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氧化矿矿石浮选捕收剂
日期:2019-10-11   来源:   作者:匡国友   

  矿产资源属于一次性资源,具有不可再生性,我国 的铁矿石资源具有以下明显不足:①平均原矿品位较低;②富矿的比例偏少;③SiO2的含量 偏高;④铁矿含磷、硫、砷超标;⑤大量含铁尾矿再选率低,资源浪费严重。这些不利因素给 我国选矿工作者提出了更高的要求。我国选矿工作者必须不断加强提质降杂(尤其是提铁 降硅、提铁降磷、提铁降硫)及含铁尾矿再选的研究,才能使我国自产的铁精矿克服先天不 足,在与国外铁矿石的竞争中形成竞争优势。

  为了提高铁精矿的品质,近几年我国钢铁矿山纷纷采用磁选铁矿再反浮选工艺, 以降低精矿杂质二氧化硅等的含量。在钢铁行业要求不断提高高炉利用系数以增强自身竞 争力的今天,冶金矿山企业应用反浮选工艺加强对铁精矿进行提铁降硅、提铁降杂(降磷、 降硫、降砷、尾矿再选),这具有十分重要的意义。

  目前,铁矿反浮选降硅的工艺有两种:一种是从强磁精矿反浮选发展起来的阴离 子反浮选工艺,该工艺在我国得到较普遍的应用;另一种是阳离子反浮选工艺,工业发达国 家一般采用阳离子反浮选工艺。我国采用阴离子反浮选工艺虽然能够获得较好的分选指 标,但浮选温度高(需加温浮选),能耗大,使用药剂品种多(需使用抑制剂、调整剂、活化剂、 捕收剂等),这导致药剂费用过高,精矿过滤困难。而目前应用的阳离子反浮选捕收剂主要 是胺类捕收剂,包括脂肪胺和醚胺。根据胺分子中氢被其它烃基(主要是甲基)取代数量的 多少分为伯胺、仲胺、叔胺、季胺,而按照含胺分子中胺基含量的多少又分为一元胺和二元 胺。胺类捕收剂发展较慢,其与阴离子反浮选捕收剂相比,胺类捕收剂分选效果也相对较 差,形成的泡沫粘,在选别过程中没有阴离子反浮选容易控制。

  为了更好地推动反浮选工艺的发展,必须加强对反浮选药剂及工艺的优化工作。 加强对阴离子反浮选工艺的应用研究,使阴离子反浮选所拥有的药剂简单、有利于过滤脱 水。

  本文要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种捕收能力强、抗泥化 能力强、生产成本低、性质稳定、选择性好、环保安全的铁矿石、萤石、磷矿、稀土矿、钨矿、钛 铁矿浮选阴离子捕收剂,还提供一种该捕收剂生产方法和应用方法,该应用方法具有操作 方便、耐硬水、药剂用量小的优势。

  为解决上述技术问题,本文提出的技术方案为一种铁矿石浮选阴离子捕收剂, 所述阴离子捕收剂主要由以下质量分数的组分配制而成:1、脂肪酸改性剂5%~60%、羟基 喹啉化合物0.10%~20%、脂肪醇0.5%~15%、糊精5%~20%、乳化剂1%~5%和余量的 水。2、所述的脂肪酸改性产物为以下物质中的一种或任意两种的组合物:羟基油酸、环烷 酸、黑脂酸、棉籽油酸、蓖麻油酸、椰子油,软脂酸、亚油酸、亚麻油酸、豆油酸、松香酸、塔尔 油、C3~C22直链和/或支链混合脂肪酸,2-甲基-6-氧醚十八酸、及其皂脚,地沟油、潲水油、 泔水油、老油、皂基,下脚料以及其氧化、过氧化物产物与烷基醇胺进行酰胺化或与钠、钾皂 化的产物。

  3、所述的羟基喹啉化合物包括8-羟基喹啉、4-甲基-8-羟基喹啉、6-甲基-8-羟基 喹啉的一种或任意两种的组合物。

  4、所述的烷基醇胺是指C2~C22的直链和/或支链烷基醇胺;所述的C2~C22的直 链和/或支链烷基醇胺包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或任意两种的组合物。

  5、所述的脂肪醇是指C3~C22的直链和/或支链脂肪醇;所述的C3~C22的直链和/ 或支链脂肪醇包括戊醇、已醇、辛醇、十二烷基醇、十四烷基醇、十六烷基醇、十八烷基醇和 (C6—C10)混合醇中的一种或任意两种的组合物。

  6、所述的糊精是指α-环状糊精、β-环状糊精、γ-环状糊精、α、β、γ-混合环状糊精 中的一种或任意两种的组合物。

  另外,加入的乳化剂为SP-80、OP-10、吐温-80、聚醚等,同时还可添加少量烃类油, 如柴油、煤油、溶剂油等,以改善捕收剂的表面活性和捕收性能。

  作为一个总的技术构思,本文还提供一种上述各捕收剂的生产工艺,主要包括 以下步骤:先通过有机反应合成主剂,再按所述质量分数称取其余各组分,然后按一定顺序 进行混合,搅拌均匀,制成微乳状均相粘稠液体或膏体;

  当制备阴离子捕收剂时,所述主剂是指脂肪酸及其衍生物;通过改变主剂种类和 用量,该系列捕收剂可用于浮选各类铁矿、钛铁矿、磷矿、萤石、钨矿、稀土矿等各类矿石。

  本文的上述各捕收剂在铁矿石浮选除杂工艺中的应用的步骤包括:先用水将所 述捕收剂稀释成质量浓度为2%~5%的捕收剂溶液,然后将该捕收剂溶液用作赤铁矿、磁 铁矿、褐铁矿或鲕状赤铁矿的反浮选工艺中以进行提铁降硅,或者将该捕收剂溶液用作含 磷、含硫或含砷铁矿的反浮选工艺中以进行降磷、降硫或降砷,且反浮选工艺中的浮选温度 控制在15℃-45℃左右。通过应用本文的捕收剂,可以使含磷、含硫或含砷铁矿中的磷、 硫、砷的含量分别降至0.2%以下、0.037%以下和0.1%以下。

  上述本文的捕收剂是针对已有铁矿资源所表现出贫、细、杂、高磷、鲕状等缺陷 所提出来的,本文的技术方案是以大量的实验数据和研究应用成果为基础,通过研究各 种低成本天然和化工原料的基本理化特性,通过考察各原料组合后的溶液化学反应特性, 并充分利用液相纳米技术的特点,在原有技术基础上改进提升,进而使得本文开发的捕 收剂在药剂的分散性、相溶性和稳定性上表现出突出的优势和明显的进步性。由于本文 捕收剂的相溶性、分散性、渗透性等都大大加强,从而可以使本文的捕收剂以离子、分子 层面与矿物表面发生物理-化学作用,大大提高了捕收剂的作用效果,因而用量也随之降 低,在低温和常温下也可发挥其药效作用,不仅有利于节能降耗,而且环保安全。另外,该矿 石捕收剂还可以作为磷矿、萤石矿、钨矿、钛铁矿、稀土矿等多种氧化矿的捕收剂。

  (1)成本低、适用范围广:本文捕收剂所选用的原料均来自于化工、石化、植物化 工工业产品,其来源广泛、价格低,通过本文的配制和优化调整,可以根据不同矿石的特 点及选矿工艺要求,开发出具有不同效果且适应低温和抗泥化的捕收剂。

  (2)节能降耗:本文的捕收剂可以在15℃-35℃左右温度下进行反浮选作业,较 目前需加温后作业的捕收剂,能耗节约70%以上,大大节省了煤炭、蒸汽的耗用,节能环保 作用十分明显,符合低碳经济发展理念。

  (3)除杂效果显著:用于高磷铁矿降磷时,通过采用本文的捕收剂进行反浮选可 以将铁精矿中的磷降至0.2%以下,铁精矿硅降至4%以下;用于含硫、含砷铁矿降硫、降砷 或从选铜尾矿中回收铁、降硫时,可以使铁精矿品位达到68%,降硫最低可达到0.037%以 下,降砷最低可达到0.1%以下。用于磷矿浮选时,氧化镁可以降到0.8%以下。

  (4)提铁效果突出:采用本文的捕收剂用于炼铜尾渣浮选铁、炼铅锌尾渣中浮选 铁降铅锌,浸金尾渣中浮选铁等难选矿及尾矿再选综合利用中可使铁品位达到60%以上。

  (6)用于低品位白钨、黑钨选矿时,可使钨品位从0.2%提高到60%以上。

  (7)该系列捕收剂也可用于含低品位的稀土、钛铁矿等许多氧化剂的浮选分离,同 时具有富集比高,回收率等优点。

  综上所述,本文的捕收剂具有捕收能力强、抗泥化能力强、耐硬水、药剂用量小、 生产成本低、性质稳定、选择性好、生产过程无“三废”排放,不污染环境,对人体无毒无害, 环保安全等优点。可以应用于浮选各类铁矿、钛铁矿、磷矿、萤石矿、钨矿、稀土矿等氧化矿 的捕收剂。

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