一种具有多种功能的选矿药剂及其合成方法和应用方法技术

本发明专利技术公开了一种具有多功能的选矿药剂合成及其应用技术，这种药剂可以广泛地应用于处理不同种类的矿物资源。一种多功能选矿药剂的合成方法，步骤如下：生成无机氧化物与氢氧化物的胶体溶液；将有机单体溶于无机氧化物与氢氧化物胶体溶液中；之后往上述溶液中添加引发剂，在反应釜中完成有机合成。将上述所得的具有选择絮凝作用的多功能选矿药剂添加到浮选矿浆中来帮助矿物浮选中矿物的分离以及尾矿处理中固液的分离。应用技术包括浮选和尾矿处理；也可以单独用于尾矿处理。多功能选矿药剂不仅可以提高生产效益，还可以增强矿山环保，极大地提高了矿山的经济效益，还增加了的回水回收效果以及减少了的矿山环境污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有多种功能的选矿药剂合成及其在矿物浮选和尾矿处理中的 应用技术，具有提高生产效率和促进环境保护的经济和社会效果。这种药剂和技术可以广 泛地应用于处理不同种类的矿物资源，比如，黑色金属，有色金属，煤和非金属矿物等。
技术介绍
我国矿物资源种类和储量十分丰富，但也存在原矿品位低，矿物嵌布复杂和加工 处理难等特点。因而开采出来的矿石需要在进入冶炼厂以前在选矿厂进行加工处理以分离 出不同矿物并将其富集，而目前应用最广泛的是泡沫浮选法，几乎所有的矿石都可用这种 方法分选。浮选法是利用矿物表面的物理化学性质差异来选别矿物颗粒的过程，这种过程 是利用添加一(多)种选矿药剂造成不同矿物颗粒表面的润湿性(可浮性)差异来实现的。浮选过程中，开采出来的矿石经破碎与湿法磨矿使各种不同的矿物解离成单体颗 粒，并使颗粒大小符合浮选工艺要求。向磨矿后的矿浆加入具有不同功能的各种浮选药剂 (捕收剂、起泡剂和调整剂)，并在搅拌桶中搅拌调浆，使与矿物颗粒作用，以扩大不同矿物 颗粒间的可浮性差别。调好的矿浆送入浮选设备(浮选机，浮选柱)，并充气。矿浆中的矿 粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升至矿浆表面成为 矿化泡沫层，经机械刮取或从矿浆面溢出，再脱水、干燥成精矿产品。不能浮起的脉石等矿 物颗粒，随矿浆从浮选设备底部作为尾矿产品排出。有时，可将无用矿物颗粒浮出，有用矿 物颗粒留在矿浆中，这种方法被称为反浮选，如从铁矿石中浮出石英等。浮选效果由精矿品 位，回收率以及某些特定杂质的含量来评价。要取得好的浮选效果，除矿石性质，浮选设备 和浮选流程外，浮选药剂的选择和组合最为重要。捕收剂的添加能使矿物颗粒的疏水性增强。它有两大类，极性捕收剂和非极性捕 收剂。极性捕收剂由能与矿物颗粒表面发生作用的极性基团和起疏水作用的非极性基团两 部分组成。当这类捕收剂吸附于矿物颗粒表面时，其分子或离子呈定向排列，极性基团朝向 矿物颗粒表面，非极性基团朝外形成疏水膜，使矿粒具有可浮性。比如选别铜、铅、锌、铁、镍 与锑等硫化矿物时，常用有机硫代化合物作为捕收剂。具代表性的有黄原酸盐，俗称黄药； 烷基二硫代磷酸或其盐类，俗称黑药；以及烷基二硫代氨基甲酸盐以及黄药的酯类衍生物 等。非硫化矿物捕收剂多为各种有机含氧酸及其盐类，如脂肪酸及其皂类(常用的有油酸、 塔尔油、氧化石蜡皂)以及烃基磺酸钠等。用于浮选铁矿石、磷灰石及萤石等。浮选钨、锡 矿泥时，则用甲苯胂酸、苯乙烯磷酸等捕收剂。以上药剂均为离子型化合物，有效部分为阴 离子，称阴离子捕收剂。常用的阳离子捕收剂有脂肪胺及醚胺，用于氧化锌矿及硅酸盐等矿 物的浮选。非离子型极性捕收剂的分子不解离，如含硫酯类，非极性捕收剂为烃油(也称中 性油)，如煤油、柴油等，用于天然可浮性矿物如石墨、辉钼矿及煤的浮选；与极性捕收剂共 用，可进一步增大矿物颗粒的疏水性。起泡剂则是具有亲水基团和疏水基团的表面活性分子，定向吸附于水_空气界 面，降低水溶液的表面张力，使充入水中的空气易于分散形成一定大小的气泡，并产生稳定3的泡沫。起泡剂与捕收剂有联合作用，共同吸附于矿物颗粒表面，促进矿物上浮。常用的起 泡剂有松醇油(中国俗称二号油)、甲酚酸、混合脂肪醇、异构的己醇或辛醇、醚醇类以及各 种酯类等。有些非硫化矿物捕收剂如脂肪酸等其本身也具有起泡剂的作用。调整剂按功能不同可细分为①pH值调整剂。通过调节矿浆酸碱度，控制矿物表 面特性、矿浆化学组成以及各种药剂的作用条件，改善浮选效果。常用的有石灰、碳酸钠、氢 氧化钠和硫酸等。②活化剂。能增强矿物同捕收剂的作用能力，使难浮矿物受到活化而被 浮起。如用硫酸铜处理难于同黄药作用的闪锌矿，在矿物表面形成硫化铜覆盖薄膜，能被捕 收浮选；或用硫化钠活化铅、铜氧化矿后，再用黄药浮选等。③抑制剂。提高矿物亲水性或 阻止矿物同捕收剂作用，使其可浮性受到抑制。如用石灰抑制黄铁矿，用硫酸锌及氰化物抑 制闪锌矿，用水玻璃抑制硅酸盐脉石等。利用淀粉，栲胶(单宁)等有机物作抑制剂，可使 多种矿物浮选分离。④絮凝剂。使矿物细颗粒聚集成较大颗粒，以加快其在水中的沉降速 度；利用选择性絮凝可进行絮凝_脱泥及絮凝_浮选。常用的絮凝剂有聚丙烯酰胺和淀粉 等。⑤分散剂。阻止细矿粒聚集，使之处于单体分散状态，作用与絮凝剂相反，常用的有水 玻璃、磷酸盐等。浮选后的废料(称为尾矿)，它是一种含有固体颗粒和水的矿浆，在大多数情况下 经加药处理后则被排入尾矿库以进行固液分离和回水再用。据统计，全世界每年经浮选处 理的矿石和物料有数十亿吨。在中国，共有各类选矿厂及其尾矿库8000多座，日处理矿石 量数以千万吨计，在创造经济效益的同时，生产中水的消耗量和产生的尾矿量也是巨大的， 从而带来矿山环保和提高废水回收利用的压力，并进而增加了生产成本。在现有矿物浮选 分离和尾矿处理技术中，不同功能的选矿药剂被分别添加到上述两个工艺过程中，分散剂 常用于浮选而絮凝剂常用于尾矿处理。由于用于尾矿处理的药剂的性质是不同于用于浮选 的药剂，它们的作用机理是互相冲突的，因而需要加大药剂用量，并需要单独制备和购买， 从而增加了企业生产负担。举例来说，浮选中常用的一种药剂，称为分散剂，它能够调整矿物表面性质，提高 不同矿物之间可浮性差异，使矿浆和泡沫性质更有利于矿物分选。其作用机理是由于分散 剂(像无机盐类的水玻璃、六偏磷酸钠等)是带有多个阴离子的大分子电解质，被吸附后能 使矿物颗粒表面带同种电荷而相互排斥，从而达到分散的作用。在这种良好的有用矿物与 脉石矿物之间的分散状态下，再添加捕收剂和引入空气泡到矿浆中，促使有用矿物颗粒具 有更强的表面疏水性而易与空气泡接触，并与更亲水的脉石矿物得到有效的分离。这种过 程同样适用于反浮选过程中，只不过是脉石矿物更疏水而有用矿物更亲水。在细颗粒(小 于10微米)脉石矿物含量较高的情况下，往往需要添加高用量的分散调整剂才能取得满意 的效果。不然，这些细颗粒会由于其高表面能而吸附在有用矿物颗粒和空气泡的表面，造成 “细泥罩盖”现象，从而阻止或降低捕收剂和空气泡在有用矿物颗粒表面的吸附和接触，进 而造成有用矿物与脉石矿物分离困难，使有用矿物回收率和企业生产效率低并造成自然资 源的浪费。尽管分散剂的使用能够帮助浮选取得满意的效果，但其对尾矿处理过程的不利 影响也是不容忽视的。首先在技术上，尾矿处理的目的是固液分离，即矿物与水的分离。分 离出来的水(称为回水)可再用于浮选过程中。回水水质和细固体颗粒(小于10微米) 含量会影响浮选效果。尾矿处理最大的技术难点就是如何有效和快速地分离细颗粒固体。 由于细颗粒在水中处于一种“布朗运动”状态，它们很难靠自身重力快速沉降下来，或需要很长时间(十年或百年)才能完全沉降，这显然是不可接受的。现实生产中则使用尾矿处 理药剂来实现快速固液分离。常用的药剂是絮凝剂(比如聚丙烯酰胺)，它的作用是通过 其长分子链的“桥联力”将矿浆中众多的细小固体颗粒连接在一起形成比单个固体颗粒尺 寸大得多的絮团。这些絮团由于增加了的本身质量将会以高速度沉降，加快了固体与液体 (水)的分离，有利于回水再用。浮选过程中分散剂的使用使得细颗粒的絮凝变得更加困 难。一是絮凝剂的桥联力要克本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能选矿药剂，其特征在于：包括以下成分：无机氧化物与氢氧化物：５～２０％，其中无机氧化物与氢氧化物的比例为：１∶２０～１∶１；有机单体：８０～９５％，其中有机单体的合成产物表面电负性为０～３０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李海红，
申请(专利权)人：南通北极光自动控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]