通过浮选法选择性回收矿物制造技术

一种从含有目标矿物和硫化铁矿物的矿石中回收目标矿物的方法，包括步骤：ａ）磨矿以使目标矿物与该硫化铁矿物解离；ｂ）形成所述矿石的矿浆；ｃ）选择具有如下结构的捕收剂：Ｘ－Ｒ－Ｙ，其中Ｒ是支链或直链疏水的烃或聚醚链，Ｘ和Ｙ表示金属配位官能团；ｄ）将可使该目标矿物优先于该硫化铁脉石浮起的浓度的该捕收剂加入到该矿浆中；和ｅ）对该矿浆进行泡沫浮选。该金属配位基于硫官能团可以相同或不同。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采用泡沫浮选工艺特别是使用具有两个亲水极性头基的捕收剂选矿的方法。
技术介绍
泡沫浮选是一种最广泛使用的用于提高矿石品位的分选工艺之一。随着高品位、易处理矿石的逐步耗尽，低品位、更复杂和分散的矿床的开采已迫切需要。这迫使选矿工业采用更复杂和更新式分选技术富集有用矿物。在浮选方面，更具选择性的捕收剂的开发对浮选法在处理低品位、难处理矿石中取得成功至关重要。 大多数(如果不是全部)在泡沫浮选法选择性分选矿物中使用的捕收剂是单螯合配体。大部分的这些单螯合配体是单极性的。他们是由单一的亲水极性头基和一个疏水链组成。一类称为硫化合物的捕收剂通过其硫原子和金属离子配位。这类捕收剂的两个例子是二硫代碳酸盐，俗称黄原酸盐，和二硫代氨基甲酸盐。他们分别是从醇和胺衍生出来。 特别地，人们知道黄原酸盐几乎两个世纪了。自从1925年它们首次被引作硫化矿物捕收剂以来，由于他们的性能、低生产成本和易于合成而实际上一直被选作为捕收剂。然而，市场一直在朝着其它新型的捕收剂，例如，二硫代磷酸盐，二硫代次磷酸盐，黄原甲酸盐，巯基苯并噻唑和硫羰氨基甲酸盐转换。对既可以回收粉碎矿石中的所有颗粒并能在更宽范围的条件下操作的更具选择性的捕收剂的需求一直是该市场转换的催化剂。同时，高品位、易处理矿石的耗尽迫使选矿工业采用更复杂的分选技术和更具选择性和有效性的捕收剂。 泡沫浮选法的选择性是由在矿物/水界面处药剂对矿物的选择性吸附控制的。那些给予吸附矿物足够疏水特性以使他们浮起的药剂就是捕收剂。大体上，目前使用的商业捕收剂是根据他们的金属离子配位性能通过试验和错误或学术的猜测发现的。在浮选捕收剂方面所做的广泛的研究和开发工作没有产生一种能帮助冶金工作者和工程师们选择用于解决前述矿物分选问题的捕收剂的方法。通常是根据过去的个人经验、别人的经验、试剂生产厂家的建议和药剂的费用选择捕收剂。 曾设想具有两个被一个疏水分子链分开的官能头基的捕收剂分子会展现出比目前选矿工业采用的单官能捕收剂分子更大的矿物选择性。申请人发现官能基团的选取以及分子的长度决定由双官能分子表现的最终矿物选择性。在特定的矿物系统中，两个官能基团之间距离的变化改变目标矿物相对于脉石矿物的选择性。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种从含有目标硫化物矿物和硫化铁脉石矿物的矿石中选择性回收目标硫化物矿物的方法，包括步骤a)磨矿以使目标矿物与该硫化铁脉石矿物解离；b)形成所述矿石的矿浆；c)选择具有两个亲水官能头基和一个位于该头基之间的疏水分子链的捕收剂；d)该亲水官能头基选自黄原酸盐(二硫代碳酸盐)和二硫代氨基甲酸盐；e)加入可使该目标矿物优先于该硫化铁矿物浮起的浓度的该捕收剂；和f)对该矿浆进行泡沫浮选。 在本专利技术的一个优选实施方案中，所述的双官能头基团是基于硫的。 根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供一种从含有目标矿物和硫化铁脉石矿物的矿石中回收目标矿物的方法，包括步骤a)磨矿以使目标矿物与该硫化铁脉石矿物解离；b)形成所述矿石的矿浆；c)选择具有如下结构的捕收剂X-R-Y其中R是支链或直链疏水的烃或聚醚链，且X和Y表示选自黄原酸盐(二硫代碳酸盐)和二硫代氨基甲酸盐的金属配位官能团；d)将可使该目标矿物优先于该硫化铁矿物浮起的浓度的该捕收剂加入到该矿浆中；e)对该矿浆进行泡沫浮选。 该金属配位基于硫的官能团可以相同或不同。 申请人:发现具有两个亲水金属配位部分的分子能够区分不同的矿物而且能够根据两个金属配位部分之间的分子距离产生不同的浮选反应。在本专利技术的一个优选形式中，位于疏水链每一端的亲水官能头基基本上是相同的。在本专利技术的环境中，基于硫亲水头基可能选自黄原酸盐(黄药)和二硫代氨基甲酸盐。虽然具体讨论了这些亲水头基，本专利技术包括其它亲水头基的使用。 一旦合适的极性头基被选定，便可以进行试验以确定官能头基之间的最佳分子链长度。申请人认为优选的链的长度含有2至6个碳原子，在某些情况下，具有2至4个碳原子的链的长度可能是期望的，然而，本专利技术既不限于这种链的长度也不限于直链分子。桥接分子链的长度取决于被分选的矿物。需要选择给予目标矿物相对于脉石矿物所期望的矿物选择性的链的长度。 在回收矿物之前，优选调节pH到预定值，使所述目标矿物的浮选选择性为最大，然后往矿浆中充入气体以提高矿浆势能。然后，加入选定的捕收剂并可以进行调浆。调浆过后，开始用空气通过浮选法回收所说矿物。 为了测试和验证本专利技术，合成和表征了一系列基于黄原酸盐和二硫代氨基甲酸盐的双官能配体。所研究的双官能、双极性配体的结构同较简单的、商购的、单螯合、单极性的乙基黄原酸钾(KeX)和正丙基黄原酸钾(KnPrX)捕收剂一起如图1所示。该双官能配体具有两个由相对短的烃或聚醚链连接的极性头基。为使这些双官能配体能做为捕收剂，他们不应该像纤维素黄原酸盐一样是聚合的。 附图说明 参考如下的优选实施方案和附图，将进一步说明本专利技术，其中图1是双官能、双极性和单官能、单极性硫代配体结构的结构示意图；图2是双官能、双极性配体的可能吸附模式的说明示意图。 图3是二黄原酸盐捕收剂的剂量对方铅矿回收率的影响示意图。 图4是采用K2BuDX回收黄铁矿和方铅矿的pH依赖性比较图。 图5是采用0.045摩尔/吨异丁基黄原酸钠(SiBX)，K2EtDX，K2PrDX和K2BuDX，在整个铜矿石浮起物中，铜/黄铁矿选择性指数的比较图。 图6是采用0.045摩尔/吨SiBX，K2EtDX，K2PrDX和K2BuDX，在整个铜矿石浮起物中，黄铁矿的回收率示意图。 具体实施方式 然而也可以使用芳香族和支链碳结构，从图1所示的双官能、双极性配体的结构设想它们可以以两种可能导致两个极不相同的浮选反应的方式吸附到矿物表面上。丙烯桥接的双极性配体(PrDX2-)在矿物表面上吸附的两种模式如图2所示。如图2(a)所示的通过两个极性头基的吸附将导致该矿物疏水而使矿物浮起。然而，如果吸附仅通过一个极性头基发生，如图2(b)所示，将使矿物亲水而导致抑制。图2的描述只是示意性的，应该被看作是实际捕收剂吸附过程的简化，因而对本专利技术的范围不具有限制或约束。 申请人:发现，采用具有两个极性头的捕收剂，在一定的试验条件下，可以获得目标矿物相对硫化铁脉石矿物的更大的选择性。 为了通过根据本专利技术的浮选方法从矿石中回收矿物，在进行浮选前，首先需要确定最适合目标矿物的双官能、双极性、非聚合的捕收剂的分子性质。这包括将提供最大回收率和选择性官能基团的性质和的双官能基团之间的分子链长度。然后需要确定将产生最大回收率和选择性的捕收剂的最佳浓度。 下面的实施例将进一步说明本专利技术。虽然采用具体目标硫化矿物的回收率来说明本专利技术时，应理解为本专利技术对混合有硫化铁矿物的其它类型的硫化矿物的回收是实用的。进行采用双官能捕收剂的单一矿物浮选试验以说明影响目标矿物回收率的参数，而进行采用矿石的浮选试验以说明他们对矿物选择性的影响。 方铅矿/石英浮选试验在单一矿物浮选试验中使用的方铅矿选自来自Broken Hill，NewSouth Wales的高品位矿石，分析其含有铅83.7％，锌1.0％，铁0.8％和硫14.0％。石英是高质量的澳大利亚产品。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含有目标硫化物矿物和硫化铁脉石矿物的矿石中回收目标矿物的方法，包括步骤：ａ）磨矿以使目标矿物与该硫化铁矿物解离；ｂ）形成所述矿石的矿浆；ｃ）选择具有两个亲水官能头基和一个位于该头基之间的疏水分子链的捕收剂；ｄ）加入可使该目标矿物优先于该硫化铁矿物浮起的浓度的该捕收剂；和ｅ）对该矿浆进行泡沫浮选。

【技术特征摘要】
AU 2001-5-14 PR 50021.一种从含有目标硫化物矿物和硫化铁脉石矿物的矿石中选择性回收目标硫化物矿物的方法，包括步骤a)磨矿以使目标矿物与该硫化铁脉石矿物解离；b)形成所述矿石的矿浆；c)选择具有两个亲水官能头基和一个位于该头基之间的疏水分子链的捕收剂；d)该亲水官能头基选自黄原酸盐(二硫代碳酸盐)和二硫代氨基甲酸盐；e)加入可使该目标矿物优先于该硫化铁矿物浮起的浓度的该捕收剂；和f)对该矿浆进行泡沫浮选。2.权利要求1的方法，其中该官能头基是基于硫的。3.权利要求1的方法，其中位于该两官能头基之间的疏水链具有2至6个碳原子的分子链长度。4.权利要求1的方法，其中位于该两官能头基之间的疏水链具有2至4个碳原子的分子链长度。5.权利要求1的方法，其中该疏水分子链是直链、支链或芳香族的。6.权利要求1的方法，其中该疏水分子链是直...

【专利技术属性】
技术研发人员：T罗佐普洛斯，EJ西尔韦斯特，
申请(专利权)人：联邦科学和工业研究组织，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]