赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉及其製備方法
2023-06-25 20:26:26 1
專利名稱:赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉及其製備方法
技術領域:
本發明屬於選礦工程中反浮選藥劑製備技術領域,尤其涉及赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉及其製備方法。
背景技術:
赤鐵礦是在氧化條件下形成的一種氧化型礦,它主要賦存於沉積型、風化林濾型及部分受變質沉積型、與火山-侵入活動有關鐵礦中。我國赤鐵礦的儲量現已探明約佔全國鐵礦總儲量的18. 1%,具有貧、雜、細,伴生礦比例高等特點。據統計,我國赤鐵鐵礦石平均品位31. 27%,與澳大利亞、巴西進口礦比較,我國鐵精礦質量尚有明顯差距。例如,澳大利亞多為赤鐵富礦,粉礦品位62%、塊礦品位64%,SiO2含量39Γ4% ;巴西也主要是赤鐵富礦, 礦品位65% 66%、塊礦品位66% 67%,SiO2含量1%1%。因此,進一步提高鐵礦品位、降低雜質含量,依然是我國選礦工作者面臨的重要任務。從提高鐵精礦質量角度看,陰離子反浮選工藝起到了巨大的作用。鞍鋼齊大山鐵礦為我國最大的鐵選礦廠,年處理原礦品位為29% 的赤鐵礦800萬噸,2001年前採用重-磁-正浮選工藝,精礦品位達63%,而2002年後改用重-磁-反浮選工藝,精礦品位達到67. 4%以上。在赤鐵礦反浮選工藝中,玉米澱粉是氧化鐵礦的典型抑制劑。普通澱粉抑制赤鐵礦的基本原理是澱粉在赤鐵礦表面吸附後,澱粉本身存在的許多親水性官能團在赤鐵礦物表面形成親水層,可減弱捕收劑與赤鐵礦粒的表面作用力,阻隔赤鐵礦粒與浮選氣泡結合,降低赤鐵礦的可浮性,從而對赤鐵礦產生抑制作用。然而,在赤鐵礦物與脈石礦物之間, 兩者的表面物理和化學性質有一定的差異,但也具有一些相似的特點,因此,在用普通澱粉作為抑制劑時,其抑制選擇性受到一定限制。為了提高澱粉抑制劑的選擇性,有研究者曾提出採用改性後的變性澱粉作為赤鐵礦的抑制劑。還有研究表明,當用陽離子澱粉作為赤鐵礦抑制劑時,在ΡΗ=7 11範圍內, 石英等脈石比赤鐵礦帶有更多的負電荷,陽離子澱粉在石英礦物表面的吸附是赤鐵礦的3 倍,而陰離子澱粉在赤鐵礦上的吸附比在石英上大得多。因此,在反浮選工藝中,選用陰離子澱粉可有效提高抑制劑的選擇性。如,專利申請號200610124741. 6公開了一種鮞狀高磷赤鐵礦的選礦方法,採用磺化澱粉抑制鮞狀高磷赤鐵礦,通過反浮選將磷、矽等雜質除去, 獲得鐵品位63%以上、鐵回收率大於75%的鐵精礦。然而,在使用磺酸根或羧酸根等陰離子澱粉作為抑制劑時,依然存在以下問題 (1)澱粉粘度高,導致蒸煮操作和管道輸送困難;(2)浮選體系中含有一些鈣、錳、鐵等雜陽離子,對澱粉中的陰離子有一定「中和」作用,降低了陰離子澱粉的使用效果;(3)隨著鐵礦細磨程度越來越高,加上礦漿本身具有較高的黏度,鐵精礦過濾困難依然難以解決。
發明內容
本發明的目的是解決上述技術中的不足,提供一種赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉及其製備方法,該複合變性澱粉冷水可溶,低粘度,可增加赤鐵精礦的產率和改善鐵精礦漿的過濾條件。為了實現上述目的,本發明採用的技術方案是
一種赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉,由澱粉為原料,次氯酸鈉為氧化劑,亞硫酸鈉和亞硝酸鈉為酯化劑,3-氯-2-羥丙基三甲基季銨鹽為陽離子化試劑,苛性鹼為催化劑和水製成,其配比按重量份數計為原料澱粉100份,次氯酸鈉0. 5^10份,亞硫酸鈉1. 2 7. 0 份,亞硝酸鈉0. 2^1. 2份,3-氯-2-羥丙基三甲基季銨鹽0. 5^3. 5份,苛性鹼3. (Γ7. 0份,水 25 40份。所述澱粉選自木薯澱粉和玉米澱粉中任意一種。所述苛性鹼選自氫氧化鈉和氫氧化鉀中任意一種。一種赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉的製備方法,包括如下步驟
(1)物料混合將澱粉100份,次氯酸鈉0.5^10份,亞硫酸鈉1. 2^7. 0份,亞硝酸鈉 0. 2 1. 2份,3-氯-2"羥丙基三甲基季銨鹽0. 5 3. 5份,苛性鹼3. 0 7· 0份和水25 40份加入混合器,攪拌混合廣3小時;
(2)擠壓反應採用雙螺杆擠壓機對混合後的物料進行擠壓反應2 10分鐘,反應包括氧化、酯化和醚化反應;
(3)後處理將反應後的產物冷卻至室溫,粉碎,通過100目篩,即得到產品。所述混合器攪拌的轉速為5(T200 r/min。所述雙螺杆擠壓機的工作參數為螺杆長徑比25,雙螺杆的壓縮比3. 0,螺杆轉速 50 250 r/min,前段溫度為5(T80°C,中段溫度為13(Tl70°C,尾段溫度為19(T240°C,擠出口正向壓力2· (Γ3. 5MPa。其產品複合變性澱粉呈白色或微黃色粉末狀,包含羧酸根、磺酸根陰離子和季銨基陽離子,冷水可溶,粘度為5 35mPa. s (6%,95 °C ),羧基(-C00H)質量百分率為 0. 0129Γ0. 3%,硫(S)的質量百分率為0. 18% 2. 0%,氮(N)的質量百分率為0. 029Γ0. 25%。與現有技術相比,本發明的有益效果如下
本發明通過擠壓技術,經一步反應製備一種冷水可溶,低粘度,含有羧酸根、磺酸根陰離子基團和季銨基陽離子基團的複合變性澱粉,該產品具有以下特點
(1)排斥礦漿中的鈣、鐵等雜陽離子,保護羧酸根、磺酸根陰離子基團,有選擇性地吸附赤鐵礦石;
(2)對極細赤鐵礦石能起到絮聚作用,可增加赤鐵精礦的產率和改善鐵精礦漿的過濾條件;
(3)冷水可溶,粘度低,使用時免除了蒸煮工序,管道流動性好,解決了堵塞管道的問題。該產品即適用於陰離子捕收劑反浮選工藝,也適用於陽離子捕收劑反浮選工藝。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述,但本發明的實施方式並不局限於實施例表示的範圍。實施例1
取木薯澱粉100份,次氯酸鈉0. 5份,亞硫酸鈉1. 2份,亞硝酸鈉0. 2份,3-氯-2-羥丙
4基三甲基季銨鹽0. 5份,水25份,氫氧化鈉3份,加入混合器,攪拌混合1小時,控制擠壓膨化前段溫度為50°C,中段溫度為130°C,尾段溫度為190°C,將以上混合均勻的物料餵入擠壓機以螺杆轉速250 r/min擠壓反應2分鐘。本實施例獲得的產品羧基(-C00H)質量百分率為0.01%,硫(S)的質量百分率為 0. 25%,氮(N)的質量百分率為0. 026%,粘度為22mPa*s (6%,95°C ),冷水可溶的複合變性澱粉產品。該產品作為赤鐵礦抑制劑在添加量為0. mcg/t,對經重-磁分選後鐵品位為43. 5% 的赤鐵礦,在石灰活化後,採用油酸脂肪酸作為捕收劑對赤鐵礦開路反浮選,獲得鐵品位為
67.8%、回收率為83. 5%的鐵精礦。實施例2
取玉米澱粉100份,次氯酸鈉3. 0份,亞硫酸鈉5. 5份,亞硝酸鈉1. 0份,3-氯-2-羥丙基三甲基季銨鹽0. 8份,水25份,氫氧化鉀6份,在混合器中混合2小時,控制擠壓膨化前段溫度為70°C,中段溫度為155°C,尾段溫度為220°C,將以上混合均勻的物料餵入擠壓機以螺杆轉速125 r/min擠壓反應5分鐘。本實施例獲得的產品羧基(-C00H)質量百分率為0. 024%,硫(S)的質量百分率為
0.91%,氮(N)的質量百分率為0. 05 。,粘度為13mPa*S(6%,95°C),冷水可溶的複合變性澱粉產品。該產品作為赤鐵礦抑制劑在添加量為0. mcg/t,對經重-磁分選後鐵品位為43. 5% 的赤鐵礦,在石灰活化後,採用油酸脂肪酸作為捕收劑對赤鐵礦開路反浮選,獲得鐵品位 >68. 6%、回收率>86. 5%的鐵精礦。實施例3
取木薯澱粉100份,次氯酸鈉10份,亞硫酸鈉7. 0份,亞硝酸鈉1. 2份,3-氯-2-羥丙基三甲基季銨鹽3. 5份,水40份,氫氧化鈉3. 5份,加入混合器,攪拌混合3小時,控制擠壓膨化前段溫度為80°C,中段溫度為170°C,尾段溫度為240°C,將以上混合均勻的物料餵入擠壓機以螺杆轉速50 r/min擠壓反應10分鐘。本實施例獲得的產品羧基(-C00H)質量百分率為0. 17%,硫(S)的質量百分率為
1.35%,氮(N)的質量百分率為0. 175%,粘度為8 mPa-s (6%,95°C ),冷水可溶的複合變性澱粉產品。該產品作為赤鐵礦抑制劑在添加量為0. mcg/t,對經重-磁分選後鐵品位為43. 5% 的赤鐵礦,在石灰活化後,採用油酸脂肪酸作為捕收劑對赤鐵礦開路反浮選,獲得鐵品位為
68.3%、回收率為85. 5%的鐵精礦。
權利要求
1.一種赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉,其特徵在於由澱粉為原料,次氯酸鈉為氧化劑,亞硫酸鈉和亞硝酸鈉為酯化劑,3"氯-2-羥丙基三甲基季銨鹽為陽離子化試劑,苛性鹼為催化劑和水製成,其配比按重量份數計為原料澱粉100份,次氯酸鈉0. 5^10份,亞硫酸鈉1. 2^7. 0份,亞硝酸鈉0. 2^1. 2份,3-氯-2-羥丙基三甲基季銨鹽0. 5^3. 5份,苛性鹼3. (Γ7.0份,水25 40份。
2.根據權利要求1所述的赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉,其特徵在於所述澱粉選自木薯澱粉和玉米澱粉中任意一種。
3.根據權利要求1所述的赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉,其特徵在於所述苛性鹼選自氫氧化鈉和氫氧化鉀中任意一種。
4.根據權利要求1所述的赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉,其特徵在於產品包含羧酸根、磺酸根陰離子和季銨基陽離子。
5.根據權利要求1所述的赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉,其特徵在於產品的-COOH質量百分率為0. 0129Γ0. 3%,S的質量百分率為0. 189Γ2. 0%,N的質量百分為 0. 029Γ0. 25%。
6.根據權利要求1所述的赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉,其特徵在於產品冷水可溶,在質量百分比為6%,溫度95°C條件下粘度為5 35mPa · s。
7.—種如權利要求1所述的赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉的製備方法,其特徵在於包括如下步驟(1)物料混合將澱粉100份,次氯酸鈉0.5^10份,亞硫酸鈉1. 2^7. 0份,亞硝酸鈉 0. 2 1. 2份,3-氯-2-羥丙基三甲基季銨鹽0. 5 3. 5份,苛性鹼3. 0 7· 0份和水25 40份加入混合器,攪拌混合廣3小時;(2)擠壓反應採用雙螺杆擠壓機對混合後的物料進行擠壓反應2 10分鐘,反應包括氧化、酯化和醚化反應;(3)後處理將反應後的產物冷卻至室溫,粉碎,通過100目篩,即得到產品。
8.根據權利要求7所述的赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉的製備方法,其特徵在於所述混合器攪拌的轉速為5(T200 r/min。
9.根據權利要求7所述的赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉的製備方法,其特徵在於所述雙螺杆擠壓機的工作參數為螺杆長徑比25,雙螺杆的壓縮比3. 0,螺杆轉速5(Γ250 r/min,前段溫度為5(T80°C,中段溫度為13(Tl70°C,尾段溫度為19(T240°C,擠出口正向壓力 2· 0 3· 5MPa0
全文摘要
本發明公開了一種赤鐵礦反浮選抑制劑複合變性澱粉及其製備方法,其產品由原料澱粉,次氯酸鈉為氧化劑,亞硫酸鈉和亞硝酸鈉為酯化劑,3-氯-2-羥丙基三甲基季銨鹽為陽離子化試劑,苛性鹼為催化劑和水製成,其配比按重量份數計為原料澱粉100份,次氯酸鈉0.5~10份,亞硫酸鈉1.2~7.0份,亞硝酸鈉0.2~1.2份,3-氯-2-羥丙基三甲基季銨鹽0.5~3.5份,苛性鹼3.0~7.0份,水25~40份。產品複合變性澱粉包含羧酸根、磺酸根陰離子和季銨基陽離子,具有冷水可溶,低粘度,可增加赤鐵精礦的產率和改善鐵精礦漿的過濾條件等優點。
文檔編號B03D101/06GK102443071SQ201110362410
公開日2012年5月9日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者劉潔, 劉紹秀, 張友全, 梁露峰, 玉瓊廣, 謝新玲 申請人:廣西農墾明陽生化集團股份有限公司, 廣西大學