一種復(fù)合型季銨鹽陽(yáng)離子硅酸鹽礦物捕收劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅酸鹽礦物捕收劑，尤其是涉及一種脈石礦物為硅酸鹽礦物的微 細(xì)粒鐵礦石反浮選降硅捕收劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅酸鹽礦物總是作為脈石礦物與有用礦物共生的。因此，幾乎所有的浮選工藝都 涉及到將有用礦物同硅酸鹽脈石礦物進(jìn)行浮選分離，尤其是鐵礦石，脈石礦物大多為石英、 長(zhǎng)石、角閃石、鋰輝石、云母及粘土 (高嶺土、綠泥石等）類(lèi)硅酸鹽礦物。
[0003] 目前工業(yè)上應(yīng)用的鐵礦石反浮選藥劑主要有以下兩大類(lèi)： 一是陰離子型反浮選捕收劑，其主要是脂肪酸類(lèi)或改性脂肪酸，如馬鞍山礦山研究院 于2000年開(kāi)發(fā)的陰離子反浮選捕收劑MZ-21在鞍鋼齊大山選礦廠進(jìn)行試驗(yàn)，使鞍鋼齊大 山選礦廠在原礦品位29. 16%的情況下，取得了精礦品位67. 67%，尾礦品位11. 96%的技 術(shù)指標(biāo)。但陰離子型反浮選捕收劑浮選時(shí)礦漿溫度大都需在30°C以上，且需要加入氫氧化 鈉或碳酸鈉調(diào)整pH到11以上，用鈣離子(氯化鈣或石灰水)活化石英類(lèi)硅酸鹽礦物，用淀粉 (或與淀粉有類(lèi)似的物質(zhì)等)抑制目的礦物。該法的主要缺點(diǎn)是藥劑種類(lèi)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。
[0004] 二是普通陽(yáng)離子型的胺類(lèi)捕收劑，主要用水玻璃及淀粉類(lèi)物質(zhì)抑制目的礦物。在 pH為8~10時(shí)，用胺類(lèi)捕收劑浮選石英等硅酸鹽脈石。此法的特點(diǎn)是反浮選工藝的藥劑種 類(lèi)較陰離子型少，對(duì)入浮品位較高的磁性礦適應(yīng)性較強(qiáng)，但缺點(diǎn)是胺類(lèi)捕收劑泡沫較粘，不 耐泥，選擇性差，浮選尾礦品位高。
[0005] 《金屬礦山》2009年第9期發(fā)表的"我國(guó)鐵礦石反浮選技術(shù)發(fā)展綜合評(píng)述"中介紹 了鐵礦石陽(yáng)離子反浮選捕收劑的種類(lèi)，指出：陽(yáng)離子捕收劑大多數(shù)指胺類(lèi)捕收劑，分為脂 肪胺和芳香胺兩大類(lèi)。在硅酸鹽礦物的浮選中主要用脂肪胺類(lèi)的捕收劑，而且用伯胺較 多。實(shí)際上伯胺?；煊兄侔贰Ｒ虼?，工業(yè)上常用的脂肪胺實(shí)際上是混合胺，例如十八胺。 當(dāng)胺的烴鏈中帶有醚基的陽(yáng)離子時(shí)，就屬于醚胺類(lèi)捕收劑。大多數(shù)硅酸鹽礦物在水中帶負(fù) 電，零電點(diǎn)較低。并且晶體結(jié)構(gòu)的不同，零電點(diǎn)也有一定的差異。例如島狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽 礦物石榴子石零電點(diǎn)較高，而層狀硅酸鹽礦物云母的零電點(diǎn)就很低。該文進(jìn)一步指出：陽(yáng) 離子捕收劑鐵礦反浮選一般是在pH為7~10條件下，用胺類(lèi)陽(yáng)離子捕收劑將含硅脈石 (主要是石英）回收到泡沫相中。
[0006] 上述兩類(lèi)藥劑應(yīng)用于脈石礦物主要為石英的鐵礦石的反浮選，但對(duì)微細(xì)粒且含 氟、硫、磷、長(zhǎng)石等鋁硅酸鹽難選鐵礦石適應(yīng)性較差。因此，研發(fā)新型高效陽(yáng)離子捕收劑是鐵 礦石反浮選技術(shù)的關(guān)鍵所在。其中尤以季銨鹽類(lèi)表面活性劑的研究較為突出。目前使用季 銨化合物作捕收劑的實(shí)例主要有： (1)中國(guó)專(zhuān)利CN1347345A公布了一種用于鐵礦石中硅酸鹽的泡沫浮選的季銨化合物， 在需要加入鐵礦石沉淀劑，且pH值為7~11的情況下，采用季銨鹽化合物作反浮選捕收 劑。
[0007] (2)美國(guó)專(zhuān)利US3960715也涉及季銨鹽，如十二烷基三甲基氯化銨陽(yáng)離子浮選捕 收劑從鐵礦石中分離出硅脈石組分的泡沫浮選法。
[0008] 在上述公開(kāi)的專(zhuān)利技術(shù)中尚存在一定不足，如浮選精礦中硅酸鹽及磷含量太高， 精礦回收率低，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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，而提供一種復(fù)合型季銨鹽陽(yáng) 離子硅酸鹽礦物捕收劑，采用該方法制備捕收劑，在不添加任何目的礦物抑制劑(如淀粉、 單寧等）的條件下用于反浮選硅酸鹽礦物及脈石礦物，具有高選擇性、強(qiáng)捕收能力。
[0010] 本發(fā)明的另一目的是提供該復(fù)合型季銨鹽陽(yáng)離子硅酸鹽礦物捕收劑的制備方法。 [0011] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明一種復(fù)合型季銨鹽陽(yáng)離子硅酸鹽礦物捕收劑采 用的原料組分及各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： (1) 含碳14至17的烷基叔胺中的任一種或它們二者及以上的混合物，100份； (2) 氯化芐或溴化芐，45~55份； (3) 脂肪醇聚氧乙烯醚非離子表面活性劑，3~8份； (4) 柴油，2~5份。
[0012] 其中氯化芐或溴化芐的質(zhì)量份數(shù)以48~52份為佳，脂肪醇聚氧乙烯醚非離子表 面活性劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以3~6份為宜，柴油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最好為2. 5~3. 5份。
[0013] 其最佳的質(zhì)量份數(shù)為：氯化芐或溴化芐52份，脂肪醇聚氧乙烯醚非離子表面活性 劑4份，柴油3份。
[0014] 上述烷基叔胺中的碳原子數(shù)以14至16較為理想，以16為最佳。
[0015] 本發(fā)明一種復(fù)合型季銨鹽陽(yáng)離子硅酸鹽礦物捕收劑采用的制備方法為：將所述的 烷基叔胺在90°C~100°C的條件下與氯化芐或溴化芐反應(yīng)90~150分鐘，再冷卻到40°C~ 50°C，使其變成淺黃色膏狀物；然后加入脂肪醇聚氧乙烯醚非離子表面活性劑，最后加入柴 油，在35°C~50°C溫度下均勻攪拌5~20分鐘，即得到本發(fā)明所述捕收劑。
[0016] 所述的烷基叔胺與氯化芐或溴化芐的反應(yīng)以110~130分鐘為優(yōu)，以120分鐘為 佳；在38°C~42°C溫度下均勻攪拌為佳，均勻攪拌的時(shí)間以8~12分鐘為宜。
[0017] 本發(fā)明制備的復(fù)合型季銨鹽陽(yáng)離子硅酸鹽礦物捕收劑，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)：陰離子可為鹵化物如Br、Cl等的化合物。外觀為淺 黃色至乳白色膏狀，常溫下即可溶于水中。
[0018] 本發(fā)明制備的復(fù)合型季銨鹽陽(yáng)離子硅酸鹽礦物捕收劑具有以下特點(diǎn)：其烴基優(yōu)選 含碳14至18的碳鏈，主要功能團(tuán)為：胺基、醚基及陰離子鹵元素，它們不僅各自具有捕收功 能，更主要的是能發(fā)揮各官能團(tuán)的協(xié)同作用，柴油能改變泡沫性能，提高捕收劑的選擇性。
[0019] 本發(fā)明制備的復(fù)合型季銨鹽陽(yáng)離子硅酸鹽礦物捕收劑對(duì)微細(xì)粒含硅酸鹽礦物鐵 礦石進(jìn)行浮選時(shí)，該捕收劑同時(shí)具備高選擇性和強(qiáng)捕收能力，彌補(bǔ)了同類(lèi)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、環(huán)保性能較好。
[0020] 本發(fā)明所述復(fù)合型季銨鹽陽(yáng)離子硅酸鹽礦物捕收劑的制備方法具有以下特點(diǎn)： 制備工藝簡(jiǎn)單，工藝參數(shù)穩(wěn)定，常壓反應(yīng)，可操作性強(qiáng)；生產(chǎn)原料來(lái)源廣、質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)過(guò) 程基本不產(chǎn)生"三廢"。本發(fā)明的捕收劑的外觀為淺黃色至乳白色膏狀物，其轉(zhuǎn)化產(chǎn)率為 95%~98% ;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。
[0021] 本發(fā)明制備的復(fù)合型季銨鹽陽(yáng)離子硅酸鹽礦物捕收劑具有以下浮選特點(diǎn)：在礦 漿溫度5°C至40°C環(huán)境下能正常浮選；適用的礦漿酸堿度范圍為pH=5~11，物料粒度 為-0. 038mm85%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 它調(diào)整劑(如氫氧化鈉、淀粉等);根據(jù)礦石中硅酸鹽礦物含量的變化，其用量在50~450克 /噸之間。
[0022] 本發(fā)明方法制備的復(fù)合型季銨鹽陽(yáng)離子硅酸鹽礦物捕收劑對(duì)礦漿pH值的適應(yīng)范 圍寬，適用于礦漿酸堿度范圍為pH=5~11，且礦漿溫度5°C至40°C環(huán)境下均能正常浮選， 特別適合于微細(xì)粒鐵礦石等含硅酸鹽礦物的浮選，通過(guò)反浮選硅酸鹽礦物，以達(dá)到提鐵降 雜的目的。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 為進(jìn)一步描述本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明一種復(fù)合型季銨鹽陽(yáng)離子硅酸 鹽礦物捕收劑及其制備方法做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0024] 本實(shí)施例中的處理對(duì)象是我國(guó)某大型國(guó)有企業(yè)位于西澳大利亞的鐵礦，原礦多元 素分析見(jiàn)表1-1、原礦鐵物相分析結(jié)果見(jiàn)表1-2、礦石的礦物組成及相對(duì)含量見(jiàn)表1-3,礦石 的磁鐵礦、赤鐵礦的粒度堪布特征見(jiàn)表1-4。

[0025] 礦石原礦工藝礦物學(xué)結(jié)果表明：該礦石鐵品位為31. 82%，礦石中S、P含量均不高，但K20和Na20含量較高，分別為0. 50%和0. 25%，礦石中主要雜質(zhì)為Si02。礦石中主要工業(yè)鐵 礦物為磁鐵礦并含有假象赤鐵礦，其次為赤、褐鐵礦和碳酸鐵。mFe/TFe=69.86,（CaO+MgO) / (Si