專利名稱：一種反浮選脫硅用捕收劑及其制備方法
專利說(shuō)明一種反浮選脫硅用捕收劑及其制備方法 本發(fā)明涉及一種反浮選脫硅用捕收劑及其制備方法，特別是針對(duì)磁鐵礦、赤鐵礦及鈦鐵礦等鐵礦石和鋁上礦的反浮選脫硅。傳統(tǒng)的反浮選工藝包括陰離子反浮選和陽(yáng)離子捕收劑反浮選。陰離子反浮選用氫氧化鈉或碳酸鈉調(diào)整pH到11以上，用鈣離子(氯化鈣或氫氧化鈣)活化石英類硅酸鹽礦物，用脂肪酸類捕收劑進(jìn)行浮選，用淀粉(木薯淀粉、橡子淀粉和栗子淀粉等)、磺化木素和糊精等抑制目的礦物。該法的缺點(diǎn)是藥劑種類多，成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重，且只適用于品位較高，硅酸鹽脈石較易浮起的礦石。陽(yáng)離子捕收劑反浮選方案，主要用水玻璃、單寧、淀粉和磺化木素等抑制目的礦物。在pH為8～9時(shí)，用胺類捕收劑浮選石英等硅酸鹽脈石。此法的特點(diǎn)是目的礦物回收率和精礦質(zhì)量均較陰離子反浮選高，且一般可免去脫泥作業(yè)。但常規(guī)陽(yáng)離子反浮選工藝的藥劑種類較多，藥劑成本高，生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜。尋找和開發(fā)新型高效陽(yáng)離子捕收劑是反浮選技術(shù)的關(guān)鍵所在。其中，以季銨鹽類表面活性劑的研究較為突出。目前，關(guān)于使用季銨化合物作捕收劑的實(shí)例主要有(1)US 3 960 715中公開了涉及在包括季胺，例如十二烷基三甲基氯化銨在內(nèi)的陽(yáng)離于浮選捕收劑存在的情況下從鐵礦石中分離出硅脈石組分的泡沫浮選法。
(2)CN 1347345A中公布了在存在鐵礦石沉淀劑，且pH值為7～11的情況下，采用具有R1R2N+R3R4 1/Z XZ-結(jié)構(gòu)的季銨鹽化合物作反浮選捕收劑。
在上述公開的專利技術(shù)中尚存在一定不足，或得到的精礦中硅酸鹽含量太高，或得到的精礦產(chǎn)率太低，或者適用于礦石中含硅量較低的情況，且浮選過(guò)程中均需要添加其它輔助調(diào)整劑。針對(duì)已有季銨鹽陽(yáng)離子反浮選工藝存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種在不添加任何調(diào)整劑(如淀粉、糊精及單寧等)的前提下，具有高選擇性、強(qiáng)捕收能力的季銨鹽陽(yáng)離子高效硅酸鹽礦物捕收劑，以用于反浮選硅酸鹽礦物。
本發(fā)明所述的反浮選脫硅捕收劑屬于復(fù)合型季銨鹽類陽(yáng)離子表面活性劑，該陽(yáng)離子表面活性劑含有多種功能團(tuán)，其中，主要包含以下功能團(tuán)
和/或 其陰離子可為鹵化物如Br、Cl等的化合物。外觀為淺黃至白色膏狀，常溫加水即溶，無(wú)需加酸或加熱處理。
本發(fā)明所述捕收劑的制備方法是將含碳12至18的三甲基鹵化物中的任一種，在80℃至100℃的條件下，保溫15至20分鐘，然后冷卻并攪拌10至15分鐘，使其變成淺黃色至白色膏狀物，再按0～3∶1的比例加入含碳12至18的二甲基芐基鹵化物中的任一種，在常溫下均勻攪拌10至20分鐘，得到本發(fā)明所述捕收劑。所加入含碳12至18的二甲基芐基鹵化物的比例，根據(jù)所處理的礦石性質(zhì)不同而相應(yīng)變化。
本發(fā)明所述反浮選脫硅捕收劑具有以下特點(diǎn)其烴基優(yōu)選含碳12至18的碳鏈，主要功能團(tuán)為 和/或 對(duì)硅酸鹽礦物的浮選同時(shí)具備高選擇性和強(qiáng)捕收能力，彌補(bǔ)了已有同類藥劑只具備高選擇性或強(qiáng)捕收能力的單一性能的缺陷；無(wú)毒副作用、屬環(huán)保型選礦藥劑。
本發(fā)明所述反浮選脫硅捕收劑的制備方法具有以下特點(diǎn)制備過(guò)程簡(jiǎn)單，根據(jù)生產(chǎn)原料成份的不同，本發(fā)明的捕收劑的外觀為淺黃色至白色粘稠膏狀，其轉(zhuǎn)化產(chǎn)率為78％～90％；藥劑的配制簡(jiǎn)單，常溫下加水即溶，無(wú)需加酸或加熱配制。
采用本發(fā)明所述反浮選脫硅捕收劑的浮選過(guò)程具有以下特點(diǎn)適用于4℃至35℃環(huán)境下的浮選過(guò)程；適應(yīng)的礦漿酸堿度范圍為pH＝4～11，物料粒度為-0.074mm 70％至95％，無(wú)需預(yù)先脫泥處理；視所處理礦石性質(zhì)的不同，可添加或不添加其他調(diào)整劑(如淀粉等)；根據(jù)礦石中硅酸鹽礦物含量的變化，其用量在80～500克/噸之間。實(shí)施例1捕收劑的制備將十二烷基三甲基鹵化物在80℃下恒溫15分鐘，然后再冷卻10分鐘并攪拌，得到膏狀物，然后，按重量比為1∶1比例加入十二烷基二二甲基芐基鹵化物，攪拌10分鐘，得到本發(fā)明捕收劑。
將磁鐵礦礦石磨至-0.074mm粒級(jí)含量為70％至95％，在自然pH條件下，僅添加本發(fā)明的捕收劑進(jìn)行反浮選。在試驗(yàn)室條件下，用量為100～200克/噸時(shí)，經(jīng)一粗一精兩次反浮選的開路試驗(yàn)，得到如表1所示的結(jié)果。
表1 試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果
表1中的結(jié)果表明，在用量均為150克/噸時(shí)，與本發(fā)明所述反浮選脫硅捕收劑相比，十二烷基三甲基溴化銨的反浮選體現(xiàn)出良好的選擇性，浮選泡沫產(chǎn)品含硅達(dá)到43.10％，但捕收能力相對(duì)較弱，鐵精礦中硅含量偏高。相反，十二烷基二甲基芐基溴化銨則體現(xiàn)出較強(qiáng)的捕收能力，但選擇相對(duì)較差。
實(shí)施例2捕收劑制備同實(shí)施例1，將捕收劑應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。經(jīng)一粗、二精、一掃的閉路流程，取得了優(yōu)異的浮選指標(biāo)，其反浮選部分的指標(biāo)見表2。反浮選的泡沫產(chǎn)品可進(jìn)一步采用磁選方法回收鐵礦物，并經(jīng)再磨后返回至反浮選系統(tǒng)，以提高鐵礦物的回收率。
表2 工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果
實(shí)施例3捕收劑的制備將十二烷基三甲基鹵化物在80℃下恒溫15分鐘，然后再冷卻10分鐘并攪拌，得到膏狀物，然后，按重量比為0.5∶1比例加入十二烷基二甲基芐基鹵化物，攪拌10分鐘，得到試驗(yàn)用的本發(fā)明捕收劑。
將鋁土礦礦石磨碎至75％-0.074mm，加水調(diào)漿至20％的重量濃度時(shí)，添加硫酸調(diào)節(jié)pH值為6～7，再添加本發(fā)明所述反浮選脫硅捕收劑，其浮選結(jié)果見表3。
表3 鋁土礦反浮選試驗(yàn)結(jié)果
表3的試驗(yàn)結(jié)果同樣表明，與十二烷基三甲基溴化銨和十二烷基二甲基芐基溴化銨相比，本發(fā)明的捕收劑具有較好的選擇性和較強(qiáng)的捕收能力。
權(quán)利要求
1.一種反浮選脫硅用捕收劑，其特征在于本發(fā)明屬于復(fù)合型季銨鹽類陽(yáng)離子表面活性劑，該陽(yáng)離子表面活性劑含有多種功能團(tuán)，其中，主要包含以下功能團(tuán) 和/或 外觀為淺黃至白色膏狀，常溫加水即溶，無(wú)需加酸或加熱處理。
2.一種權(quán)利要求1所述捕收劑的制備方法，其特征在于將含碳12至18的三甲基鹵化物中的任一種，在80℃至100℃的條件下，保溫15至20分鐘，然后冷卻并攪拌10至15分鐘，使其變成淺黃色至白色膏狀物，再按0～3∶1的比例加入含碳12至18的二甲基芐基鹵化物中的任一種，在常溫下均勻攪拌10至20分鐘，得到本發(fā)明所述捕收劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的捕收劑，其特征在于，本發(fā)明適用于礦漿酸堿度范圍為pH＝4～11，且礦漿溫度4℃至35℃環(huán)境下的浮選過(guò)程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的捕收劑，其特征在于本發(fā)明適用于鋁土礦、鐵礦等含硅酸鹽礦物的礦石，通過(guò)反浮選硅酸鹽礦物，達(dá)到富集目的礦物特別是鐵、鋁礦物等的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種反浮選脫硅用捕收劑及其制備方法。本發(fā)明所述捕收劑屬于復(fù)合型季銨鹽類陽(yáng)離子表面活性劑，其烴鏈長(zhǎng)度為12至18個(gè)碳，含有多種功能團(tuán)，其中，主要包含有以下功能團(tuán)
文檔編號(hào)B03D1/004GK1507954SQ0213983
公開日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者王毓華, 胡岳華 申請(qǐng)人:中南大學(xué)