CN108160336B - 一种碲铋矿浮选抑制剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种碲铋矿浮选抑制剂，该抑制剂按重量份计，包括：哌嗪类化合物2～10份、间硝基苯乙酸钠5～20份、水玻璃6～30份；所述哌嗪类化合物为N‑氨乙基哌嗪、哌嗪‑2‑甲酰胺和哌嗪‑1‑羧酸二甲胺中的一种，所述水玻璃的模数为2.8～3.2；本发明还提供了制备上述抑制剂的方法；本发明还提供了利用上述抑制剂在碲铋矿浮选过程中同步抑制磁黄铁矿和白云石上的应用。
Description
技术领域
本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种碲铋矿浮选抑制剂及其制备方法和应用，特别适合于原矿碲品位低于0.5％的低品位碲铋矿的浮选回收。
背景技术
碲属于稀散元素，被誉为现代工业、国防与尖端技术的维生素，是当代高技术新材料的支撑材料。碲及其化合物广泛应用于冶金、橡胶、石油、电子电器、玻璃陶瓷、航天、军事、医药等行业和领域。我国金属碲的产量远不能满足工业发展的需求，每年需大量从国外进口。
我国碲铋矿是世界首例的碲独立矿床，同时为典型的硫化物特征型矿床，且大部分为低品位矿，平均碲品位仅0.08％。由于矿石中含有大量和碲铋矿可浮性相似的磁黄铁矿，并且碲铋矿中普遍有细小的乳滴、蠕虫、文像或细条状等形态各异的客晶矿物，而这些客晶矿物也主要为磁黄铁矿，客晶矿物即使细磨都难与基底矿物－碲铋矿解离，同时，矿石中的主要脉石矿物-白云石在磨矿过程中容易泥化，形成的矿泥会罩盖在碲铋矿表面，从而造成我国碲铋矿，尤其是低品位碲铋矿分选困难，利用率低。
长期以来，围绕磁黄铁矿的选别分离问题，国内外有关高校、科研院所，以及厂矿企业的工程技术人员都做了大量的研究工作，如中国发明专利 CN105214837A和CN105289834B分别公开了一种磁-浮联合工艺来分离磁黄铁矿、中国发明专利CN102319618A公开了一种浮-重联合工艺来分离磁黄铁矿、中国发明专利CN101745467A公开了一种原生电位调控浮选工艺来分离磁黄铁矿，上述工艺虽然能起到分离磁黄铁矿的作用，但工艺步骤较多，操作繁琐，工业应用困难，同时会对有用矿物的选别指标带来较大的负面影响。在磁黄铁矿浮选抑制剂研究方面，公开号为CA2082831的加拿大专利文献公开了一种磁黄铁矿组合抑制剂-多硫化钙加聚胺，它在浮选含磁黄铁矿、黄铜矿、铁闪锌矿和方铅矿的矿石时，可有效选择性抑制磁黄铁矿；中国发明专利CN102896050A公开了一种用于磁黄铁矿浮选的组合抑制剂：碳酸钠、焦亚硫酸钠和三乙烯四胺；中国发明专利CN101455996A公开了一种单斜磁黄铁矿的浮选抑制剂：醋酸与醋酸钠，这些抑制剂应用于铜铅锌多金属矿的浮选分离时，效果较佳，但实践证实，用于碲铋矿中的磁黄铁矿浮选分离时，效果较差。而现有的碲铋矿浮选抑制剂如亚硫酸钠、水玻璃、石灰、六偏磷酸钠以及碳酸钠等，其主要是针对脉石矿物-白云石的抑制，部分抑制剂如石灰可对磁黄铁矿进行抑制，但其选择性抑制能力差，且用量大，容易造成管道堵塞和设备腐蚀，因此，在碲铋矿选矿方面，急需研发出能同步抑制磁黄铁矿和白云石的新型抑制剂，从而实现通过单一的浮选工艺，获得高回收率及高品位的碲铋精矿。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的之一在于提供一种碲铋矿浮选抑制剂，该抑制剂不仅制备简单、用量省，而且能够在对碲铋矿不产生抑制作用的情况下有效抑制磁黄铁矿和脉石矿物-白云石，达到在不影响浮选精矿回收率的前提下，有效提高浮选精矿品位的目的。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明的目的之一在于提供一种碲铋矿浮选抑制剂，按重量份计，包括：
哌嗪类化合物2～10份；
间硝基苯乙酸钠5～20份；
水玻璃6～30份；
所述水玻璃的模数为2.8～3.2。
本发明的发明人经过大量的试验摸索发现，哌嗪类化合物与高模数的水玻璃混合，可形成特殊的含螯合环的稳定结构，从而有效调整矿浆的氧化还原电位，并改变磁黄铁矿的表面性质，降低其可浮性，同时分散白云石在碲铋矿表面的凝聚，提高碲铋矿的浮选性能；在此基础上，通过加入间硝基苯乙酸钠，可以达到同步抑制磁黄铁矿和白云石的目的；因此，本发明提供的抑制剂能在对碲铋矿不产生抑制作用的情况下，有效抑制了磁黄铁矿和脉石矿物-白云石，进而提高了浮选精矿的品位。
优选的，当处理磁黄铁矿矿物含量明显高于白云石矿物含量的碲铋矿时，所述抑制剂按重量份计，包括：
哌嗪类化合物5～10份；
间硝基苯乙酸钠5～10份；
水玻璃15～30份；
所述水玻璃的模数为2.8～3.2。
优选的，当处理磁黄铁矿矿物含量低于白云石矿物含量的碲铋矿时，所述抑制剂按重量份计，包括：
哌嗪类化合物2～5份；
间硝基苯乙酸钠10～20份；
水玻璃6～15份；
所述水玻璃的模数为2.8～3.2。
优选的，所述哌嗪类化合物为一种在哌嗪分子中引入短链氨基官能团的化合物。
优选的，所述哌嗪类化合物包括N-氨乙基哌嗪、哌嗪-2-甲酰胺和哌嗪-1- 羧酸二甲胺中的一种。
优选的，所述抑制剂按重量份计，由如下组分组成：N-氨乙基哌嗪10份、间硝基苯乙酸钠10份和模数2.8的水玻璃30份。
优选的，所述抑制剂按重量份计，由如下组分组成：哌嗪-2-甲酰胺5份、间硝基苯乙酸钠10份和模数3.2的水玻璃15份。
优选的，所述抑制剂按重量份计，由如下组分组成：哌嗪-1-羧酸二甲胺4 份、间硝基苯乙酸钠15份和模数3.0的水玻璃12份。
本发明的目的之二在于提供一种制备所述抑制剂的方法，该方法包括如下步骤：
1)称取所述重量份数的哌嗪类化合物、间硝基苯乙酸钠和水玻璃；
2)将所取的哌嗪类化合物加入水玻璃中，并搅拌至均匀，静置10分钟；
3)称取步骤1)中原料总重量份50～100倍的水，将间硝基苯乙酸钠缓慢均匀的加入，同时不断搅拌，使其充分溶解，然后加入步骤2)所得的哌嗪类化合物和水玻璃的混合物，继续搅拌5分钟即可。
本发明的目的之三在于提供上述抑制剂在碲铋矿浮选领域方面的应用，其特征在于，所述抑制剂的用量为40～60g/t。
本发明的有益效果：
1、本发明提供的抑制剂不仅原料来源广、制备简单，且用量极少(仅为常规药剂用量的2％～3％)，利于工业规模性应用；
2、本发明提供的抑制剂具有良好的选择性效果，在有效抑制磁黄铁矿和脉石矿物-白云石的同时，不会影响目标矿-碲铋矿的浮选；
3、利用本发明提供的抑制剂进行碲铋矿选矿，提高了碲、铋的浮选指标，制得的碲精矿的品位提高至26.12％、回收率达到96.81％，铋精矿的品位提高至 37.26％、回收率达到94.72％。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
1)按重量份计，称取N-氨乙基哌嗪10份和模数2.8的水玻璃30份；
2)将所取的N-氨乙基哌嗪加入水玻璃中，并搅拌至均匀，静置10分钟；
3)按重量份计，称取间硝基苯乙酸钠10份、水5000份，将间硝基苯乙酸钠缓慢均匀的加入水中，同时不断搅拌，使其充分溶解，然后加入步骤2)所得的N-氨乙基哌嗪和水玻璃的混合物，继续搅拌5分钟，即得质量浓度1％的抑制剂溶液。
实施例2
1)按重量份计，称取哌嗪-2-甲酰胺5份和模数3.2的水玻璃15份；
2)将所取的哌嗪-2-甲酰胺加入水玻璃中，并搅拌至均匀，静置10分钟；
3)按重量份计，称取间硝基苯乙酸钠10份、水3750份，将间硝基苯乙酸钠缓慢均匀的加入水中，同时不断搅拌，使其充分溶解，然后加入步骤2)所得的哌嗪-2-甲酰胺和水玻璃的混合物，继续搅拌5分钟，即得质量浓度0.8％的抑制剂溶液。
实施例3
1)按重量份计，称取哌嗪-1-羧酸二甲胺4份和模数3.0的水玻璃12份；
2)将所取的哌嗪-1-羧酸二甲胺加入水玻璃中，并搅拌至均匀，静置10分钟；
3)按重量份计，称取间硝基苯乙酸钠15份、水6200份，将间硝基苯乙酸钠缓慢均匀的加入水中，同时不断搅拌，使其充分溶解，然后加入步骤2)所得的哌嗪-1-羧酸二甲胺和水玻璃的混合物，继续搅拌5分钟，即得质量浓度0.5％的抑制剂溶液。
实施例4
1)按重量份计，称取哌嗪-2-甲酰胺2份和模数3.0的水玻璃6份；
2)将所取的哌嗪-2-甲酰胺加入水玻璃中，并搅拌至均匀，静置10分钟；
3)按重量份计，称取间硝基苯乙酸钠20份、水2800份，将间硝基苯乙酸钠缓慢均匀的加入水中，同时不断搅拌，使其充分溶解，然后加入步骤2)所得的哌嗪-2-甲酰胺和水玻璃的混合物，继续搅拌5分钟，即得质量浓度1.0％的抑制剂溶液。
实施例5
1)按重量份计，称取N-氨乙基哌嗪10份和模数3.0的水玻璃30份；
2)将所取的N-氨乙基哌嗪加入水玻璃中，并搅拌至均匀，静置10分钟；
3)按重量份计，称取间硝基苯乙酸钠5份、水9000份，将间硝基苯乙酸钠缓慢均匀的加入水中，同时不断搅拌，使其充分溶解，然后加入步骤2)所得的N-氨乙基哌嗪和水玻璃的混合物，继续搅拌5分钟，即得质量浓度0.5％的抑制剂溶液。
实验例1
某低品位碲铋矿，原矿碲品位0.37％、铋品位0.53％，矿石中磁黄铁矿的矿物量为52.33％、白云石矿物含量为37.12％。在磨矿细度-200目83％的条件下，加入按本发明实施例1制得的抑制剂50g/t及相应的捕收剂和起泡剂，经过一粗一扫三精的矿浮选工艺流程，可获得碲品位26.12％、铋品位37.26％，碲回收率 95.12％、铋回收率94.72％的良好技术指标。
对比例1
某低品位碲铋矿，原矿碲品位0.37％、铋品位0.53％，矿石中磁黄铁矿的矿物量为52.33％、白云石矿物含量为37.12％。在磨矿细度-200目83％的条件下，加入对比抑制剂50g/t(水玻璃和亚硫酸钠各25g/t)及相应的捕收剂和起泡剂，经过一粗一扫三精的矿浮选工艺流程，获得碲品位9.45％、铋品位13.32％，碲回收率91.20％、铋回收率89.72％。
实验例2
某低品位碲铋矿，原矿碲品位0.21％、铋品位0.31％，矿石中磁黄铁矿的矿物量为47.33％、白云石矿物含量为41.12％。在磨矿细度-200目80％的条件下，加入本发明实施例2的抑制剂40g/t及相应的捕收剂和起泡剂，经过一粗一扫三精的矿浮选工艺流程，可获得碲品位21.20％、铋品位29.68％，碲回收率92.58％、铋回收率92.15％的良好技术指标。
对比例2
某低品位碲铋矿，原矿碲品位0.21％、铋品位0.31％，矿石中磁黄铁矿的矿物量为47.33％、白云石矿物含量为41.12％。在磨矿细度-200目80％的条件下，加入对比抑制剂40g/t(水玻璃和亚硫酸钠各20g/t)及相应的捕收剂和起泡剂，经过一粗一扫三精的矿浮选工艺流程，获得碲品位8.12％、铋品位11.77％，碲回收率87.15％、铋回收率85.57％。
实验例3
某低品位碲铋矿，原矿碲品位0.30％、铋品位0.44％，矿石中磁黄铁矿的矿物量为37.40％、白云石矿物含量为49.66％。在磨矿细度-200目85％的条件下，加入本发明实施例3的抑制剂60g/t及相应的捕收剂和起泡剂，经过一粗一扫三精的矿浮选工艺流程，可获得碲品位25.66％、铋品位36.52％，碲回收率96.81％、铋回收率93.94％的良好技术指标。
对比例3
某低品位碲铋矿，原矿碲品位0.30％、铋品位0.44％，矿石中磁黄铁矿的矿物量为37.40％、白云石矿物含量为49.66％。在磨矿细度-200目85％的条件下，加入对比抑制剂60g/t(水玻璃和亚硫酸钠各30g/t)及相应的捕收剂和起泡剂，经过一粗一扫三精的矿浮选工艺流程，获得碲品位8.05％、铋品位11.51％，碲回收率90.33％、铋回收率88.06％。
各实验例与其对应的对比例的各项实验数据：
(表1)。
Claims (9)
1.一种碲铋矿浮选抑制剂，其特征在于，所述抑制剂按重量份计，包括：
哌嗪类化合物2～10份；
间硝基苯乙酸钠5～20份；
水玻璃6～30份；
所述水玻璃的模数为2.8～3.2；
所述哌嗪类化合物为一种在哌嗪分子中引入短链氨基官能团的化合物。
2.根据权利要求1所述的抑制剂，其特征在于，所述抑制剂按重量份计，包括：
哌嗪类化合物5～10份；
间硝基苯乙酸钠5～10份；
水玻璃15～30份；
所述水玻璃的模数为2.8～3.2。
3.根据权利要求1所述的抑制剂，其特征在于，所述抑制剂按重量份计，包括：
哌嗪类化合物2～5份；
间硝基苯乙酸钠10～20份；
水玻璃6～15份；
所述水玻璃的模数为2.8～3.2。
4.根据权利要求1所述的抑制剂，其特征在于，所述哌嗪类化合物包括N-氨乙基哌嗪、哌嗪-2-甲酰胺和哌嗪-1-羧酸二甲胺中的一种。
5.根据权利要求1所述的抑制剂，其特征在于，所述抑制剂按重量份计，包括如下组分：N-氨乙基哌嗪10份、间硝基苯乙酸钠10份和模数2.8的水玻璃30份。
6.根据权利要求1所述的抑制剂，其特征在于，所述抑制剂按重量份计，包括如下组分：哌嗪-2-甲酰胺5份、间硝基苯乙酸钠10份和模数3.2的水玻璃15份。
7.根据权利要求1所述的抑制剂，其特征在于，所述抑制剂按重量份计，包括如下组分：哌嗪-1-羧酸二甲胺4份、间硝基苯乙酸钠15份和模数3.0的水玻璃12份。
8.权利要求1～7任一项所述的抑制剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1)称取所述重量份数的哌嗪类化合物、间硝基苯乙酸钠和水玻璃；
2)将所取的哌嗪类化合物加入水玻璃中，并搅拌至均匀，静置10分钟；
3)称取步骤1)中原料总重量份100～200倍的水，缓慢均匀的加入间硝基苯乙酸钠，同时不断搅拌，至其充分溶解，然后加入步骤2)所得的哌嗪类化合物和水玻璃的混合物，继续搅拌5分钟即可。
9.权利要求1～7任一项所述的抑制剂在碲铋矿浮选领域方面的应用，其特征在于，所述抑制剂用量为40～60g/t。
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