一种铁矿石反浮选氧-氧螯合型阴离子捕收剂

摘要

本发明涉及用化合物I作为铁矿石反浮选氧-氧螯合型阴离子捕收剂，其特征在于所述的捕收剂为通式I的结构：R1-O-CH2-CH(OH)-CH2-CH(COOH)2I通式I中：R1选自C7-C20烃基。本发明中羟基和羧基中氧能与活化脉石表面的金属离子形成螯合环，降低捕收剂的用量，提高捕收剂的捕收能力和选择性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种铁矿石反浮选氧-氧螯合型阴离子捕收剂，属于选矿药剂技术领域。

背景技术

我国易选铁矿石越来越少，难选铁矿石越来越多，采用铁矿石反浮选工艺是一条提高铁矿石资源利用率的有效方法。捕收剂是铁矿石反浮选工艺的核心，目前主要采用阴离子型捕收剂、阳离子型捕收剂和两性型捕收剂。阳离子型捕收剂主要是胺类和醚胺类，优点是药剂制度简单，尾矿铁品位比较低，主要存在两大不足：一是泡沫粘度大，不易破灭，严重影响浮选流程的连续进行；二是对矿泥比较敏感，不适合粒径小、泥化现象较重的难选矿的浮选。阴离子型捕收剂主要是脂肪酸类、石油磺酸类和羟肟酸类，优点是泡沫脆易破，原料来源广、成本低。主要存在药剂制度复杂、尾矿高、浮选温度高和选择性差等不足。两性型捕收剂合成比较复杂，致使价格高，还存在捕收能力不强等不足。所以合成一种捕收能力强和选择性高的捕收剂是当前应对铁矿石越来越难选的主要措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用化合物I作为铁矿石反浮选氧-氧螯合型阴离子捕收剂，其特征在于所述化合物I的结构：

R₁-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH(COOH)₂

I

通式I中：

R₁选自C₇-C₂₀烃基。

上述应用的捕收剂中，为了进一步优化技术方案，R₁优选为C₁₀-C₁₄直链或支链的烃基，R₁最为优选的是十四烷基。

该化合物的合成方法：

本发明通过组合化学和理论化学设计原理，在分子中引入羟基、羧基和醚基官能团，羟基和羧基中氧能与活化脉石表面的金属离子形成螯合环，降低捕收剂的用量，提高捕收剂的捕收能力和选择性。

本发明的另一目的在于提供一种铁矿石反浮选氧-氧螯合型阴离子捕收剂组合物，其特征在于该组合物由脂肪酸和所述的化合物I组成；

R₁-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH(COOH)₂

I

化合物I中：

R₁选自C₇-C₂₀烃基。

上述组合物中，为了优化技术方案，脂肪酸优选为豆油脂肪酸、豆油酸化油、植物油酸或合成脂肪酸中的至少一种；脂肪酸的质量百分比为1～99％，化合物I的质量百分比为1～99％。

本发明选矿捕收剂与脂肪酸组成的组合物，可发挥其协同效应。一方面能提高铁矿石反浮选指标；另一方面能降低捕收剂的价格。在提高精矿品位的同时，可降低反浮选作业尾矿品位，提高铁矿石资源的利用率。

本发明具有以下优点：

①本发明使用此类化合物作为浮选剂，降低了其用量，提高了捕收能力和选择性；

②通过此类化合物与脂肪酸组成的组合物，可发挥其协同效应，提高铁矿石反浮选指标，降低捕收剂的价格，具有广泛的应用前景。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

本发明中在浮选时，NaOH水溶液的质量百分含量为5％；淀粉水溶液的质量百分含量为2％；氧化钙水溶液的质量百分含量为2％；捕收剂水溶液的质量百分含量为2％。

实施例1

原矿品位为28％的铁矿石经三段一闭路破碎、阶段磨矿、粗细分选、重选和磁选后获得混磁精，其品位为49.55％(浮给)。实验室采用XFD型单槽式浮选机(0.75L)为浮选试验机械，称取混磁精样200g于0.75L浮选槽内，加入水接近刻度，开动浮选机。然后依次加入5mL NaOH水溶液、10.5mL淀粉水溶液、4.0mL氧化钙水溶液和9.8mL捕收剂(C₁₄H₂₉-O-CH₂-CH(OH)-CH(COONa)₂)水溶液。在30℃条件下，进行一粗一精三扫的反浮选选别试验。最终获得浮选精矿品位70.2％，重量101.2g，浮选尾矿品位10.37％，重量57.7g。

实施例2

本实施例与实施例1铁矿石品位相同，采用同样的选矿工艺进行前处理，依次加入5mL NaOH水溶液、10.5mL淀粉水溶液、4.0mL氧化钙水溶液和10.0mL捕收剂(C₁₀H₂₁-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH(COOH)₂)水溶液。在30℃条件下，进行一粗一精三扫的反浮选选别试验。最终获得浮选精矿品位69.39％，重量98.25g，浮选尾矿品位11.22％，重量56.71g。

实施例3

本实施例与实施例1铁矿石品位相同，采用同样的选矿工艺进行前处理，依次加入5mL NaOH水溶液、10.5mL淀粉水溶液、4.0mL氧化钙水溶液和10.0mL捕收剂水溶液；其中，捕收剂C₁₄H₂₉-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH(COOH)₂为90wt％，豆油脂肪酸为4wt％，豆油酸化油为6wt％。在30℃条件下，进行一粗一精三扫的反浮选选别试验。最终获得浮选精矿品位70.12％，重量101.3g，浮选尾矿品位10.56％，重量57.62g。

实施例4

本实施例与实施例1铁矿石品位相同，采用同样的选矿工艺进行前处理，依次加入5mL NaOH水溶液、10.5mL淀粉水溶液、4.0mL氧化钙水溶液和10.0mL复合捕收剂水溶液；其中，复合捕收剂中豆油脂肪酸为30wt％，植物油酸为50wt％，C₁₄H₂₉-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH(COOH)₂为20wt％。在30℃条件下，进行一粗一精三扫的反浮选选别试验。最终获得浮选精矿品位69.56％，重量100.25g，浮选尾矿品位10.78％，重量58.23g。

实施例5

本实施例与实施例1铁矿石品位相同，采用同样的选矿工艺进行前处理，依次加入5mL NaOH水溶液、10.5mL淀粉水溶液、4.0mL氧化钙水溶液和10.0mL复合捕收剂水溶液；其中，复合捕收剂中C₁₄H₂₉-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH(COOH)₂为50wt％，豆油脂肪酸为30wt％，植物油酸为20wt％。在30℃条件下，进行一粗一精三扫的反浮选选别试验。最终获得浮选精矿品位69.67％，重量100.45g，浮选尾矿品位11.12％，重量59.42g。

实施例6

本实施例与实施例1铁矿石品位相同，采用同样的选矿工艺进行前处理，依次加入5mL NaOH水溶液、10.5mL淀粉水溶液、4.0mL氧化钙水溶液和10.0mL复合捕收剂水溶液；其中，复合捕收剂中C₁₄H₂₉-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH(COOH)₂为30wt％，豆油脂肪酸为30wt％，植物油酸为40wt％。在30℃条件下，进行一粗一精三扫的反浮选选别试验。最终获得浮选精矿品位69.46％，重量101.14g，浮选尾矿品位11.05％，重量60.02g。

实施例7

本实施例与实施例1铁矿石品位相同，采用同样的选矿工艺进行前处理，依次加入5mL NaOH水溶液、10.5mL淀粉水溶液、4.0mL氧化钙水溶液和10.0mL复合捕收剂水溶液；其中，复合捕收剂中C₁₄H₂₉-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH(COOH)₂为10wt％，豆油脂肪酸为40wt％，豆油酸化油为50wt％。在30℃条件下，进行一粗一精三扫的反浮选选别试验。最终获得浮选精矿品位70.01％，重量101.2g，浮选尾矿品位11.29％，重量58.12g。

实施例8

本实施例与实施例1铁矿石品位相同，采用同样的选矿工艺进行前处理，依次加入5mL NaOH水溶液、10.5mL淀粉水溶液、4.0mL氧化钙水溶液和10.0mL复合捕收剂水溶液；其中，复合捕收剂中C₁₄H₂₉-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH(COOH)₂为5wt％，豆油脂肪酸为45wt％，豆油酸化油为50wt％。在30℃条件下，进行一粗一精三扫的反浮选选别试验。最终获得浮选精矿品位68.78％，重量99.65g，浮选尾矿品位11.78％，重量57.02g。

实施例9

本实施例铁矿石品位为44.08，采用同样的选矿工艺进行前处理，依次加入5mL NaOH水溶液、10.5mL淀粉水溶液、4.0mL氧化钙水溶液和10.0mL复合捕收剂水溶液；其中，复合捕收剂中C₁₄H₂₉-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH(COOH)₂为1wt％，豆油脂肪酸为45wt％，豆油酸化油为54wt％。在30℃条件下，进行一粗一精三扫的反浮选选别试验。最终获得浮选精矿品位67.42％，重量100.5g，浮选尾矿品位12.12％，重量60.5g。

实施例10

本实施例铁矿石品位为44.08，采用同样的选矿工艺进行前处理，依次加入调整剂5mL NaOH水溶液、10.5mL淀粉水溶液、4.0mL氧化钙水溶液和9.54mL捕收剂(C₁₄H₂₉-O-CH₂-CH(OH)-CH₂-CH(COOH)₂)水溶液。在30℃条件下，进行一粗一精三扫的反浮选选别试验。最终获得浮选精矿品位67.58％，重量101.3g，浮选尾矿品位11.43％，重量59.9g。