CN117696263A - 一种硫铁矿的硫砷浮选分离抑制剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于选矿药剂技术领域，具体涉及一种硫铁矿的硫砷浮选分离抑制剂及其制备方法和应用。硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂，按质量份数计包括以下原料：间硝基苯甲酸钠30~50份、巯基乙酸铵20~50份、黄腐酸钾10~20份、氯化铵5~10份。本发明能够在黄铁矿和砷黄铁矿浮选分离过程中选择性抑制砷黄铁矿，实现硫砷矿物分离。
Description
技术领域
本发明属于选矿药剂技术领域，具体涉及一种硫铁矿的硫砷浮选分离抑制剂及其制备方法和应用。
背景技术
黄铁矿（又名硫铁矿，FeS2）是地壳中分布最广的硫化矿物之一，普遍存在于各种类型的岩石矿床中；砷黄铁矿（又名毒砂，FeAsS）是一种极为重要的含砷的黄铁矿类型。选矿领域内砷黄铁矿与黄铁矿的分离通常简称为硫砷分离，由于砷黄铁矿常与黄铁矿紧密共生，且二者表面性质相近，所以在用硫代化合物为捕收剂浮选黄铁矿时砷黄铁矿矿物常常混入硫精矿造成硫产品含砷过高，冶炼过程中常会因砷含量过高，造成空气污染等问题。因此，无论是黄铁矿冶炼还是制备硫酸，都需要进行硫砷分离，获得含砷较低的硫精矿。
黄铁矿和砷黄铁矿拥有相似的晶体结构和表面性质，它们的可浮性相似彼此难以分离。黄铁矿和砷黄铁矿一般通过“抑砷浮硫”的方法进行分离，为达到分离的效果会大量使用各种抑制剂。砷黄铁矿的抑制剂主要可以分为无机抑制剂、有机抑制剂、新型及组合抑制剂四种。常用的无机抑制剂有石灰、氧化剂、碳酸盐、硫氧化合物等是应用较广泛的无机抑制剂；无机抑制剂在铜砷浮选分离中应用较为广泛，不过由于无机抑制剂存在抑制剂用量大，生产成本较高，而部分无机药剂存在一定毒性，对环境及人体造成极大危害等缺点，目前在国内矿山不被推广使用。有机抑制剂因其价廉、抑制能力强、安全、环保等诸多优点，使得有机抑制剂在选厂应用越来越广泛。常用有机抑制剂包括巯基乙酸、焦性没食子酸、抗坏血酸、黄腐酸钠、对氨基苯酚等。
但是现有的抑制剂在抑制砷黄铁矿的同时会不同程度地抑制黄铁矿，导致硫回收率不高，精矿产品的砷抑制效果不好，因此寻找高效、选择性强的抑制剂是解决硫砷分离的重要研究方向。
发明内容
针对目前硫砷分离存在的问题，本发明的目的是提出一种硫铁矿的硫砷浮选分离抑制剂及其制备方法和应用。本发明能够在黄铁矿和砷黄铁矿浮选分离过程中选择性抑制砷黄铁矿，实现硫砷矿物分离。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：
一种硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂，按质量份数计包括以下原料：间硝基苯甲酸钠30~50份、巯基乙酸铵20~50份、黄腐酸钾10~20份、氯化铵5~10份。
一种硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在反应容器中加入一定量的水，水浴加热到40~50℃，在搅拌的条件下，加入间硝基苯甲酸钠和黄腐酸钾，充分溶解后恒温反应1小时，得到反应溶液A；
（2）再向反应溶液A中加入巯基乙酸铵和氯化铵，搅拌30分钟，得到溶液B；
（3）将溶液B浓缩除去水分后，结晶，形成浅红色粉末产品，即为砷黄铁矿抑制剂。
进一步地，所述步骤1中，水与间硝基苯甲酸钠质量比5:1。
一种硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的应用，包括以下步骤：
步骤1、硫铁矿加入石灰，经磨矿调浆后得到浮选矿浆；
步骤2、向步骤1的矿浆中加入砷黄铁矿抑制剂、捕收剂、起泡剂，为一次粗选；粗选完成后，加入一定量的捕收剂，进行一次扫选；
步骤3、粗硫精矿再加入一定量砷黄铁矿抑制剂，经一次精选后得到浮选降砷后的硫精矿。
进一步地，所述步骤1中，矿浆pH为9~10。
进一步地，所述步骤1中，石灰加入量3000~3500g/t。
进一步地，所述步骤2中，砷黄铁矿抑制剂的加入量为2000~3000g/t。
进一步地，所述步骤2中，所述的捕收剂为丁基黄药，加入量为50~200g/t，起泡剂松醇油的加入量为20~100g/t，扫选加入捕收剂丁基黄药10~30g/t。
进一步地，所述步骤3中，砷黄铁矿抑制剂的加入量为粗选的1/3~1/5。
本发明的技术原理为：
（1）抑制剂中的巯基乙酸铵分子中存在-SH和-COO-基团，分子底部的-SH基团具有很强的亲和力，可以通过化学吸附的方式吸附砷黄铁矿表面的Fe和As位点。然后，-SH分别与砷黄铁矿表面的Fe原子和As原子形成S-Fe和S-As化学键。同时，分子顶部的-COO-基团具有天然的亲水性，可以吸引矿浆中的水分子形成亲水膜。砷黄铁矿、巯基乙酸铵和水分子之间产生了稳定的类似桥的结构。这种结构导致砷黄铁矿表面覆盖了一层稳定的亲水膜，从而严重恶化了其可浮性。
（2）抑制剂中的间硝基苯甲酸钠的-NOO-基团，具有一定氧化性，加速了砷黄铁矿表面金属原子的氧化，降低了砷黄铁矿表面的可浮性。由于砷黄铁矿表面存在路易斯酸性位点（Fe），As原子提供了更强的路易斯碱，优先吸附质子。当-NOO-基团与砷黄铁矿表面反应时，在表面会发生明显的电子转移过程。这种电子转移过程有利于-NOO-与砷黄铁矿表面之间的化学相互作用。砷黄铁矿表面失去电子，-NOO-接受电子。间硝基苯甲酸钠与砷黄铁矿表面的相互作用促进了其在矿物表面的吸附，从而改变砷黄铁矿表面的性质，降低砷黄铁矿的可浮性。
（3）抑制剂中含有的黄酸酸钾含有羧基和醌基基团能，可以选择性的吸附在砷黄铁矿表面，形成一层亲水薄膜，促进砷黄铁矿亲水，增加了砷黄铁矿和黄铁矿的浮游差。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下。
（1）本发明的砷黄铁矿抑制剂具有多种官能团，能够发挥药剂的协同作用。
（2）采用本发明的高效抑制剂和浮选方法后，实现了对含砷黄铁矿选择性抑制效果。
（3）本发明的砷黄铁矿抑制剂对矿石性质变化具有较好的适应性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换和替换，均属于本发明的保护范围。
一种硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂，按质量份数计包括以下原料：间硝基苯甲酸钠30~50份、巯基乙酸铵20~50份、黄腐酸钾10~20份、氯化铵5~10份。
一种硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）在反应容器中加入一定量的水，水浴加热到40~50℃，在搅拌的条件下，加入一定量的间硝基苯甲酸钠和黄腐酸钾，充分溶解后恒温反应1小时，得到反应溶液A；
（2）再向反应溶液A中加入一定量巯基乙酸铵和氯化铵，搅拌30分钟，得到溶液B；
（3）将溶液B浓缩除去水分后，结晶，形成浅红色粉末产品，即为砷黄铁矿抑制剂。
进一步地，所述步骤1中，水与间硝基苯甲酸钠质量比5:1。
本发明所述的抑制剂在硫铁矿硫砷分离中的应用，所述的应用包括以下步骤：
步骤1、硫铁矿加入石灰，经磨矿调浆后得到浮选矿浆；
步骤2、向步骤1的矿浆中加入砷黄铁矿抑制剂、捕收剂、起泡剂，为一次粗选，再一次扫选；
步骤3、粗硫精矿再加入一定量砷黄铁矿抑制剂，经一次精选后得到浮选降砷后的硫精矿。
实施例1。
一种硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的制备方法，步骤如下：
（1）在反应容器中加入一定量（与间硝基苯甲酸钠质量比5:1）的水，水浴加热到40℃，在搅拌的条件下，加入40份的间硝基苯甲酸钠和15份黄腐酸钾，充分溶解后恒温反应1小时，得到反应溶液A；
（2）向反应溶液A中加入40份巯基乙酸铵和5份氯化铵，搅拌30分钟，得到反应液B；
（3）将溶液B浓缩除去水分后，结晶，形成浅红色粉末产品，即为砷黄铁矿抑制剂。
实施例2。
一种硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的制备方法，步骤如下：
（1）在反应容器中加入一定量（与间硝基苯甲酸钠质量比5:1）的水，水浴加热到40℃，在搅拌的条件下，加入50份的间硝基苯甲酸钠和10份黄腐酸钾，充分溶解后恒温反应1小时，得到反应溶液A；
（2）向反应溶液A中加入30份巯基乙酸铵和10份氯化铵，搅拌30分钟，得到溶液B；
（3）将溶液B浓缩除去水分后，结晶，形成浅红色粉末产品，即为砷黄铁矿抑制剂。
实施例3。
一种硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的制备方法，步骤如下：
（1）在反应容器中加入一定量（与间硝基苯甲酸钠质量比5:1）的水，水浴加热到40℃，在搅拌的条件下，加入30份的间硝基苯甲酸钠和15份黄腐酸钾，充分溶解后恒温反应1小时，得到反应溶液A；
（2）向反应溶液A中加入50份巯基乙酸铵和5份氯化铵，搅拌30分钟，得到溶液B；
（3）将溶液B浓缩除去水分后，结晶，形成浅红色粉末产品，即为砷黄铁矿抑制剂。
实例1。
本实例为实施例1所述的硫铁矿硫砷分离抑制剂制备方法得到的抑制剂的一个应用实例。
1、矿石原料
内蒙古某矿山反浮选得到的硫铁矿，矿石性质：硫砷混合矿中硫化砷主要以砷黄铁矿形式存在，硫铁矿主要为磁黄铁矿和黄铁矿，此外还含有微量黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、自然银、金及锡石等金属矿物。脉石矿物主要有石英、菱铁矿，少量白云石、黑云母、绿泥石等。试验矿石中S品位为38.12%，砷品位为9.22 %。
2、硫铁矿混合矿，采用一次粗选、一次扫选、一次精选工艺流程，硫铁矿磨矿细度-200目占90%，矿浆浓度30%、粗选氧化钙用量3200g/t，pH为9.5，捕收剂丁基黄药为100g/t，起泡剂松醇油为40g/t，粗选抑制剂用量为3000g/t；浮选5min扫选加入丁基黄药10g/t，不加抑制剂，浮选3min。一次精选抑制剂用量为600g/t，浮选3min，得到S品位45.22%，S回收率75.20%，As品位0.65%的硫精矿。
实例2。
本实例为实施例2所述的硫铁矿硫砷分离抑制剂制备方法得到的抑制剂的一个应用实例。
1、矿石原料
广西某资源二次利用企业反浮选的硫铁矿，矿石性质：硫砷混合矿中硫化砷主要以砷黄铁矿形式存在，硫铁矿主要黄铁矿，此外还含有微量氧化锌矿、氧化铅矿、锡石等金属矿物。脉石矿物主要有石英、菱铁矿等。试验矿石中S品位为35%，砷品位为6.5 %。
2、药硫铁矿混合矿，采用一次粗选、一次扫选、一次精选工艺流程；硫铁矿磨矿细度-200目80%，矿浆浓度30%、
粗选氧化钙用量为2000g/t，pH为9.0，捕收剂丁基黄药用量80g/t，起泡剂松醇油用量为40g/t，抑制剂用量为2500g/t，浮选5min，扫选加入丁基黄药15g/t，浮选3min；一次精选抑制剂用量为500g/t，浮选3min，闭路试验得到S品位46.22%，S回收率81.88%，As品位0.53%的硫精矿。
Claims (9)
1.一种硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂，其特征在于，按质量份数计包括以下原料：间硝基苯甲酸钠30~50份、巯基乙酸铵20~50份、黄腐酸钾10~20份、氯化铵5~10份。
2.一种硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在反应容器中加入一定量的水，水浴加热到40~50℃，在搅拌的条件下，加入间硝基苯甲酸钠和黄腐酸钾，充分溶解后恒温反应1小时，得到反应溶液A；
（2）再向反应溶液A中加入巯基乙酸铵和氯化铵，搅拌30分钟，得到溶液B；
（3）将溶液B浓缩除去水分后，结晶，形成浅红色粉末产品，即为砷黄铁矿抑制剂。
3.根据权利要求2所述的硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，水与间硝基苯甲酸钠质量比5:1。
4.一种硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的应用，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、硫铁矿加入石灰，经磨矿调浆后得到浮选矿浆；
步骤2、向步骤1的矿浆中加入砷黄铁矿抑制剂、捕收剂、起泡剂，为一次粗选；粗选完成后，加入一定量的捕收剂，进行一次扫选；
步骤3、粗硫精矿再加入一定量砷黄铁矿抑制剂，经一次精选后得到浮选降砷后的硫精矿。
5.根据权利要求4所述的硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，矿浆pH为9~10。
6.根据权利要求4所述的硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，石灰加入量3000~3500g/t。
7.根据权利要求4所述的硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，砷黄铁矿抑制剂的加入量为2000~3000g/t。
8.根据权利要求4所述的硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，所述的捕收剂为丁基黄药，加入量为50~200g/t，起泡剂松醇油的加入量为20~100g/t，扫选加入捕收剂丁基黄药10~30g/t。
9.根据权利要求4所述的硫铁矿硫砷浮选分离抑制剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，砷黄铁矿抑制剂的加入量为粗选的1/3~1/5。
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