CN112452550A - 一种高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂、制备方法及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜‑金的高效捕收剂、制备方法及应用方法，捕收剂的配方包括黄原酸钠盐15％～20％、一氯乙酸钠15％～25％、二硫代磷酸钠10％～30％、硫代次膦酸钠10％～30％、烷胺15％～30％、二甲亚砜5％～15％、氨基磺酸胍5％～15％、亚牛磺酸5％～15％。本发明通过利用不同类型、不同结构捕收剂之间的构效关系以及协同效应，不仅产生了新的化学产物，促使更多的捕收剂分子吸附在矿物表面，使得矿物自身的可浮性得到提升。同时，不同药剂之间的协同效应还将使本药剂的捕收能力、选择性能和起泡能力达到平衡以表现出更好的Cu‑Au浮选效果。
Description
技术领域
本发明涉及有色金属矿物选矿技术领域，尤其涉及一种高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂、制备方法及应用方法。
背景技术
铜被广泛地应用于轻工、电气、机械制造、建筑工业、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在中国有色金属材料的消费中排名第二。
从选矿的角度，铜矿石可以分为硫化铜矿石以及斑岩铜矿石两种，西藏玉龙铜矿是一个特大型斑岩和接触交代混合型铜矿床。斑岩铜矿是世界上储量最丰富的一种铜矿石，世界上超过60％的铜产量出自这类矿石，并且其中还伴生有一定的Au、Ag等贵金属。
捕收剂可以在浮选矿浆中特定矿石表面选择性地形成一个疏水层，从而为疏水颗粒附着在气泡上并进一步在泡沫产品中回收这些颗粒提供条件。
目前市面上使用较多的铜捕收剂有烷基黄原酸盐类、二硫代磷酸盐类以及酯类等多种，但从实际效果上来看可以发现，使用最为广泛的黄原酸盐类捕收剂的选择性弱并且稳定性差，遇水、热、酸均会存在分解的现象。二硫代磷酸盐类捕收剂的选择性强，并具有起泡性，但过量使用会使得泡沫量过多、且泡沫过黏，易夹带脉石矿物，从而对浮选过程以及精矿质量产生影响。此外，通过查阅文献后发现，酯类捕收剂在碱性和酸性矿浆条件下均能较为稳定地存在，并能表现出较强的选择性与捕收能力。
但是对于西藏玉龙铜业而言，其地处西藏自治区昌都地区江达县青泥洞乡境内，位于宁静山下，海拔4569—5118米。浮选环境存在高寒、缺氧的挑战，上述常用捕收剂难以在该种条件下获得其最佳的浮选效果。
基于上述原因，复配药剂突显出了其重要性，复配药剂的优势在于其可利用不同药剂之间的协同效应，从而克服单一捕收剂在某种条件下难以充分发挥其捕收性能、以及其起泡性和选择性难以协调的难题。因此，发明一种新型高效捕收剂以实现高寒、缺氧条件下斑岩型铜矿中铜、金的高效捕收，对于避免高原有价金属矿产资源的浪费具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对高寒、缺氧条件下用于斑岩型铜矿的现有铜-金捕收剂捕收能力、选择性及起泡性不能达到所需效果的缺陷，提供一种配制方法便捷、捕收能力、起泡性与选择性能达到高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金所需效果的高效捕收剂、制备方法及应用方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂，其特征在于：该高效捕收剂代号为TX-410，其配方包括：黄原酸钠盐、一氯乙酸钠、二烃基二硫代磷酸盐、硫代次膦酸钠、烷胺、二甲亚砜、氨基磺酸胍、亚牛磺酸，各组成原料的质量比为：黄原酸钠盐15％～20％、一氯乙酸钠15％～25％、二烃基二硫代磷酸盐10％～30％、硫代次膦酸钠10％～30％、烷胺15％～30％、二甲亚砜5％～15％、氨基磺酸胍5％～15％、亚牛磺酸5％～15％。
该药剂主要利用了黄原酸钠盐、一氯乙酸钠、二烃基二硫代磷酸盐、硫代次膦酸钠、烷胺、二甲亚砜、氨基磺酸胍以及亚牛磺酸之间的化学反应与协同效应，不仅产生了新的化学产物，促使更多的捕收剂分子吸附在矿物表面，使得矿物自身的可浮性得到提升。同时，不同药剂之间的协同效应还将使本药剂的捕收能力、选择性能和起泡能力达到平衡以达到出更好的Cu-Au浮选效果。例如：本药剂中黄原酸钠盐捕收剂主要表现出更强的捕收性能，其主要吸附位点为Cu、Fe，所以选择较差。而二烃基二硫代磷酸盐和硫代次膦酸钠盐捕收剂可以选择性的吸附在矿物表面Cu的吸附位点，但其起泡能力较强且黏，脉石夹带严重。另外，烷胺、氨基磺酸胍和亚牛磺酸不仅会在Cu的化学位点发生络合反应，同时还能与二甲亚砜共同调节该捕收剂的起泡能力，减少脉石矿物的夹带，最终使得更多的捕收剂吸附在矿物表面，以提升浮选效果。
其中，所述黄原酸钠盐由乙基黄原酸钠、丙基黄原酸钠、异丙基黄原酸钠、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。
其中，所述二烃基二硫代磷酸盐由二正丁基二硫代磷酸铵、二正丁基二硫代磷酸钠、二仲丁基二硫代磷酸铵、二仲丁基二硫代磷酸钠、二异丙基二硫代磷酸钠、二异丙基二硫代磷酸钾、二异丙基二硫代磷酸铵、二异戊基二硫代磷酸钠、聚氧丁烯醇二硫代磷酸钠、聚氧丁烯醇二硫代磷酸铵中的一种、两种或若干种组成。
其中，硫代次膦酸钠捕收剂由二正丙基二硫代次膦酸钠、二异丙基二硫代次膦酸钠、二正丁基二硫代次膦酸钠、二异丁基二硫代次膦酸钠、二戊基二硫代次膦酸钠中的一种、两种或若干种组成。
其中烷胺类捕收剂由乙胺、一异丙胺、二异丙胺、正丁胺、异丁胺、正戊胺、异戊胺、精胺、糠胺、1-萘胺和1,6-己二胺中的一种、两种或若干种组成。
作为优选方案，各组成原料的质量比为：黄原酸钠盐20％、一氯乙酸钠20％、二烃基二硫代磷酸盐10％、硫代次膦酸钠10％、烷胺20％、二甲亚砜5％、氨基磺酸胍8％、亚牛磺酸7％。
一种基于前述的高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂的制备方法，其特征在于：先按比例称取好各原料，然后将二甲亚砜置于反应容器中，缓慢加入一氯乙酸钠与黄原酸钠盐，于60℃下恒温1.5h；然后缓慢加入烷胺，于50℃下恒温1h；待反应完全后依次加入硫代次膦酸钠、氨基磺酸胍、二烃基二硫代磷酸盐和亚牛磺酸，充分搅拌均匀后即得到高效捕收剂TX-410。
一种基于前述的高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂的应用方法，其特征在于：应用方法如下，称取矿粉1000g,装入实验室用球磨机，在62.5％的矿浆浓度下磨矿5min使矿物颗粒-0.074mm的比例为75％，然后进行浮选；将矿浆装入XFD型3L浮选槽内搅拌2min，加入石灰搅拌2min，加入捕收剂TX-410搅拌2min，加入起泡剂搅拌1min后开始通气浮选；
在3L的XFD型浮选槽中粗选3.5min，将得到的精矿制样并化验铜、金品位，分析回收率，剩余矿浆作为尾矿同样制样并化验铜、金品位，分析回收率；
浮选过程中浮选机转速为1704r/min，加入石灰用量为1000g/t，捕收剂TX-410用量为28g/t，起泡剂2#油用量为28g/t。
一种基于前述的高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂的应用方法，其特征在于：按以下步骤进行，
(1)磨矿：将矿石磨细，在62.5％的矿浆浓度下磨矿5min使矿物颗粒-0.074mm的比例为75％；
(2)依次加入石灰、捕收剂TX-410和起泡剂2#油，分别经过2min，2min，1min后开始通气浮选，并将浮选所得的精矿制样并化验铜、金品位，分析回收率，剩余矿浆作为尾矿制样并化验铜、金品位、分析回收率；
在步骤(2)的浮选过程中，浮选机转速为1704r/min，铜浮选加入石灰用量为1000g/t，捕收剂TX-410用量为28g/t，起泡剂2#油用量为28g/t。
本发明通过利用不同类型、不同结构捕收剂之间的构效关系以及协同效应，不仅产生了新的化学产物，促使更多的捕收剂分子吸附在矿物表面，使得矿物自身的可浮性得到提升。同时，不同药剂之间的协同效应还将使本药剂的捕收能力、选择性能和起泡能力达到平衡以表现出更好的Cu-Au浮选效果。实现了高寒、缺氧条件下斑岩型铜矿中铜、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，同时还能为选矿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。
附图说明
图1为本发明在实验室条件下的开路浮选工艺流程图；
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：
一、捕收剂TX-410制备工艺：
各组成原料的质量比为：黄原酸钠盐20％、一氯乙酸钠20％、二烃基二硫代磷酸盐10％、硫代次膦酸钠10％、烷胺20％、二甲亚砜5％、氨基磺酸胍8％、亚牛磺酸7％。
首先按比例称取好各原料，然后将二甲亚砜置于反应容器中，缓慢加入一氯乙酸钠与黄原酸钠盐，于60℃下恒温1.5h。然后缓慢加入烷胺，于50℃下恒温1h。待反应结束并冷却至室温后依次加入硫代次膦酸钠、氨基磺酸胍、二烃基二硫代磷酸盐和亚牛磺酸。充分搅拌均匀后即为高效捕收剂TX-410。
二、应用实施例：
实施例1：以西部某矿山斑岩型铜矿作为应用对象。实施例在实验室完成，且浮选过程中均使用自来水来维持浮选槽液面平衡。
本实施例为捕收剂TX-410的效果对比实验，实验过程严格按照图1所示的流程进行，称取矿粉1000g，在62.5％的矿浆浓度下磨矿5min，使矿物颗粒-0.074mm的比例为75％，进行浮选实验。将矿浆转移到XFD型3L浮选槽内搅拌，加入石灰后搅拌2min，加入捕收剂TX-410搅拌2min，加入起泡剂2#油搅拌1min后，调平液面开始通气浮选。
在3L的XFD型浮选槽中粗选3.5min，将得到的精矿制样并化验铜、金品位，分析回收率，剩余矿浆作为尾矿同样制样并化验铜、金品位，分析回收率。
实验条件为：浮选过程中浮选机转速为1704r/min，加入石灰用量为1000g/t，捕收剂TX-410用量为28g/t，起泡剂2#油用量为28g/t。
作为对比条件1：北矿院研发的铜硫矿高效捕收剂BK-404，具体实验条件为：石灰用量为1000g/t，BK-404用量为28g/t，起泡剂2#油用量为28g/t。
表1 TX-410与BK-404浮选效果对比
注：“*”单位为g/t。
由表1的实验结果可以看出，本发明的新型捕收剂TX-410与对比组的捕收剂BK-404相比，精矿中铜的品位提高了1.02个百分点，回收率提高了7.65个百分点；精矿中金的品位提高了0.04个百分点，回收率提高了8.93个百分点。由此可见本发明的新型铜-金高效捕收剂TX-410相比于BK-404，在提升铜浮选指标的同时也可以有效的提升金的浮选指标。
实施例2：制备捕收剂TX-410的原料组成为：黄原酸钠盐15％、一氯乙酸钠15％、二烃基二硫代磷酸盐30％、硫代次膦酸钠10％、烷胺15％、二甲亚砜5％、氨基磺酸胍5％、亚牛磺酸5％。制备过程同前。
在本实施例中以含金斑岩型硫化铜矿以及角岩矿按照5：2的比例混合的矿样作为应用对象。本实施例在实验室完成，且浮选过程中均使用自来水来维持浮选槽液面平衡。
本实施例为新型捕收剂TX-410效果的对比实验，实验过程严格按照图1所示的流程进行，具体浮选流程与实施例1相同。
本实施例的试验条件为：浮选过程中浮选机转速为1704r/min，加入石灰用量为1000g/t，捕收剂TX-410用量为28g/t，起泡剂2#油用量为28g/t。
对比条件2：目前选厂常用的捕收剂Z-200，具体试验条件为：浮选过程中浮选机转速为1704r/min，加入石灰用量为1000g/t，Z-200用量为28g/t，起泡剂2#油用量为28g/t。
表2 TX-410与Z-200浮选效果对比
注：“*”单位为g/t。
由表2的实验结果可以看出，本发明的新型捕收剂TX-410与Z-200相比，精矿中铜的品位提升了1.56个百分点，回收率提升了3.85个百分点，金的品位提高了0.3个百分点，回收率提高了6.25个百分点。由此可见本发明的新型高效捕收剂TX-410相比于Z-200，在提升铜浮选指标的同时也提高了金的浮选指标。
实施例3，制备捕收剂TX-410的原料组成为：黄原酸钠盐15％、一氯乙酸钠10％、二烃基二硫代磷酸盐10％、硫代次膦酸钠20％、烷胺15％、二甲亚砜15％、氨基磺酸胍10％、亚牛磺酸5％。制备过程同前。
在本实施例中以含金斑岩型硫化铜矿作为应用对象。本实施例是进行小型闭路试验验证。
本实施例为捕收剂TX-410效果的对比试验，试验过程严格按照图2所示的流程进行，称取矿粉1000g，在62.5％的矿浆浓度下磨矿5min使矿物粒度-0.074mm的比例为75％，进行浮选实验。将矿浆转移至XFD型3L浮选槽内搅拌,依次加入石灰、捕收剂TX-410和起泡剂2#油，分别经过2min，2min，1min后开始通气浮选。
首先在3L的浮选槽内粗选3min，并将浮选所得的粗精矿转移至1.5L的浮选槽中进行扫选，得到中矿1返回至粗选，剩余矿浆进行二次扫选所得中矿2返回粗选，剩余尾矿以及精矿制样分析其品位和回收率。
本实施例的试验条件为：铜粗浮选加入石灰用量为1000g/t，本发明新型高效捕收剂TX-410用量为28g/t，起泡剂2#油用量为28g/t；铜扫选一TX-410用量为14g/t，起泡剂2#油用量为14g/t；铜扫选二捕收剂TX-410用量为7g/t。
对比条件3：北矿院研发的铜硫矿高效捕收剂BK-404，具体试验条件为铜粗浮选加入石灰用量为1000g/t，BK-404用量为28g/t，起泡剂2#油用量为28g/t；铜扫选一BK-404用量为14g/t，起泡剂2#油用量为14g/t；铜扫选二捕收剂BK-404用量为7g/t。
表3 TX-410与BK-404浮选效果对比
由表3的实验结果可以看出，本发明的高效捕收剂TX-410与BK-404相比，精矿中铜的回收率提高了2.72个百分点；金品位提高了0.07个百分点，金的回收率提高了21.85个百分点。由此可见，在闭路实验达到平衡后，本发明的新型高效捕收剂TX-410对于Cu、Au的捕收能力相比于BK-404具有更好的浮选指标。
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 (9)
1.一种高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂，其特征在于：该高效捕收剂代号为TX-410，其配方包括：黄原酸钠盐、一氯乙酸钠、二烃基二硫代磷酸盐、硫代次膦酸钠、烷胺、二甲亚砜、氨基磺酸胍、亚牛磺酸，各组成原料的质量比为：黄原酸钠盐15％～20％、一氯乙酸钠15％～25％、二烃基二硫代磷酸盐10％～30％、硫代次膦酸钠10％～30％、烷胺15％～30％、二甲亚砜5％～15％、氨基磺酸胍5％～15％、亚牛磺酸5％～15％。
2.根据权利要求1所述的高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂，其特征在于：所述黄原酸钠盐由乙基黄原酸钠、丙基黄原酸钠、异丙基黄原酸钠、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。
3.根据权利要求1所述的高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂，其特征在于：所述二烃基二硫代磷酸盐由二正丁基二硫代磷酸铵、二正丁基二硫代磷酸钠、二仲丁基二硫代磷酸铵、二仲丁基二硫代磷酸钠、二异丙基二硫代磷酸钠、二异丙基二硫代磷酸钾、二异丙基二硫代磷酸铵、二异戊基二硫代磷酸钠、聚氧丁烯醇二硫代磷酸钠、聚氧丁烯醇二硫代磷酸铵中的一种、两种或若干种组成。
4.根据权利要求1所述的高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂，其特征在于：硫代次膦酸钠捕收剂由二正丙基二硫代次膦酸钠、二异丙基二硫代次膦酸钠、二正丁基二硫代次膦酸钠、二异丁基二硫代次膦酸钠、二戊基二硫代次膦酸钠中的一种、两种或若干种组成。
5.根据权利要求1所述的高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂，其特征在于：烷胺类捕收剂由乙胺、一异丙胺、二异丙胺、正丁胺、异丁胺、正戊胺、异戊胺、精胺、糠胺、1-萘胺和1,6-己二胺中的一种、两种或若干种组成。
6.根据权利要求1所述的高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂，其特征在于：各组成原料的质量比为：黄原酸钠盐20％、一氯乙酸钠20％、二烃基二硫代磷酸盐10％、硫代次膦酸钠10％、烷胺20％、二甲亚砜5％、氨基磺酸胍8％、亚牛磺酸7％。
7.一种基于权利要求1所述的高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂的制备方法，其特征在于：先按比例称取好各原料，然后将二甲亚砜置于反应容器中，缓慢加入一氯乙酸钠与黄原酸钠盐，于60℃下恒温1.5h；然后缓慢加入烷胺，于50℃下恒温1h；待反应完全后依次加入硫代次膦酸钠、氨基磺酸胍、二烃基二硫代磷酸盐和亚牛磺酸，充分搅拌均匀后即得到高效捕收剂TX-410。
8.一种基于权利要求1所述的高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂的应用方法，其特征在于：应用方法如下，称取矿粉1000g,装入实验室用球磨机，在62.5％的矿浆浓度下磨矿5min使矿物颗粒-0.074mm的比例为75％，然后进行浮选；将矿浆装入XFD型3L浮选槽内搅拌2min，加入石灰搅拌2min，加入捕收剂TX-410搅拌2min，加入起泡剂搅拌1min后开始通气浮选；
在3L的XFD型浮选槽中粗选3.5min，将得到的精矿制样并化验铜、金品位，分析回收率，剩余矿浆作为尾矿同样制样并化验铜、金品位，分析回收率；
浮选过程中浮选机转速为1704r/min，加入石灰用量为1000g/t，捕收剂TX-410用量为28g/t，起泡剂2#油用量为28g/t。
9.一种基于权利要求1所述的高寒、缺氧条件下从斑岩型铜矿捕收铜-金的高效捕收剂的应用方法，其特征在于：按以下步骤进行，
(1)磨矿：将矿石磨细，在62.5％的矿浆浓度下磨矿5min使矿物颗粒-0.074mm的比例为75％；
(2)依次加入石灰、捕收剂TX-410和起泡剂2#油，分别经过2min，2min，1min后开始通气浮选，并将浮选所得的精矿制样并化验铜、金品位，分析回收率，剩余矿浆作为尾矿制样并化验铜、金品位、分析回收率；
在步骤(2)的浮选过程中，浮选机转速为1704r/min，铜浮选加入石灰用量为1000g/t，捕收剂TX-410用量为28g/t，起泡剂2#油用量为28g/t。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |