一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂及其应用，属于浮选技术领域。该芳香基膦酸及其盐类捕收剂包括苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类，将其应用在锡石与脉石矿物的浮选分离中。本发明专利技术采用芳香基膦酸及其盐类作为锡石捕收剂，不但提高了捕收剂的水溶性，而且具有较好的选择性，可以有效分离锡石与石英、萤石、方解石等脉石矿物，并且可以在较为宽泛的矿浆pH条件下实现锡石的浮选。

An aromatic phosphonic acid and its salt collector and its application

The invention discloses an aromatic phosphonic acid and its salt collector and its application, belonging to the field of flotation technology. The aromatic phosphonic acid and its salt collectors include Phenylphosphonic acid and / or Phenylphosphonic acid and their salts, which are applied to the flotation separation of cassiterite and gangue minerals. The invention uses aromatic phosphonic acid and its salts as cassiterite collector, not only improves the water solubility of the collector, but also has good selectivity. It can effectively separate the gangue minerals such as cassiterite and quartz, fluorite and calcite, and can realize the flotation of cassiterite under the condition of more extensive pH.

【技术实现步骤摘要】
一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂及其应用
本专利技术涉及锡石浮选
，特别是涉及一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂及其应用。
技术介绍
锡是人类最早开发利用的金属材料之一，在今日的医疗器械、化工、国防、电子电器、海洋工程等领域具有不可替代的作用。锡石是自然界存在的唯一可以用来冶炼金属锡的矿物，所以锡石矿物的浮选回收对于保证国民经济发展具有重要意义。因锡石的比重较大，粗粒锡石采用重选技术可以有效地得以回收；但是锡石性脆，在破碎磨矿过程中极易产生大量的细泥，当锡石的粒度小于20μm时，重选法回收锡石的回收率严重不足，导致大量的微细粒锡石损失在尾矿中，此时只有采取浮选技术才能够保证微细粒锡石的有效分离回收。所以，合理的捕收剂应用是浮选成功的关键所在，可用于锡石浮选的捕收剂种类很多，包括脂肪酸类、烷基磺化琥珀酸、羟肟酸、砷酸、膦酸等等。但是脂肪酸、烷基磺化琥珀酸类捕收剂选择性极差，羟肟酸的捕收能力不足，砷酸捕收剂具有毒性而被禁止使用，只有膦酸类捕收剂得以在工业中广泛应用，而膦酸类捕收剂中，短链烷基膦酸虽然可以用于浮选回收锡石，但是捕收能力不足，需要使用重金属盐类(如硝酸铅)活化剂协同作用，会造成成本上升、水源污染等问题；长链的烷基膦酸捕收能力强，但是水溶性差，选择性也会大大降低，限制了其在工业中的应用。因此，为解决上述技术问题，需要提供一种新的锡石浮选捕收剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够与锡石表面作用，增强锡石表面疏水性，并可以应用在浮选中实现选择性地从脉石矿物中分离出锡石的捕收剂，以解决上述现有技术存在的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂，其特征在于：包括苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类,所述苯膦酸及其盐类的结构式如式(I)所示；所述苯基膦酸及其盐类的结构式如式(II)所示，其中，M1和M2分别为一价或者二价阳离子。优选的，所述M1和M2分别为H+、NH4+、Na+、Li+、K+、Rb+、Cs+、1/2Sr2+、1/2Be2+、1/2Mg2+、1/2Ca2+、1/2Ba2+、1/2Zn2+和1/2Mn2+中的一种。本专利技术还提供了一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂的应用，其特征在于：应用于锡石与脉石矿物的浮选分离。优选的，所述脉石矿物为石英、萤石和方解石。优选的，采用苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类作为锡石捕收剂，甲基异丁基甲醇作为起泡剂，羧甲基纤维素和硅酸钠作为脉石矿物抑制剂，对锡石矿浆进行浮选，得到锡石精矿。优选的，浮选过程包括1次粗选过程、2～3次扫选过程和3次精选过程。优选的，一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂及其应用，包括以下步骤：(1)粗选过程中，调节锡石矿浆的pH值至4～7，依次加入脉石矿物抑制剂羧甲基纤维素和硅酸钠，锡石捕收剂苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类，起泡剂甲基异丁基甲醇，进行粗选，得到粗选精矿和粗选尾矿；羧甲基纤维素和硅酸钠相对于原矿的用量为300～500g/t，苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类相对于原矿的用量为1200～1500g/t，甲基异丁基甲醇相对于原矿的用量为120g/t；(2)扫选过程中，在所得粗选尾矿中加入锡石捕收剂苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类，起泡剂甲基异丁基甲醇，进行扫选，扫选2～3次，得到扫选精矿；扫选精矿顺序返回至上一次浮选作业；苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类相对于原矿的用量为600～750g/t，甲基异丁基甲醇相对于原矿的用量为80g/t；(3)精选过程中，在所得粗选精矿中加入脉石矿物抑制剂羧甲基纤维素和硅酸钠，精选3次，得到精选精矿和精选中矿，精选中矿顺序返回至上一次浮选作业；羧甲基纤维素和硅酸钠相对于原矿的用量为150～250g/t。优选的，所述羧甲基纤维素和硅酸钠的质量比为1:1。优选的，所述羧甲基纤维素和硅酸钠配制成质量百分比浓度为20％～25％的水溶液，所述苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类配制成质量百分比浓度为10％～15％的水溶液，所述甲基异丁基甲醇配制成质量百分比浓度为20％的水溶液。本专利技术公开了以下技术效果：1.本专利技术提供的苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类是含有苯环结构的膦酸类捕收剂，苯膦酸和苯基膦酸中的极性基分别是次膦酸基和膦酸基，其中的磷原子和氧原子可以和锡石表面的锡金属原子发生化学反应，从而吸附在锡石表面上；苯膦酸和苯基膦酸中的非极性基为苯环结构，而苯环的引入可以提高膦酸捕收剂的选择性、捕收能力、疏水性强和水溶性，可以有效分离锡石与石英、萤石、方解石等脉石矿物，并且可以在较为宽泛的矿浆pH条件下实现锡石的浮选。2.本专利技术提供的捕收剂绿色环保，无毒无害，水溶性强，适于大规模工业应用。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1人工混合矿的浮选(1)将锡石纯矿物分别与石英纯矿物、萤石纯矿物、方解石纯矿物按照质量比为1:1的比例配制成人工混合矿，所有纯矿物的粒度均为-45μm；(2)取人工混合矿2g和20mL蒸馏水置于30mL的挂槽浮选机中，在1992r/min的搅拌转速下调浆3min，获得锡石矿浆；(3)用氢氧化钠和硫酸调节锡石矿浆的pH值至7，加入锡石捕收剂(苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类)，锡石捕收剂浓度为60mg/L，搅拌3min后，加入起泡剂(甲基异丁基甲醇)，起泡剂浓度为100mg/L，搅拌3min之后充气浮选，得到泡沫产品和槽内剩余的尾矿；(4)将泡沫产品和尾矿分别烘干、称重、制样后化验其中锡的品位，计算产率和回收率。人工混合矿的浮选结果如下表1所示。结果表明，苯膦酸及其盐类和苯基膦酸及其盐类捕收剂均可以有效地将锡石与石英、萤石、方解石分离开，且浮选指标相差不大。表1人工混合矿浮选结果实施例2选取内蒙古某锡石矿原矿为原料，原矿中的锡品位为0.37％，脉石矿物为石英、长石、云母、方解石和高岭土。浮选过程中药剂用量为：粗选过程中，羧甲基纤维素相对于原矿的加入量为250g/t，硅酸钠相对于原矿的加入量为250g/t，苯膦酸及其盐类相对于原矿的加入量为1500g/t，甲基异丁基甲醇相对于原矿的加入量为120g/t；扫选过程中，苯膦酸及其盐类相对于原矿的加入量为750g/t，甲基异丁基甲醇相对于原矿的用量为80g/t；精选过程中，羧甲基纤维素相对于原矿的加入量为100g/t，硅酸钠相对于原矿的加入量为100g/t。浮选操作步骤为：(1)原矿石经破碎、磨矿后达到单体解离，在浮选槽内配制成矿浆并用氢氧化钠和硫酸调节pH值至4～7，依次加入脉石矿物抑制剂(羧甲基纤维素和硅酸钠)、锡石捕收剂(苯膦酸及其盐类)、起泡剂(甲基异丁基甲醇)，进行粗选，得到粗选精矿和粗选尾矿；(2)在所得粗选尾矿中加入锡石捕收剂(苯膦酸及其盐类)、起泡剂(甲基异丁基甲醇)，进行扫选，扫选进行3次，得到扫选精矿，扫选精矿顺序返回至上一次浮选作业；(3)在所得粗选精矿中加入脉石矿物抑制剂(羧甲基纤维素和硅酸钠)，精选3次，得到精选精矿和精选中矿，精选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂，其特征在于：包括苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类,所述苯膦酸及其盐类的结构式如式(I)所示；所述苯基膦酸及其盐类的结构式如式(II)所示，

【技术特征摘要】
1.一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂，其特征在于：包括苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类,所述苯膦酸及其盐类的结构式如式(I)所示；所述苯基膦酸及其盐类的结构式如式(II)所示，其中，M1和M2分别为一价或者二价阳离子。2.根据权利要求1所述的一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂，其特征在于：所述M1和M2分别为H+、NH4+、Na+、Li+、K+、Rb+、Cs+、1/2Sr2+、1/2Be2+、1/2Mg2+、1/2Ca2+、1/2Ba2+、1/2Zn2+和1/2Mn2+中的一种。3.权利要求1所述的一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂的应用，其特征在于：应用于锡石与脉石矿物的浮选分离。4.根据权利要求3所述的一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂的应用，其特征在于：所述脉石矿物为石英、萤石和方解石。5.根据权利要求3所述的一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂的应用，其特征在于：采用苯膦酸和/或苯基膦酸及其盐类作为锡石捕收剂，甲基异丁基甲醇作为起泡剂，羧甲基纤维素和硅酸钠作为脉石矿物抑制剂，对锡石矿浆进行浮选，得到锡石精矿。6.根据权利要求5所述的一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂的应用，其特征在于：浮选过程包括1次粗选、2～3次扫选和3次精选。7.根据权利要求6所述的一种芳香基膦酸及其盐类捕收剂的应用，其特征在于：包括以下步骤：(1)粗选过程中，调节锡石矿浆的pH值至4～7，依次加入脉石矿物抑制剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，宫贵臣，朱一民，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21