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Abstract

本发明公开了一种石英砂除杂用起泡剂的制备方法，具有较高的泡沫稳定性，泡沫气液界面的吸附能力较高并且对环境无污染，选择纳米氧化铝颗粒充当胶体颗粒，将颗粒吸附到泡沫表面上，在降低表面张力形成细小泡沫的同时还会防止泡沫聚结提高泡沫的稳定，选择椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱作为表面活性剂，属于可生物降解的表面活性剂，这种制备方法产生的泡沫粒径小而细腻。

Description

一种石英砂除杂用起泡剂的制备方法
技术领域
本发明涉及石英砂除杂领域，具体是指石英砂除杂用起泡剂的制备方法。
背景技术
目前，高纯石英砂是生产光纤通讯、电子工业、半导体、太阳能、激光及航空航天等高新技术领域用高品质石英玻璃的唯一原料，高纯石英砂是以天然产出的石英矿石为原料生产的，在石英矿石中含有大量的杂质矿物，主要是云母类矿物和长石类矿物，高纯石英砂生产中，首先就是要去除石英砂中几乎所有的杂质矿物。现有的除杂工艺中浮选除杂是重要步骤，在浮选工艺中通过加入起泡剂发生起泡反应，泡沫浮选已广泛应用于矿物和化学工业除杂中，现有的起泡剂中一部分原料会对环境造成污染，例如十二烷基胺，在解决环境污染后还会有泡沫稳定性差，泡沫气液界面吸附较低，所以要添加辅助剂和稳泡剂进行解决。
稳定的泡沫层是实现矿物颗粒高效浮选的基础和前提。但是泡沫作为一种非稳定体系，由于存在液膜排液和气体兼并等现象，在未经强化时其稳定性一般较差。通常，表面活性剂可用来强化泡沫的稳定性，它们一方面可以通过降低气-液界面的表面张力，促进气体分散形成小气泡，同时还可以通过提高界面的弹性，增强液膜的抗干扰和抗变形能力。不过在实际应用中，表面活性剂的单独使用一般不能获得较为理想的泡沫特性。颗粒不仅能够像表面活性剂一样吸附到气泡表面，提高其稳定性，同时它们还可以在Plateau通道内不断累积，并通过提高矿浆的黏度和降低液膜的排液速度进一步提高泡沫的稳定性。
现有技术中的添加剂芳香醇，脂肪醇等可以起到降低表面张力以形成细小气泡，并防止它们聚结以提高泡沫的稳定性，但是他们会导致环境问题。现有技术中多是通过加入胶体聚合物以增加泡沫粘度，提高泡沫的吸附能力，但是胶体聚合物只会增加连续相的粘度，从而导致流动阻力的增加，泡沫稳定性降低，所以目前需要研发出一种对环境无污染、泡沫稳定性高和吸附能力强的起泡剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种石英砂除杂用起泡剂的制备方法，具有较高的泡沫稳定性，泡沫气液界面的吸附能力较高并且对环境无污染，选择纳米氧化铝颗粒充当胶体颗粒，将颗粒吸附到泡沫表面上，在降低表面张力形成细小泡沫的同时还会防止泡沫聚结提高泡沫的稳定，选择椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱作为表面活性剂，属于可生物降解的表面活性剂，这种制备方法产生的泡沫粒径小而细腻。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种石英除杂用起泡剂的制备方法，所述起泡剂原料包括以下组分：偶氮二甲酰胺40-60份，环氧烷烃20-30份，甲基异丁基甲醇5-10份，硬脂酸5-10份，十二醇4-9份，月桂酸单异丙醇酰胺3-8份，纳米氧化铝颗粒3-7份，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱2-6份，所述制备步骤包括以下步骤：
（1）所述偶氮二甲酰胺40-60份，环氧烷烃20-30份，甲基异丁基甲醇5-10份放于马弗炉中加热至50-70℃，保温1-3h后，冷却至室温，得到原料a。
（2）所述原料a中加入硬脂酸5-10份，十二醇4-9份，月桂酸单异丙醇酰胺3-8份，纳米氧化铝颗粒3-7份，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱2-6份得到原料b。
（3）所述原料b倒入混合搅拌机中配合超声发生器进行混合。
（4）取出步骤（3）混合后的原料b放入模具中进行压实成型。
（5）所述步骤（4）得到的成型原料放入干燥设备中进行干燥。
更进一步，所述步骤（1）中向马弗炉中通入惰性气体。
更进一步，所述步骤（3）搅拌机的搅拌速率为85-120r/min，搅拌时长2-6min。
更进一步，所述步骤（3）中的超声发生器放于搅拌机外壁，功率为100~400W。
更进一步，所述纳米氧化铝颗粒的粒径为5-10nm，接触角为50-60°。
更进一步，所述惰性气体为氩气或氦气。
更进一步，所述搅拌机首先搅拌速率85-100r/min保持3-4min，然后搅拌速率100-120r/min保持1-2min。
本发明与现有技术相比的优点在于：选择纳米氧化铝颗粒充当胶体颗粒，将颗粒吸附到泡沫表面上，在降低表面张力形成细小泡沫的同时还会防止泡沫聚结提高泡沫的稳定，纳米氧化铝颗粒与其他带有羟基基团的有机成分会发生缓慢化学反应，有缓慢放热现象发生，有利于泡沫生成，选择椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱作为表面活性剂，属于可生物降解的表面活性剂，具有良好的性能，通过增容和吸附污染物去除杂质混合物，这种制备方法产生的泡沫粒径小而细腻，并且粘度高，对杂质的吸附性强，发泡倍数高，原料无刺激性，安全环保，价格低廉，对环境无污染。
附图说明
图1是实施例1的泡沫分布图示意图。
图2是实施例2的泡沫分布图示意图。
图3是实施例3的泡沫分布图示意图。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做进一步的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1：一种石英除杂用起泡剂的制备方法，所述起泡剂原料包括以下组分：偶氮二甲酰胺45份，环氧烷烃20份，甲基异丁基甲醇5份，硬脂酸5份，十二醇4份，月桂酸单异丙醇酰胺3份，纳米氧化铝颗粒3份，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱2份，所述纳米氧化铝颗粒的粒径为5nm，接触角为50°，所述制备步骤包括以下步骤：
（1）所述偶氮二甲酰胺45份，环氧烷烃20份，甲基异丁基甲醇5份放于马弗炉中加热至50℃，向马弗炉中通入惰性气体，所述惰性气体为氩气，保温1.5h后，冷却至室温，得到原料a。
（2）所述原料a中加入硬脂酸5份，十二醇4份，月桂酸单异丙醇酰胺3份，纳米氧化铝颗粒3份，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱2份得到原料b。
（3）所述原料b倒入混合搅拌机中配合超声发生器进行混合，超声发生器放于搅拌机外壁，功率为400W，所述搅拌机首先搅拌速率90r/min保持3min，然后搅拌速率100r/min保持1min。
（4）取出步骤（3）混合后的原料b放入模具中进行压实成型。
（5）所述步骤（4）得到的成型原料放入干燥设备中进行干燥。
最终浮选时的气泡如附图1所示，其大小形状规则、均匀，非常有利于浮选除杂。
实施例2：一种石英除杂用起泡剂的制备方法，所述起泡剂原料包括以下组分：偶氮二甲酰胺50份，环氧烷烃25份，甲基异丁基甲醇8份，硬脂酸8份，十二醇6份，月桂酸单异丙醇酰胺5份，纳米氧化铝颗粒6份，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱4份，所述纳米氧化铝颗粒的粒径为7nm，接触角为55°，所述制备步骤包括以下步骤：
（1）所述偶氮二甲酰胺50份，环氧烷烃25份，甲基异丁基甲醇8份放于马弗炉中加热至60℃，向马弗炉中通入惰性气体，所述惰性气体为氩气，保温2.5h后，冷却至室温，得到原料a。
（2）所述原料a中加入硬脂酸8份，十二醇6份，月桂酸单异丙醇酰胺5份，纳米氧化铝颗粒6份，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱4份得到原料b。
（3）所述原料b倒入混合搅拌机中配合超声发生器进行混合，超声发生器放于搅拌机外壁，功率为200W，所述搅拌机首先搅拌速率95r/min保持3.5min，然后搅拌速率110r/min保持1.5min。
（4）取出步骤（3）混合后的原料b放入模具中进行压实成型。
（5）所述步骤（4）得到的成型原料放入干燥设备中进行干燥。
最终浮选时的气泡如附图2所示，其大小形状规则、均匀，非常有利于浮选除杂。
实施例3：一种石英除杂用起泡剂的制备方法，所述起泡剂原料包括以下组分：偶氮二甲酰胺55份，环氧烷烃30份，甲基异丁基甲醇10份，硬脂酸10份，十二醇9份，月桂酸单异丙醇酰胺8份，纳米氧化铝颗粒7份，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱6份，所述纳米氧化铝颗粒的粒径为10nm，接触角为60°，所述制备步骤包括以下步骤：
（1）所述偶氮二甲酰胺55份，环氧烷烃30份，甲基异丁基甲醇10份放于马弗炉中加热至70℃，向马弗炉中通入惰性气体，所述惰性气体为氩气，保温3h后，冷却至室温，得到原料a。
（2）所述原料a中加入硬脂酸10份，十二醇9份，月桂酸单异丙醇酰胺8份，纳米氧化铝颗粒7份，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱6份得到原料b。
（3）所述原料b倒入混合搅拌机中配合超声发生器进行混合，超声发生器放于搅拌机外壁，功率为100W，所述搅拌机首先搅拌速率100r/min保持4min，然后搅拌速率120r/min保持2min。
（4）取出步骤（3）混合后的原料b放入模具中进行压实成型。
（5）所述步骤（4）得到的成型原料放入干燥设备中进行干燥。
最终浮选时的气泡如附图3所示，其大小形状规则、均匀，非常有利于浮选除杂。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种石英除杂用起泡剂的制备方法，其特征在于：所述起泡剂原料包括以下组分：偶氮二甲酰胺40-60份，环氧烷烃20-30份，甲基异丁基甲醇5-10份，硬脂酸5-10份，十二醇4-9份，月桂酸单异丙醇酰胺3-8份，纳米氧化铝颗粒3-7份，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱2-6份，所述制备方法包括以下步骤：
（1）所述偶氮二甲酰胺40-60份，环氧烷烃20-30份，甲基异丁基甲醇5-10份放于马弗炉中加热至50-70℃，保温1-3h后，冷却至室温，得到原料a；
（2）所述原料a中加入硬脂酸5-10份，十二醇4-9份，月桂酸单异丙醇酰胺3-8份，纳米氧化铝颗粒3-7份，椰油酰胺丙基羟磺基甜菜碱2-6份得到原料b；
（3）所述原料b倒入混合搅拌机中配合超声发生器进行混合；
（4）取出步骤（3）混合后的原料b放入模具中进行压实成型；
（5）所述步骤（4）得到的成型原料放入干燥设备中进行干燥。
2.根据权利要求1所述的一种石英砂除杂用起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中向马弗炉中通入惰性气体。
3.根据权利要求1所述的一种石英砂除杂用起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）搅拌机的搅拌速率为85-120r/min，搅拌时长2-6min。
4.根据权利要求1所述的一种石英砂除杂用起泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中的超声发生器设于搅拌机外壁，功率为100~400W。
5.根据权利要求1或2所述的一种石英砂除杂用起泡剂的制备方法，其特征在于，所述纳米氧化铝颗粒的粒径为5-10nm，接触角为50-60°。
6.根据权利要求2所述的一种石英砂除杂用起泡剂的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气或氦气。
7.根据权利要求3所述的一种石英砂除杂用起泡剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌机首先搅拌速率85-100r/min保持3-4min，然后搅拌速率100-120r/min保持1-2min。
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