專利名稱：用于礦物浮選的烷基化芳基醚-磺酸鹽捕集劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及泡沫浮選提取礦物的方法。
浮選是一種細(xì)粉碎礦物固體，如礦物粉在液體中的懸浮混合物處理法，借此將部分固體與其它細(xì)粉碎固體，如氧化硅，含硅脈石，粘土以及礦物中含有的其它類似物質(zhì)分開，其中向液體中鼓氣(或就地產(chǎn)生氣體)以在液體的上層產(chǎn)生含某些固體的泡沫狀物質(zhì)，同時(shí)將礦物中的其它懸浮組分(未起泡部分)留在液體中。浮選基于這樣的原理，即向含不同固體懸浮物質(zhì)顆粒的液體中引入氣體會(huì)導(dǎo)致一些氣體粘附到某些懸浮固體顆粒上，同時(shí)又不會(huì)粘附到其它顆粒上，從而使氣體粘附顆粒比液體輕。因此，這些固體顆?？筛〉揭后w上層而形成泡沫。
泡沫浮選處理的礦物及其附帶的脈石一般不具有足夠的疏水性或親水性而達(dá)到適當(dāng)?shù)姆蛛x。因此，泡沫浮選過程中常用各種化學(xué)制劑來為分離創(chuàng)造條件或提高分離性能?？捎酶鞣N捕集劑來提高疏水性并因而提高各種礦物有用成分的浮選性。捕集劑必須能夠(1)粘附于要求礦物種上并同時(shí)相對(duì)排除其它物種;(2)在泡沫浮選時(shí)進(jìn)行的旋流或剪切過程中保持這種粘附作用并且(3)使要求的礦物種達(dá)到足夠的疏水性而實(shí)現(xiàn)符合要求的分離。
除捕集劑而外，還采用大量其它化學(xué)制劑。其它制劑例子包括起泡劑，抑制劑，pH調(diào)節(jié)劑，如石灰和蘇打，分散劑和各種促進(jìn)劑和活化劑。抑制劑用來提高或增強(qiáng)各種礦物種的親水性并因而抑制其浮選。起泡劑為加入浮選系統(tǒng)而促使半穩(wěn)定泡沫形成的制劑。與抑制劑和捕集劑不同的是，起泡劑無需在礦物顆粒上粘附或吸附。
至少是從二十世紀(jì)初期以來，泡沫浮選已在選礦業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。據(jù)稱，已有各種化合物可用作泡沫浮選的捕集劑，起泡劑和其它制劑。例如，一般來說可用作捕集劑的有黃原酸鹽，簡(jiǎn)單烷基胺，烷基硫酸鹽，烷基磺酸鹽，羧酸和脂肪酸。用作起泡劑的制劑包括低分子量醇，如甲基異丁基甲醇和乙二醇醚。具體浮選操作中所用具體添加劑根據(jù)礦石性質(zhì)，浮選操作條件，待回收礦物以及聯(lián)用的其它添加劑進(jìn)行選擇。
雖然泡沫浮選行業(yè)里的普通技術(shù)人員已確認(rèn)了各種化學(xué)制劑，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，已知制劑的效率隨浮選的具體礦石以及浮選條件的變化很大。還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，選擇性浮選要求礦種并同時(shí)排除不要求的礦種的選擇性或能力也是一個(gè)具體問題。
礦物及其有關(guān)礦石一般分為硫化物或氧化物，后者包括碳酸鹽，氫氧化物，硫酸鹽和硅酸鹽。因此，列為氧化物的一組礦物中一般包括任何含氧礦物。盡管目前的大部分礦物都含于氧化物礦石之中，但泡沫浮選系統(tǒng)成功的主體卻是硫化物礦石。一般認(rèn)為氧化物礦的浮選要比硫化物礦的浮選更難并且氧化物礦回收過程中大多數(shù)浮選工藝的效率都很有限。
無論是氧化物礦或硫化物礦，進(jìn)行回收的主要問題是選擇性。據(jù)稱，某些公認(rèn)的捕集劑，如上述羧酸，烷基硫酸鹽和烷基磺酸鹽為氧化物礦的有效捕集劑。但是，雖然應(yīng)用這些捕集劑可達(dá)到要求的回收率，但對(duì)要求礦物有用成分的選擇性一般來說相當(dāng)?shù)?。也就是說，含于被回收礦物中的要求成分的品位或百分比很低，不符合要求。
由于用常規(guī)直接浮選法達(dá)到氧化物礦回收率時(shí)品位低，所以選礦業(yè)一般轉(zhuǎn)向更為復(fù)雜的方法，旨在達(dá)到所要求礦物品位時(shí)同時(shí)達(dá)到所要求的回收率。在現(xiàn)有工業(yè)方法中，氧化物礦在進(jìn)行常規(guī)浮選之前常要進(jìn)行硫化操作。在氧化物礦硫化之后，再用已知硫化物捕集劑進(jìn)行浮選。但即使進(jìn)行了硫化，回收率和品位均達(dá)不到要求?；厥昭趸锏V的另一方法是液/液萃取。氧化物礦石，特別是鐵氧化物和磷酸鹽回收的第三種辦法是逆向或間接浮選法。在逆向浮選中，含所要求礦物有用成分的礦石浮選得到抑制，而脈石或其它雜質(zhì)卻得到浮選。在某些情況下，雜質(zhì)可為有價(jià)值的礦物。第四種礦物回收辦法是化學(xué)溶解或浸析。
在氧化物礦石的這些現(xiàn)有浮選中沒有一種方法沒有問題。一般來說，已知方法回收率低或品位低或者兩者同時(shí)出現(xiàn)?；厥盏V物的品位的低已公認(rèn)是氧化物礦浮選的具體問題。已知回收法經(jīng)濟(jì)上不靈活，因此大部分氧化物礦石不能簡(jiǎn)單進(jìn)行處理。所以說，迫切要求提高氧化物礦浮選的選擇性，一般來說，這是泡沫浮選專業(yè)人員所共知的。
本發(fā)明為泡沫浮選回收礦物的方法，其中包括將含粒狀礦物的含水漿料進(jìn)行泡沫浮選，這在捕集劑存在下進(jìn)行，捕集劑包括(二)芳基醚磺酸或其鹽或鹽或酸的混合物，其中一磺化物質(zhì)中包括至少約20wt%磺化酸或鹽，浮選條件是待回收礦物得以浮選?；厥盏V物可為所要求礦物或不要求雜質(zhì)。另一方面，本發(fā)明泡沫浮選法采用本專業(yè)已知的起泡劑和其它浮選制劑。
本發(fā)明浮選法可提高選擇并因而提高從氧化物和/或硫化物礦石回收所得礦物的品位，而同時(shí)一般來說又能保持或提高要求礦物的總回收率水平。驚人的是，用烷基化苯醚一磺酸或其鹽可協(xié)同提高礦物有用成分的選擇性或回收率。
本發(fā)明方法可用來從各種礦石，包括氧化物礦以及硫化物礦石和混合礦石中回收礦物有用成分。
可用本發(fā)明方法浮選的氧化物礦非限制性例子包括鐵氧化物，鎳氧化物，磷氧化物，銅氧化物和鈦氧化物?？捎帽景l(fā)明方法浮選的其它含氧礦包括碳酸鹽，如方解石或白云石和氫氧化物，如鋁土礦。
可用本發(fā)明方法進(jìn)行泡沫浮選的氧化物礦例子包括含錫石，赤鐵礦，赤銅礦，墨銅礦，方解石，滑石，高嶺土，磷灰石，白云石，鋁土礦，尖晶石，金剛砂，紅土，藍(lán)銅礦，金紅石，磁鐵礦，鈮鐵礦，鈦鐵礦，菱鋅礦，鉛礬，白鎢礦，鉻鐵礦，白鉛礦，軟錳礦，孔雀石，硅孔雀石，紅鋅礦，鉛黃，方錳鐵礦，銳鈦礦，板鈦礦，鎢華，晶質(zhì)鈾礦，脂鉛鈾礦，水鎂石，水錳礦，硬錳礦，針鐵礦，褐鐵礦，金綠寶石，細(xì)晶石，鉭鐵礦，黃玉和鈮釔礦的礦石。本專業(yè)人員會(huì)看到，本發(fā)明浮選法可用來處理其它礦石，包括氧化物礦，其中氧化物礦包括碳酸鹽，氫氧化物，硫酸鹽和硅酸鹽以及氧化物。
本發(fā)明采用下述捕集劑的方法也可用于浮選各種硫化物礦。可用本發(fā)明方法浮選的硫化物礦非限制性例子包括含黃銅礦，輝銅礦，方鉛礦，黃鐵礦，閃鋅礦和鎳黃鐵礦的礦石。
還可用本發(fā)明方法回收貴金屬，如銀和金以及鉑族金屬，包括鉑，釕，銠，鈀，鋨和銥。例如，有時(shí)發(fā)現(xiàn)這些金屬含于氧化物礦和/或硫化礦之中。例如，有時(shí)發(fā)現(xiàn)鉑含于隕硫鐵中。本發(fā)明方法回收這些金屬的收率比較高。
礦石并不總是呈現(xiàn)純氧化物礦或純硫化物礦。天然礦石可包括含硫和含氧礦物以及在某些情況下還包括貴金屬?？砂幢景l(fā)明方法用這些礦石中的氧化物回收金屬。這按兩步浮選法進(jìn)行，其中一步進(jìn)行常規(guī)硫化物浮選而主要回收硫化物礦，而另一步則按本發(fā)明方法采用下述捕集劑而主要回收氧化物礦。另一方面，本發(fā)明方法可同時(shí)回收各種礦物。
本發(fā)明方法的特征是能夠區(qū)別地浮選各種礦物。盡管不想受到理論的限制，但據(jù)稱，各種礦物在本發(fā)明方法中的可浮選性涉及礦物的晶體結(jié)構(gòu)。更具體地講，以單位面積為基礎(chǔ)，晶體邊長與晶體表面積的比率之間似乎存在著關(guān)聯(lián)關(guān)系。高比率礦物與低比率礦物相比似乎更易于浮選。因此，晶體結(jié)構(gòu)具有24或更多面的礦物(第Ⅰ組)一般比具有16-24面的礦物(第Ⅱ組)更易于浮選。包括16-16面礦的第Ⅲ組礦物在優(yōu)選浮選順序上在其次，然后是8-12面第Ⅳ組礦物。
在本發(fā)明方法中，一般來說第Ⅰ組礦物在第Ⅱ組礦物之前浮選，第Ⅱ組礦物又在第Ⅲ組礦物之前浮選，而第Ⅲ組礦物又在第Ⅳ組礦物之前浮選。在前浮選或優(yōu)先浮選，意味著優(yōu)選礦種用低劑量(用量)捕集劑即可得以浮選。也就是說，第Ⅰ組礦物可以極低劑量被捕集。一旦提高劑量和/或第Ⅰ組礦物中絕大多數(shù)礦物去除后，第Ⅱ組礦物就會(huì)被捕集，以此類推。
本專業(yè)人員將會(huì)看到，這樣分組并不是絕對(duì)的。各種礦物具有不同的晶體結(jié)構(gòu)可能性。而且天然晶體尺寸變化也很大，這會(huì)影響各種礦物的可浮選性。影響浮選優(yōu)選性的另一影響是自由度。此外，在一組之內(nèi)，也就是說，在晶體邊長與表面積之比相似的礦物之中，這些因素和其它因素將會(huì)影響該組中哪種礦物將會(huì)先得到浮選。
本專業(yè)人員很容易確定一種礦物屬于哪一種，其中檢測(cè)不同礦物的標(biāo)準(zhǔn)礦物學(xué)特性。這些礦物特性例如已見于Manual of Mineralogy，19th Edition，Cornelius S.Hurlbut，Jr.and Cornelis Klein(John Wiley and Sons，New York 1977)。第Ⅰ組礦物的非限制性例子包括石墨，紅砷鎳礦，銅藍(lán)，輝銅礦和綠柱石。
第Ⅱ組礦物的非限制性例子包括金紅石，軟錳礦，錫石，銳鈦礦，甘汞，銅鈾云母，鈣鈾云母-鈉柱石，鈣柱石，魚眼石，鋯石和磷釔礦。
第Ⅲ組礦物的非限制性例子包括砷，硫鎘礦，針鎳礦，紅鋅礦，金剛砂，赤鐵礦，水鎂石，方解石，水錳礦，菱鐵礦，菱錳礦，菱鋅礦，鈉硝石，磷灰石，磷氯鉛礦，砷鉛礦和釩鉛礦。
第Ⅳ組礦物的非限制性例子包括硫磺，輝銅礦，黃銅礦，輝銻礦，輝鉍礦，斜方砷鐵礦，白鐵礦，鉛黃，板鈦礦，勃母石，硬水鋁礦，針鐵礦，鈮釔礦，氯銅礦，文石，毒重石，菱鍶礦，白鉛礦，角鉛礦，硝石，無水芒硝，重晶石，天青石，鉛礬，硬石膏，瀉利鹽，塊銅礬，鉛藍(lán)礬，磷鐵鋰礦，磷錳鋰礦，異磷鐵錳礦，紫磷鐵錳礦，磷鋁石，紅磷鐵礦，金綠寶石，臭蔥石，釩鉛鋅礦，釩銅鉛礦，磷鋁鈉石，橄欖銅礦，磷銅礦，水砷鋅礦，磷鈾礦，磷鋁鐵石，磷鋁錳礦，白鎢礦，鉬鎢鈣礦，鉬鉛礦，黃玉，鈮鐵礦和鉭鐵礦。
如上所述，這些分組只是理論上用來分清哪種礦物更易于被浮選。但是，本發(fā)明捕集劑和方法還可用來浮選不適合上述分組的各種礦物。這些分組用來說明哪種礦物可以最低捕集劑量得以浮選，并不用來確定本發(fā)明方法中浮選捕集哪種礦物。
本發(fā)明捕集劑顯示出的選擇性可將少量不需要的礦物與要求的礦物。例如，就象浮選錫石時(shí)存在黃玉一樣，在浮選鐵時(shí)，存在磷灰石常常是一個(gè)問題。因此，在某些情況下，本發(fā)明捕集劑可用于逆向浮選，其中不要求的礦物得以浮選，如將黃玉與錫石或?qū)⒘谆沂c鐵浮選分離。
除了浮選天然礦石而外，本發(fā)明浮選法還可用來浮選其它來源的礦物，一個(gè)例子為來自重介質(zhì)分離，磁力分離，金屬加工和石油加工等各種工藝的廢料。這些廢料常含有可用本發(fā)明浮選方法回收的礦物。另一個(gè)例子是在低循環(huán)中回收石墨和其它碳基墨的混合物。典型的是，這種循環(huán)紙脫墨而用浮選法將墨與紙纖維分開。本發(fā)明浮選法在這種脫墨浮選法中將特別有效。
本發(fā)明芳基醚-磺酸或-磺酸鹽如下式Ar′-O-Ar其中Ar′和Ar獨(dú)立地代表取代的或未取代的芳烴殘基，如苯基或萘基，條件是Ar′和Ar中一個(gè)，也只一個(gè)含一個(gè)磺酸根或磺酸鹽殘基。優(yōu)選的是，芳基醚-磺酸或-磺酸鹽捕集劑為烷基化二苯基醚或烷基化聯(lián)苯基苯基醚-磺酸或-磺酸鹽或其混合物。芳基醚-磺酸或-磺酸鹽優(yōu)選被一個(gè)或多個(gè)烴基取代。該烴基取代基可為取代或未取代烴基或取代或未取代不飽和烴基。
本發(fā)明-磺化芳基醚捕集劑更優(yōu)選為苯基醚捕集劑，對(duì)應(yīng)于下式或?yàn)槠浠旌衔?
其中每一R獨(dú)立地代表飽和烷基或取代飽和烷基或不飽和烷基或取代不飽和烷基;每一m和n獨(dú)立地代表0，1和2;每一M獨(dú)立地代表氫，堿金屬，堿土金屬，或銨或取代銨，而每一x和y分別為0或1，條件是x和y之和為1。優(yōu)選的是，R獨(dú)立地代表1-24，優(yōu)選6-24，更優(yōu)選6-16，最優(yōu)選10-16碳烷基。烷基可為直鏈，支鏈或環(huán)狀，優(yōu)選為直鏈或支鏈。m和n優(yōu)選為1。M+銨離子為(R1)3HN+，其中每一R1獨(dú)立地代表氫，1-4碳烷基或1-4碳羥烷基。1-4碳烷基和羥烷基例子包括甲基，乙基，丙基，異丙基，丁基，羥甲基和羥乙基。典型銨離子為銨(N+H4)，甲基銨(CH3N+H3)，乙基銨(C2H5N+H3)，二甲基銨((CH3)2N+H2)，甲基乙基銨(CH3N+H2C2H3)三甲基銨((CH3)3N+H)，二甲基丁基銨((CH3)2N+HC4H9)，羥乙基銨(HOCH2CH2N+H3)和甲基羥乙基銨(CH3N+H2CH2CH2OH)。優(yōu)選的是每一M為氫，鈉，鈣，鉀或銨。
烷基化苯醚磺酸和其制法已知，實(shí)施本發(fā)明時(shí)可進(jìn)行參考。本發(fā)明一磺酸鹽捕集劑可按改進(jìn)的已知磺酸鹽制法制成?；撬猁}制法例子見于U.S.PaFets3264242，3634272和3945437。烷基化苯醚磺酸鹽工業(yè)制法不會(huì)產(chǎn)生僅僅一烷基化，一磺化，二烷基化或二磺化的物質(zhì)。市售物質(zhì)主要(90%以上)被二磺化并為一和二烷基化混合物，其中二烷基化百分比為15-25，一烷基化百分比為75-85%。更典型的是，市售物質(zhì)中約80%一烷基化，20%二烷基化。
在本發(fā)明方法中，已發(fā)現(xiàn)采用一磺化物質(zhì)是很關(guān)鍵的。這些一磺化產(chǎn)物可按改進(jìn)的磺化操作制成，方法已見于例如U.S.Patets3264242，3634272和3945437。具體地講，上述方法制成主要為二磺化產(chǎn)品。因此，在磺化操作中，據(jù)稱可采用足夠的磺化劑而使兩個(gè)芳環(huán)均磺化。但是，在制取本發(fā)明所用一磺化產(chǎn)物時(shí)，所用磺化劑量優(yōu)選限定為達(dá)到每分子一個(gè)磺酸根的量。
這樣制成的一磺化產(chǎn)物包括未磺化分子以及每分子含1個(gè)以上磺酸根的分子。必要時(shí)，分出一磺化產(chǎn)物后以及純凈形式應(yīng)用。但是，本發(fā)明方法也可采用磺化操作中僅用足夠的磺化劑達(dá)到大致每分子一個(gè)磺酸根而獲得的混合物。
如上所述，使用一磺化物質(zhì)對(duì)本發(fā)明方法而言是關(guān)鍵的。但是，從理論上講，只要一磺化物質(zhì)含量達(dá)到至少20%，則存在二磺化物質(zhì)據(jù)稱并無害處。優(yōu)選的是一磺化量達(dá)到至少25%，更優(yōu)選為至少40%，而最優(yōu)選為至少50%。最為優(yōu)選的是采用一磺化酸或鹽。用于工業(yè)時(shí)，本專業(yè)人員將會(huì)看到，與采用含二磺化物質(zhì)的混合物時(shí)帶來的效率降低相比，在生產(chǎn)純凈一磺化物質(zhì)時(shí)無論多高的代價(jià)均可得到平衡。
市售烷基化苯醚磺化產(chǎn)物常為一烷基化和二烷基化物質(zhì)的混合物。盡管這種一烷基化和二烷基化物質(zhì)的混合物可用于本發(fā)明方法，但在某些情況下還優(yōu)選采用一烷基化，二烷基化或三烷基化產(chǎn)物。這些產(chǎn)品制法為改進(jìn)的U.S.Patets3264242，3634272和3945437所述方法。在要求不用混合物時(shí)，烷基化后進(jìn)行並餾操作而分出一烷基化物質(zhì)并應(yīng)用該一烷基化物質(zhì)或?qū)⑵溲h(huán)去進(jìn)一步烷基化。一般來說，優(yōu)選采用二烷基化產(chǎn)物，當(dāng)然也可用一烷基化和三烷基化產(chǎn)物。
優(yōu)選烷基化苯醚磺化產(chǎn)物的非限制性例子包括一磺酸鈉苯醚，一磺酸鈉己基苯醚，一磺酸鈉十二烷基苯醚，一磺酸鈉十六烷基苯醚，一磺酸鈉二十烷基苯醚及其混合物。在更優(yōu)選實(shí)施方案中，捕集劑為一磺酸鈉二烷基化苯醚，其中烷基為10-16碳烷基，更優(yōu)選為10-12碳烷基。烷基可為直鏈或支鏈。
捕集劑可按使要求金屬有用成分達(dá)到要求回收率的任何濃度得到應(yīng)用。更具體地講，所用濃度取決于待回收具體礦物，進(jìn)行泡沫浮選的礦石品位和待回收礦物的要求質(zhì)量。
在確定劑量時(shí)要考慮到的其它因素包括待處理礦石表面積大小。本專業(yè)人員將會(huì)看到，粒徑越小，礦石表面積就越大，則達(dá)到要求回收率和品位的捕集劑量就越大。典型的是，氧化物礦石必須研磨得比硫化物礦石更細(xì)，因此要求大量捕集劑或脫礦泥而去除細(xì)顆粒。常見氧化物礦浮選法典型的是要求脫礦泥操作以去除細(xì)顆粒以使該法得以按可接受的捕集劑量操作。進(jìn)行或不進(jìn)行脫礦泥時(shí)，本發(fā)明捕集劑均可按可接受的劑量操作。
優(yōu)選的是，捕集劑濃度至少約0.001kg/公噸，更優(yōu)選為至少約0.005kg/公噸。優(yōu)選上限是捕集劑總濃度不大于約5.0kg/公噸，更優(yōu)選是不大于約2.5kg/公噸。一般來說，為達(dá)到用捕集劑進(jìn)行優(yōu)化操作，最有利的是開始以低濃度操作并逐漸增加劑量直至達(dá)到要求效果。盡管用本發(fā)明方法達(dá)到的回收率和品位的提高隨劑量增加而增加，但本專業(yè)人員將會(huì)看到，在某一點(diǎn)，高劑量達(dá)到的回收率和品位提高會(huì)被浮選化學(xué)品投資的增加所抵消。本專業(yè)人員還會(huì)看到，根據(jù)礦石種類和其浮選條件的不同，會(huì)要求改變捕集劑量。此外，已發(fā)現(xiàn)要求捕集劑量與待捕集礦物量有關(guān)。在用本發(fā)明方法進(jìn)行少量礦物浮選的情況之下，由于捕集劑的選擇性，要求的捕集劑量就極低。
已發(fā)現(xiàn)分階段將捕集劑加入浮選體系在回收某些礦物時(shí)很有利。分段加料意指加入總捕集劑量的一部分時(shí);收集精礦泡沫;再加入一部分捕集劑;再收集精礦泡沫。分段加料可重復(fù)幾次以達(dá)到最優(yōu)回收率和品位。捕集劑加料的分段數(shù)僅根據(jù)實(shí)踐和經(jīng)濟(jì)因素決定。優(yōu)選的是，采用段數(shù)不超過6左右。
分階段加料的另一優(yōu)點(diǎn)是使本發(fā)明捕集劑能夠以不同劑量區(qū)別浮選不同礦物。如上所述，在低劑量下，特別適于用本發(fā)明捕集劑浮選的一種礦物得以浮選，而其它礦物則留在礦漿中。在高劑量下，不同礦物得以浮選，因此可將給定礦物中的不同礦物分開。
除了本發(fā)明捕集劑而外，浮選工藝中還可加入其它常規(guī)制劑或添加劑。這些添加劑例子包括本專業(yè)人員熟知的各種抑制劑和分散劑。此外，已發(fā)現(xiàn)含羥基化合物，如烷醇胺或亞烷基二醇可用來在浮選含硅石或含硅脈石的礦物時(shí)提高對(duì)要求礦物有用成分的選擇性。本發(fā)明捕集劑也可與其它捕集劑并用。此外，還可用起泡劑并且優(yōu)選是采用起泡劑。起泡劑為本專業(yè)人員所熟知，本發(fā)明可參考使用?？捎玫钠鹋輨├影ň垡叶济押偷头肿恿科鹋荽?。
本發(fā)明捕集劑的另一優(yōu)點(diǎn)是無需用其它添加劑來調(diào)節(jié)浮選礦漿的pH值。采用本發(fā)明捕集劑的浮選法可有效地用pH值為5或低于9的典型天然礦石進(jìn)行操作。在考慮將礦漿pH從原有的7.0左右或更低調(diào)到采用常見羧酸，磺酸，膦酸和黃原捕集劑所需的9.0或10.0或以上時(shí)，這一點(diǎn)就特別重要。
本發(fā)明捕集劑可在相當(dāng)?shù)偷膒H值下操作意指也可在要求降低礦漿pH的情況下應(yīng)用。本發(fā)明適用的礦漿pH下限是礦種上表面電荷適宜于捕集劑粘附的pH。
由于本發(fā)明捕集劑可在不同pH值下操作，所以可利用不同礦物在不同pH值下得以浮選的趨勢(shì)。這樣就可在一種pH下進(jìn)行一種浮選操作以優(yōu)化具體礦種的浮選。然后在后續(xù)操作中可調(diào)節(jié)pH以優(yōu)化不同礦種的浮選，從而更易于將各種礦物分開。
本發(fā)明捕集劑也可與常規(guī)捕集劑聯(lián)用。例如，本發(fā)明一磺化芳基醚捕集劑可用于兩步浮選，其中一磺化芳基醚浮選主要回收氧化物礦，而第二步用常規(guī)捕集劑浮選而主要回收硫化物礦或其它氧化物礦。在與常規(guī)捕集劑聯(lián)用時(shí)，可采用兩步浮選法，其中第一步為本發(fā)明方法，并且在原有礦漿pH值下進(jìn)行。第二步為常規(guī)捕集劑浮選，在高pH值下進(jìn)行。應(yīng)注意到，在某些情況下，要求將這兩步欺倒。這兩步法優(yōu)點(diǎn)是pH調(diào)節(jié)用添加劑用量少并且還可在不同條件下進(jìn)行浮選而實(shí)現(xiàn)要求礦物的更完全回收。
以下實(shí)施用來詳述本發(fā)明，但不應(yīng)理解為是以任何方式對(duì)本發(fā)明限制。除另有說明外，所有份數(shù)和百分比均以重量計(jì)。
以下實(shí)例包括HaLlimond管浮選以及實(shí)驗(yàn)室規(guī)模浮選槽中進(jìn)行的浮選。應(yīng)注意到，Hallimond管浮選是篩選捕集劑的簡(jiǎn)單方法，但并不一定意味著實(shí)際浮選時(shí)捕集劑操作的成功。Hallimond管浮選并涉及實(shí)際浮選時(shí)的剪切或攪拌并且不測(cè)定起泡劑的效應(yīng)。因此，若捕集劑在實(shí)際浮選時(shí)有效，那么在Hallimond管浮選時(shí)就必然有效，但在Hallimond管浮選時(shí)有效的捕集劑在實(shí)際浮選時(shí)卻不一定有效。應(yīng)注意到，經(jīng)驗(yàn)表明Hallimond管中達(dá)到滿意的回收率所需的捕集劑量常常大大高于浮選槽試驗(yàn)中要求的量。因此，Hallimond管操作中不能準(zhǔn)確地顯示出實(shí)際浮選槽中所需的劑量。
實(shí)施例1孔雀石和氧化硅的Hallimond管浮選將約1.1g的(1)孔雀石(一種分子式約為Cu2CO3(OH)2的氧化銅礦物)或(2)氧化硅制成約-60～+120目(U.S.)的顆粒，并將其放入裝有約20ml去離子水的小瓶中。將該混合物振蕩30秒鐘，傾倒出含有一些懸浮細(xì)固體顆粒的水相或礦泥。重復(fù)該脫礦泥步驟幾次。
將150ml的去離子水裝入一個(gè)250ml的玻璃燒杯中。然后加入2.0ml的0.1摩爾的硝酸鉀溶液作為緩沖電解質(zhì)。加入0.10NHCl和/或0.10NNaOH將pH值調(diào)節(jié)到約10 10.0。然后與去離子水一同加入1.0g的脫礦泥的礦物使總體積達(dá)到約180ml。加入捕集劑，一種支鏈?zhǔn)纪榛矫鸦撬徕c，該物值含有約80%的一烷基化體和約20%的二烷基化體，并使該體系在攪拌下調(diào)理15分鐘。如果有必要的話，使用HCl和NaOH調(diào)節(jié)pH值。應(yīng)該注意的是試驗(yàn)1～5不是本發(fā)明的實(shí)施方案，其中使用二磺化捕集劑，而試驗(yàn)6-10為本發(fā)明的實(shí)施方案，其中使用一磺化捕集劑。
將該礦漿送入一個(gè)Hallimond管中，該管為一個(gè)底部裝有空心針狀物的180ml管。將該礦漿加入到Hallimond管中之后，10分鐘內(nèi)對(duì)該管的開口施加12.7cm汞柱的真空度。該真空度使空氣泡通過插在該管底上的空氣針狀物進(jìn)入管中。在浮選期間，用一個(gè)磁力攪拌器以200轉(zhuǎn)/分(Rpm)攪拌礦漿。
從該礦漿中濾出浮選的和未浮選的礦物并使其在100℃下干燥。將每一部分重量，銅和氧化硅的回收率亦于表Ⅰ中。每項(xiàng)試驗(yàn)后，在下次試驗(yàn)之前將所有設(shè)備用濃HCl清洗并用0.10N NaOH和去離子水洗凈。
分別列出的銅和氧化硅的回收率為回收到的Hallimond管中的原始礦物的分?jǐn)?shù)比。因此，1.00的回收率表示所有的礦物被回收收。應(yīng)該注意的是雖然同時(shí)分別列出了銅和氧化硅的回收率，實(shí)際上所列的數(shù)據(jù)是在同樣條件下的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中得出的數(shù)據(jù)。還應(yīng)注意的是低氧化硅回收率說明對(duì)銅具有選擇性。銅回收率的數(shù)值的精確度一般為±0.05，氧化硅回收率數(shù)值的精確度一般為±0.03。
表Ⅰ試 全國的 氧化硅驗(yàn) 捕 集 劑 劑 量 PH 的號(hào) 回收率 回收率1②L-C16DPO(SO3Na)2①0.060 5.5 0.760 0.1532②L-C16DPO(SO3Na)2①0.060 7.0 0.809 0.0823②L-C16DPO(SO3Na)2①0.060 8.5 0.800 0.0624②L-C16DPO(SO3Na)2①0.060 10.0 0.546 0.1045②L-C16DPO(SO3Na)2①0.060 11.5 0.541 0.1306 L-C16DPO(SO3Na)1③0.060 5.5 0.954 0.1357 L-C16DPO(SO3Na)1③0.060 7.0 0.968 0.0978 L-C16DPO(SO3Na)1③0.060 8.5 0.913 0.0849 L-C16DPO(SO3Na)1③0.060 10.0 0.837 0.07010 L-C16DPO(SO3Na)1③0.060 11.5 0.798 0.065①直鏈?zhǔn)纪榛矫鸦撬徕c包括約80%的一烷基化物質(zhì)和約20%的二烷基化物質(zhì)，該物質(zhì)可以DOWFAXTM8390為商標(biāo)的表面活性劑從Dow Chemical Company得到。
②不是本發(fā)明的實(shí)施方案。
③直鏈?zhǔn)纪榛矫?磺酸鈉，包括約80%的一烷基化物質(zhì)和約20%的二烷基化物質(zhì)。
表Ⅰ中的數(shù)據(jù)清楚地表明了本發(fā)明的捕集劑的效果。試驗(yàn)1～5(不是本發(fā)明的實(shí)施方案)與試驗(yàn)6～10的對(duì)比表示出在各種pH值下，本發(fā)明的一磺化捕集劑卻會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)高的銅回收率或低氧化硅回收率。
實(shí)施例2氧化鐵礦的浮選制備一系列密執(zhí)安氧化鐵礦的600g樣品。該礦含有赤鐵礦、假象赤鐵礦，針鐵礦和磁鐵礦等礦物種類的混合物。將每份600g的樣品與400g的去離子水一同在一個(gè)棒磨機(jī)中于約60Rpm下研磨10分鐘。將得到的礦漿送入一個(gè)裝有自動(dòng)葉片排出系統(tǒng)的攪拌式3000ml的浮選槽中。加入捕集劑并使礦漿調(diào)理1分鐘。接著加入40g/噸干礦的聚乙二醇起泡劑，接著調(diào)理1分鐘。
在90Rpm下攪拌該浮選槽，并以9.0升/分鐘的流量通入空氣。開始通入空氣后，在1.0和6.0分鐘時(shí)收集泡沫濃縮物樣品。將泡沫濃縮物和尾礦的樣品干燥、稱量和研磨以便分析。然后將它們?nèi)苡谒嶂?，并用D.C等離子體分光計(jì)測(cè)定鐵含量。利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量平衡方程式計(jì)算部分回收率。得到結(jié)果示于表Ⅱ中。
試驗(yàn)1和2的對(duì)比表明使用本發(fā)明的一磺化捕集劑與使用二磺化捕集劑相比，回收率可提高50%，鐵的品位也稍有提高。
實(shí)施例3金紅石礦的浮選制備一系列-10目(U.S.)的10%金紅石(TiO2)和90%氧化硅(SiO2)的混合物的30g樣品。將每份礦樣與15g的去離子水一同在一個(gè)棒磨機(jī)(直徑為6.35cm，棒徑為1.27cm)中研磨240次。將得到的礦漿送入一個(gè)300ml的浮選槽中。
使該礦漿的pH保持在天然礦pH8.0下。加入表Ⅲ所示的捕集劑后，使該礦漿調(diào)理1分鐘。然后，加入起泡劑聚乙二醇醚，其加入量為0.050kg/噸干礦，再使礦漿調(diào)理1分鐘。
以1800Rpm攪拌該浮選槽，并以2.7升/分鐘的流量通入空氣。開始通入空氣后，在1.0和6.0分鐘時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)手動(dòng)葉片收集泡沫濃縮物樣品。將濃縮物樣品和尾礦干燥并如上述實(shí)施例那樣進(jìn)行分析。得到的結(jié)果示于表Ⅲ中。
表Ⅲ(續(xù))①不是本發(fā)明的實(shí)施方案。
②直鏈?zhǔn)级榛矫讯撬徕c。
③直鏈?zhǔn)级榛矫?磺酸鈉。
④支鏈?zhǔn)级榛矫讯撬徕c。
⑤支鏈?zhǔn)级榛矫?磺酸鈉。
⑥支鏈?zhǔn)级榛矫?磺酸鈉。
表Ⅲ中的數(shù)據(jù)表明本發(fā)明的捕集劑在提高鈦的品位和回收率上的效果。試驗(yàn)1與試驗(yàn)2的對(duì)比，以及試驗(yàn)4和5與試驗(yàn)3的對(duì)比再次表明了與二磺化捕集劑相比較，使用本發(fā)明的一磺化捕集劑獲得到顯著的改進(jìn)。
實(shí)施例4磷灰石和氧化硅的分離制備一系列-10目(U.S)的10%磷灰石(Ca5(Cl4F)〔Po4〕3)和90%氧化硅(SiO2)的混合物的30g樣品。其他程序與實(shí)施例3完全相同。天然礦漿的pH值為7.1。在試驗(yàn)8～13中，使用一磺化和二磺化捕集劑的混合物。表Ⅳ中的數(shù)據(jù)示出了本發(fā)明方法分離磷灰石和氧化硅的能力。
表Ⅳ試 劑量 磷的 磷的驗(yàn) 捕 集 劑 Kg/公噸 回收率 品位號(hào)1①L，D-C10DPO(SO3Na)2②0.050 0.115 0.0812 L，D-C10DPO(SO3Na)1③0.050 0.962 0.0683①B，D-C12DPO(SO3Na)2④0.050 0.235 0.0784 B，D-C12DPO(SO3Na)1⑤0.050 0.989 0.0675 精制煤油⑥0.050L，D-C10DPO(SO3Na)1③0.050 0.925 0.1036 精制煤油⑥0.010L，D-C10DPO(SO3Na)1③0.050 0.862 0.1127 精制煤油⑥0.020L，D-C10DPO(SO3Na)1③0.050 0.818 0.1258 L，D-C10DPO(SO3Na)2②0.040L，D-C10DPO(SO3Na)1③0.010 0.336 0.0779 L，D-C10DPO(SO3Na)2②0.030L，D-C10DPO(SO3Na)1③0.020 0.529 0.07510 L，D-C10DPO(SO3Na)2②0.020L，D-C10DPO(SO3Na)2③0.030 0.699 0.07411 L，D-C10DPO(SO3Na)2②0.010L，D-C10DPO(SO3Na)2③0.040 0.866 0.06912 L，D-C10DPO(SO3Na)2②0.080L，D-C10DPO(SO3Na)1③0.020 0.539 0.06713 L，D-C10DPO(SO3Na)2②0.160L，D-C10DPO(SO3Na)1③0.040 0.877 0.053
表Ⅳ(續(xù))①不是本發(fā)明的實(shí)施方案。
②直鏈?zhǔn)级榛矫讯撬徕c。
③直鏈?zhǔn)级榛矫?磺酸鈉。
④支鏈?zhǔn)级榛矫讯撬徕c。
⑤支鏈?zhǔn)级榛矫?磺酸鈉。
⑥一種得自Phillips Petrolum公司的商標(biāo)為SoltrolTM的精制煤油。將其與捕集劑同時(shí)加入浮選槽中。
表Ⅳ中的數(shù)據(jù)表明了一磺酸鹽捕集劑在從磷灰石和氧化硅礦中回收磷的顯著效果。將試驗(yàn)2和4與試驗(yàn)1和3(不是本發(fā)明的實(shí)施方案)相比較，表明一磺化的作用。試驗(yàn)5～6表明本發(fā)明的捕集劑與附加的烴結(jié)合使用時(shí)是有效的。伴隨著品位的顯著提高，回收率稍有降低。在試驗(yàn)8～13中，表明了混合一磺化捕集劑和二磺化捕集劑的作用。對(duì)比試驗(yàn)2，11和13，其中一磺化捕集劑的用量是可比的，二磺化捕集劑的量為0～0.160kg/公噸，表明少量存在的二磺化體似乎起著稀釋劑的作用。在較高的量存在時(shí)，這種二磺化體不影響回收率，但似乎會(huì)降低品位。
實(shí)施例5制備一系列-10目(U.S.)的中非礦的30g樣品。在該礦中金屬銅的含量為約90%的孔雀石，其余為其它的銅礦物。使每份礦樣與15g去離子水在一個(gè)小棒磨機(jī)(直徑2.5英寸，棒徑為0.5英寸)中研磨1200次。將得到的礦漿送入一個(gè)300ml的小浮選槽中。將礦漿的pH保持在天然礦的pH值6.2下。在試驗(yàn)1～20中，加入捕集劑，其加入量為0.250kg/公噸干礦。在試驗(yàn)20～26中，改變捕集劑的劑量，并且在試驗(yàn)22～26中，捕集劑包括變化量的二磺化產(chǎn)物。加入捕集劑后，使礦漿在浮選槽中調(diào)理1分鐘。然后加入起泡劑，聚乙二醇醚，劑量為0.080kg/公噸干礦。加入起泡劑后再調(diào)理1分鐘。
以1800Rpm的轉(zhuǎn)速攪拌浮選槽，并以2.7升/分鐘的流量通入空氣。6分鐘后收集精礦泡沫。然后將精礦和層礦的樣品干燥、稱量、研磨以供分析，然后將它們用酸溶解。用D.C等離子體分光計(jì)測(cè)定銅含量。
表V
表Ⅴ(續(xù)1)
表Ⅴ(續(xù)2)試 劑量 銅的 銅的驗(yàn) 捕 集 劑 PH號(hào) Kg/公噸 回收率 品位B，D-C12DPO(SO3Na)1②0.100 6.2 0.620 0.04522B，D-C12DPO(SO3Na)2③0.300B，D-C12DPO(SO3Na)1②0.200 6.2 0.683 0.05123B，D-C12DPO(SO3Na)2③0.200B，D-C12DPO(SO3Na)1②0.300 6.2 0.788 0.05424B，D-C12DPO(SO3Na)2③0.100B，D-C12DPO(SO3Na)1②0.400 6.2 0.855 0.04125B，D-C12DPO(SO3Na)2③0.400B，D-C12DPO(SO3Na)1②0.400 6.2 0.861 0.03926B，D-C12DPO(SO3Na)2③1.200
表Ⅴ(續(xù)3)①不是本發(fā)明的實(shí)施方案②支鏈二-十二碳烷基化苯醚一磺酸鈉③支鏈二-十二碳烷基化苯醚二磺酸鈉④直鏈二-十碳烷基化苯醚一磺酸鈉⑤直鏈二-十碳烷基化苯醚二磺酸鈉⑥直鏈二-十碳烷基化苯醚一磺酸鈉⑦直鏈二-十碳烷基化苯醚二磺酸鈉⑧直鏈二-十六碳烷基化苯醚一磺酸鈉⑨直鏈二-十六碳烷基化苯醚二磺酸鈉⑩直鏈一-十碳烷基化苯醚一磺酸鈉(11)直鏈一-十碳烷基化苯醚二磺酸鈉(12)支鏈一-十二碳烷基化苯醚一磺酸鈉(13)支鏈一-十二碳烷基化苯醚二磺酸鈉(14)直鏈一-二十四碳烷基化苯醚一磺酸鈉(15)直鏈一-二十四碳烷基化苯醚二磺酸鈉(16)直鏈一-六碳烷基化苯醚一磺酸鈉(17)直鏈一-六碳烷基化苯醚二磺酸鈉(18)支鏈二-六碳烷基化苯醚一磺酸鈉(19)支鏈二-六碳烷基化苯醚二磺酸鈉上表中的數(shù)據(jù)表明各種烷基化芳醚一磺化產(chǎn)品在氧化銅礦的浮選中的效果。偶數(shù)字試驗(yàn)(本發(fā)明的實(shí)施方案)與奇數(shù)字試驗(yàn)1～19(不是本發(fā)明的實(shí)施方案)的比較清楚地表明了在相同劑量下與使用二磺化捕集劑時(shí)相比較使用一磺化捕集劑獲得了顯著的改進(jìn)。將試驗(yàn)2與試驗(yàn)21相比說明了劑量的作用。試驗(yàn)20～26表示出在混合物中，在與本發(fā)明的一磺化捕集劑混合時(shí)，二磺化捕集劑似乎起著稀釋劑的作用。
實(shí)施例6，氧化鐵礦的浮選制備一系列密執(zhí)安氧化鐵礦的600g樣品。該礦含有赤鐵礦、假象赤鐵礦、針鐵礦和磁鐵礦的混合物。將每份600g樣品與400g去離子水一同在棒磨機(jī)中在約60Rpm下研磨15分鐘。將得到的礦漿送入裝有自動(dòng)葉片排出系統(tǒng)的攪拌式3000ml的浮選槽中。在礦漿原有pH7.0下進(jìn)行浮選。以表Ⅵ中所示的量加入丙二醇，并使該礦漿調(diào)理1分鐘。然后加入捕集劑并使該礦漿調(diào)理1分鐘。然后加入聚乙二醇醚起泡劑，劑量為40g/噸干礦，再調(diào)理1分鐘。浮選開始以后，如表Ⅵ中所示的分階段加入附加的捕集劑。
以900Rpm攪拌浮選槽并以9.0升/分鐘的流量通入空氣。開始通入空氣之后，如下表所示，在0～1.0，1.0～3.0，3.0～4.0，4.0～6.0，6.0～7.0，7.0～9.0，9.0～10.0和10.0～14.0分鐘的間隔時(shí)收集精礦泡沫樣品。將精礦泡沫樣品和尾礦干燥、稱量、研磨以供分析。然后將它們?nèi)軟Q于酸中。用D.C等離子分光計(jì)測(cè)定鐵含量。利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量平衡方程式計(jì)算回收率和品位。得到的結(jié)果示于Ⅵ中。
表Ⅵ中的數(shù)據(jù)說明了使用本發(fā)明的一磺化捕集劑與使用二磺化達(dá)到可以回收率相比只需要更少的時(shí)間就可以獲得非常高回收率的高品位鐵。
實(shí)施例7各種氧化物礦物的浮選按照實(shí)施例1的一般方法，不同的是用各種氧化物礦物代替銅礦。所有試驗(yàn)在pH值為8.0下進(jìn)行。使用的捕集劑為支鏈?zhǔn)纪榛矫岩换撬徕c，用量為0.024kg/kg礦物。
表Ⅶ礦物 部分礦物回收率氧化硅(SiO2) 0.204錫石(SnO2) 0.931鋁土礦〔Al(OH)3〕 0.989方解石(CaCO3) 0.957鉻鐵礦(FeCr2O4) 1.000白云石〔CaMg(CO3)2〕 0.968孔雀石〔Cu2CO3(OH)2〕 0.989硅孔雀石〔Cu2H2Si2O5(OH)4〕 0.616赤鐵礦(Fe2O3) 0.971剛玉(Al2O3) 1.000金紅石(TiO2) 0.970磷灰石〔Ca5(Cl1F)〔PO4〕3〕 0.990氧化鎳(NiO) 0.778方鉛礦(PbS) 0.990黃銅礦(CuFeS2) 0.991輝銅礦(Cu2S) 0.993黃鐵礦(FeS2) 1.000閃鋅礦(ZnS) 1.000
表Ⅶ(續(xù))礦物 部分礦物回收率鎳黃鐵礦〔Ni(FeS)〕①0.980元素銅②0.931元素金②0.964元素銀②0.873重晶石(BaSO4) 0.968輝鉬礦(MoS2) 0.968白鉛礦(PbCO3) 0.939方解石(CaCO3) 0.807綠柱石(Be3Al2Si6O18) 0.937銅藍(lán)(CuS) 0.788鋯石(ZrSiO4) 0.876石墨(C) 0.937黃玉〔Al2SiO4(F1OH)2〕 0.955白鎢礦(CaWO4) 0.871銳鈦礦(TiO2) 0.909勃姆石(YAlO·OH) 0.886硬水鋁石(aAlO·OH) 0.905針鐵礦(HFeO2) 0.959①樣品包括一些磁黃鐵礦。
②樣品中包括粉末狀元素金屬，其粒徑與其它礦物樣品相近。
表Ⅶ中的數(shù)據(jù)表明許多礦物可以用本發(fā)明的捕集劑和方法來浮選。
實(shí)施例8含鉬的混合硫化銅礦的浮選制備一系列-10目(U.S.)的Arizona礦的30g樣品，該礦含有各種氧化銅礦物和硫化銅礦物以及少量的銅礦物。該礦中的銅品位為0.013，銅品位為0.000016。
將每份礦樣在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)研磨機(jī)中研磨10秒鐘，將得到的細(xì)粉礦加入到一個(gè)300ml的浮選槽中。
每個(gè)試驗(yàn)都在天然礦滌的pH值5.6下進(jìn)行。加入捕集劑0.050kg/噸干礦，并使礦漿調(diào)理1分鐘。用標(biāo)準(zhǔn)葉片在0～2分鐘和2～6分鐘之間收集兩個(gè)精礦樣品。正好浮選開始以前，加入一種起泡劑(得自Dow Chemical Company的商標(biāo)為Dowfroth
250的起泡劑，為聚乙二醇醚)，劑量為0.030kg/噸干礦。
在所有試驗(yàn)中以1800Rpm的速度攪拌浮選槽，并以2.7光/分鐘的流量通入空氣。如上述實(shí)施例那樣將精礦樣品和尾礦干燥和分析。得到的結(jié)果示于表Ⅷ中。
表Ⅷ中的數(shù)據(jù)表明了使用本發(fā)明的一磺化捕集劑與使用可比的二磺化捕集劑相比可獲得明顯改進(jìn)回收率的高品位銅和鉬。
實(shí)施例9Hallimond管浮選按照實(shí)施例1所述的方法，利用許多不同的礦物和各種捕集劑進(jìn)行試驗(yàn)。用酸溶解和D.C等離子體分光計(jì)對(duì)浮選精礦和浮選尾礦進(jìn)行金屬測(cè)定。其結(jié)果示于表Ⅸ中。雖然這些數(shù)據(jù)列在一個(gè)表中，只是應(yīng)注意的是每個(gè)礦物的數(shù)據(jù)都是分別獲得的。在每種情況下，浮選都是在礦漿形式的各種礦的原有pH值，即金紅石為5.8;磷灰石為6.7;軟錳礦為6.0;和硬水鋁石為6.8下進(jìn)行的。
表Ⅸ試 磷灰劑量 金紅石 軟錳礦 硬水鋁石驗(yàn) 捕 集 劑 石回號(hào) Kg/Kg 回收率 回收率 回收率收率B，D-1C12DPO(SO3Na)1①0.0001 0.021 0.009 - -B，D-2C12DPO(SO3Na)1①0.0005 0.323 0.038 - -B，D-3C12DPO(SO3Na)1①0.0010 0.713 0.463 - -B，D-4C12DPO(SO3Na)1①0.0100 0.954 0.856 0.745 0.598B，D-5②C12DPO(SO3Na)2③0.0001 0.000 0.000 - -B，D-6②C12DPO(SO3Na)2③0.0005 0.015 0.007 - -B，D-7②C12DPO(SO3Na)2③0.0010 0.087 0.297 - -B，D-8②C12DPO(SO3Na)2③0.0100 0.175 0.518 0.314 0.280B，D-9②C12DPO(SO3Na)2③0.0500 0.371 - - -B，D-10②C12DPO(SO3Na)2③0.1000 0.815 0.849 - -
表Ⅸ(續(xù)1)試 磷灰劑量 金紅石 軟錳礦 硬水鋁石驗(yàn) 捕 集 劑 石回號(hào) Kg/Kg 回收率 回收率 回收率收率B，M-11C12DPO(SO3Na)1④0.0001 0.000 0.000 - -B，M-12C12DPO(SO3Na)1④0.0005 0.011 0.000 - -B，M-13C12DPO(SO3Na)1④0.0010 0.034 0.111 - -B，M-14C12DPO(SO3Na)1④0.0100 0.129 0.277 0.289 0.166B，M-15C12DPO(SO3Na)1④0.0500 0.296 - - -B，M-16C12DPO(SO3Na)1④0.1000 0.644 0.680 - -B，M-17②C12DPO(SO3Na)2⑤0.0001 0.000 0.000 - -B，M-18②C12DPO(SO3Na)2⑤0.0005 0.000 0.000 - -B，M-19②C12DPO(SO3Na)2⑤0.0010 0.000 0.000 - -B，M-20②C12DPO(SO3Na)2⑤0.0100 0.009 0.011 0.017 0.005
表Ⅸ(續(xù)2)試 磷灰劑量 金紅石 軟錳礦 硬水鋁石驗(yàn) 捕 集 劑 石回號(hào) Kg/Kg 回收率 回收率 回收率收率B，M-21②C12DPO(SO3Na)2⑥0.0500 0.027 - - -B，M-22②C12DPO(SO3Na)2⑥0.1000 0.065 0.081 - -L，D-23C10DPO(SO3Na)1⑥0.0001 0.104 - - -L，D-24C10DPO(SO3Na)1⑥0.0003 0.310 - - -L，D-25C10DPO(SO3Na)1⑥0.0005 0.563 - - -L，D-26C10DPO(SO3Na)1⑥0.0010 0.869 - - -L，D-27C10DPO(SO3Na)1⑥0.0100 - 0.773 0.605 -L，D-28C10DPO(SO3Na)1⑥0.0200 - 0.956 - -L，D-29②C10DPO(SO3Na)2⑦0.0001 0.030 - - -L，D-30②C10DPO(SO3Na)2⑦0.0003 0.041 - - -
表Ⅸ(續(xù)3)試 磷灰劑量 金紅石 軟錳礦 硬水鋁石驗(yàn) 捕 集 劑 石回號(hào) Kg/Kg 回收率 回收率 回收率收率L，D-31②C10DPO(SO3Na)2⑦0.0005 0.095 - - -L，D-32②C10DPO(SO3Na)2⑦0.0010 0.164 - - -L，D-33②C10DPO(SO3Na)2⑦0.0100 - 0.444 0.248 -L，D-34②C10DPO(SO3Na)2⑦0.0200 - 0.581 - -L，M-35C10DPO(SO3Na)1⑧0.0005 0.051 - - -L，M-36C10DPO(SO3Na)1⑧0.0010 0.120 - - -L，M-37C10DPO(SO3Na)1⑧0.0015 0.559 - - -L，M-38C10DPO(SO3Na)1⑨0.0100 - 0.235 0.267 -L，M-39②C10DPO(SO3Na)2⑨0.0005 0.011 - - -L，M-40②C10DPO(SO3Na)2⑨0.0010 0.21 - - -
表Ⅸ(續(xù)4)
表Ⅸ(續(xù)5)①支鏈?zhǔn)级榛矫岩换撬徕c②不是本發(fā)明的實(shí)施方案③支鏈?zhǔn)级榛矫讯撬徕c④支鏈?zhǔn)家煌榛矫岩换撬徕c⑤支鏈?zhǔn)家煌榛矫讯撬徕c⑥直鏈?zhǔn)级榛矫岩换撬徕c⑦直鏈?zhǔn)级榛矫讯撬徕c⑧直鏈?zhǔn)家煌榛矫岩换撬徕c⑨直鏈?zhǔn)家煌榛矫讯撬徕c⑩直鏈?zhǔn)级榛矫岩换撬徕c(11)直鏈?zhǔn)级榛矫讯撬徕c(12)直鏈?zhǔn)家煌榛矫岩换撬徕c(13)直鏈?zhǔn)家煌榛矫讯撬徕c(14)直鏈?zhǔn)级榛矫岩换撬徕c(15)直鏈?zhǔn)级榛矫讯撬徕c表Ⅸ中的數(shù)據(jù)說明了本發(fā)明方法中使用的一磺化捕集劑當(dāng)與類似但非一磺化的捕集劑相比時(shí)，可穩(wěn)定地達(dá)到各種礦物的更高回收率。
實(shí)施例10連續(xù)浮選本實(shí)施例使用實(shí)施例1中所述的Hallimond管浮選方法。在每種情況下，初始原料為表Ⅹ中所列組分的50/50%(重量)的混合物。所使用的具體捕集劑和得到的礦物回收率也列于表Ⅹ中。
上表中的數(shù)據(jù)表明了在本發(fā)明方法中通過控制捕集劑的劑量可以有效地分離經(jīng)浮選的各種礦物。例如，雖然磷灰石和白云石都可以用本發(fā)明的方法浮選，但是清楚地表明在低捕集劑劑量下磷灰石比白云石更易浮選。這樣還可以用更高的捕集劑劑量通過后續(xù)浮選來浮選白云石。正如本實(shí)施例的其它試驗(yàn)說明，使用其它礦物也可以進(jìn)行相似分離。
實(shí)施例11。
從氧化硅和白云石中分離磷灰石按照實(shí)施例4中所述的程序，不同的是所用的樣品包括30%的磷灰石，60%的氧化硅和10%的白云石。另外，在試驗(yàn)2和3中加入一種精制的烴。所得的結(jié)果示于表Ⅺ中。
上表中的數(shù)據(jù)說明了本發(fā)明的捕集劑分離磷灰石和白云石的能力，其中磷灰石和白云石更易浮選。試驗(yàn)4中所示的2呈標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)不能獲得可比的磷灰石和白云石的分離，由此導(dǎo)致回收的磷嚴(yán)重地被鎂污染。在本發(fā)明的方法中加入烴使高品位的磷的回收率稍有降低，同時(shí)也降低了捕集的鎂量。
實(shí)施例12磷灰石的浮選用實(shí)施例11的程序，不同的是待浮選的礦物為30%的磷灰石，10%的方解石和60%的氧化硅的混合物。得到的結(jié)果示于表Ⅻ中。
表Ⅻ中的數(shù)據(jù)表明了本發(fā)明回收磷灰石的效率。當(dāng)與實(shí)施例11對(duì)比時(shí)，還示出了達(dá)到一個(gè)特殊的回收率所需的劑量受到待浮選礦物的影響。
實(shí)施例13碳素墨水的浮選通過在每種情況下使240g印刷紙(70%(重量)的新聞紙和30%(重量)的雜志);1.61g的二亞二基三胺至乙酸，調(diào)色劑;10.65g硅酸鈉;表ⅩⅢ中所示的捕集劑量;和5.64g過氧化氫與足量的水制漿制備至份漿液，該漿液中含有2%(重量)的固體。該漿液的pH值為10.5，除非另有說明，溫度為45℃。制漿30分鐘。用完全相同頁數(shù)的復(fù)印紙制備每份漿液以保證油墨量與上述制備的五份漿液的每份相比。
將得到的漿液加入到15升的Voith浮選槽中，加入足量的稀釋水以便完全充滿浮選槽。向該礦漿中加入足量的CaCl2以使水硬度為180ppm的CaCO3通過鼓入空氣泡通過高度攪拌的礦漿來開始浮選，繼續(xù)進(jìn)行10分鐘。然后同標(biāo)準(zhǔn)手動(dòng)葉片除去泡沫以產(chǎn)生浮選產(chǎn)物。
然后過濾和干燥浮選產(chǎn)物。再過濾和干燥含有纖維素纖維的浮選槽內(nèi)含物。通過比色法使用0～10的組成分級(jí)刻度尺分析浮選產(chǎn)物，其中0為全白，而10為全黑。用高倍顯微鏡檢驗(yàn)用浮選槽內(nèi)含物制成的纖維素纖維織物以觀察留在每單位面積上的油墨顆粒。
所得結(jié)果示于表ⅩⅢ中。每個(gè)試驗(yàn)的條件相同，除非另有說明。
上述數(shù)據(jù)表明了本發(fā)明的方法對(duì)于浮選分離石墨和其他來自脫墨水的回收紙的碳素油墨是有效的。當(dāng)與試驗(yàn)1(相當(dāng)于目前的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))相比時(shí)，試驗(yàn)2～5示出使用本發(fā)明的捕集劑在很低的捕集劑劑量下可以達(dá)到較高的油墨回收率。
權(quán)利要求
1.一種通過泡沫浮選回收礦物的方法，該方法包括使含有粒狀礦物的含水漿在捕集劑存在下進(jìn)行泡沫浮選，所說的捕集劑包括烷基化二芳醚磺酸或其鹽和這些酸或鹽的混合物，其中至少約20%的磺酸或其鹽為一磺化的，其條件是使待回收的礦物浮選。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中的一磺酸或其鹽相應(yīng)的結(jié)構(gòu)式為
其中每個(gè)R獨(dú)立地為飽和的或未飽和的烷基或取代的烷基;每個(gè)m和n獨(dú)立地為0，1和2;每個(gè)m獨(dú)立地為氫，堿金屬、堿土金屬，銨或取代的銨，以及每個(gè)x和y獨(dú)立地為0或1，但以x和y之和為1為條件。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中R為具有1～24個(gè)碳原子的烷基。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中R為具有6～24個(gè)碳原子的烷基。
5.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中R為具有10～約16個(gè)碳原子的烷基。
6.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中R為直鏈或支鏈烷基。
7.如權(quán)利要求2～6中任一項(xiàng)所述的方法，其中m和n之和為2。
8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中捕集劑的總濃度至少為0.001kg/公噸，并且不大于5.0kg/公噸。
9.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中至少25%的磺酸或其鹽為一磺化的。
10.如權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的方法，其中至少約40%的磺酸或其鹽為一磺化的。
11.如權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的方法，其中至少約50%的磺酸或其鹽為一磺化的。
12.如上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中回收的礦物包括石墨，含水漿還包括紙漿。
全文摘要
在礦物特別是氧化物礦物的浮選中，烷基化二芳基醚-磺酸或其鹽或它們的混合物是有用的捕集劑。
文檔編號(hào)C07C309/32GK1056446SQ9010273
公開日1991年11月27日 申請(qǐng)日期1990年5月11日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月23日
發(fā)明者理查德·羅伯特·克林帕爾, 多納德·約吉尼·列納特 申請(qǐng)人:陶氏化學(xué)公司