CN112237995A - 一种降低浮选泡沫稳定性的复合捕收剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于选矿技术领域，特别涉及一种降低浮选泡沫稳定性的复合捕收剂及其制备方法和应用。本发明提供的降低浮选泡沫稳定性的复合捕收剂，包括以下质量份的组分：十二胺45～65份；磺酸盐15～40份；增溶剂15～20份；所述磺酸盐为烷基磺酸盐或烷基苯磺酸盐；所述增溶剂为冰乙酸或盐酸。在本发明中，十二胺作为起泡剂和捕收剂，磺酸盐可以降低泡沫稳定性，冰乙酸或盐酸作为增溶剂。与常规的阳离子浮选捕收剂相比，本发明的复合捕收剂在保证良好的浮选效果情况下，浮选泡沫流动性好，能显著降低泡沫发黏的问题，降低泡沫稳定性，大幅度缩短浮选泡沫静置消泡的半衰期。
Description
技术领域
本发明属于选矿技术领域，特别涉及一种降低浮选泡沫稳定性的复合捕收剂及其制备方法和应用。
背景技术
对于难选的贫矿而言，浮选是选别该类难选矿石的一种重要的方法。提高浮选效率，简化药剂制度，缩短浮选流程，是贫矿浮选技术的关键。药剂制度在很大程度上直接影响浮选效果，捕收剂的选择和使用更是关键所在。目前，在铁矿石浮选工艺中所选用的捕收剂可分为阴离子捕收剂和阳离子捕收剂。阳离子捕收剂主要有胺类和胺类衍生物等，但是传统阳离子捕收剂存在泡沫量大且发黏、难消泡、流动性差和泡沫产品难处理的缺点，浮选效果不佳。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种降低浮选泡沫稳定性的复合捕收剂，本发明提供的复合捕收剂可在保证浮选矿物品位和回收率的条件下，显著降低阳离子浮选泡沫稳定性，提高泡沫流动性，缩短浮选中泡沫静置消泡的半衰期。
为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种降低浮选泡沫稳定性的复合捕收剂，包括以下质量份的组分：
十二胺 45～65份；
磺酸盐 15～40份；
增溶剂 15～20份；
所述磺酸盐为烷基磺酸盐或烷基苯磺酸盐；所述增溶剂为冰乙酸或盐酸。
优选的，所述烷基磺酸盐包括十二烷基磺酸钠，所述烷基苯磺酸盐包括十二烷基苯磺酸钠。
本发明还提供了上述技术方案所述的复合捕收剂的调配方法，包括以下步骤：
将十二胺和增溶剂进行第一混合，得到溶液；
将所述溶液与磺酸盐进行第二混合，得到所述复合捕收剂。
优选的，所述第一混合为将十二胺与冰乙酸混合后，再将所得混合物料与水混合。
本发明还提供了上述技术方案所述复合捕收剂或上述技术方案所述调配方法调配的复合捕收剂在选矿领域中的应用。
优选的，所述应用包括：采用所述复合捕收剂对铁矿中的硅酸盐脉石矿物或氧化锌矿中的锌矿物进行浮选。
优选的，所述铁矿包括赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿或褐铁矿；所述氧化锌矿包括菱锌矿、红锌矿或异极矿。
优选的，所述应用中，所述复合捕收剂相对铁矿的用量为80～150g/t；所述复合捕收剂相对氧化锌矿的用量为200～400g/t。
优选的，所述应用包括以下步骤：
提供铁矿或氧化锌矿的矿浆；
向所述矿浆中加入调整剂和/或抑制剂后，再加入所述复合捕收剂，进行浮选。
优选的，所述矿浆的固含量为20～40％，所述复合捕收剂在矿浆中的质量浓度≤0.2％，以复合捕收剂中的十二胺计。
本发明提供了一种降低阳离子浮选泡沫稳定性的复合捕收剂，包括以下质量份的组分：十二胺45～65份；磺酸盐15～40份；增溶剂15～20份；所述磺酸盐为烷基磺酸盐或烷基苯磺酸盐；所述增溶剂为冰乙酸或盐酸。在本发明中，十二胺作为起泡剂和捕收剂，磺酸盐可以降低泡沫稳定性，冰乙酸作为增溶剂。在十二胺与烷基磺酸盐组合使用时，烷基磺酸盐分子在气液界面截断面积较大，会促进部分十二胺进入溶液中形成胶束，从而导致临界胶束浓度降低，提高捕收剂活性；在十二胺中加入烷基磺酸盐后，能够减小气液界面层厚度。相对于增溶剂中的醋酸根(或氯离子)，烷基磺酸盐与十二胺头基-NH3的静电作用更强，抑制了十二胺头基与醋酸根离子(或氯离子)的结合，使得部分醋酸根离子(或氯离子)从界面层迁移到了液相水中，导致与气液界面构成双电层的醋酸根离子(或氯离子)减少；当液膜变薄到一定程度时，削弱了液膜两个表面的相互排斥力，促进液膜变薄，从而降低泡沫稳定性。与常规的阳离子浮选捕收剂相比，本发明的复合捕收剂在保证良好的浮选效果情况下，浮选泡沫流动性好，能显著降低泡沫发黏的问题，降低泡沫稳定性，大幅度缩短浮选泡沫静置消泡的半衰期。
此外，本发明的复合捕收剂化学成分和性质稳定，捕收能力强，高效低耗，具有制备简单、价格低廉的特点。
实施例测试结果表明，与单一的十二胺捕收剂相比，由本发明提供的复合捕收剂进行磁选精矿铁矿石的反浮选时，精矿铁品位和回收率相当情况下，泡沫静置消泡的半衰期由380～400min缩短至16～20min，显著降低了浮选泡沫稳定性。
附图说明
图1为应用例1～3复合捕收剂浮选赤铁矿和石英纯矿物混合矿的选矿试验流程图；
图2为应用例4复合捕收剂浮选赤铁矿磁选精矿的选矿试验流程图；
图3为应用例5复合捕收剂浮选氧化锌矿的选矿试验流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种降低阳离子浮选泡沫稳定性的复合捕收剂，包括以下质量份的组分：
十二胺 45～65份；
磺酸盐 15～40份；
增溶剂 15～20份；
所述磺酸盐为烷基磺酸盐或烷基苯磺酸盐；所述增溶剂为冰乙酸或盐酸。
在本发明中，若无特殊说明，所述各组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
以质量份数计，本发明提供的降低阳离子浮选泡沫稳定性的复合捕收剂包括45～65份十二胺，优选为45～60份，更优选为45～55份。
以质量份数计，本发明提供的降低阳离子浮选泡沫稳定性的复合捕收剂包括15～40份磺酸盐，优选为17～40份，更优选为20～40份。
在本发明中，所述磺酸盐优选为烷基磺酸钠或烷基苯磺酸钠。在本发明中，所述烷基磺酸盐优选为十二烷基磺酸钠，所述烷基苯磺酸盐优选为十二烷基苯磺酸钠。
以质量份数计，本发明提供的降低阳离子浮选泡沫稳定性的复合捕收剂包括15～20份增溶剂，更优选为16～20份。
在本发明中，所述增溶剂为冰乙酸或盐酸。在本发明中，所述盐酸的质量分数优选为36％。
本发明还提供了上述技术方案所述复合捕收剂的调配方法，包括以下步骤：
将十二胺和增溶剂进行第一混合，得到溶液；
将所述溶液与磺酸盐进行第二混合，得到所述复合捕收剂。
在本发明中，所述调配方法中各组分与所述复合捕收剂技术方案中各组分一致，在此不再赘述。
本发明将十二胺和增溶剂进行第一混合，得到溶液。
在本发明中，所述第一混合优选在室温的条件下进行。
在本发明中，所述第一混合的方式优选为搅拌；本发明对所述搅拌的速率没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的搅拌速率即可；本发明对所述搅拌的时间没有特殊限定，以将物料充分混合，得到十二胺和增溶剂完全混合均一的体系为准。
得到溶液后，本发明将所述溶液与磺酸盐进行第二混合，得到所述复合捕收剂。
在本发明中，所述第二混合优选为搅拌；所述搅拌的时间优选为3～5min，更优选为3.5～5min；本发明对所述搅拌的速率没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的搅拌速率即可。
本发明还提供了上述技术方案所述复合捕收剂或上述技术方案所述制备方法制备的复合捕收剂在选矿领域中的应用。
在本发明中，所述应用优选包括：采用所述复合捕收剂对铁矿中的硅酸盐脉石矿物或氧化锌矿中的锌矿物进行浮选。在本发明中，所述铁矿优选包括赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿或褐铁矿。
本发明对所述铁矿的元素组成没有特殊限定，所述复合捕收剂适用于本领域技术人员熟知的浮选铁矿中。在本发明的实施例中，所述赤铁矿的化学组成优选为：TFe(全铁)68.84wt.％，FeO<0.040wt.％，SiO20.624wt.％，Al2O3 0.466wt.％，P2O50.204wt.％，CaO0.249wt.％，Cr2O30.066wt.％，其余为杂质。
在本发明中，所述氧化锌矿优选包括菱锌矿、红锌矿或异极矿。
在本发明中，所述复合捕收剂相对铁矿的用量优选为80～150g/t，更优选为90～140g/t。在本发明中，所述复合捕收剂相对氧化锌矿的用量优选为200～400g/t，更优选为230～370g/t。
在本发明中，所述应用优选包括以下步骤：
提供铁矿或氧化锌矿的矿浆；
向所述矿浆中加入调整剂和/或抑制剂后，再加入所述复合捕收剂，进行浮选。
在本发明中，所述矿浆中矿物颗粒的粒度优选为18～106μm。本发明对所述矿浆中矿物颗粒的级配没有特殊限定，采用任意级配均可，具体的，如18μm以下颗粒、18～45μm的颗粒和45～106μm的颗粒的质量比为1：2：1。
在本发明中，所述矿浆的固含量优选为20～40％，更优选为25～40％，再优选为30～40％。
本发明对所述调整剂和抑制剂没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的调整剂和抑制剂即可，具体的，如调整剂为氢氧化钠或硫化钠，抑制剂为玉米淀粉或水玻璃。在本发明中，所述氢氧化钠提供pH值调整的作用；所述硫化钠提供硫化剂的作用。本发明对所述调整剂和抑制剂的用量没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的用量即可。
在本发明中，以复合捕收剂中的十二胺计，所述复合捕收剂在矿浆中的质量浓度优选≤0.2％，更优选为0.01～0.2％。
本发明对所述浮选的具体工艺没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的浮选工艺即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种降低阳离子浮选泡沫稳定性的复合捕收剂及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1～4
将十二胺与冰乙酸混合，得到溶液；
将所得溶液与磺酸盐搅拌4min，得到所述复合捕收剂。
实施例1～4中十二胺、冰乙酸与磺酸盐的质量份见表1。
表1实施例1～4物料配比
应用例1
浮选对象：
将50g石英矿石与40g赤铁矿石混合，得到混合矿(混合矿中TFe含量为30.77wt.％)；混合矿的级配为18μm以下颗粒、18～45μm的颗粒和45～106μm的颗粒的质量比为1：2：1；其中，石英矿的化学组成为SiO299.62wt.％，TFe 0.0358wt.％，Fe2O3<0.051wt.％，Al2O30.088wt.％，ZnO 0.016wt.％，PbO 0.069wt.％，Cl 0.081wt.％，其余为杂质；赤铁矿的化学组成为TFe 68.84wt.％，FeO<0.040wt.％，SiO20.624wt.％，Al2O30.466wt.％，P2O50.204wt.％，CaO 0.249wt.％，Cr2O30.066wt.％，其余为杂质。
进行如图1所示选矿工艺：
将90g混合矿加入浮选机中，加水调整得到固含量为40％的矿浆；以相对矿浆的用量为20mg/L，向矿浆中加入抑制剂玉米淀粉，搅拌4min后，以相对矿浆的用量为10mg/L，加入实施例1所得的复合捕收剂，搅拌2min后进行浮选，浮选时间为5min。
对浮选所得精矿铁品位和回收率、尾矿铁品位进行测试，测试结果为精矿铁品位为56.02％，回收率为88.56％，尾矿铁品位为6.85％。
对浮选泡沫静置消泡的半衰期进行记录，得到本应用例中，浮选泡沫流动性良好，浮选泡沫静置消泡的半衰期为17min。
应用例2
以实施例2所得复合捕收剂替代实施例1所得的复合捕收剂，其余浮选工艺与应用例1一致。
测得，精矿铁品位为55.86％，回收率为88.73％，尾矿铁品位为6.78％；浮选泡沫流动性良好，浮选泡沫静置消泡的半衰期为19min。
应用例3
以实施例3所得复合捕收剂替代实施例1所得的复合捕收剂，其余浮选工艺与应用例1一致。
测得，精矿铁品位为55.78％，回收率为88.69％，尾矿铁品位为6.81％；浮选泡沫流动性良好，浮选泡沫静置消泡的半衰期为16min。
对比例1
以十二胺替代实施例1所得复合捕收剂，其余浮选工艺与应用例1一致。
测得，精矿铁品位为56.24％，回收率为88.42％，尾矿铁品位为6.90％；浮选泡沫发黏，浮选泡沫静置消泡的半衰期为400min。
由应用例1～3与对比例1比较可见，本发明提供的复合捕收剂在与传统捕收剂十二胺的浮选精矿铁品位、回收率相当的情况下，浮选泡沫的流动性得到提高，改善了浮选泡沫发黏的情况，泡沫静置消泡的半衰期从400min缩短至16～19min，大大提高了消泡效率。
应用例4
浮选对象：
云南某赤铁矿磁选精矿，该矿中TFe含量为45.76wt.％。
进行如图2所示选矿工艺：
将300g赤铁矿磁选精矿加入浮选机中，加水调整得到固含量为20～40％的矿浆；
以相对矿石的用量为300g/t，向矿浆中加入调整剂NaOH，搅拌2min，然后以相对矿石的用量为180g/t，向矿浆中加入抑制剂玉米淀粉，搅拌4min后，以相对矿石的用量为90g/t，向矿浆中加入实施例4所得的复合捕收剂，搅拌2min后，采用一段粗选、一段精选、两段扫选和中矿顺序返回的工艺流程进行闭路浮选试验，其中，粗选时间为5min，精选时间为3min，第一次扫选时间为5min，第二次扫选时间为4min。
测得，精矿铁品位为64.98％，回收率为86.63％，尾矿铁品位为15.69％；浮选泡沫流动性良好，浮选泡沫静置消泡的半衰期为20min。
对比例2
以十二胺替代应用例4中的复合捕收剂，其余浮选工艺与应用例4一致。
测得，精矿铁品位为65.20％，回收率为86.09％，尾矿铁品位为16.08％；浮选泡沫发黏，浮选泡沫静置消泡的半衰期为380min。
由应用例4与对比例2比较可见，本发明提供的复合捕收剂在与传统捕收剂十二胺的浮选精矿铁品位、回收率相当的情况下，浮选泡沫的流动性得到提高，改善了浮选泡沫发黏的情况，泡沫静置消泡的半衰期从380min缩短至20min，大大提高了消泡效率。
应用例5
浮选对象：
云南某氧化锌矿石，原矿锌品位为5.53％，氧化锌含量为54.10wt.％，硫化锌含量为28.78wt.％，锌主要是以氧化锌存在，脉石矿物主要为石英、白云石和方解石。
进行如图3所述选矿工艺：
将300g氧化锌矿石(磨矿细度至200目及以下矿粉占比90wt.％)加入浮选机中，加水调整得到固含量为20％～40％的矿浆；
以相对矿石的用量计，向矿浆中加入10000g/t的硫化钠后搅拌5min，然后加入600g/t的水玻璃并搅拌4min，再加入300g/t的复合捕收剂，搅拌2min后进行一次粗选(7min)、两次扫选和两次精选(第一次精选时间为4min，第二次精选时间为3min)闭路浮选试验，其中，以扫选体系质量计，第一次扫选为先向扫选体系中加入5000g/t的硫化钠，搅拌5min后加入300g/t的水玻璃，搅拌4min后加入200g/t的复合捕收剂；第二次扫选为先向扫选体系中加入200g/t的水玻璃，搅拌2min后加入100g/t的复合捕收剂，搅拌4min。
测得，锌精矿锌品位为32.17％，回收率83.76％；浮选泡沫流动性良好，浮选泡沫静置消泡的半衰期为17min。
对比例3
以十二胺替代应用例5中的复合捕收剂，其余浮选工艺与应用例5一致。
测得，锌精矿锌品位为31.98％、回收率84.22％；浮选泡沫发黏，浮选泡沫静置消泡的半衰期为340min。
由应用例5与对比例3比较可见，本发明提供的复合捕收剂在与传统捕收剂十二胺的浮选精矿锌品位、回收率相当的情况下，浮选泡沫的流动性得到提高，改善了浮选泡沫发黏的情况，泡沫静置消泡的半衰期从340min缩短至17min，降低了泡沫稳定性，大大提高了消泡效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种降低浮选泡沫稳定性的复合捕收剂，包括以下质量份的组分：
十二胺45～65份；
磺酸盐15～40份；
增溶剂15～20份；
所述磺酸盐为烷基磺酸盐或烷基苯磺酸盐；所述增溶剂为冰乙酸或盐酸。
2.根据权利要求1所述的复合捕收剂，其特征在于，所述烷基磺酸盐包括十二烷基磺酸钠，所述烷基苯磺酸盐包括十二烷基苯磺酸钠。
3.权利要求1或2所述复合捕收剂的调配方法，其特征在于，包括以下步骤：
将十二胺和增溶剂进行第一混合，得到溶液；
将所述溶液与磺酸盐进行第二混合，得到所述复合捕收剂。
4.权利要求1～2任一项所述复合捕收剂或权利要求3所述调配方法调配的复合捕收剂在选矿领域中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用包括：采用所述复合捕收剂对铁矿中的硅酸盐脉石矿物或氧化锌矿中的锌矿物进行浮选。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述铁矿包括赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿或褐铁矿；所述氧化锌矿包括菱锌矿、红锌矿或异极矿。
7.根据权利要求5或6所述的应用，其特征在于，所述应用中，所述复合捕收剂相对铁矿的用量为80～150g/t；所述复合捕收剂相对锌矿的用量为200～400g/t。
8.根据权利要求5或6所述的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：
提供铁矿或氧化锌矿的矿浆；
向所述矿浆中加入调整剂和/或抑制剂后，再加入所述复合捕收剂，进行浮选。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述矿浆的固含量为20～40％；所述复合捕收剂在矿浆中的质量浓度≤0.2％，以复合捕收剂中的十二胺计。
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