇纹石抑制剂。

7.一种如权利要求1-5任一项所述的蛇纹石抑制剂或由权利要求6制备方法制备获得的蛇纹石抑制剂在含铜蛇纹石浮选过程中的应用。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述蛇纹石抑制剂的用量为1000-1500g/t。

9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述蛇纹石抑制剂在含铜蛇纹石浮选过程中的应用过程为：

S1：将蛇纹石原矿湿磨至-0.074mm占74-89％，磨矿过程中加入石灰作为黄铁矿抑制剂，得到预定细度的矿浆；

S2：以丁黄药和Z200作为黄铜矿组合捕收剂，对S1得到的矿浆进行浮选，调整浮选机充气量为1.5-2.3L/min，得到粗选泡沫产品和沉砂；

S3：向粗选泡沫产品加入所述蛇纹石抑制剂进行2-3次精选，得到最终铜精矿，沉砂产品进行2-3次扫选得到尾矿。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，S1中，石灰用量为3000-4000g/t，调节矿浆pH为11-12；

S2中，丁黄药和Z200的质量比为(2-4)：(1-2)，总量为40-80g/t；

S3中，精选过程中，补加石灰，补加石灰的总量为500-900g/t；扫选过程中补加石灰，补加石灰用量1200-1500g/，黄铜矿捕收剂10-20g/t。

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