一種礦物浮選用起泡劑及其製備方法與流程

2023-12-01 17:02:26

本發明涉及礦物浮選
技術領域：
，具體涉及一種礦物浮選用起泡劑及其製備方法。
背景技術：
：起泡劑是礦石浮選的主要藥劑之一。經研究表明，起泡劑的性能對浮選指標具有顯著的影響。起泡劑一般是異極性的表面活性物質，其分子結構由非極性的親油(疏水)基團和極性的親水(疏油)基團構成，形成既有親水性又有親油型的所謂的「雙親結構」分子。親油基可以是脂肪族烴基、脂環族烴基和芳香族烴基或帶O、N等原子的脂肪族烴基、脂環族烴基和芳香族烴基；親水基一般為羧酸基、烴基、磺酸基、硫酸基等。由於起泡劑分子結構的不對稱性，在有起泡劑的礦漿中充入大量空氣後，起泡劑分子就會優先地吸附在氣-水界面上。起泡劑中的羥基等極性基團使起泡劑在水中的溶解度大，起泡速度快，泡沫脆，消泡容易，不易夾帶脈石細泥等雜質到泡沫中去，有利於提高精礦的品位；而羧基、磺酸基等極性基團使起泡劑的起泡能力強，泡沫粘度大，親固性好，有利於提高精礦的收率。另外，起泡劑中的非極性基團對起泡劑的性能影響也比較大，例如，當極性基團為烴基時，起泡劑的起泡性能隨著烴基碳原子數目的增加迅速增強。目前的礦物浮選用起泡劑成分較為單一，不能同時滿足高強泡沫力、泡沫穩定性強及抗硬水性良好等性能要求。技術實現要素：針對上述問題，本發明的目的是提供一種礦物浮選用起泡劑及其製備方法，該起泡劑起泡速度快，泡沫力強，泡沫穩定性高及抗硬水性良好。為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為：一種礦物浮選用起泡劑，包括如下重量份的組分：脂肪酸甲酯磺酸鈉50-60份、十二烷基硫酸鈉25-30份、α-烯基磺酸鈉20-30份、聚乙烯醇10-15份、單硬脂酸甘油酯10-15份、聚乙烯基吡咯烷酮10-15份、N-月桂醯基穀氨酸二酯10-15份、月桂醯肌氨酸鉀5-10份、月桂醯酯水解蠶絲鈉鹽5-10份、月桂醯二乙醇胺5-10份、瓜爾膠5-10份、海藻酸鈉5-10份和泡沫穩定劑5-10份。優選地，所述礦物浮選用起泡劑包括如下重量份的組分：脂肪酸甲酯磺酸鈉55份、十二烷基硫酸鈉28份、α-烯基磺酸鈉25份、聚乙烯醇12份、單硬脂酸甘油酯12份、聚乙烯基吡咯烷酮12份、N-月桂醯基穀氨酸二酯12份、月桂醯肌氨酸鉀8份、月桂醯酯水解蠶絲鈉鹽8份、月桂醯二乙醇胺8份、瓜爾膠8份、海藻酸鈉6份和泡沫穩定劑8份。優選地，所述泡沫穩定劑為聚醚改性矽油或矽樹脂聚醚乳液。本發明還提供了一種所述的礦物浮選用起泡劑的製備方法，包括以下步驟：(1)稱取上述重量份原料；(2)按上述重量份將脂肪酸甲酯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、α-烯基磺酸鈉、聚乙烯醇、單硬脂酸甘油酯、聚乙烯基吡咯烷酮、月桂醯二乙醇胺混合，攪拌均勻，得混合液A；(3)在攪拌過程中將N-月桂醯基穀氨酸二酯、月桂醯肌氨酸鉀和月桂醯酯水解蠶絲鈉鹽加入混合液A中，攪拌均勻，得混合液B；(4)最後將瓜爾膠、海藻酸鈉和泡沫穩定劑加入混合液B中，繼續攪拌均勻即得到本發明的起泡劑。優選地，所述步驟(1)攪拌過程中還同時加熱，所述加熱溫度為35-50℃。優選地，所述步驟(3)中的攪拌時間為20-30分鐘。優選地，所述步驟(4)中的攪拌時間為2-3小時。以下對本發明中的幾種組成成分進行介紹：脂肪酸甲酯磺酸鈉：是國際上被公認的替代烷基磺酸鈉(LAS)的第三代表面活性劑，由於其安全無毒，抗硬水能力強，可完全生物降解，被譽為真正綠色環保的表面活性劑。MES的主要原料脂肪酸甲酯來源於天然的植物油脂，油脂經甲酯化後得到脂肪酸甲酯。目前用於生產MES的甲酯主要來源於棕櫚油及椰子油，屬於可再生資源。MES具有原料可再生性、良好的環境相容性、生物降解性以及耐硬水性能好、去汙力好、配伍性好刺激性低等一系列優良性能。N-月桂醯基穀氨酸二酯和月桂醯肌氨酸鉀：均為胺基酸型表面活性劑，產生的泡沫豐富、穩定，性質溫和，能降低配方整體的刺激性，且可促進本發明聚醚改性矽油的吸收，進一步提高泡沫的穩定性。月桂醯酯水解蠶絲鈉鹽：由天然蠶絲活性小肽和月桂酸縮合而成，其發泡力強，穩泡性良好，在硬水和軟水中均具有良好的性能，且與多種表面活性劑和多種添加劑的相容性良好，且安全，對環境友好。瓜爾膠：溶解性在冷水和熱水中有出眾的分散能力，不會產生結團現象，提高了製造和生產操作的方便；與陰離子、兩性離子和表面活性劑有良好的相容性，可用於各類表面活性劑的產品中。在配方中使用時與高分子矽油和去屑劑有攜帶和協同作用，並提高泡沫的豐滿程度和穩定性。海藻酸鈉：可用作紡織品的上漿劑和印花漿，同時作為增稠劑、穩定劑、乳化劑大量應用於食品工業中；也可作乳化穩定劑和增稠劑，我國規定可用於各類食品，按生產需要適量使用。海藻酸鈉是一種高粘性的高分子化合物，其具有羧基，是β-D-甘露糖醛酸的醛基以苷鍵形成的高聚糖醛酸。親水性強，在冷水和溫水中都能溶解，形成非常粘稠的均勻的溶液。聚醚改性矽油：由於聚醚基團具有親水性，所以聚醚矽油的親水性增加，分子中同時具有疏水基團和親水基團，以至於此類矽油表現出較好的水溶性，使用過程中不會出現破乳、漂油等問題，聚醚矽油的另一主要用途，是作為表面活性劑用於聚氨酯泡沫的穩定劑，也稱作勻泡劑。矽樹脂聚醚乳液：作為穩泡劑組分使用在泡沫劑產品中，可用於各種陰離子表面活性劑組合物的泡沫劑配方中，在新型建材、石油開採、泡沫滅火劑領域受到廣泛認可。用於直鏈陰離子表面活性劑的穩泡，表現出了優異的穩泡效果，性能良好，穩泡持久。綜上所述，由於採用了上述技術方案，本發明的有益效果為：本發明通過將多種陰離子表面活性劑、胺基酸型表面活性劑和非離子表面活性劑合理配伍，利用多種表面活性劑優化復配，使本發明具有豐富的泡沫，且發泡力強，穩泡性良好，再配以瓜爾膠、海藻酸鈉和聚醚改性矽油等助劑，進一步提高了本發明泡沫的豐滿程度和穩定性，最終使本發明的發泡速度快，發泡力強，泡沫穩定，泌水量少，抗硬水性好，且具有良好的分散性和粘度，使泡沫不易開裂。選用本發明起泡劑浮選礦物時，所得有用礦物的品位高，回收率高。具體實施方式下面對本發明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發明一部分實施例，而不是全部的實施例。實施例1本實施例的原料及用量為：脂肪酸甲酯磺酸鈉50份、十二烷基硫酸鈉25份、α-烯基磺酸鈉20份、聚乙烯醇10份、單硬脂酸甘油酯10份、聚乙烯基吡咯烷酮10份、N-月桂醯基穀氨酸二酯10份、月桂醯肌氨酸鉀5份、月桂醯酯水解蠶絲鈉鹽5份、月桂醯二乙醇胺5份、瓜爾膠5份、海藻酸鈉5份和聚醚改性矽油泡沫穩定劑5份。本實施例所述的礦物浮選用起泡劑的製備方法，包括以下步驟：(1)將50份脂肪酸甲酯磺酸鈉、25份十二烷基硫酸鈉、20份α-烯基磺酸鈉、10份聚乙烯醇、10份單硬脂酸甘油酯、10份聚乙烯基吡咯烷酮、5份月桂醯二乙醇胺依次加入燒杯中混合，攪拌均勻，攪拌過程中還同時加熱，所述加熱溫度為35℃；(2)再在攪拌過程中將10份N-月桂醯基穀氨酸二酯、5份月桂醯肌氨酸鉀和5份月桂醯酯水解蠶絲鈉鹽加入步驟(1)的燒杯中，攪拌20分鐘至攪拌均勻；(3)最後將5份瓜爾膠、5份海藻酸鈉和5份聚醚改性矽油加入步驟(2)的燒杯中，繼續攪拌2小時，使混合液攪拌均勻，即得到本實施例的起泡劑。實施例2本實施例的原料及用量為：脂肪酸甲酯磺酸鈉60份、十二烷基硫酸鈉30份、α-烯基磺酸鈉30份、聚乙烯醇15份、單硬脂酸甘油酯15份、聚乙烯基吡咯烷酮15份、N-月桂醯基穀氨酸二酯15份、月桂醯肌氨酸鉀10份、月桂醯酯水解蠶絲鈉鹽10份、月桂醯二乙醇胺10份、瓜爾膠10份、海藻酸鈉10份和矽樹脂聚醚乳液泡沫穩定劑10份。本實施例所述的礦物浮選用起泡劑的製備方法，包括以下步驟：(1)將60份脂肪酸甲酯磺酸鈉、30份十二烷基硫酸鈉、30份α-烯基磺酸鈉、15份聚乙烯醇、15份單硬脂酸甘油酯、15份聚乙烯基吡咯烷酮、10份月桂醯二乙醇胺依次加入燒杯中，攪拌均勻，攪拌過程中還同時加熱，所述加熱溫度為50℃；(2)再在攪拌過程中將15份N-月桂醯基穀氨酸二酯、10份月桂醯肌氨酸鉀和10份月桂醯酯水解蠶絲鈉鹽加入步驟(1)的燒杯中，攪拌30分鐘至攪拌均勻；(3)最後將10份瓜爾膠、10份海藻酸鈉和10份矽樹脂聚醚乳液加入步驟(2)的燒杯中，繼續攪拌3小時，使混合液攪拌均勻，即得到本實施例的起泡劑。實施例3本實施例的原料及用量為：脂肪酸甲酯磺酸鈉55份、十二烷基硫酸鈉28份、α-烯基磺酸鈉25份、聚乙烯醇12份、單硬脂酸甘油酯12份、聚乙烯基吡咯烷酮12份、N-月桂醯基穀氨酸二酯12份、月桂醯肌氨酸鉀8份、月桂醯酯水解蠶絲鈉鹽8份、月桂醯二乙醇胺8份、瓜爾膠8份、海藻酸鈉6份和聚醚改性矽油泡沫穩定劑8份。本實施例所述的礦物浮選用起泡劑的製備方法，包括以下步驟：(1)將55份脂肪酸甲酯磺酸鈉、28份十二烷基硫酸鈉、25份α-烯基磺酸鈉、12份聚乙烯醇、12份單硬脂酸甘油酯、12份聚乙烯基吡咯烷酮、8份月桂醯二乙醇胺依次加入燒杯中混合，攪拌均勻，攪拌過程中還伴隨加熱，所述加熱溫度為45℃；(2)再在攪拌過程中將12份N-月桂醯基穀氨酸二酯、8份月桂醯肌氨酸鉀和8份月桂醯酯水解蠶絲鈉鹽加入步驟(1)的燒杯中，攪拌25分鐘至攪拌均勻；(3)最後將8份瓜爾膠、6份海藻酸鈉和8份聚醚改性矽油加入步驟(2)的燒杯中，繼續攪拌2.5小時，使混合液攪拌均勻，即得到本實施例的起泡劑。為了驗證本發明的效果，申請人還在本發明實施例所得的礦物浮選用起泡劑與松油醇(2#油)的用量相同的情況下，對兩種起泡劑浮選得到的精礦品位和回收率進行對比，對比結果如表1所示：表1本發明實施例與松油醇浮選某紅土鎳礦的結果鐵品位(％)鎳品位(％)鐵回收率(％)鎳回收率(％)實施例133.51.5581.617.6實施例235.01.7079.818.4實施例334.51.6580.217.8松油醇281.3074.315.4通過表中數據發現，分別採用本發明的礦物浮選用起泡劑和傳統的起泡劑松油醇進行礦物浮選時，本發明的礦物浮選用起泡劑較傳統的起泡劑松油醇獲得更高品位的精礦，且礦物金屬的回收率高。上述說明是針對本發明較佳可行實施例的詳細說明，但實施例並非用以限定本發明的專利申請範圍，凡本發明所提示的技術精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應屬於本發明所涵蓋專利範圍。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp