低温抑制剂普鲁兰多糖在铁矿反浮选中的应用及应用方法 |
|||||||
| 申请号 | CN202210949625.7 | 申请日 | 2022-08-09 | 公开(公告)号 | CN115254441B | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 东北大学; | 发明人 | 朱一民; 韩文杰; 陈培宇; 刘杰; 张淑敏; | ||||
| 摘要 | 一种低温 抑制剂 普鲁兰多糖在 铁 矿反浮选中的应用及应用方法，属于属于普鲁兰多糖在矿物加工领域的应用技术领域。将普鲁兰多糖在铁矿反浮选中作为铁矿(赤铁矿， 磁铁 矿，褐铁矿)选择性的低温抑制剂，不用加热就可以实现抑制效果，使铁矿资源得到富集的同时减少环境污染、降低能耗，并且普鲁兰多糖相比于现存的抑制剂，能够在生活废弃物中提取，有利于环保，易溶于 水 ， 粘度 低于 淀粉 ，使用更加便利。 | ||||||
| 权利要求 | 1.低温抑制剂普鲁兰多糖在铁矿反浮选中的应用，其特征在于，以普鲁兰多糖作为铁矿反浮选的低温抑制剂，用于铁矿反浮选中； |
||||||
| 说明书全文 | 低温抑制剂普鲁兰多糖在铁矿反浮选中的应用及应用方法技术领域[0001] 本发明属于普鲁兰多糖在矿物加工领域的应用技术领域，具体涉及低温抑制剂普鲁兰多糖在铁矿反浮选中的应用及应用方法。 背景技术[0002] 普鲁兰多糖是一种由出芽短梗霉发酵所产生的一种特殊的微生物多糖。该多糖是由α‑1，4糖苷键连接的麦芽三糖重复单位经α‑1，6糖苷键聚合而成的直链状多糖，分子量2万‑200万，聚合度100‑5000，因其能够在生活废弃物中提取，易溶于水、无毒无害、无色无味等优良特性，被广泛应用于医药、食品、轻工、化工和石油等工业应用领域。 [0003] 作为铁的主要来源，铁矿提取工艺是主要研究内容，在提取过程中，为了抑制铁矿(赤铁矿，磁铁矿，褐铁矿)使铁资源富集，因此需要加入抑制剂。我国常用的赤铁矿抑制剂为淀粉及变性淀粉等。淀粉是高分子碳水化合物，是由葡萄糖分子聚合而成的多糖。其基本构成单位为α‑D‑吡喃葡萄糖，分子式为(C6H10O5)n。使用淀粉作为铁矿抑制剂历史悠久，在我国的东鞍山烧结厂、齐大山铁矿等铁矿反浮选过程中都以淀粉作为抑制剂。然而淀粉在使用过程中存在一些缺陷。淀粉用量大，造成粮食浪费；淀粉不溶于水，在使用时需要加温或加碱进行糊化，这既不环保又增加了能耗。另外淀粉溶液粘度较高，在实际应用中存在物料脱水困难和管道堵塞等问题，从工业角度，加入淀粉抑制剂都需要加温。铁矿抑制剂的研究中也涌现出了大量新型抑制剂，其中主要以变性淀粉为主。CN102443071A公布了一种3‑氯‑2‑羟丙基三甲基季铵盐为阳离子化淀粉，可增加赤铁精矿的产率和改善铁精矿浆的过滤条件。CN103567078A公开了一种用于赤铁矿反浮选的羧甲基淀粉抑制剂。组合抑制剂也是研究的主要方向，CN104190549A公开了一种赤铁矿反浮选的复合抑制剂，对赤铁矿抑制效果好，铁回收率高。 发明内容[0004] 本发明的目的是拓展普鲁兰多糖在矿物加工领域中的新用途，提供普鲁兰多糖的新用途，具体提供了一种低温抑制剂普鲁兰多糖在铁矿反浮选中的应用及应用方法，将铁矿反浮选中作为铁矿(赤铁矿，磁铁矿，褐铁矿)选择性的低温抑制剂，不用加热就可以实现抑制效果，使铁矿资源得到富集的同时减少环境污染、降低能耗，并且普鲁兰多糖相比于现存的抑制剂，能够在生活废弃物中提取，有利于环保，易溶于水，粘度低于淀粉，使用更加便利。 [0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案是： [0006] 本发明的目的为低温抑制剂普鲁兰多糖在铁矿反浮选中的应用，具体为：以普鲁兰多糖作为铁矿反浮选的低温抑制剂，用于铁矿反浮选中。 [0007] 所述的铁矿选用赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿中的一种或几种的混合。 [0008] 按质量比，铁矿：普鲁兰多糖＝1吨：200‑1000g；所述的低温抑制剂普鲁兰多糖在铁矿反浮选中的应用，是在铁矿反浮选过程中，先加入低温抑制剂普鲁兰多糖。 [0009] 所述的低温抑制剂普鲁兰多糖在铁矿反浮选中的应用为，将低温抑制剂普鲁兰多糖溶解在水中，配置成0.2％‑5％的普鲁兰多糖水溶液进行使用。 [0010] 所述的低温抑制剂普鲁兰多糖在铁矿反浮选中的应用为：该低温抑制剂普鲁兰多糖既可应用在阴离子反浮选中，也可用于阳离子反浮选中。 [0011] 本发明低温抑制剂普鲁兰多糖在铁矿反浮选中的应用方法，包括以下步骤： [0012] S1：配置普鲁兰多糖水溶液 [0013] 将普鲁兰多糖溶解在水中，得到质量浓度为0.2％‑5％的普鲁兰多糖水溶液； [0014] S2：配置矿浆 [0015] 将铁矿进行磨矿，加入水进行调浆，加入pH调整剂调节pH值为9‑11.5，得到铁矿矿浆； [0016] S3：反浮选 [0017] 按照低温抑制剂普鲁兰多糖的用量为每吨铁矿加入200‑1000g，活化剂的用量为每吨铁矿加入500‑1500g，捕收剂的用量为每吨铁矿加入200‑1500g；向铁矿矿浆中先加入普鲁兰多糖水溶液，搅拌均匀后，再加入活化剂，搅拌均匀后，再加入捕收剂，得到反浮选矿浆； [0018] S4： [0019] 将反浮选矿浆进行粗选，得到粗选产品和粗选泡沫； [0020] 向粗选产品加入捕收剂后，再精选，得到铁精矿和精选泡沫； [0021] 粗选泡沫进行一次扫选，得到一次扫选产品和一次扫选泡沫；一次扫选泡沫进行多次扫选，得到尾矿。 [0022] 所述的S2中，铁矿选用赤铁矿、磁铁矿和褐铁矿中的一种或几种的混合。 [0024] 作为优选，当反浮选为阴离子反浮选时，pH值为11.5，当反浮选为阳离子反浮选时，pH值为9‑11。 [0025] 所述的S2中，铁矿矿浆的质量浓度为30％‑45％。 [0026] 所述的S3中，根据反浮选类型，阳离子反浮选，不加入活化剂，阴离子反浮选，加入的活化剂为氯化钙或石灰。 [0027] 所述的S3中，根据反浮选类型，阴离子反浮选，捕收剂选用油酸钠或氧化石蜡皂，阳离子反浮选，捕收剂选用十二胺或醚胺。 [0028] 所述的S4中，精选泡沫和一次扫选产品返回粗选，一次扫选泡沫进行二次扫选，得到二次扫选产品和二次扫选泡沫，二次扫选产品返回一次扫选，二次扫选泡沫进行三次扫选，得到三次扫选产品和三次扫选泡沫，三次扫选产品返回二次扫选，三次扫选泡沫即为尾矿。 [0029] 所述的粗选产品加入捕收剂，捕收剂的加入量为首次加入捕收剂的1/2。 [0030] 所述的铁精矿中主要为赤铁矿和磁铁矿等有用矿物，尾矿主要为脉石矿物。 [0031] 低温抑制剂普鲁兰多糖在石英等脉石矿物表面的吸附较弱，不影响捕收剂在石英表面的吸附。普鲁兰在赤铁矿、磁铁矿和褐铁矿等氧化铁矿表面有很强的吸附作用，阻碍了后续捕收剂的吸附。这种选择性吸附导致反浮选中石英等脉石矿物的疏水性远大于赤铁矿、磁铁矿和褐铁矿等氧化铁矿，从而导致石英和赤铁矿的分离。普鲁兰是通过其羟基与赤铁矿、磁铁矿和褐铁矿等氧化铁矿的铁位点的化学键作用吸附，从而起到抑制效果，实现氧化铁矿的分离。 [0032] 本发明的技术关键点在于： [0033] (1)普鲁兰多糖对铁矿(赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等)有显著的选择性抑制作用；普鲁兰多糖可以选择性吸附在赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿等铁矿表面，使铁矿的亲水性增加，而不会吸附在石英等脉石矿物表面。进而使得铁矿可以从脉石矿物中得到富集，拓宽了普鲁兰多糖的在矿物加工领域的应用方向。 [0034] (2)普鲁兰多糖作为赤铁矿反浮选抑制剂可得到合格的铁精矿且浮选效果优于常规抑制剂淀粉。 [0035] (3)普鲁兰多糖的优势在于： [0036] 相较于淀粉，普鲁兰多糖用量较少；相较于淀粉，普鲁兰多糖可直接溶解于冷水且粘度较低，使用更加便利；普鲁兰多糖为微生物发酵多糖，可从一些生活废弃物中提取，绿色环保可降解，无毒无害、无色无味；普鲁兰多糖相较于聚丙烯酸等抑制剂稳定性好。附图说明 [0037] 图1为铁矿反浮选流程。 具体实施方式[0038] 下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。 [0039] 实施例1 [0040] 室温下，称取一定量的普鲁兰多糖，将其溶解，加水定容为质量浓度为1％的普鲁兰多糖水溶液，作为低温抑制剂普鲁兰多糖水溶液备用。 [0041] 试验所用矿样为某铁矿选厂混磁精矿，化学组分如下表所示： [0042] [0043] 将矿样调制为质量浓度35％的铁矿矿浆，pH调至11.5，加入低温抑制剂普鲁兰多糖水溶液按240g普鲁兰多糖和每t矿样的配比，加入普鲁兰多糖，搅拌3min后按每t矿样加入900g活化剂加入氯化钙，搅拌3min后按每t矿样加入750g粗选捕收剂加入油酸钠，进行粗选，得到粗选产品和粗选泡沫； [0044] 向粗选产品加入精选捕收剂后，再精选，精选捕收剂的加入比例是375g/t矿样。得到铁精矿和精选泡沫； [0045] 粗选泡沫进行一次扫选，得到一次扫选产品和一次扫选泡沫；精选泡沫和一次扫选产品返回粗选，一次扫选泡沫进行二次扫选，得到二次扫选产品和二次扫选泡沫，二次扫选产品返回一次扫选，二次扫选泡沫进行三次扫选，得到三次扫选产品和三次扫选泡沫，三次扫选产品返回二次扫选，三次扫选泡沫即为尾矿；上述过程图1流程进行，浮选刮泡可得品位为67.10％、回收率80.24％的铁精矿。 [0046] 对比例：浮选流程同实施例1，不同在于：药剂制度为：抑制剂(淀粉)用量900g/t，1100g/t活化剂(石灰)，粗选捕收剂(油酸钠)800g/t，精选捕收剂400g/t，可得品位为 64.44％、回收率69.24％的铁精矿。 [0047] 并且，对比例中淀粉需要加热至75℃以上进行配制。和本实施例1的浮选效果相比，本实施例的回收率提高15.9％，并且本实施例抑制剂常温配制即可。 [0048] 实施例2 [0049] 本实施例采用的低温抑制剂普鲁兰多糖水溶液与实施例1相同，试验所用矿样化学组分如下表所示： [0050] [0051] 将矿样调制为质量浓度40％的铁矿矿浆，pH调至8.5，加入200g/t低温抑制剂(普鲁兰多糖)，粗选捕收剂(阳离子捕收剂十二胺)125g/t，精选捕收剂62.5g/t。其他同实施例1，不加入活化剂，搅拌调浆后浮选刮泡可得品位为66.34％、回收率75.85％的铁精矿。 [0052] 对比例：浮选流程同实施例2，不同在于：药剂制度为：抑制剂(淀粉)用量1200g/t，粗选捕收剂(阳离子捕收剂十二胺)700g/t，精选捕收剂350g/t可得品位为65.44％、回收率70.24％的铁精矿。 [0053] 并且，对比例中淀粉需要加热至75℃以上进行配制。和本实施例1的浮选效果相比，本实施例的回收率提高8％，并且本实施例抑制剂常温配制即可。 [0054] 实施例3 [0055] 本实施例采用的低温抑制剂普鲁兰多糖水溶液与实施例1相同，试验所用矿样化学组分如下表所示： [0056] [0057] 将矿样调制为质量浓度40％的铁矿矿浆，pH调至11.5，加入450g/t低温抑制剂(普鲁兰多糖)，900g/t活化剂(石灰)，粗选捕收剂(油酸钠)850g/t，精选捕收剂425g/t。其他同实施例1，搅拌调浆后浮选刮泡可得品位为65.98％、回收率78.23％的铁精矿。 [0058] 对比例：浮选流程同实施例3，不同在于：药剂制度为：抑制剂(淀粉)用量950g/t，1000g/t活化剂(石灰)，粗选捕收剂(油酸钠)900g/t，精选捕收剂450g/t，可得品位为 64.44％、回收率69.24％的铁精矿。 [0059] 并且，对比例中淀粉需要加热至75℃以上进行配制。和本实施例1的浮选效果相比，本实施例的回收率提高13％，并且本实施例抑制剂常温配制即可。 [0060] 实施例4 [0061] 浮选流程与实施例1相同，不同之处在于所用普鲁兰多糖水溶液采用的质量浓度为5％。 [0062] 试验所用矿样化学组分如下表所示： [0063] [0064] 将矿样调制为质量浓度35％的铁矿矿浆，pH调至11.5，加入500g/t抑制剂(普鲁兰多糖)，1000g/t活化剂(石灰)，粗选捕收剂(油酸钠)900g/t，精选捕收剂450g/t。其他同实施例1，搅拌调浆后浮选刮泡可得品位为66.31％、回收率82.32％的铁精矿。 [0065] 对比例：浮选流程同实施例4，不同在于：药剂制度为：抑制剂(淀粉)用量1000g/t，1100g/t活化剂(石灰)，粗选捕收剂(油酸钠)900g/t，精选捕收剂450g/t，可得品位为 65.02％、回收率71.24％的铁精矿。 [0066] 并且，对比例中淀粉需要加热至75℃以上进行配制。和本实施例1的浮选效果相比，本实施例的回收率提高15.6％，并且本实施例抑制剂常温配制即可。 [0067] 实施例5 [0068] 浮选流程和试验所用矿样与实施例4相同，不同之处在于药剂制度。 [0069] 将矿样调制为质量浓度35％的铁矿矿浆，pH调至9，加入300g/t抑制剂(普鲁兰多糖)，，粗选捕收剂(十二胺)400g/t，精选捕收剂200g/t。其他同实施例1，不加入活化剂，搅拌调浆后浮选刮泡可得品位为66.01％、回收率80.25％的铁精矿。 [0070] 对比例：浮选流程同实施例5，不同在于：药剂制度为：抑制剂(淀粉)用量500g/t，粗选捕收剂(十二胺)500g/t，精选捕收剂250g/t，可得品位为64.98％、回收率72.51％的铁精矿。 [0071] 并且，对比例中淀粉需要加热至75℃以上进行配制。和本实施例1的浮选效果相比，本实施例的回收率提高10.7％，并且本实施例抑制剂常温配制即可。 [0072] 实施例6 [0073] 本实施例采用的低温抑制剂普鲁兰多糖水溶液与实施例1相同； [0074] 试验所用矿样化学组分如下表所示： [0075] [0076] 将矿样调制为质量浓度45％的铁矿矿浆，pH调至11.5，加入600g/t抑制剂(普鲁兰多糖)，1000g/t活化剂(石灰)，粗选捕收剂(油酸钠)1000g/t，精选捕收剂500g/t。其他同实施例1，搅拌调浆后浮选刮泡可得品位为67.02％、回收率80.21％的铁精矿。 [0077] 对比例：浮选流程同实施例6，不同在于：药剂制度为：抑制剂(淀粉)用量1000g/t，1100g/t活化剂(石灰)，粗选捕收剂(油酸钠)1000g/t，精选捕收剂500g/t，可得品位为 66.23％、回收率75.32％的铁精矿。 [0078] 并且，对比例中淀粉需要加热至75℃以上进行配制。和本实施例1的浮选效果相比，本实施例的回收率提高6.5％，并且本实施例抑制剂常温配制即可。 [0079] 实施例7 [0080] 浮选流程和试验所用矿样与实施例6相同，不同之处在于药剂制度。 [0081] 将矿样调制为质量浓度41％的铁矿矿浆，pH调至9.5，加入225g/t抑制剂(普鲁兰多糖)，粗选捕收剂(十二胺)600g/t，精选捕收剂300g/t。其他同实施例1，不加入活化剂，搅拌调浆后浮选刮泡可得品位为66.85％、回收率85.23％的铁精矿。 [0082] 对比例：浮选流程同实施例7，不同在于：药剂制度为：抑制剂(淀粉)用量950g/t，粗选捕收剂(十二胺)700g/t，精选捕收剂350g/t，可得品位为65.42％、回收率79.22％的铁精矿。 [0083] 并且，对比例中淀粉需要加热至75℃以上进行配制。和本实施例1的浮选效果相比，本实施例的回收率提高7.6％，并且本实施例抑制剂常温配制即可。 [0084] 实施例8 [0085] 浮选流程与实施例1相同，不同之处在于所用普鲁兰多糖水溶液的质量浓度为5％。 [0086] 试验所用矿样化学组分如下表所示： [0087] [0088] 将矿样调制为质量浓度45％的铁矿矿浆，pH调至11.5，加900g/t抑制剂(普鲁兰多糖)，950g/t活化剂(石灰)，粗选捕收剂(油酸钠)900g/t，精选捕收剂450g/t。其他同实施例1，搅拌调浆后浮选刮泡可得品位为67.23％、回收率83.25％的铁精矿。 [0089] 对比例：浮选流程同实施例8，不同在于：药剂制度为：抑制剂(淀粉)用量1000g/t，1050g/t活化剂(石灰)，粗选捕收剂(油酸钠)1000g/t，精选捕收剂500g/t，可得品位为 65.44％、回收率79.24％的铁精矿。 [0090] 并且，对比例中淀粉需要加热至75℃进行浮选。和本实施例1的浮选效果相比，本实施例的回收率提高5.1％，并且本实施例抑制剂常温配制即可。 [0091] 对比例1 [0092] 同实施例1，不同在于，先加入低温抑制剂—普鲁兰多糖水溶液，再调整pH，再依次加入活化剂和捕收剂，则不能达到最佳的抑制效果，调整好pH值会给药剂一个合适的酸碱环境，可以使药剂迅速保持有效形态与矿物表面反应从而达到对矿物表面改性的目的。 [0093] 对比例2 [0094] 同实施例1，不同在于，直接加入普鲁兰多糖，则相比于加入普鲁兰多糖水溶液，由于普鲁兰多糖在水溶液中溶解需要时间，且直接加入会使局部药剂浓度偏高，会降低药剂的选择性，从而影响浮选效果。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈