專利名稱：一種具有多種功能的選礦藥劑及其合成方法和應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有多種功能的選礦藥劑合成及其在礦物浮選和尾礦處理中的 應(yīng)用技術(shù)，具有提高生產(chǎn)效率和促進(jìn)環(huán)境保護(hù)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效果。這種藥劑和技術(shù)可以廣 泛地應(yīng)用于處理不同種類的礦物資源，比如，黑色金屬，有色金屬，煤和非金屬礦物等。
背景技術(shù)：
我國(guó)礦物資源種類和儲(chǔ)量十分豐富，但也存在原礦品位低，礦物嵌布復(fù)雜和加工 處理難等特點(diǎn)。因而開采出來的礦石需要在進(jìn)入冶煉廠以前在選礦廠進(jìn)行加工處理以分離 出不同礦物并將其富集，而目前應(yīng)用最廣泛的是泡沫浮選法，幾乎所有的礦石都可用這種 方法分選。浮選法是利用礦物表面的物理化學(xué)性質(zhì)差異來選別礦物顆粒的過程，這種過程 是利用添加一(多)種選礦藥劑造成不同礦物顆粒表面的潤(rùn)濕性(可浮性)差異來實(shí)現(xiàn)的。浮選過程中，開采出來的礦石經(jīng)破碎與濕法磨礦使各種不同的礦物解離成單體顆 粒，并使顆粒大小符合浮選工藝要求。向磨礦后的礦漿加入具有不同功能的各種浮選藥劑 (捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑)，并在攪拌桶中攪拌調(diào)漿，使與礦物顆粒作用，以擴(kuò)大不同礦物 顆粒間的可浮性差別。調(diào)好的礦漿送入浮選設(shè)備(浮選機(jī)，浮選柱)，并充氣。礦漿中的礦 粒與氣泡接觸、碰撞，可浮性好的礦粒選擇性地粘附于氣泡并被攜帶上升至礦漿表面成為 礦化泡沫層，經(jīng)機(jī)械刮取或從礦漿面溢出，再脫水、干燥成精礦產(chǎn)品。不能浮起的脈石等礦 物顆粒，隨礦漿從浮選設(shè)備底部作為尾礦產(chǎn)品排出。有時(shí)，可將無用礦物顆粒浮出，有用礦 物顆粒留在礦漿中，這種方法被稱為反浮選，如從鐵礦石中浮出石英等。浮選效果由精礦品 位，回收率以及某些特定雜質(zhì)的含量來評(píng)價(jià)。要取得好的浮選效果，除礦石性質(zhì)，浮選設(shè)備 和浮選流程外，浮選藥劑的選擇和組合最為重要。捕收劑的添加能使礦物顆粒的疏水性增強(qiáng)。它有兩大類，極性捕收劑和非極性捕 收劑。極性捕收劑由能與礦物顆粒表面發(fā)生作用的極性基團(tuán)和起疏水作用的非極性基團(tuán)兩 部分組成。當(dāng)這類捕收劑吸附于礦物顆粒表面時(shí)，其分子或離子呈定向排列，極性基團(tuán)朝向 礦物顆粒表面，非極性基團(tuán)朝外形成疏水膜，使礦粒具有可浮性。比如選別銅、鉛、鋅、鐵、鎳 與銻等硫化礦物時(shí)，常用有機(jī)硫代化合物作為捕收劑。具代表性的有黃原酸鹽，俗稱黃藥； 烷基二硫代磷酸或其鹽類，俗稱黑藥；以及烷基二硫代氨基甲酸鹽以及黃藥的酯類衍生物 等。非硫化礦物捕收劑多為各種有機(jī)含氧酸及其鹽類，如脂肪酸及其皂類(常用的有油酸、 塔爾油、氧化石蠟皂)以及烴基磺酸鈉等。用于浮選鐵礦石、磷灰石及螢石等。浮選鎢、錫 礦泥時(shí)，則用甲苯胂酸、苯乙烯磷酸等捕收劑。以上藥劑均為離子型化合物，有效部分為陰 離子，稱陰離子捕收劑。常用的陽(yáng)離子捕收劑有脂肪胺及醚胺，用于氧化鋅礦及硅酸鹽等礦 物的浮選。非離子型極性捕收劑的分子不解離，如含硫酯類，非極性捕收劑為烴油(也稱中 性油)，如煤油、柴油等，用于天然可浮性礦物如石墨、輝鉬礦及煤的浮選；與極性捕收劑共 用，可進(jìn)一步增大礦物顆粒的疏水性。起泡劑則是具有親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)的表面活性分子，定向吸附于水_空氣界 面，降低水溶液的表面張力，使充入水中的空氣易于分散形成一定大小的氣泡，并產(chǎn)生穩(wěn)定
3的泡沫。起泡劑與捕收劑有聯(lián)合作用，共同吸附于礦物顆粒表面，促進(jìn)礦物上浮。常用的起 泡劑有松醇油(中國(guó)俗稱二號(hào)油)、甲酚酸、混合脂肪醇、異構(gòu)的己醇或辛醇、醚醇類以及各 種酯類等。有些非硫化礦物捕收劑如脂肪酸等其本身也具有起泡劑的作用。調(diào)整劑按功能不同可細(xì)分為①pH值調(diào)整劑。通過調(diào)節(jié)礦漿酸堿度，控制礦物表 面特性、礦漿化學(xué)組成以及各種藥劑的作用條件，改善浮選效果。常用的有石灰、碳酸鈉、氫 氧化鈉和硫酸等。②活化劑。能增強(qiáng)礦物同捕收劑的作用能力，使難浮礦物受到活化而被 浮起。如用硫酸銅處理難于同黃藥作用的閃鋅礦，在礦物表面形成硫化銅覆蓋薄膜，能被捕 收浮選；或用硫化鈉活化鉛、銅氧化礦后，再用黃藥浮選等。③抑制劑。提高礦物親水性或 阻止礦物同捕收劑作用，使其可浮性受到抑制。如用石灰抑制黃鐵礦，用硫酸鋅及氰化物抑 制閃鋅礦，用水玻璃抑制硅酸鹽脈石等。利用淀粉，栲膠(單寧)等有機(jī)物作抑制劑，可使 多種礦物浮選分離。④絮凝劑。使礦物細(xì)顆粒聚集成較大顆粒，以加快其在水中的沉降速 度；利用選擇性絮凝可進(jìn)行絮凝_脫泥及絮凝_浮選。常用的絮凝劑有聚丙烯酰胺和淀粉 等。⑤分散劑。阻止細(xì)礦粒聚集，使之處于單體分散狀態(tài)，作用與絮凝劑相反，常用的有水 玻璃、磷酸鹽等。浮選后的廢料(稱為尾礦)，它是一種含有固體顆粒和水的礦漿，在大多數(shù)情況下 經(jīng)加藥處理后則被排入尾礦庫(kù)以進(jìn)行固液分離和回水再用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年經(jīng)浮選處 理的礦石和物料有數(shù)十億噸。在中國(guó)，共有各類選礦廠及其尾礦庫(kù)8000多座，日處理礦石 量數(shù)以千萬噸計(jì)，在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，生產(chǎn)中水的消耗量和產(chǎn)生的尾礦量也是巨大的， 從而帶來礦山環(huán)保和提高廢水回收利用的壓力，并進(jìn)而增加了生產(chǎn)成本。在現(xiàn)有礦物浮選 分離和尾礦處理技術(shù)中，不同功能的選礦藥劑被分別添加到上述兩個(gè)工藝過程中，分散劑 常用于浮選而絮凝劑常用于尾礦處理。由于用于尾礦處理的藥劑的性質(zhì)是不同于用于浮選 的藥劑，它們的作用機(jī)理是互相沖突的，因而需要加大藥劑用量，并需要單獨(dú)制備和購(gòu)買， 從而增加了企業(yè)生產(chǎn)負(fù)擔(dān)。舉例來說，浮選中常用的一種藥劑，稱為分散劑，它能夠調(diào)整礦物表面性質(zhì)，提高 不同礦物之間可浮性差異，使礦漿和泡沫性質(zhì)更有利于礦物分選。其作用機(jī)理是由于分散 劑(像無機(jī)鹽類的水玻璃、六偏磷酸鈉等)是帶有多個(gè)陰離子的大分子電解質(zhì)，被吸附后能 使礦物顆粒表面帶同種電荷而相互排斥，從而達(dá)到分散的作用。在這種良好的有用礦物與 脈石礦物之間的分散狀態(tài)下，再添加捕收劑和引入空氣泡到礦漿中，促使有用礦物顆粒具 有更強(qiáng)的表面疏水性而易與空氣泡接觸，并與更親水的脈石礦物得到有效的分離。這種過 程同樣適用于反浮選過程中，只不過是脈石礦物更疏水而有用礦物更親水。在細(xì)顆粒(小 于10微米)脈石礦物含量較高的情況下，往往需要添加高用量的分散調(diào)整劑才能取得滿意 的效果。不然，這些細(xì)顆粒會(huì)由于其高表面能而吸附在有用礦物顆粒和空氣泡的表面，造成 “細(xì)泥罩蓋”現(xiàn)象，從而阻止或降低捕收劑和空氣泡在有用礦物顆粒表面的吸附和接觸，進(jìn) 而造成有用礦物與脈石礦物分離困難，使有用礦物回收率和企業(yè)生產(chǎn)效率低并造成自然資 源的浪費(fèi)。盡管分散劑的使用能夠幫助浮選取得滿意的效果，但其對(duì)尾礦處理過程的不利 影響也是不容忽視的。首先在技術(shù)上，尾礦處理的目的是固液分離，即礦物與水的分離。分 離出來的水(稱為回水)可再用于浮選過程中?；厮|(zhì)和細(xì)固體顆粒(小于10微米) 含量會(huì)影響浮選效果。尾礦處理最大的技術(shù)難點(diǎn)就是如何有效和快速地分離細(xì)顆粒固體。 由于細(xì)顆粒在水中處于一種“布朗運(yùn)動(dòng)”狀態(tài)，它們很難靠自身重力快速沉降下來，或需要很長(zhǎng)時(shí)間(十年或百年)才能完全沉降，這顯然是不可接受的。現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中則使用尾礦處 理藥劑來實(shí)現(xiàn)快速固液分離。常用的藥劑是絮凝劑(比如聚丙烯酰胺)，它的作用是通過 其長(zhǎng)分子鏈的“橋聯(lián)力”將礦漿中眾多的細(xì)小固體顆粒連接在一起形成比單個(gè)固體顆粒尺 寸大得多的絮團(tuán)。這些絮團(tuán)由于增加了的本身質(zhì)量將會(huì)以高速度沉降，加快了固體與液體 (水)的分離，有利于回水再用。浮選過程中分散劑的使用使得細(xì)顆粒的絮凝變得更加困 難。一是絮凝劑的橋聯(lián)力要克服分散劑的排斥力才能產(chǎn)生滿意的絮團(tuán)；二是絮團(tuán)中的顆粒 之間由于有一定排斥力存在，這種狀態(tài)下形成的絮團(tuán)結(jié)構(gòu)松散不致密而含水量高不利于提 高水的回收率；三是要提高絮凝劑的橋聯(lián)力就有必要提高絮凝劑的用量。絮凝劑的用量還 與細(xì)顆粒的含量有很大關(guān)系，含量高，則需要高絮凝劑用量，反之亦然。如果生產(chǎn)流程中細(xì) 顆粒含量不穩(wěn)，就必須仔細(xì)地調(diào)控絮凝劑的添加量。否則，添加量低時(shí)不能取得滿意的絮凝 效果，或是過量的絮凝劑添加量不僅造成浪費(fèi)而且會(huì)引起相反的效果，即分散行為。此外， 盡管由目前商業(yè)絮凝劑所生成的絮團(tuán)具有較高的沉降速度，但這種絮團(tuán)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)并不 利于下一步的分離工藝，比如，濃密和過濾。在經(jīng)濟(jì)上，由于要克服分散劑所引起的固體顆 粒之間的排斥力，就勢(shì)必要增加絮凝劑的用量才能取得滿意的效果，這就無疑增加了企業(yè) 的生產(chǎn)成本。開發(fā)新藥劑和解決浮選與尾礦處理之間的矛盾就成為一種必然。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的浮選與尾礦處理藥劑和工藝的不足，本發(fā)明提供一種多功能選礦 藥劑的合成及其應(yīng)用技術(shù)，該藥劑只需一次性添加到浮選工藝過程中，不僅能改善礦物浮 選過程以增加生產(chǎn)效益，而且同時(shí)能取得比現(xiàn)有的礦山尾礦處理藥劑更好的脫水效果以利 于環(huán)境保護(hù)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種多功能選礦藥劑，包括以下成分無機(jī)氧化物與氫氧化物5 20%，其中無機(jī)氧化物為Fe2O3或/和Fe3O4或/ 和&0，氫氧化物為？6(0!1)3和/或41(0!1)3，無機(jī)氧化物與氫氧化物的比例為1 20 1:1;有機(jī)單體80 95%，其中有機(jī)單體的合成產(chǎn)物表面電負(fù)性為0 30%，有機(jī)單 體的合成產(chǎn)物包括具有絮凝功能的、能溶于水的高分子絮凝劑，如聚丙烯酸脂或聚丙烯酰 胺。一種多功能選礦藥劑的合成方法，步驟如下A、將無機(jī)氧化物與氫氧化物膠體在水溶液中合成膠體溶液；B、將有機(jī)單體溶于無機(jī)氧化物與氫氧化物膠體溶液中；C、之后往上述溶液中添加引發(fā)劑，在反應(yīng)釜中完成有機(jī)合成，有機(jī)合成需要攪拌 6 8小時(shí)，同時(shí)還需要氮?dú)獾谋Ｗo(hù)，溫度控制在40 50°C。一種具有多種功能的選礦藥劑應(yīng)用方法，步驟如下A、將開采出來的礦石經(jīng)破碎與濕法磨礦使各種不同的礦物解離成單體顆粒；B、向磨礦后的礦漿加入浮選藥劑和多功能選礦藥劑，其中浮選藥劑為捕收劑、起 泡劑和調(diào)整劑，并在攪拌桶中攪拌調(diào)漿，使與礦物顆粒作用，以擴(kuò)大不同礦物顆粒間的可浮 性差別；C、調(diào)好的礦漿送入浮選設(shè)備，浮選設(shè)備為浮選機(jī)或浮選柱，并向其充氣，礦漿中的礦粒與氣泡接觸、碰撞，可浮性好的礦粒選擇性地粘附于氣泡并被攜帶上升至礦漿表面成 為礦化泡沫層，經(jīng)機(jī)械刮取或從礦漿面溢出，再脫水、干燥成精礦產(chǎn)品；D、不能浮起的脈石等礦物顆粒，隨礦漿從浮選設(shè)備底部作為礦漿產(chǎn)品排出，如果 礦漿產(chǎn)品中主要是脈石礦物，則稱為尾礦產(chǎn)品并進(jìn)行尾礦處理。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)所謂的多功能是指本發(fā)明的藥劑可以在多 重礦物加工過程中(浮選和尾礦處理)起相應(yīng)的作用以促進(jìn)生產(chǎn)效益和環(huán)境保護(hù)。首先在 浮選中，礦漿的主要組成有各種礦物顆粒(包括有用礦物和脈石礦物)，水以及后來沖進(jìn)的 氣泡。作為對(duì)比，在沒有添加任何調(diào)整劑的情況下，礦漿中的細(xì)粒脈石礦物會(huì)吸附在有用礦 物顆粒表面形成“細(xì)泥罩蓋”，從而阻止捕收劑在有用礦物顆粒表面的吸附。由于自然界絕 大部分的礦物本身具有天然親水性，沒有捕收劑的幫助就不能在其表面產(chǎn)生足夠強(qiáng)的疏水 性而失去與氣泡接觸的能力，浮選效果就會(huì)很差。添加分散劑將會(huì)改善浮選效果但也會(huì)造 成下一步尾礦處理中細(xì)泥絮凝的困難?？墒?，當(dāng)多功能藥劑被添加到浮選中后，其特有的分 子官能團(tuán)會(huì)選擇性地吸附在脈石礦物顆粒上，并由分子本身將近可能多的細(xì)小的脈石顆粒 連在一起形成大尺寸近似球形的致密聚團(tuán)，形成這種聚團(tuán)的原因在于多功能藥劑分子提供 的脈石顆粒之間吸引力要比普通絮凝劑的“橋聯(lián)力”要強(qiáng)大得多。由于細(xì)顆粒脈石礦物被 轉(zhuǎn)化為聚團(tuán)，它們的“細(xì)泥罩蓋”作用對(duì)有用礦物浮選的不利影響就被弱化或被消除掉，這 樣在捕收劑(及起泡劑)的共同幫助下，將會(huì)取得好的浮選效果。浮選之后，這種多功能藥 劑的作用在尾礦處理中也同樣表現(xiàn)得很突出，由于所生成的聚團(tuán)尺寸大，質(zhì)地致密，具有很 高的沉降速度而且易于進(jìn)一步的固液分離，同時(shí)分離后所形成的固體部分含水量較低，從 而有利于快速和高效地回收水，及時(shí)的尾礦處理會(huì)減少工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的不利影響。
具體實(shí)施例方式為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例 僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。一種多功能選礦藥劑，包括以下成分無機(jī)氧化物與氫氧化物5 20%，其中無 機(jī)氧化物為Fe2O3或/和Fe3O4或/和CaO，氫氧化物為Fe (OH) 3和/或Al (OH) 3，無機(jī)氧化物 與氫氧化物的比例為1 20 1 1 ；有機(jī)單體80 95%，其中有機(jī)單體的合成產(chǎn)物表 面電負(fù)性為0 30%，有機(jī)單體的合成產(chǎn)物包括具有絮凝功能的、能溶于水的高分子絮凝 劑，如聚丙烯酸脂或聚丙烯酰胺，它們的平均分子量在(1-40) XlO6Da之間，其中，實(shí)驗(yàn)發(fā) 現(xiàn)聚丙烯酰胺最佳分子量在20 X IO6Da左右。一種多功能選礦藥劑的合成方法，多功能選礦藥劑主要是由一個(gè)結(jié)合官能團(tuán)加上 一個(gè)易溶于水的高分子有機(jī)物組成。它不是一種簡(jiǎn)單的混合物而是通過合成反應(yīng)聚合而 成。結(jié)合官能團(tuán)的成分會(huì)隨礦物作用對(duì)象的不同而有所變化。大部分情況下，它是無機(jī)氧 化物與氫氧化物按一定質(zhì)量配比而成，比如氧化鐵(Fe203/Fe304)與氫氧化鋁Al (OH) 3的混 合。它的作用是產(chǎn)生顆粒尺寸均勻的膠體顆粒并且有選擇性地增強(qiáng)藥劑分子與(脈石)礦 物之間的吸引力以幫助形成高致密低含水量的固體聚團(tuán)。高分子有機(jī)物則是由具有絮凝作 用的有機(jī)物組成，比如聚丙烯酸酯(polyacrylate)或聚丙烯酰胺(PAM)。那么一種多功能 選礦藥劑就可能是(Fe3O4Al (0H)3)-pOlyacrylate或PAM這樣的一種形式。為了增加多功 能選礦藥劑的吸附選擇性，高分子有機(jī)物的表面電性應(yīng)為中性或一定量的負(fù)電性。負(fù)電性的存在實(shí)際上有一定的分散作用。這是因?yàn)樵谧匀粻顟B(tài)下，大部分礦物表面為電負(fù)性，它 們會(huì)與有機(jī)物分子之間產(chǎn)生靜電排斥。這也有利于多功能選礦藥劑的選擇性吸附。此外， 由于有機(jī)分子本身的親水性，它能使被其吸附的礦物表面變得更加清水而起到抑制劑的作 用，無論礦物顆粒是粗還是細(xì)。合成步驟如下A、將無機(jī)氧化物與氫氧化物膠體在水溶液中合成膠體溶液，即在水溶液中生成無 機(jī)氧化物與氫氧化物膠體溶液；B、將有機(jī)單體溶于無機(jī)氧化物與氫氧化物膠體溶液中；C、之后往上述溶液中添加引發(fā)劑，在反應(yīng)釜中完成有機(jī)合成，有機(jī)合成需要攪拌 6 8小時(shí)，同時(shí)還需要氮?dú)獾谋Ｗo(hù)，溫度控制在40 50°C。所獲得的產(chǎn)品經(jīng)制粒和干燥而成為合格產(chǎn)品?？紤]到浮選對(duì)多功能選礦藥劑的吸 附選擇性的要求，藥劑合成中無機(jī)氧化物與氫氧化物的混配及比例取決于所要處理礦石中 脈石的組成及性質(zhì)。這一點(diǎn)不同于只用于尾礦處理的絮凝劑的要求。如果礦石中含較多的 粘土(高嶺土 Al2Si2O5 (OH)4),則用 CaOAl(OH)3 ；如果含較多石英(SiO2),則用 CaO(Al2O3)/ Fe (OH)3 ；如果含較多蛇紋石(Mg6Si4Oltl(OH)2)，則用 Fe2O3 或 Fe304/Fe (OH) 3 或 Al (OH)3,等 等。除了具有吸附選擇性，在藥劑合成中也考慮到了通過調(diào)整適當(dāng)?shù)慕M分配比來增強(qiáng)多功 能選礦藥劑的抑制能力，例如，研究發(fā)現(xiàn)CaO和Al2O3同時(shí)存在時(shí)可以使石英表面的親水性 達(dá)到最強(qiáng)；添加CaO (Al2O3) /Fe (OH) 3_聚丙烯酰胺則能有效地抑制被Fe3+離子活化的石英。 Fe3+離子是礦物浮選中常見的難免金屬離子之一?？紤]到藥劑應(yīng)用的廣泛適應(yīng)性以及將 藥劑的添加可能對(duì)環(huán)境的影響降到最低，多功能選礦藥劑中的氫氧化物應(yīng)以Fe(OH)3為主， Al (OH) 3次之。這是因?yàn)镕e (OH) 3在較寬的pH及濃度范圍內(nèi)有比Al (OH) 3更好的化學(xué)穩(wěn)定 性，以及其對(duì)植物幾乎沒有毒性。將上述所得的具有選擇絮凝作用的多功能選礦藥劑添加到浮選礦漿中來幫助礦 物浮選中礦物的分離以及尾礦處理中固液的分離。步驟如下A、將開采出來的礦石經(jīng)破碎與濕法磨礦使各種不同的礦物解離成單體顆粒；B、向磨礦后的礦漿加入浮選藥劑和多功能選礦藥劑，其中浮選藥劑可以是但并不 局限于捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑，并在攪拌桶中攪拌調(diào)漿，使與礦物顆粒作用，以擴(kuò)大不同 礦物顆粒間的可浮性差別；C、調(diào)好的礦漿送入浮選設(shè)備，浮選設(shè)備可以是但并不局限于浮選機(jī)或浮選柱，并 向其充氣，礦漿中的礦粒與氣泡接觸、碰撞，可浮性好的礦粒選擇性地粘附于氣泡并被攜帶 上升至礦漿表面成為礦化泡沫層，經(jīng)機(jī)械刮取或從礦漿面溢出，成為泡沫產(chǎn)品。如果泡沫產(chǎn) 品主要含有有用礦物，則經(jīng)再脫水、干燥成精礦產(chǎn)品；D、不能浮起的脈石等礦物顆粒，隨礦漿從浮選設(shè)備底部作為尾礦產(chǎn)品排出，如果 礦漿產(chǎn)品中主要是脈石礦物，則稱為尾礦產(chǎn)品，進(jìn)行尾礦處理；過程C和D稱為(正)浮選， 反之則稱為反浮選過程，即泡沫產(chǎn)品為尾礦而礦漿產(chǎn)品為精礦產(chǎn)品。多功能選礦藥劑的添加將會(huì)營(yíng)造有利于礦物浮選分離的環(huán)境。不同于常規(guī)的絮 凝-浮選技術(shù)(用絮凝劑使細(xì)粒的有用礦物絮凝成較大顆粒，脫出脈石細(xì)泥后再浮選)或 是分散-浮選技術(shù)(用分散劑分散細(xì)顆粒脈石脫泥或不脫泥再浮選)。在有效的礦物解離 情況下，多功能選礦藥劑可以有選擇性地吸附在脈石礦物顆粒表面使其形成聚團(tuán)和變得更 加親水，以此來減弱細(xì)顆粒脈石礦物對(duì)浮選的不利影響。具體來講，應(yīng)用多功能選礦藥劑并
7不需要對(duì)現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)流程做較大或根本性的改變。它可以在配制成一定濃度的水溶液 后直接添加到礦漿桶中調(diào)漿，并既適用于常規(guī)的攪拌式浮選機(jī)也可用于浮選柱浮選。浮選后的尾礦處理，也即礦物顆粒與水的分離，會(huì)由于多功能選礦藥劑的幫助而 變得效率更高。這主要表現(xiàn)在水的回收速度快而且水的回收率高。其一，致密的大顆粒聚 團(tuán)在濃密機(jī)中具有很高的沉降速度；其二，濃密后的固體沉降物有較高的固體含量；其三， 所獲得的固體沉降物有很強(qiáng)的適應(yīng)性來進(jìn)行進(jìn)一步的處理，比如，過濾或離心處理；其四， 處理后所獲得的回水質(zhì)量有明顯的改善。多功能選礦藥劑的合成過程是將有機(jī)物單體(丙烯酸或丙烯酰胺)按一定比例溶 于已制備好的無機(jī)物膠體溶液中，通氮?dú)馀叛?，并在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入適量的引發(fā)劑后(亞 硫酸氫鈉NaHSO3和過硫酸銨(NH4) 2S208比例1 2密封，在溫度40_50°C下及時(shí)間6_8小時(shí) 經(jīng)聚合而生成多功能選礦藥劑。藥劑合成實(shí)施例子1 :Fe203/Fe (OH) 31公斤，丙烯酰胺49公斤，水300公斤，攪拌，通氮?dú)饧?加溫至40-45°C，加入30克引發(fā)劑攪勻后，在恒溫下反應(yīng)8小時(shí)，即可獲得含無機(jī)物2%，分 子量大約20X IO6Da的多功能選礦藥劑。實(shí)施例子2 =Fe2O3Al (OH) 31公斤，丙烯酰胺49公斤，水300公斤，攪拌，通氮?dú)饧?加溫至40-45°C，加入30克引發(fā)劑攪勻后，在恒溫下反應(yīng)8小時(shí)，即可獲得含無機(jī)物2%，分 子量大約15-20X IO6Da的多功能選礦藥劑。多功能選礦藥劑的浮選應(yīng)用將所得的產(chǎn)品配制成0. 5%的水溶液并用于國(guó)內(nèi)某 銅硫礦的浮選分離。實(shí)驗(yàn)礦樣取自選礦廠第一段磨礦給礦。原礦含銅0.3%，硫1.8%。在 相同的磨礦細(xì)度下(75%-75微米)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室開路浮選對(duì)比試驗(yàn)。所添加的藥劑中， 除了現(xiàn)場(chǎng)目前使用的分散劑(水玻璃)被多功能選礦藥劑所替換作為對(duì)比外，其它的藥劑 及其添加量，比如黃藥和起泡劑，都保持不變。當(dāng)水玻璃(500g/t)被相同用量多功能選礦 藥劑替代后，粗精礦銅回收率增加了 8. 5%，此時(shí)銅精礦品位不僅沒有下降而是從5. 24% Cu到5. 39% Cu稍有增加，反映了多功能選礦藥劑在浮選中的優(yōu)異作用。多功能選礦藥劑的尾礦處理應(yīng)用在浮選后，其尾礦礦漿被用來做沉降實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn) 結(jié)果表明，由多功能選礦藥劑處理過的浮選尾礦有很好的固液分離效果，所有的尾礦固體 顆粒，不分粗細(xì)，都在多功能選礦藥劑分子的作用下形成了較致密的聚團(tuán)。這些聚團(tuán)能以高 速度沉降，并在沉降完成后形成高固體濃度的固體床層。經(jīng)測(cè)定，其沉降速度可達(dá)30-40米 /小時(shí)，固體床層的固體濃度在沉降10分鐘后即可以達(dá)到50%左右。沉降后所產(chǎn)生的回水 水質(zhì)也很好。使用多功能選礦藥劑不僅可以提高生產(chǎn)效益，還可以增強(qiáng)礦山環(huán)保。據(jù)初步計(jì)算， 對(duì)一座年處理礦石量達(dá)百萬噸的礦山，如果其選礦回收率提高每1 %，則極大地提高了礦山 的經(jīng)濟(jì)效益，還有增加了的回水回收效果以及減少了的礦山環(huán)境污染。這種藥劑可以廣泛地應(yīng)用于處理不同種類的礦物資源，比如，黑色金屬，有色金 屬，煤和非金屬礦物等。應(yīng)用技術(shù)包括浮選和尾礦處理；也可以單獨(dú)用于尾礦處理。
權(quán)利要求
一種多功能選礦藥劑，其特征在于包括以下成分無機(jī)氧化物與氫氧化物5～20％，其中無機(jī)氧化物與氫氧化物的比例為1∶20～1∶1；有機(jī)單體80～95％，其中有機(jī)單體的合成產(chǎn)物表面電負(fù)性為0～30％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多功能選礦藥劑，其特征在于所述無機(jī)氧化物為Fe2O3或 /和Fe3O4或/和CaO，氫氧化物為Fe (OH) 3禾日/或Al (OH)30
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種多功能選礦藥劑，其特征在于所述有機(jī)單體包括具有絮 凝功能的、能溶于水的高分子絮凝劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種多功能選礦藥劑，其特征在于有機(jī)單體的合成產(chǎn)物為聚 丙烯酸脂或聚丙烯酰胺。
5.一種多功能選礦藥劑的合成方法，其特征在于步驟如下A、將無機(jī)氧化物與氫氧化物膠體在水溶液中合成膠體溶液；B、將有機(jī)單體溶于無機(jī)氧化物與氫氧化物膠體溶液中；C、之后往上述溶液中添加引發(fā)劑，在反應(yīng)釜中完成有機(jī)合成，有機(jī)合成需要攪拌6 8 小時(shí)，同時(shí)還需要氮?dú)獾谋Ｗo(hù)，溫度控制在40 50°C。
6.一種權(quán)利要求1-4所述多功能選礦藥劑應(yīng)用方法，其特征在于步驟如下A、將開采出來的礦石經(jīng)破碎與濕法磨礦使各種不同的礦物解離成單體顆粒；B、向磨礦后的礦漿加入浮選藥劑和所述多功能選礦藥劑，并在攪拌桶中攪拌調(diào)漿，使 與礦物顆粒作用，以擴(kuò)大不同礦物顆粒間的可浮性差別；C、調(diào)好的礦漿送入浮選設(shè)備，并向其充氣，礦漿中的礦粒與氣泡接觸、碰撞，可浮性好 的礦粒選擇性地粘附于氣泡并被攜帶上升至礦漿表面成為礦化泡沫層，經(jīng)機(jī)械刮取或從礦 漿面溢出，成為泡沫產(chǎn)品，將泡沫產(chǎn)品再經(jīng)脫水、干燥成精礦產(chǎn)品；D、不能浮起的礦物顆粒，隨礦漿從浮選設(shè)備底部作為礦漿產(chǎn)品排出，進(jìn)行尾礦處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種具有多種功能的選礦藥劑應(yīng)用方法，其特征在于所述步 驟B中的浮選藥劑為捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述一種具有多種功能的選礦藥劑應(yīng)用方法，其特征在于所 述步驟C和D中的浮選設(shè)備為浮選機(jī)或浮選柱。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有多功能的選礦藥劑合成及其應(yīng)用技術(shù)，這種藥劑可以廣泛地應(yīng)用于處理不同種類的礦物資源。一種多功能選礦藥劑的合成方法，步驟如下生成無機(jī)氧化物與氫氧化物的膠體溶液；將有機(jī)單體溶于無機(jī)氧化物與氫氧化物膠體溶液中；之后往上述溶液中添加引發(fā)劑，在反應(yīng)釜中完成有機(jī)合成。將上述所得的具有選擇絮凝作用的多功能選礦藥劑添加到浮選礦漿中來幫助礦物浮選中礦物的分離以及尾礦處理中固液的分離。應(yīng)用技術(shù)包括浮選和尾礦處理；也可以單獨(dú)用于尾礦處理。多功能選礦藥劑不僅可以提高生產(chǎn)效益，還可以增強(qiáng)礦山環(huán)保，極大地提高了礦山的經(jīng)濟(jì)效益，還增加了的回水回收效果以及減少了的礦山環(huán)境污染。
文檔編號(hào)B03D1/02GK101890398SQ20101022370
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月12日
發(fā)明者李海紅 申請(qǐng)人:南通北極光自動(dòng)控制技術(shù)有限公司