用于铜金矿浮选的高效起泡剂及其应用方法 |
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| 申请号 | CN202210529545.6 | 申请日 | 2022-05-16 | 公开(公告)号 | CN114798184B | 公开(公告)日 | 2024-01-23 |
| 申请人 | 北京盈翔科技有限公司; | 发明人 | 王佳盈; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种用于 铜 金矿浮选的高效起泡剂，通过如下步骤进行制备：先使丙酸与2‑丁 氧 基丁醇进行反应得到2‑丁氧基丙酸丁酯，再使2‑丁氧基丙酸丁酯与辛癸醇、聚氧乙醚混合均匀，并在预定的 温度 下向上述 混合液 中加入聚二甲基 硅 氧烷，经混合、除杂即制得高效起泡剂。本发明制备的高效起泡剂通过将多种起泡剂结合，可借助不同起泡剂之间的协同作用来提高起泡剂与矿物之间的有效作用，进而提高对铜金矿的浮选效率；通过向高效起泡剂内额外引入具有消泡作用的聚二甲基硅氧烷，使浮选过程产生的气泡能够有效破裂、兼并，以对矿物进行二次富集，进一步提高矿物浮选效率和精矿的品位。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于铜金矿浮选的高效起泡剂，其特征在于，所述高效起泡剂通过如下步骤进行制备：先使丙酸与2‑丁氧基丁醇进行反应得到2‑丁氧基丙酸丁酯，再使所述2‑丁氧基丙酸丁酯与辛癸醇、聚氧乙醚混合均匀得到混合液，并在预定的温度下向所述混合液中加入聚二甲基硅氧烷，经混合、除杂即制得所述高效起泡剂； |
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| 说明书全文 | 用于铜金矿浮选的高效起泡剂及其应用方法技术领域[0001] 本发明涉及浮选分离技术领域，尤其涉及一种用于铜金矿浮选的高效起泡剂及其应用方法。 背景技术[0002] 起泡剂是一种广泛的应用于矿物浮选的表面活性物质，其通过降低水的表面张力，促进空气在矿浆中弥散成气泡，使大量气泡稳定的附着于目的矿物颗粒表面，并在浮力的作用下将矿物颗粒携带至矿浆表面，从而实现目的矿物的有效回收。起泡剂性能的优劣，直接影响着矿物的浮选回收效果。 [0003] 依据起泡剂的结构与官能团种类，可将起泡剂分为非离子型和离子型。非离子型起泡剂包括醇类、醚醇、醚类、酯类等，离子型起泡剂分为羧酸及其盐类、烷基磺酸及其盐类、酚类、吡啶类等。铜金矿浮选中通常选用非离子型起泡剂，现有的用于铜金矿浮选的高效起泡剂，一方面在浮选中难以兼顾不同大小颗粒的矿物的高效浮选回收，也难以针对性地调控气泡的有效兼并，因而不能实现矿物的更高效富集。 [0004] 现有技术中，中国专利申请号为202110919230.8，公开日期2021年8月11日，发明名称为“一种提高铜矿石铜及伴生金回收率的活化剂及制备和应用”的发明专利中以十二烷基磺酸钠、柠檬酸钠及巯基苯并噻唑钠制备了起泡剂，并将上述起泡剂和捕收剂及松醇油一起用于铜及伴生金的矿物的浮选，上述技术方案中提出的起泡剂可有效实现对矿物中的铜和金进行浮选。但是，由于上述技术方案中的起泡剂中具有起泡作用的物质种类单一，因而在对颗粒大小不均的矿物进行浮选时，难以对矿物进行高效的浮选回收，浮选效率不高。 [0005] 有鉴于此，有必要设计一种改进的用于铜金矿浮选的高效起泡剂及其应用方法，以解决上述问题。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种用于铜金矿浮选的高效起泡剂及其应用方法。 [0007] 为实现上述发明目的，本发明提供了一种用于铜金矿浮选的高效起泡剂，所述高效起泡剂通过如下步骤进行制备：先使丙酸与2‑丁氧基丁醇进行反应得到2‑丁氧基丙酸丁酯，再使所述2‑丁氧基丙酸丁酯与辛癸醇、聚氧乙醚混合均匀得到混合液，并在预定的温度下向所述混合液中加入聚二甲基硅氧烷，经混合、除杂即制得所述高效起泡剂。 [0008] 优选的，所述丙酸与所述2‑丁氧基丁醇的质量比为(1:4)～(1:2)，所述丙酸与所述2‑丁氧基丁醇的反应在催化剂环境中进行，所述催化剂的用量为所述丙酸质量的1～2倍。 [0009] 优选的，所述混合液在温度为50～60℃的条件下得到，所述预定温度为小于30℃。 [0010] 特别地，本发明还提供了所述用于铜金矿浮选的高效起泡剂在铜金矿浮选上的应用方法，包括如下步骤： [0011] S1、磨矿分级：将铜金矿进行三段破碎为粒度至8～25mm以下，然后进行磨矿和分级，得到细度在0.074mm以下的占40～90％的分级溢流产品，再将所述分级溢流产品稀释至浓度为30～35％，得到矿浆； [0012] S2、矿浆调浆：向步骤S1中得到的所述矿浆中加入调浆药剂，得到待浮选矿浆；所述调浆药剂中包括所述高效起泡剂； [0013] S3、浮选作业：在浮选机中对步骤S2中得到的所述待浮选矿浆进行浮选操作，所述浮选操作包括一次粗选、第一次精选和第二次精选、第一次扫选和第二次扫选，所述第一次精选和所述第二次精选后得到铜金精矿，所述第一次扫选和所述第二次扫选后得到最终尾矿。 [0014] 优选的，在步骤S2中，所述调浆药剂的加入制度为：先加入碳酸钠200～500g/t、水玻璃100～400g/t，再加入硫酸铜10～100g/t，最后加入异戊基黄药60～200g/t、丁铵黑药10～50g/t及所述高效起泡剂5～50g/t。 [0015] 优选的，所述高效起泡剂产生的气泡的直径为0.1～40mm，并呈相对的正态分布。 [0016] 优选的，在步骤S3中，所述第一次精选和所述第二次精选均加入水玻璃。 [0017] 优选的，所述第一次精选中水玻璃的添加量为25～200g/t，所述第二次精选中水玻璃的添加量与所述第一次精选中水玻璃的添加量的比值为(1:4)～(1:2)。 [0018] 优选的，在步骤S3中，所述第一次扫选和所述第二次扫选均加入异戊基黄药和丁铵黑药。 [0019] 优选的，所述第一次扫选中异戊基黄药的添加量为15～100g/t，丁铵黑药添加量为2.5～25g/t；所述第二次扫选中异戊基黄药和丁铵黑药的添加量与所述第一次扫选中异戊基黄药和丁铵黑药的添加量的比值为(1:4)～(1:2)。 [0020] 本发明的有益效果是： [0021] 1、本发明提出的用于铜金矿浮选的高效起泡剂，通过制备2‑丁氧基丙酸丁酯，再将其与辛癸醇、聚氧乙醚混合均匀，可借助这三种不同长度碳链的酯类、醇类和醚类之间的协同作用来提高起泡剂与矿物之间的有效作用，使产生的气泡的直径呈相对的正态分布，以实现对不同粒级矿物的高效进而提高对铜金矿的浮选效率；通过向高效起泡剂内额外引入具有消泡作用的聚二甲基硅氧烷，使浮选过程产生的气泡能够有效破裂、兼并，以对矿物进行二次富集，进一步提高浮选效率和精矿的品位。本发明制备的高效起泡剂与松醇油、MIBC等常规起泡剂相比，在同等工艺条件下，能提高铜精矿中铜品位1～4％、铜回收率1～3％，金精矿回收率提高1～3％。 [0022] 2、本发明提出的用于铜金矿浮选的高效起泡剂，通过利用高效起泡剂中辛癸醇起泡速度快、气泡直径适中、气泡黏度小且消泡较快，能适应较宽范围矿物颗粒的上浮，但在上浮过程中，较重的金属或较大的颗粒容易脱落；而2‑丁氧基丙酸丁酯由于起泡速度较慢、气泡直径较大、气泡持久，可将金属粘附于气泡上，可确保浮选过程中大颗粒金属矿物、连生体可充分上浮；利用高效起泡剂中气泡尺寸小、消泡快的醚类起泡剂，可有效使较小粒级金属矿物进行上浮，并且起泡兼并速度快，不仅能有效避免细颗粒脉石矿物的夹带，还能对金属矿物进行再次富集；通过上述三种类型的起泡剂之间的协同作用，可兼顾不同尺寸的矿物的回收，确保不同粒级金属矿物的高效回收。通过上述方式，提供了一种适用于多种矿物的浮选回收且浮选效率高的高效起泡剂。附图说明 [0023] 图1为本发明的用于铜金矿浮选的高效起泡剂用于铜金矿浮选分离的工艺流程示意图； [0024] 图2为本发明制得的高效起泡剂产生的气泡的直径的正态分布图。 具体实施方式[0025] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。 [0026] 在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。 [0027] 另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。 [0028] 本发明提供了一种用于铜金矿浮选的高效起泡剂，通过如下步骤进行制备：先使丙酸与2‑丁氧基丁醇进行反应得到2‑丁氧基丙酸丁酯，再使2‑丁氧基丙酸丁酯与辛癸醇、聚氧乙醚混合均匀得到混合液，并在预定的温度下向上述混合液中加入聚二甲基硅氧烷，经混合、除杂即制得高效起泡剂。 [0029] 优选的，丙酸与2‑丁氧基丁醇的质量比为(1:4)～(1:2)，丙酸与2‑丁氧基丁醇的反应在催化剂环境中进行，催化剂的用量为丙酸质量的1～2倍，需要说明的是，此处以硫酸为催化剂，也可以使用其他物质作为催化剂，此处不以此为限。 [0030] 优选的，混合液在温度为50～60℃的条件下得到，预定温度为小于30℃。 [0031] 优选的，高效起泡剂产生的气泡的直径为0.1～40mm，并呈相对的正态分布。 [0032] 特别地，请参阅图1所示，本发明还提供了应用上述用于铜金矿浮选的高效起泡剂进行铜金矿浮选的方法，包括如下步骤： [0033] S1、磨矿分级：将铜金矿进行三段破碎为粒度至8～25mm以下，然后进行磨矿和分级，得到细度在0.074mm以下的占40～90％的分级溢流产品，加水将分级溢流产品的浓度调至30～35％，得到待浮选矿浆； [0034] S2、矿浆调浆：向步骤S1中得到的矿浆中加入调浆药剂，得到待浮选矿浆； [0035] S3、浮选分离：在浮选机中对步骤S2中得到的第三浆液浮选操作，本次浮选包括一次粗选、两次精选以及两次扫选，最终得到铜金精矿和尾矿； [0036] 粗选过程：将第三浆液投入机械搅拌式浮选机中进行浮选，得到底流和分布于底流上的泡沫； [0037] 精选过程：将粗选过程得到的泡沫刮出进行第一次精选，第一次精选过程加入水玻璃，得到泡沫和底流，底流返回粗选过程进行粗选；对第一次精选中得到的泡沫刮出进行第二次精选，第二次精选过程加入水玻璃，得到含有铜金矿的泡沫和底流，底流返回第一次精选，形成闭路循环； [0038] 扫选过程：将粗选过程得到的底流进行第一次扫选，第一次扫选过程加入异戊基黄药、丁铵黑药，得到底流和泡沫；将第一次扫选得到的泡沫刮出返回粗选过程进行粗选，底流进行第二次扫选，第二次扫选加入异戊基黄药、丁铵黑药，得到尾矿和泡沫，将泡沫刮出返回第一次扫选过程进行扫选，形成闭路循环。 [0039] 需要说明的是，在步骤S1中的分级处理采用旋流器进行，也可以采用其他装置进行，只要可以实现对矿粒的分级即可，此处不以此为限。 [0040] 优选的，在步骤S2中，调浆药剂的加入制度为：先加入碳酸钠200～500g/t、水玻璃100～400g/t，再加入硫酸铜10～100g/t，最后加入异戊基黄药60～200g/t、丁铵黑药10～ 50g/t及高效起泡剂5～50g/t，每次加入的药剂均与矿浆进行充分反应。 [0041] 优选的，在步骤S2中，高效起泡剂产生的气泡的直径为0.1～40mm，并呈相对的正态分布。 [0042] 优选的，在步骤S3中，第一次精选和第二次精选均加入水玻璃；其中第一次精选中水玻璃的添加量为25～200g/t，第二次精选中水玻璃的添加量为6.25～100。 [0043] 优选的，在步骤S3中，第一次扫选和第二次扫选均加入异戊基黄药和丁铵黑药，其中，第一次扫选中异戊基黄药的添加量为15～100g/t，丁铵黑药添加量为2.5～25g/t，第一次扫选中异戊基黄药的添加量为3.75～50g/t，丁铵黑药添加量为0.625～12.5g/t。 [0044] 下面结合具体的实施例对本发明作进一步的限定： [0045] 实施例1 [0047] 如图1所示，应用用于铜金矿浮选的高效起泡剂进行铜金矿浮选，包括如下步骤： [0048] S1、磨矿分级： [0049] 将铜金矿原矿进行三段破碎至8mm以下，然后进行磨矿，再采用旋流器进行分级，得到细度在0.074mm以下的占45％的旋流器分级溢流产品，加水将其浓度调至30％～35％，得到矿浆； [0050] S2、矿浆调浆：向步骤S1中得到的矿浆中，加入碳酸钠300g/t、水玻璃400g/t，待反应充分后，得到第一浆液；然后，向第一浆液中加入硫酸铜50g/t，反应充分后，得到第二浆液；最后，向第二浆液中加入异戊基黄药100g/t、丁铵黑药20g/t、高效起泡剂26g/t，充分反应后得到第三浆液； [0051] S3、浮选分离：对步骤S2中得到的第三浆液进行浮选操作，本次浮选包括一次粗选、两次精选以及两次扫选，最终得到铜金精矿和尾矿； [0052] 粗选过程：将第三浆液投入机械搅拌式浮选机中进行浮选，得到底流和分布于底流上的泡沫； [0053] 精选过程：将粗选过程得到的泡沫刮出进行第一次精选，第一次精选过程加入水玻璃200g/t，得到泡沫和底流，底流返回粗选过程进行粗选；将第一次精选中得到的泡沫刮出进行第二次精选，第二次精选过程加入水玻璃100g/t，得到含有铜金矿的泡沫和底流，底流返回第一次精选，形成闭路循环； [0054] 扫选过程：将粗选过程得到的底流进行第一次扫选，第一次扫选过程加入异戊基黄药40g/t、丁铵黑药5g/t，得到底流和泡沫；将第一次扫选得到的泡沫刮出返回扫选过程进行粗选，底流进行第二次扫选，第二次扫选加入异戊基黄药20g/t、丁铵黑药3g/t，得到尾矿和泡沫，将泡沫刮出返回第一次扫选过程进行扫选，形成闭路循环；本实施例的浮选分离结果如表1所示。 [0055] 对比例1 [0056] 对比例1与实施例1的区别仅在于：使用的起泡剂为松醇油，其他步骤与实施例1基本相同，在此不再赘述，浮选分离结果如表1所示。 [0057] 对比例2 [0058] 对比例2与实施例1的区别仅在于：使用的起泡剂为甲基异丁基甲醇(MIBC)，其他步骤与实施例1基本相同，在此不再赘述，浮选分离结果如表1所示。 [0059] 对比例3 [0060] 对比例3与实施例1的区别仅在于：使用的起泡剂为2号浮选油，其他步骤与实施例1基本相同，在此不再赘述，浮选分离结果如表1所示。 [0061] 对比例4 [0062] 对比例4与实施例1的区别仅在于：使用的起泡剂中不含2‑丁氧基丙酸丁酯，其他步骤与实施例1基本相同，在此不再赘述，浮选分离结果如表1所示。 [0063] 对比例5 [0064] 对比例4与实施例1的区别仅在于：使用的起泡剂中不含聚二甲基硅氧烷，其他步骤与实施例1基本相同，在此不再赘述，浮选分离结果如表1所示。 [0065] 实施例2 [0066] 本实施例以某铜金矿为对象，原矿含铜0.89％、金含量0.73g/t，主要组分为黄铜矿、黄铁矿、方解石、辉石、长石、膨润土等。 [0067] S1、磨矿分级： [0068] 将铜金矿原矿进行三段破碎至12mm以下，然后进行磨矿，再采用旋流器进行分级，得到细度在0.074mm以下的占72％的旋流器分级溢流产品，加水将其浓度调至30％～35％，得到矿浆； [0069] S2、矿浆调浆：向步骤S1中得到的矿浆中，加入碳酸钠400g/t、水玻璃400g/t，待反应充分后，得到第一浆液；然后，向第一浆液中加入硫酸铜90g/t，反应充分后，得到第二浆液；最后，向第二浆液中加入异戊基黄药180g/t、丁铵黑药10g/t、起泡剂20g/t，充分反应后得到第三浆液； [0070] S3、浮选分离：对步骤S2中得到的第三浆液进行浮选操作，本次浮选包括一次粗选、两次精选以及两次扫选，最终得到铜金精矿和尾矿； [0071] 粗选过程：将第三浆液投入机械搅拌式浮选机中进行浮选，得到底流和分布于底流上的泡沫； [0072] 精选过程：将粗选过程得到的泡沫刮出进行第一次精选，第一次精选过程加入水玻璃250g/t，得到泡沫和底流，底流返回粗选过程进行粗选；将第一次精选中得到的泡沫刮出进行第二次精选，第二次精选过程加入水玻璃100g/t，得到含有铜金矿的泡沫和底流，底流返回第一次精选，形成闭路循环； [0073] 扫选过程：将粗选过程得到的底流进行第一次扫选，第一次扫选过程加入异戊基黄药40g/t、丁铵黑药5g/t，得到底流和泡沫；将第一次扫选得到的泡沫刮出返回扫选过程进行粗选，底流进行第二次扫选，第二次扫选加入异戊基黄药20g/t、丁铵黑药2g/t，得到尾矿和泡沫，将第二次扫选中得到的泡沫刮出返回第一次扫选过程进行扫选，形成闭路循环；本实施例的浮选分离结果如表1所示。 [0074] 实施例3 [0075] 本实施例以某铜金矿为对象，原矿含铜0.67％、金含量0.53g/t，主要组分为黄铜矿、黄铁矿、石英、长石等。 [0076] S1、磨矿分级： [0077] 将铜金矿原矿进行三段破碎至10mm以下，然后进行磨矿，再采用旋流器进行分级，得到细度在0.074mm以下的占68％的旋流器分级溢流产品，加水将其浓度调至30％～35％，得到矿浆； [0078] S2、矿浆调浆：向步骤S1中得到的矿浆中，加入碳酸钠200g/t、水玻璃200g/t，待反应充分后，得到第一浆液；然后，向第一浆液中加入硫酸铜70g/t，反应充分后，得到第二浆液；最后，向第二浆液中加入异戊基黄药140g/t、丁铵黑药20g/t、起泡剂36g/t，充分反应后得到第三浆液； [0079] S3、浮选分离：对步骤S2中得到的第三浆液进行浮选操作，本次浮选包括一次粗选、两次精选以及两次扫选，最终得到铜金精矿和尾矿； [0080] 粗选过程：将第三浆液投入机械搅拌式浮选机中进行浮选，得到底流和分布于底流上的泡沫； [0081] 精选过程：将粗选过程得到的泡沫刮出进行第一次精选，第一次精选过程加入水玻璃100g/t，得到泡沫和底流，底流返回粗选过程进行粗选；将第一次精选中得到的泡沫刮出进行第二次精选，第二次精选过程加入水玻璃30g/t，得到含有铜金矿的泡沫和底流，底流返回第一次精选，形成闭路循环； [0082] 扫选过程：将粗选过程得到的底流进行第一次扫选，第一次扫选过程加入异戊基黄药80g/t、丁铵黑药12g/t，得到底流和泡沫；将第一次扫选得到的泡沫刮出返回扫选过程进行粗选，底流进行第二次扫选，第二次扫选加入异戊基黄药40g/t、丁铵黑药5g/t，得到尾矿和泡沫，将第二次扫选中得到的泡沫刮出返回第一次扫选过程进行扫选，形成闭路循环；本实施例的浮选分离结果如表1所示，从表1中的浮选分离结果可以看到，在同等的工艺条件下，实施例1相对于对比例1至5能更有效回收目的矿物，具有更高的回收率和品位。 [0083] 表1实施例1至3及对比例1至5的铜金精矿的浮选分离结果 [0084] [0085] 综上所述，本发明提出的用于铜金矿浮选的高效起泡剂，通过制备2‑丁氧基丙酸丁酯，再将其与辛癸醇、聚氧乙醚混合均匀，可借助这三种不同长度碳链的酯类、醇类和醚类之间的协同作用来提高起泡剂与矿物之间的有效作用，使产生的气泡的直径呈相对的正态分布，以实现对不同粒级矿物的高效进而提高对铜金矿的浮选效率；通过向高效起泡剂内额外引入具有消泡作用的聚二甲基硅氧烷，使浮选过程产生的气泡能够有效破裂、兼并，以对矿物进行二次富集，进一步提高浮选效率和精矿的品位；这是因为，吸附在气泡上的起泡剂分子，由于其极性基团朝向水，并与水分子相互吸引形成水化层，水化层会对相互接近的气泡起到阻碍作用，影响气泡的兼并，此外，起泡剂的极性基团之间的相互排斥作用，也会影响气泡的兼并；再者，起泡剂分子的极性基团会对水分子产生吸引，减缓了水从气泡上部向下流动的速度，当气泡上升到液面时，气泡的破裂时间延迟，而在引入消泡剂后可破坏气泡的稳定状态，使气泡容易破裂和兼并。本发明制备的高效起泡剂与松醇油、MIBC等常规起泡剂相比，在同等工艺条件下，能提高铜精矿中铜品位1～4％、铜回收率1～3％，金精矿回收率提高1～3％。 [0086] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。 |
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