一種利用普魯蘭多糖分離滑石和輝鉬礦的方法
2024-04-16 01:28:05
1.本發明涉及一種利用普魯蘭多糖分離滑石和輝鉬礦的方法，屬於選礦技術領域。
背景技術：
2.滑石作為一種t-o-t型層狀矽酸鎂礦物，常伴生於輝鉬礦之中。因其質軟易泥化和天然可浮性強兩個典型特徵，在鉬礦浮選過程中易包裹在鉬礦表面影響藥劑在鉬礦表面的吸附，同時還會隨氣泡進入精礦，降低精礦品位。精礦中殘留的mgo會在冶煉過程中增加冶煉難度，增大冶煉成本。
3.目前常用的輝鉬礦與滑石分離方法主要有三種：(1)採用重力差異進行兩者分離。主要利用滑石硬度低易形成細微顆粒的特點，通過重力預先脫除一部分滑石；再對輝鉬礦進行浮選。(2)採用預先浮選法。利用滑石的天然可浮性，對其進行預先捕收，然後再對輝鉬礦進行浮選。(3)採用有效的抑制劑對滑石進行抑制，同時採用輝鉬礦捕收劑對輝鉬礦進行捕收。
4.以上三種方法中，採用重力和預先浮選法對滑石進行處理，都會導致輝鉬礦物的損失。對輝鉬礦的總體回收率有較大的影響。未能預先脫除的滑石仍然會對後續輝鉬礦的浮選造成影響。所以採用第三種方法在浮選過程中對滑石進行抑制，同時對輝鉬礦進行捕收的浮選分離方法仍然是最值得研究的浮選分離方法之一。
5.多糖類物質在自然界中種類繁多、價格便宜、綠色環保，對滑石的抑制作用效果較好。目前瓜爾膠、羧甲基纖維素(cmc)、殼聚糖及其衍生物、阿拉伯膠等多糖已被作為滑石抑制劑應用於礦物浮選過程中。但多糖類物質被應用於礦物浮選過程中通常採用複合製劑製備抑制劑，製備抑制劑需要尋找個組分的最佳比例，增加浮選難度。
6.因此，如何提供一種利用普魯蘭多糖分離滑石和輝鉬礦的方法，直接使用普魯蘭多糖進行浮選分離，綠色環保，實現高效分離，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現要素：
7.針對上述現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種利用普魯蘭多糖浮選分離滑石與輝鉬礦的方法，解決輝鉬礦與滑石之間的浮選分離問題，為硫化礦與滑石分離的選礦技術難題提供一種解決方案。
8.本發明提供一種利用普魯蘭多糖分離滑石和輝鉬礦的方法，包括以下操作步驟：
9.將滑石和輝鉬礦礦樣充分混合併研磨至所需粒徑後備用；
10.將研磨後得到的粉末加入蒸餾水中攪拌均勻形成礦漿，調節礦漿的ph值；
11.向體系中加入普魯蘭多糖同時攪拌均勻，使普魯蘭多糖對輝鉬礦產生抑制作用，再向體系中加入捕收劑丁基黃原酸鉀攪拌均勻；
12.向體系中加入起泡劑後，充氣浮選，刮泡得到浮選泡沫為滑石，體系內為輝鉬礦。
13.本發明採用普魯蘭多糖作為抑制劑分離輝鉬礦及滑石，其中普魯蘭多糖可以直接使用，減少了將普魯蘭多糖配置成複合劑再使用的操作步驟，先將滑石和輝鉬礦礦樣混合
並研磨使滑石和輝鉬礦充分混均，避免滑石和輝鉬礦相互包覆而影響分離，再將混合礦粉加入水中分散形成漿體，輝鉬礦和滑石在水中可增加分散性及流動性，使普魯蘭多糖和輝鉬礦能夠充分接觸發生反應，調節ph值使整個體系能夠增加輝鉬礦的親水性，從而利用輝鉬礦與滑石之間的親疏水性不同使其分離，再通過充氣將滑石浮起實現分離。
14.進一步地，所述滑石和輝鉬礦礦樣的純度為98％，所述滑石和輝鉬礦礦樣研磨後的粒徑為10-33um，優選10-15um，更優選15-20um，更優選20-33um。
15.本發明中需要將滑石和輝鉬礦充分分散在水溶液中，再進行浮選才能夠將兩者有效分離，而且普魯蘭多糖與輝鉬礦之間通過氫鍵作用，輝鉬礦的顆粒度越小，越有利與普魯蘭多糖與輝鉬礦作用，但是若太細又會增加人力物力的消耗，所以需要選擇最適合的粒徑使其反應。在滑石和輝鉬礦的混合礦樣中，充分研磨後通過粒度分析可知，輝鉬礦在15-37um的分布量是最多的，意味著輝鉬礦在15-37um的粒徑，尤其是15-20um的粒徑中更利於分散，所以將礦樣研磨至該粒徑範圍，有利於輝鉬礦充分分離，便於後續與普魯蘭多糖作用。
16.進一步地，所述研磨後的粉末與水的質量比為1:(18-22)，優選1:18，更優選1:20，更優選1:22，更優選1:21；所述調節礦漿的ph值為8-12。優選8，更優選9，更優選10，更優選11，更優選12。
17.本發明中，體系中漿體的濃度影響體系中各物質的移動速度，也影響普魯蘭多糖和輝鉬礦的作用效果，控制研磨後粉末與水的比例在1:(18-22)便於使體系保持在一個適合的濃度範圍內，利於反應快速進行。調節ph值為8-12時，一方面增加輝鉬礦與滑石的親水性和疏水性的分離，另一方面增加輝鉬礦與普魯蘭多糖的結合效果，通過氫鍵作用力更穩固，從而增加分離效果。
18.進一步地，所述礦漿中的ph值為3-7.5，優選3，更優選4，更優選5，更優選6，更優選7.5，同時該礦漿中還添加了fe
3+
。fe
3+
的添加量為礦粉的0.1-1％，優選0.1％，更優選1％，更優選0.2％，更優選0.5％，更優選0.8％。
19.本發明中，礦漿體系中的當ph值調節為3-7.5時，輝鉬礦顆粒表面的疏水性逐漸變好，但是加入三價鐵離子後，鐵離子以羥基絡合離子的形式吸附在輝鉬礦顆粒表面，使輝鉬礦的可浮性降低，同時三價鐵離子吸附在輝鉬礦表面後其zeta電位增加，體系中的顆粒分散性更好，更利於普魯蘭多糖與輝鉬礦發生作用。
20.進一步地，所述普魯蘭多糖的添加量為100mg/l，攪拌時間為5-10min，添加普魯蘭多糖後調節溫度為15-25℃。優選15℃，更優選18℃，更優選20℃，更優選23℃，，更優選25℃。
21.本發明中，添加適量的普魯蘭多糖是增加抑制作用的關鍵，添加少了難以對所有的輝鉬礦形成一直作用，導致分離不徹底，添加多了普魯蘭多糖為大分子物質，容易增加體系的粘度，從而減弱體系中物質的作用速度，添加後攪拌使其能夠均勻作用，溫度調節為15-25℃更利於普魯蘭多糖與輝鉬礦的接觸。
22.進一步地，所述普魯蘭多糖添加時，先將漿體高速攪拌至漿體形成快速轉動的漩渦後，在固定位置將普魯蘭多糖逐漸加入漩渦邊緣，使加入的普魯蘭多糖隨著漿體流動的同時混合，與漿體中的輝鉬礦結合。
23.進一步地，所述高速攪拌的轉速為3000-3500r/min，更優選3000r/min，更優選
3200r/min，更優選3500r/min，所述普魯蘭多糖的添加速度為20-38mg/min。優選20mg/min，更優選23mg/min，更優選26mg/min，更優選28mg/min，更優選32mg/min，更優選36mg/min，更優選38mg/min。
24.本發明中，先將漿體高速攪拌使漿體旋轉形成漩渦，當漿體形成高速旋轉的流體時，加入普魯蘭多糖時，普魯蘭多糖會隨著流體旋轉，流體旋轉時產生的剪切力將加入的普魯蘭多糖順著同一方向旋轉，普魯蘭多糖的分子鏈在流體剪切力的作用下快速舒展，利於在漿體中與輝鉬礦混合接觸作用。高速攪拌的速度可影響剪切力的大小，普魯蘭多糖的添加速度則需要根據攪拌速度進行調整。
25.進一步地，所述丁基黃原酸鉀添加量為2
×
10-4
mol/l，攪拌時間為5-10min。
26.本發明中，利用普魯蘭多糖對輝鉬礦產生抑制作用後，加入丁基黃原酸鉀與滑石作用，將輝鉬礦與滑石在體系中分離，形成輝鉬礦親水、滑石疏水的體系。
27.進一步地，所述起泡劑為甲基異丁基甲醇(mibc)，其添加量為1
×
10-4
mol/l。
28.本發明中的起泡劑不限於甲基異丁基甲醇(mibc)，添加量根據添加的礦樣含量定，添加進入漿體後使漿體中甲基異丁基甲醇的含量為1
×
10-4
mol/l。
29.進一步地，所述充氣浮選的充氣量為0.3l/min。
30.本發明中充氣是通過浮選機從漿體底部進行充氣，與添加了起泡劑的漿體作用產生氣泡，將不溶於水的滑石粉通過氣泡浮到漿體表面，從而實現分離，充氣量需要根據滑石的顆粒度大小和起泡劑含量設置，若充氣量過大，氣泡易破，難以將滑石上浮，若充氣量過小，難以吹出適合大小的氣泡。
31.與現有技術相比，本技術的技術方案具有以下技術效果：
32.1、本技術通過使用普魯蘭多糖對滑石和輝鉬礦進行分離，操作簡單，易於實現，且原料易得，經濟環保，充分利用了普魯蘭多糖易溶於水的性質，使其分散在水中與輝鉬礦接觸，並通過氫鍵作用吸附在輝鉬礦表面，從而增加輝鉬礦的親水性，充氣浮選時則將疏水的滑石向上浮起實現分離，分離效果好，且效率高。
33.2、本技術通過調節體系中的ph值，從而調整輝鉬礦表面的親水或疏水性，通過親疏水性能與滑石區分，從而更好地將輝鉬礦與滑石分離，而且添加三價鐵離子還便於增加整個體系的分散性能，使其更好地與普魯蘭多糖作用。
34.3、本技術通過添加適量的普魯蘭多糖使其不會影響體系粘度有能夠與體系中的所有輝鉬礦作用，從而將輝鉬礦與滑石充分分離。
35.4、本技術通過高速攪拌後添加普魯蘭多糖有利於將普魯蘭多糖分子鏈順直，便於普魯蘭多糖分子在體系中的移動，有利於普魯蘭多糖充分發揮一直作用，與輝鉬礦作用增加輝鉬礦的親水性。
36.5、本技術中根據礦粉的粒度及起泡劑的含量設置充氣量，使其能夠適用於本發明的浮選分離方法，能夠將本發明所公開的礦粉粒徑的滑石浮起，從而將輝鉬礦與滑石分離。
具體實施方式
37.為了使本領域的技術人員更好地理解本技術中的技術方案，下面將結合本技術實施例對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本技術中的實施例，本領域普通技術人員
在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本技術保護的範圍。
38.實施例1
39.將純度大於98％的輝鉬礦、滑石磨細到粒度小於10-15μm，分別取1g滑石和輝鉬礦礦樣放入40ml浮選槽內，加入40ml蒸餾水攪拌均勻。採用naoh調整礦漿ph至ph＝8，以100mg/l的濃度添加普魯蘭多糖攪拌5min，根據2
×
10-4
mol/l的濃度添加丁基黃原酸鉀攪拌5min，最後加入起泡劑mibc，濃度為1
×
10-4
mol/l，攪拌均勻後充氣浮選，刮泡5min，得到浮選泡沫和浮選槽內產物。將兩種產物烘乾後稱重並檢驗成分。
40.礦物浮選試驗結果如下表1所示。
41.表1實施例1礦物浮選試驗結果
42.產物產率％輝鉬礦含量wt％輝鉬礦回收率％槽內產品43.3490.3776.85
43.實施例2
44.將純度大於98％的輝鉬礦、滑石磨細到粒度小於10μm，分別取1g滑石和輝鉬礦礦樣放入40ml浮選槽內，加入40ml蒸餾水攪拌均勻。採用naoh調整礦漿ph至ph＝10，以100mg/l的濃度添加普魯蘭多糖攪拌10min，以2
×
10-4
mol/l的濃度添加丁基黃原酸鉀攪拌5min，最後加入起泡劑mibc，濃度為2
×
10-4
mol/l，攪拌均勻後充氣浮選，刮泡5min，得到浮選泡沫和浮選槽內產物。將兩種產物烘乾後稱重並檢驗成分。
45.礦物浮選試驗結果如下表2所示。
46.表2實施例2礦物浮選試驗結果
47.產物產率％輝鉬礦含量wt％輝鉬礦回收率％槽內產品46.7875.6771.20
48.實施例3
49.將純度大於98％的輝鉬礦、滑石磨細到粒度小於20-33μm，分別取1g滑石和輝鉬礦礦樣放入40ml浮選槽內，加入40ml蒸餾水攪拌均勻。採用naoh調整礦漿ph至ph＝12，以100mg/l的濃度添加普魯蘭多糖攪拌5min，再加入濃度為2
×
10-4
mol/l的丁基黃原酸鉀攪拌5min，最後加入起泡劑mibc，濃度為3
×
10-4
mol/l，攪拌均勻後充氣浮選，刮泡5min，得到浮選泡沫和浮選槽內產物。將兩種產物烘乾後稱重並檢驗成分。
50.礦物浮選試驗結果如下表3所示。
51.表3實施例3礦物浮選試驗結果
52.產物產率%輝鉬礦含量wt％輝鉬礦回收率%槽內產品45.5686.8573.24
53.實施例4
54.將純度大於98％的輝鉬礦、滑石磨細到粒度小於15-20μm，分別取1g滑石和輝鉬礦礦樣放入40ml浮選槽內，加入40ml蒸餾水攪拌均勻。採用hcl調整礦漿ph至ph＝3，同時加入適量硝酸鐵，攪拌均勻後以100mg/l的濃度添加普魯蘭多糖攪拌5min，再加入濃度為2
×
10-4
mol/l的丁基黃原酸鉀攪拌5min，最後加入起泡劑mibc，濃度為1
×
10-4
mol/l，攪拌均勻後充氣浮選，刮泡5min，得到浮選泡沫和浮選槽內產物。將兩種產物烘乾後稱重並檢驗成分。
55.礦物浮選試驗結果如下表4所示。
56.表4實施例4礦物浮選試驗結果
57.產物產率％輝鉬礦含量wt％輝鉬礦回收率％槽內產品46.7587.5372.45
58.實施例5
59.將純度大於98％的輝鉬礦、滑石磨細到粒度小於15-20μm，分別取1g滑石和輝鉬礦礦樣放入40ml浮選槽內，加入40ml蒸餾水攪拌均勻。採用hcl調整礦漿ph至ph＝4，同時加入適量硝酸鐵，攪拌均勻後以100mg/l的濃度添加普魯蘭多糖攪拌5min，再加入濃度為2
×
10-4
mol/l的丁基黃原酸鉀攪拌5min，最後加入起泡劑mibc，濃度為1
×
10-4
mol/l，攪拌均勻後充氣浮選，刮泡5min，得到浮選泡沫和浮選槽內產物。將兩種產物烘乾後稱重並檢驗成分。
60.礦物浮選試驗結果如下表5所示。
61.表5實施例5礦物浮選試驗結果
62.產物產率％輝鉬礦含量wt％輝鉬礦回收率％槽內產品47.5886.5373.47
63.實施例6
64.將純度大於98％的輝鉬礦、滑石磨細到粒度小於15-20μm，分別取1g滑石和輝鉬礦礦樣放入40ml浮選槽內，加入40ml蒸餾水攪拌均勻。採用hcl調整礦漿ph至ph＝7，同時加入適量硝酸鐵，攪拌均勻後以100mg/l的濃度添加普魯蘭多糖攪拌5min，再加入濃度為2
×
10-4
mol/l的丁基黃原酸鉀攪拌5min，最後加入起泡劑mibc，濃度為1
×
10-4
mol/l，攪拌均勻後充氣浮選，刮泡5min，得到浮選泡沫和浮選槽內產物。將兩種產物烘乾後稱重並檢驗成分。
65.礦物浮選試驗結果如下表6所示。
66.表6實施例6礦物浮選試驗結果
67.產物產率％輝鉬礦含量wt％輝鉬礦回收率％槽內產品48.7586.8773.12
68.實施例7
69.將純度大於98％的輝鉬礦、滑石磨細到粒度小於15-20μm，分別取1g滑石和輝鉬礦礦樣放入40ml浮選槽內，加入40ml蒸餾水攪拌均勻。採用hcl調整礦漿ph至ph＝4，同時加入適量硝酸鐵，高速攪拌均勻，至漿體形成快速轉動的漩渦，在固定位置將普魯蘭多糖逐漸加入漩渦邊緣添加速度為20mg/min，使加入的普魯蘭多糖隨著漿體流動的同時混合，與漿體中的輝鉬礦結合，加入100mg/l的普魯蘭多糖攪拌5min，再加入濃度為2
×
10-4
mol/l的丁基黃原酸鉀攪拌5min，最後加入起泡劑mibc，濃度為1
×
10-4
mol/l，攪拌均勻後充氣浮選，刮泡5min，得到浮選泡沫和浮選槽內產物。將兩種產物烘乾後稱重並檢驗成分。
70.礦物浮選試驗結果如下表7所示。
71.表7實施例7礦物浮選試驗結果
72.產物產率％輝鉬礦含量wt％輝鉬礦回收率％槽內產品48.5682.4180.14
73.對比實施例1
74.採用與實施例1中的輝鉬礦和滑石粉一致的礦樣，研磨後原料粒度為15-20um，進行浮選實驗，浮選實驗採用的起泡劑為甲基異丁基甲醇(mibc)，用量為8.0mg/l；ph調整劑
採用naoh，調整至ph＝8；抑制劑採用的是葡聚糖，用量為400mg/l。浮選實驗結果：輝鉬礦回收率為14.37％。
75.對比實施例2
76.採用與實施例1中的輝鉬礦和滑石粉一致的礦樣，研磨後礦樣粒度為15-20um，進行浮選實驗，浮選實驗採用的起泡劑為甲基異丁基甲醇(mibc)，用量為8.0mg/l；ph調整劑採用naoh，調整至ph＝10；抑制劑採用的是糊精，用量為100g/t。浮選實驗結果：輝鉬礦回收率為15.64％。
77.對比實施例3
78.採用與實施例1中的輝鉬礦和滑石粉一致的礦樣，研磨後礦樣粒度為15-20um，進行浮選實驗，浮選實驗採用的起泡劑為甲基異丁基甲醇(mibc)，用量為8.0mg/l；ph調整劑採用naoh，調整至ph＝4，不添加硝酸鐵；抑制劑採用的是普魯蘭多糖，用量為100mg/l。浮選實驗結果：輝鉬礦回收率為20.68％。
79.對比實施例4
80.採用與實施例1中的輝鉬礦和滑石粉一致的礦樣，研磨後礦樣粒度為45-53um，進行浮選實驗，浮選實驗採用的起泡劑為甲基異丁基甲醇(mibc)，用量為8.0mg/l；ph調整劑採用naoh，調整至ph＝8；抑制劑採用的是普魯蘭多糖，用量為100mg/l。浮選實驗結果：輝鉬礦回收率為28.65％。
81.對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其他實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。