一种铁矿反浮选的超分子抑制剂及使用方法

技术领域

本发明涉及铁矿反浮选技术领域，具体为一种铁矿反浮选的超分子抑制剂及使用方法。

背景技术

超分子是指基于分子组装体和各种分子间相互作用而存在着的分子聚集体。超分子自组装与聚合物的合成不同在于：超分子是由分子间相互作用驱动而形成的分子聚集体；聚合物的合成是以共价键结合的高分子化合物合成反应。在超分子化学领域中，不同类型的分子间相互作用根据强弱程度、取向以及对距离和角度的依赖程度可以分为：金属离子的配位键、氢键、π-π堆积作用、静电作用和疏水作用等。人们可以根据超分子自组装原则，使用这种特定的分子间的相互作用为工具，把具有特定的结构和功能的组分或建筑模块按照一定的方式组装成新的超分子化合物。这些新的化合物不仅仅能表现出单个分子所不具备的特有性质，还能大大增加化合物的种类和数目。根据此原则搭建特定超分子抑制剂更加高效快捷。

目前，工业上采用的铁矿反浮选抑制剂主要是淀粉，淀粉是高分子碳水化合物，是由葡萄糖分子聚合而成的多糖。其基本构成单位为α-D-吡喃葡萄糖，分子式为(C6H10O5)n。使用淀粉作为铁矿抑制剂历史悠久，在我国的东鞍山烧结厂、齐大山铁矿等等铁矿反浮选过程中都以淀粉作为抑制剂。

铁矿抑制剂的研究中也涌现出了大量新型抑制剂，其中主要以变性淀粉为主。CN102443071A公布了一种3-氯-2-羟丙基三甲基季铵盐为阳离子化淀粉，可增加赤铁精矿的产率和改善铁精矿浆的过滤条件。CN103567078A公开了一种用于赤铁矿反浮选的羧甲基淀粉抑制剂。组合抑制剂也是研究的主要方向，CN104190549A公开了一种赤铁矿反浮选的复合抑制剂，对赤铁矿抑制效果好，铁回收率高。

尽管淀粉抑制剂的研究与应用广泛且历史悠久，然而工业中淀粉用量巨大，造成了粮食的浪费，而且淀粉的配置过程需要加热，会消耗大量热量。此外，在微细粒铁矿反浮选和组分比较复杂的难选铁矿石浮选分离中，淀粉难以有效抑制。例如阳离子反浮选工艺中，对矿泥比较敏感，我国鞍山式铁矿嵌布粒度较细且存在绿泥石等黏土矿物，在磨矿过程中极易泥化。因此，研发一种高效铁矿反浮选抑制剂对难选铁矿石分选意义重大。

组合抑制剂是浮选抑制剂研究的重要方向，尽管组合抑制剂一定程度上体现了超分子抑制剂的思想，然而该类抑制剂未能将配方中的组分合理搭建，不能指导后续药剂批量生产，影响矿物选别效果。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种铁矿反浮选的超分子抑制剂及使用方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种铁矿反浮选的超分子抑制剂及使用方法，由部分水解聚丙烯酰胺、碳酰胺和黄原胶缔合而成，其由以下重量百分比原料组成：部分水解聚丙烯酰胺60％-75％，碳酰胺10％-20％，黄原胶15％-25％，其中部分水解聚丙烯酰胺的水解度在35％-55％。

可选的，所述铁矿反浮选的超分子抑制剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、以90％乙醇为反应溶剂，加入15份黄原胶，不断搅拌；

S2、待黄原胶分散均匀后，加入黄原胶质量20％的氢氧化钠；

S3、待黄原胶苛化后，加入10份碳酰胺和75份部分水解聚丙烯酰胺；

S3、搅拌至溶解后，加水稀释成0，5％-5％的溶液，静置1小时即可，制取超分子抑制剂。

可选的，所述铁矿反浮选的超分子抑制剂可应用于铁矿阳离子反浮选工艺或阴离子反浮选工艺。

一种铁矿反浮选的超分子抑制剂的使用方法，包括以下步骤：

将给矿调浆后，先加入pH调整剂，将矿浆调至适宜的pH值，然后加入适量的抑制剂搅拌3分钟，若采用阴离子反浮选还需加入活化剂，最后加入捕收剂搅拌三分钟后浮选，得到的槽底产品为铁精矿。

可选的，所述pH值为阴离子反浮选11，5，阳离子9-9，5。

本发明提供了一种铁矿反浮选的超分子抑制剂及使用方法，具备以下有益效果：

本发明的目的是提供一种超分子缔合抑制剂，可以在铁矿反浮选过程中有效抑制赤铁矿、磁铁矿等有用矿物，从而实现铁矿的高效选别；具体地说，是将几种化合物通过分子间静电作用、疏水作用和氢键等作用力，构建成新的超分子化合物，使之表现出对铁矿的选择性抑制能力。

本发明的部分水解聚丙烯酰胺、碳酰胺和黄原胶在配置过程中以氢键、分子键作用力缔合形成了新的超分子缔合物，即为有效抑制剂；新的超分子化合物具有部分水解聚丙烯酰胺的羧酸根可以和矿物表面产生化学吸附，碳酰胺的胺基和黄原胶的羟基可以与矿物表面发生氢键吸附，从而吸附在铁矿表面，对赤铁矿、磁铁矿等矿物产生抑制作用。

本发明的抑制机理与优点在于：黄原胶的网状结构，加上碳酰胺的交联作用使其与部分水解聚丙烯酰胺缔合称为更具协同性的超分子，使铁矿物絮凝沉降，在处理微细粒铁矿时效果尤佳；该抑制剂无毒无味，环境友好；相比于传统淀粉抑制剂用量小。

具体实施方式

下面，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

本实施例1以90％乙醇为反应溶剂，加入15份(以总组分100计)黄原胶，不断搅拌并加入黄原胶质量20％的氢氧化钠，待黄原胶苛化后，依次加入碳酰胺10份(以总组分100计)和部分水解聚丙烯酰胺75份(以总组分100计)，并且升温搅拌至溶解后，加水稀释成质量分数1％的抑制剂产品。

试验所用矿样化学组分如下表所示：

将矿样调制为质量浓度为40％的矿浆，pH调至11，5，加入400g/t抑制剂，1000g/t活化剂(石灰)，750g/t捕收剂(阴离子捕收剂)，精选捕收剂400g/t搅拌调浆后浮选刮泡可得铁精矿品位为65，41％，回收率73，24％。

对比例：浮选流程相同药剂制度为，抑制剂(淀粉)用量850g/t，1000g/t活化剂(石灰)，750g/t捕收剂(阴离子捕收剂)，精选捕收剂400g/t可得铁精矿品位为64，44％，回收率69，24％。

实施例2

本实施例2的抑制剂与实施例1相同，试验所用矿样化学组分如下表所示：

将矿样调制为质量浓度为40％的矿浆，pH调至9，加入300g/t抑制剂，275g/t捕收剂(阳离子捕收剂DLTB)，搅拌调浆后浮选刮泡可得铁精矿品位为67，32％，回收率70，85％。

对比例：浮选流程相同药剂制度为，抑制剂(淀粉)用量1100g/t，800g/t捕收剂(阳离子捕收剂DLTB)，精选捕收剂400g/t可得铁精矿品位为65，44％，回收率68，24％。

实施例3

本实施例3的抑制剂与实施例1相同，试验所用矿样化学组分如下表所示：

将矿样调制为质量浓度为40％的矿浆，pH调至11，5，加入300g/t抑制剂，1100g/t活化剂(石灰)，850g/t捕收剂(油酸钠)，搅拌调浆后浮选刮泡可得铁精矿品位为66，23％，回收率70，12％。

对比例：浮选流程相同药剂制度为，抑制剂(淀粉)用量900g/t，1000g/t活化剂(石灰)，750g/t捕收剂(油酸钠)，精选捕收剂350g/t可得铁精矿品位为65，56％，回收率68，24％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。