长石浮选剂及长石浮选方法

技术领域

本发明涉及天然矿物处理领域，具体涉及一种长石浮选剂及长石浮选方法。

背景技术

长石是重要的造岩矿物，主要用于制造陶瓷、搪瓷、玻璃原料、磨粒磨具等，还可以制造钾肥等。长石是含有钙、钠、钾的铝硅酸盐矿物，它有很多种种类如钠长石、钙长石、钡长石、钡冰长石、微斜长石、正长石、透长石等。它们都具有玻璃光泽，其颜色多种多样，有无色的，有白色、黄色、粉红色、绿色、灰色、黑色等等。有些透明，有些半透明。长石本身应该是无色透明的之所以有色或不完全透明，是因为含有其他金属杂质。有些成块状，有些成板状、有些成柱状或针状等等。

作为与石英相伴生的长石由于其结构组成与石英结构组成极其相似，导致在提纯的过程中分离难度较大，常见的提纯方式如酸洗，磁选，重选等方法无法很好地将二者进行分离，常见的浮选工艺中对长石浮选一般采用十二胺做阳离子捕收剂，油酸做阴离子捕收剂，辅以起泡剂进行补收长石，但对于油酸来讲其官能团优势不足，单一的-COOH官能团在反应过程中的只有一个-COOH参与反应，相比较多官能团及混合捕收剂来讲，其作用优势不足。

目前，缺乏一种分选效果优异的长石浮选剂。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提出一种长石浮选剂及长石浮选方法，旨在解决目前缺乏一种分选效果优异的长石浮选剂的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种长石浮选剂，以重量份计，包括：阳离子捕收剂4～10份，阴离子捕收剂4～10份，抑制剂0.1-0.5份，整合剂1-5份，起泡剂1-7份；所述阳离子捕收剂包括十二烷基三甲基溴化铵、十二胺、十二烷基三甲基氯化铵、油胺中的至少一种，所述阴离子捕收剂包括油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的至少一种，所述抑制剂包括淀粉。

可选地，所述整合剂包括乙醇；和/或，所述起泡剂包括α-磺酸钠。

可选地，所述阳离子捕收剂包括十二烷基三甲基溴化铵、十二胺、十二烷基三甲基氯化铵、油胺中的三种，且所述阳离子捕收剂的组分的质量比满足0.5:2:2；和/或，所述阴离子捕收剂包括包括油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的两种，且所述阴离子捕收剂的组分的质量比满足1:1.5。

为实现上述目的，本发明还提出一种长石浮选方法，包括以下步骤：将石英伴生的长石破碎、过筛，得到硅砂样品；加入酸的水溶液调节pH值，得到矿浆；向所述矿浆中分次加入如权利要求1～3所述的长石浮选剂中的组分后，完成所述的长石浮选剂的添加后搅拌、刮泡，收集得到石英精矿和长石尾矿。

可选地，在“将石英伴生的长石破碎、过筛，得到硅砂样品”的步骤中，所述过筛后得到粒度为25目～140目的所述硅砂样品。

可选地，在“加入酸的水溶液调节pH值，得到矿浆”的步骤中，所述调节pH值为将pH值调节至pH＝2～2.5或pH＝3～3.5。

可选地，在所述“向所述矿浆中分次加入如权利要求1～3所述的长石浮选剂中的组分后，完成所述的长石浮选剂的添加后搅拌、刮泡，收集得到石英精矿和长石尾矿”的步骤中，所述长石浮选剂中的组分的加入顺序为：加入抑制剂、加入阳离子捕收剂和整合剂、加入阴离子捕收剂、加入起泡剂。

可选地，在所述“向所述矿浆中分次加入如权利要求1～3所述的长石浮选剂中的组分后，完成所述的长石浮选剂的添加后搅拌、刮泡，收集得到石英精矿和长石尾矿”的步骤中，所述分次加入中的每一次加入后，都搅拌至少3min。

可选地，在所述“向所述矿浆中分次加入如权利要求1～3所述的长石浮选剂中的组分后，完成所述的长石浮选剂的添加后搅拌、刮泡，收集得到石英精矿和长石尾矿”的步骤中，所述搅拌前包括打开浮选机的给气阀门，控制每小时进气量为0.5～1.5m

可选地，所述硅砂样品与所述长石浮选剂的质量比为500：(10～33)。

本发明的有益效果：本发明提供的长石浮选剂在使用时，先向矿浆里加入抑制剂借助高分子桥联使得细粒矿物絮凝抑制其选择性，再通过加入与整合剂混合的阳离子捕收剂，一方面改善体系中组分的互溶情况，另一方面利用阳离子捕收剂极性基中带烃基的阳离子(RNH

本方案的长石浮选剂提供甲基溴化胺基、烷基、甲基氯化胺基、胺基、烯烃、磺酸基、羧基等多种官能团，能够达到更精确、高效的分选效果。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有规定，本文使用的所有技术术语和科学术语具有要求保护主题所属领域的通常含义。

长石是重要的造岩矿物，主要用于制造陶瓷、搪瓷、玻璃原料、磨粒磨具等，还可以制造钾肥等。长石是含有钙、钠、钾的铝硅酸盐矿物，它有很多种种类如钠长石、钙长石、钡长石、钡冰长石、微斜长石、正长石、透长石等。它们都具有玻璃光泽，其颜色多种多样，有无色的，有白色、黄色、粉红色、绿色、灰色、黑色等等。有些透明，有些半透明。长石本身应该是无色透明的之所以有色或不完全透明，是因为含有其他金属杂质。有些成块状，有些成板状、有些成柱状或针状等等。

作为与石英相伴生的长石由于其结构组成与石英结构组成极其相似，导致在提纯的过程中分离难度较大，常见的提纯方式如酸洗，磁选，重选等方法无法很好地将二者进行分离，常见的浮选工艺中对长石浮选一般采用十二胺做阳离子捕收剂，油酸做阴离子捕收剂，辅以起泡剂进行补收长石，但对于油酸来讲其官能团优势不足，单一的-COOH官能团在反应过程中的只有一个-COOH参与反应，相比较多官能团及混合捕收剂来讲，其作用优势不足。

目前，缺乏一种分选效果优异的长石浮选剂。

为解决上述问题，本发明提出一种长石浮选剂，以重量份计，包括：阳离子捕收剂4～10份，阴离子捕收剂4～10份，抑制剂0.1-0.5份，整合剂1-5份，起泡剂1-7份；所述阳离子捕收剂包括十二烷基三甲基溴化铵、十二胺、十二烷基三甲基氯化铵、油胺中的至少一种，所述阴离子捕收剂包括油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的至少一种，所述抑制剂包括淀粉。

在本方案中，阳离子捕收剂的极性基中含有氮(N)原子，起捕收作用的是带烃基的阳离子(RNH

在本方案中，加入淀粉作为抑制剂，淀粉分子很大，每个葡萄糖单体有3个羟基，变性淀粉还带有羧基或胺基，这些极性基团既能通过氢键的作用与水分子结合，又能在含有电负性大的元素(如氧)的矿物表面吸附，从而使矿物亲水，或吸附在若干个矿粒表面，借助高分子桥联，使细粒矿物絮凝。

在一些实施例中，淀粉为马铃薯淀粉。

在一些实施例中，阳离子捕收剂包括十二烷基三甲基溴化铵，十二烷基三甲基溴化铵由溴代十二烷与三甲胺反应在有水介质参与的50-80℃的反应制备得到，C

在一些实施例中，阴离子捕收剂包括油酸钠，油酸钠为油酸与氢氧化钠进行皂化反应制备得到，R-COOH+NaOH→R-COONa+H

优选地，所述阳离子捕收剂为5～7份；所述阴离子捕收剂为5～7份；所述抑制剂为0.5份；所述整合剂为1份；所述起泡剂为2份。

进一步地，所述整合剂包括乙醇；和/或，所述起泡剂包括α-磺酸钠。

在本方案中，大部分试剂为有机物，不易溶于水，根据相似相溶原理，在整合剂存在的条件下，有机组分能够充分互溶。在一些实施例中，整合剂为乙醇。

在本方案中，起泡剂α-磺酸钠由α-烯烃与三氧化硫在硫代硫酸钠参与下反应制备得到，R-CH

为解决上述问题，本发明还提出一种长石浮选方法，包括以下步骤：

S1:将石英伴生的长石破碎、过筛，得到硅砂样品；

破碎过筛后的硅砂样品粒径相近，对系统的静电力等力的反应相当，有利于分选的准确度。

S2:加入酸的水溶液调节pH值，得到矿浆；

调节pH值能够影响长石颗粒的带电状况，有利于让分选处于有益环境中。

S3:向所述矿浆中分次加入如权利要求1～3所述的长石浮选剂中的组分后，完成所述的长石浮选剂的添加后搅拌、刮泡，收集得到石英精矿和长石尾矿。

分次加入长石浮选剂中的各个组分，使得长石带电和矿化能够充分进行。

进一步地，在“将石英伴生的长石破碎、过筛，得到硅砂样品”的步骤中，所述过筛后得到粒度为25目～140目的所述硅砂样品。粗粒矿物比较重，在浮选机中不易悬浮，与气泡碰撞的几率减少；附着气泡后，因脱落力大，易于脱落难以浮起。筛选石英伴生的长石的粒度能够避免难浮的现象，并且过筛后的硅砂样品粒径相近，对系统的静电力等力的反应相当，有利于分选的准确度。

在一些实施例中，所述过筛后得到粒度为25目、30目、40目、50目、60目、70目、80目、90目、100目、110目、120目、130目或140目的所述硅砂样品。

进一步地，在“加入酸的水溶液调节pH值，得到矿浆”的步骤中，所述调节pH值为将pH值调节至pH＝2～2.5或pH＝3～3.5。由于石英与长石零点电位不同，在pH值为2～2.5或3～3.5之间时石英颗粒表面不带电荷此时为石英零电点，长石零点电位为pH＝1.5，在pH＝2～2.5或pH＝3～3.5的环境中长石颗粒表面荷负电。表面电荷的不同有利于阴/阳离子捕收剂对粒子进行筛选。

进一步地，在所述“向所述矿浆中分次加入如权利要求1～3所述的长石浮选剂中的组分后，完成所述的长石浮选剂的添加后搅拌、刮泡，收集得到石英精矿和长石尾矿”的步骤中，所述长石浮选剂中的组分的加入顺序为：依次加入抑制剂和阳离子捕收剂混合物、阴离子捕收剂和起泡剂。分次加入能使各组分在矿浆中充分反应，对分选的准确性有明显增益。整合剂乙醇作为长石浮选剂体系的溶剂，加入顺序不做要求。

进一步地，在所述“向所述矿浆中分次加入如权利要求1～3所述的长石浮选剂中的组分后，完成所述的长石浮选剂的添加后搅拌、刮泡，收集得到石英精矿和长石尾矿”的步骤中，所述分次加入中的每一次加入后，都搅拌至少3min。搅拌能够充分促进长石浮选剂的各组分分散均匀，完全反应，对分选的准确性有明显增益。

进一步地，在所述“向所述矿浆中分次加入如权利要求1～3所述的长石浮选剂中的组分后，完成所述的长石浮选剂的添加后搅拌、刮泡，收集得到石英精矿和长石尾矿”的步骤中，所述搅拌前包括打开浮选机的给气阀门，控制每小时进气量为0.5～1.5m

在一些实施例中，每小时进气量为0.5m

进一步地，所述硅砂样品与所述长石浮选剂的质量比为500：(10～33)。在一些实施例中，10吨长石浮选剂能够处理500吨硅砂样品。在一些实施例中，处理500吨的长石浮选剂可以是15吨、20吨、25吨或30吨。

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1

制备试剂：将溴代十二烷与三甲胺按质量比1：2-4反应，保持三甲胺过量，在恒温水浴锅中预设水温50-80℃，反应结束后保温0.5小时，制得十二烷基三甲基溴化铵。油酸与氢氧化钠按质量比1：1进行皂化反应，反应至乳白色样结束，制得油酸钠。将α-磺酸钠由α-烯烃与三氧化硫，磺化制得α-磺酸钠。将质量比为0.5：2：2：1的十二烷基三甲基溴化铵、十二胺与油胺的混合物、十二烷基伯胺和乙醇混合混合，得到阳离子捕收剂。混合质量比为1：1.5的油酸钠：十二烷基苯磺酸钠，得到阴离子捕收剂。

浮选：称取待浮选硅砂样品A500g(干重)于小型浮选机中，加入10％～15％的稀硫酸溶液预先调节PH值为2-2.5～3-3.5之间，加入0.5g马铃薯淀粉和5-7毫升阳离子捕收剂的混合物，搅拌5分钟。加入阴离子捕收剂5-7毫升，搅拌5分钟。整合剂乙醇在需要调节组分互溶状况时加入。最后加入起泡剂α-磺酸钠2毫升，搅拌3分钟，开启刮板刮泡。分别得到浮选机装置容器底部的石英精砂和浮泡中的长石尾砂。

实施例2

制备试剂：将溴代十二烷与三甲胺按质量比1：2-4反应，保持三甲胺过量，在恒温水浴锅中预设水温50-80℃，反应结束后保温0.5小时，制得十二烷基三甲基溴化铵。油酸与氢氧化钠按质量比1：1进行皂化反应，反应至乳白色样结束，制得油酸钠。将α-磺酸钠由α-烯烃与三氧化硫，磺化制得α-磺酸钠。将质量比为0.5：2：2：1的十二烷基三甲基溴化铵、油胺、十二烷胺和乙醇混合，得到阳离子捕收剂。混合质量比为1：1.5的油酸钠和月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠，得到阴离子捕收剂。

浮选：称取待浮选硅砂样品A500g(干重)于小型浮选机中，加入10％～15％的稀硫酸溶液预先调节PH值为2-2.5～3-3.5之间，加入0.5g马铃薯淀粉和5-7毫升阳离子捕收剂的混合物，搅拌5分钟。加入阴离子捕收剂5-7毫升，搅拌5分钟。整合剂乙醇在需要调节组分互溶状况时加入。最后加入起泡剂α-磺酸钠2毫升，搅拌3分钟，开启刮板刮泡。分别得到浮选机装置容器底部的石英精砂和浮泡中的长石尾砂。

实施例3

制备试剂：将溴代十二烷与三甲胺按质量比1：2-4反应，保持三甲胺过量，在恒温水浴锅中预设水温50-80℃，反应结束后保温0.5小时，制得十二烷基三甲基溴化铵。将α-磺酸钠由α-烯烃与三氧化硫，磺化制得α-磺酸钠。将质量比为0.5：2：2：1的十二烷基三甲基溴化铵、十二胺、油胺和乙醇混合，得到阳离子捕收剂。混合质量比为1：1.5的十二烷基苯磺酸钠和月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠，得到阴离子捕收剂。

浮选：称取待浮选硅砂样品A500g(干重)于小型浮选机中，加入10％～15％的稀硫酸溶液预先调节PH值为2-2.5～3-3.5之间，加入0.5g马铃薯淀粉和5-7毫升阳离子捕收剂的混合物，搅拌5分钟。加入阴离子捕收剂5-7毫升，搅拌5分钟。整合剂乙醇在需要调节组分互溶状况时加入。最后加入起泡剂α-磺酸钠2毫升，搅拌3分钟，开启刮板刮泡。分别得到浮选机装置容器底部的石英精砂和浮泡中的长石尾砂。

实施例4

制备试剂：将α-磺酸钠由α-烯烃与三氧化硫，磺化制得α-磺酸钠。将质量比为0.5：2：2：1的十二烷基伯胺、十二胺、油胺和乙醇混合，得到阳离子捕收剂。混合质量比为1：1.5的十二烷基苯磺酸钠和月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠，得到阴离子捕收剂。

浮选：称取待浮选硅砂样品A500g(干重)于小型浮选机中，加入10％～15％的稀硫酸溶液预先调节PH值为2-2.5～3-3.5之间，加入0.5g马铃薯淀粉和5-7毫升阳离子捕收剂的混合物，搅拌5分钟。加入阴离子捕收剂5-7毫升，搅拌5分钟。整合剂乙醇在需要调节组分互溶状况时加入。最后加入起泡剂α-磺酸钠2毫升，搅拌3分钟，开启刮板刮泡。分别得到浮选机装置容器底部的石英精砂和浮泡中的长石尾砂。

实施例5

浮选试剂与浮选步骤同实施例1，不同在于：浮选的样品为硅砂样品B。

实施例6

浮选试剂与浮选步骤同实施例2，不同在于：浮选的样品为硅砂样品B。

实施例7

浮选试剂与浮选步骤同实施例3，不同在于：浮选的样品为硅砂样品B。

实施例8

浮选试剂与浮选步骤同实施例4，不同在于：浮选的样品为硅砂样品B。

对比例1

浮选步骤同实施例1，不同在于：采用十二胺做阳离子捕收剂，十二烷基苯磺酸钠做阴离子捕收剂。

对比例2

浮选步骤同实施例1，不同在于：采用十二烷基三甲基氯化铵做阳离子捕收剂，十二烷基苯磺酸钠做阴离子捕收剂。

对比例3

浮选步骤同实施例1，不同在于：采用十二烷基三甲基溴化铵做阳离子捕收剂，月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠做阴离子捕收剂。

对比例4

浮选步骤同实施例1，不同在于：采用油胺做阳离子捕收剂，十二烷基苯磺酸钠做阴离子捕收剂。

对比例5

浮选试剂和浮选步骤同对比例1，不同在于：浮选的样品为硅砂样品B。

对比例6

浮选试剂和浮选步骤同对比例2，不同在于：浮选的样品为硅砂样品B。

对比例7

浮选试剂和浮选步骤同对比例3，不同在于：浮选的样品为硅砂样品B。

对比例8

浮选试剂和浮选步骤同对比例4，不同在于：浮选的样品为硅砂样品B。

进一步地，对实施例和对比例进行分离结果检测，用于实施例1-4及对比例1-4测试的硅砂样品A中，铁含量为444ppm，铝含量为0.51％；用于实施例5-8及对比例5-8测试的硅砂样品B中，铁含量为323ppm，铝含量为0.42％：

通过以上浮选产率能够看出，针对相同的待分选矿物，本发明提供的长石浮选药剂通过对阳离子捕收剂和阴离子捕收剂协同作用的调配，辅以抑制剂、整合剂、起泡剂形成整体方案，能够提升约10％～18％的分选效率，在实际工业生产中能够节省大量的分选成本，得到更优的分选结果，有利于下游产线对石英和长石的再利用。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的专利保护范围。