新型捕收劑烷基多胺醚(GE-609)的合成及浮選性能研究.pdf

1、我國(guó)鐵礦資源以貧、細(xì)、雜為主，隨著好利用資源的開發(fā)殆盡，難以利用資源的開發(fā)利用已顯得日益重要。同時(shí)煉鋼對(duì)原料的品質(zhì)要求也越來(lái)越高，國(guó)內(nèi)許多大型礦山在原料磁重選的基礎(chǔ)上，增加浮選提鐵降硅。目前國(guó)內(nèi)提鐵降硅反浮選主要有兩種工藝，一為陰離子反浮選工藝，優(yōu)點(diǎn)是工藝穩(wěn)定，指標(biāo)好；缺點(diǎn)是藥劑品種多，需要加溫，生產(chǎn)成本高；二為陽(yáng)離子反浮選工藝，優(yōu)點(diǎn)是藥劑制度單一，可在自然溫度浮選，選礦指標(biāo)好，缺點(diǎn)是，工藝不穩(wěn)定，特別是礦泥多時(shí)易發(fā)生跑槽現(xiàn)象，影響正常

2、生產(chǎn)。本課題是針對(duì)陽(yáng)離子反浮選工藝，使用伯胺類捕收劑存在的泡沫量大，泡沫發(fā)粘，難以工業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀，通過(guò)試驗(yàn)研究，合成一系列新型陽(yáng)離子捕收劑，特別是分子結(jié)構(gòu)中引入醚基，從而使捕收劑的水溶性得以改善，泡沫性質(zhì)也得以根本改善，它產(chǎn)生的泡沫變得脆性好，可以消泡。同時(shí)，在分子結(jié)構(gòu)中通過(guò)加成或聚合的方法，使之擁有多個(gè)胺基，增強(qiáng)了它與礦物表面的作用，使其捕收能力得到改善。從而使陽(yáng)離子反浮選提鐵降硅在工業(yè)上得到了成功的應(yīng)用。
　　 論文的關(guān)鍵是

3、成功合成新型陽(yáng)離子捕收劑烷基多胺醚（GE-609），在國(guó)內(nèi)外藥劑合成和使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)原料的篩選，合成工藝條件試驗(yàn)，確定烷基單胺醚的合成工藝條件為：
　　 1，聚合反應(yīng)，配料比為：ROH：CH=CHCN=1:1（摩爾比），催化劑用量為投料量的4‰，反應(yīng)溫度：46±3℃，反應(yīng)時(shí)間130～140min
　　 2，加氫反應(yīng)，催化劑用量：投料量的3.5～4％，反應(yīng)溫度140～150℃，反應(yīng)轉(zhuǎn)速：850r/min，反應(yīng)壓力2

4、.5～2.8MPa。
　　 烷基多胺醚合成工藝條件為
　　 1，聚合反應(yīng)：反應(yīng)溫度48±3℃，反應(yīng)時(shí)間120～140min
　　 2，加氫反應(yīng)：催化劑用量為投料量的3～3.5‰，反應(yīng)溫度150～160℃，反應(yīng)轉(zhuǎn)速890r/min，反應(yīng)壓力2.5～3MPa
　　 按以上工藝條件進(jìn)行反應(yīng)，單胺醚反應(yīng)轉(zhuǎn)化率大于90％，二胺醚反應(yīng)轉(zhuǎn)化率大于90％，且順利完成了藥劑合成工業(yè)中試研究，工業(yè)化生產(chǎn)，目前該藥劑已形成規(guī)模

5、生產(chǎn)。
　　 由于不同礦石的可浮性不一樣，論文中以難選的酒鋼焙燒鐵礦和較好選的太鋼尖山鐵礦作為藥劑性能評(píng)價(jià)的目的礦物。酒鋼焙燒鐵礦由于通過(guò)高溫焙燒后，使礦物表面鈍化，用傳統(tǒng)的陰離子捕收劑基本無(wú)分選效果，研究采用烷基多胺醚反浮選含鐵硅酸鹽碧玉和石英類脈石，考察了乙酸中和和鹽酸中和的試驗(yàn)效果，發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸中和對(duì)提高回收率有利，Ca2+、Mg2+離子對(duì)烷基多胺醚的浮選性能基本無(wú)影響，說(shuō)明它對(duì)硬水有良好的適應(yīng)性。小型浮選試驗(yàn)、閉路試驗(yàn)和工

6、業(yè)試驗(yàn)評(píng)價(jià)表明，烷基多胺醚是國(guó)內(nèi)目前最適合酒鋼鐵礦反浮選的有效捕收劑。當(dāng)給礦品位TFe54.49％，抑制劑淀粉用量600g/t，烷基多胺醚用量180g/t，經(jīng)過(guò)一次粗選，一次精選，四次掃選，在自來(lái)水中浮選指標(biāo)為：產(chǎn)率82.53％，品位 TFe62.15％，回收率94.13％，在硬水中浮選指標(biāo)為：產(chǎn)率82.42％，品位TFe61.83％，回收率93.47％，均獲得良好的結(jié)果，說(shuō)明烷基多胺醚能適應(yīng)酒鋼生產(chǎn)用水硬度高的自然條件。
　　

7、 烷基多胺醚浮選太鋼尖山鐵礦泡沫性能試驗(yàn)表明，烷基多胺醚與ARMEEN12D和十二胺比較，烷基多胺醚的泡沫量相當(dāng)于它的三分之一，且掃選泡沫量降幅更大，說(shuō)明烷基多胺醚可用于太鋼尖山鐵礦反浮脫硅，浮選條件試驗(yàn)和溫度試驗(yàn)也取得良好結(jié)果，當(dāng)溫度分別為25℃和8℃時(shí)，給礦品位TFe65.46％，烷基多胺醚的反浮選指標(biāo)分別為，精礦品位TFe69.22％，回收率97.90％（25℃）；以及精礦品位TFe69.17％，回收率97.83％（8℃）。

8、>　　 由此可知烷基多胺醚對(duì)尖山鐵礦有良好的捕收性和選擇性，且可以在較低溫度應(yīng)用，目前該礦正準(zhǔn)備用陽(yáng)離子反浮選取代原來(lái)的陰離子反浮選工藝，從而達(dá)到節(jié)能減排降低生產(chǎn)成本的目的。
　　 試驗(yàn)研究表明，烷基多胺醚還可以作為膠磷礦反浮選脫硅的捕收劑，以及長(zhǎng)石、云母、石英、氧化鋅和鹽類礦物等的有效捕收劑，特別是在中、低品位膠磷礦浮選的研究中，可以使膠磷礦中的SiO2從12.82％降到6.18％，從而大幅提高膠磷礦精礦品位，解決傳統(tǒng)的單一

9、陰離子浮選難以去除硅酸鹽礦物的問(wèn)題。
　　 烷基多胺醚的浮選分離機(jī)理研究主要針對(duì)酒鋼的焙燒磁精礦和碧玉的分離來(lái)進(jìn)行系列測(cè)試，溶液化學(xué)分析、紅外光譜分析、ξ-電位測(cè)試等手段來(lái)說(shuō)明。
　　 反浮選的目的礦物是碧玉，從XRD圖譜分析可知，碧玉除含有石英外，主要雜質(zhì)為赤鐵礦、菱鐵礦、白云石，這使得碧玉與石英礦物比較，其可浮性更接近于鐵礦物，即碧玉與鐵礦物的浮選分離選擇性要差。ξ-電位測(cè)試也證明，石英的零電點(diǎn)為PH2.5，碧玉的零

10、電點(diǎn)為PH4.6，而磁鐵礦的零電點(diǎn)為PH6.5，與石英相比，碧玉表面荷負(fù)電更少，顯然不利于帶正電的陽(yáng)離子捕收劑的吸附，所以碧玉與磁鐵礦的分離更難。
　　 烷基多胺醚的溶液化學(xué)分析表明，在4.69時(shí)，因[RNH42+]濃度急劇下降，能發(fā)生靜電吸附的成分減少，捕收效果將變差，PH>PHs后

11、烷基多胺醚形成分子沉淀，基本不能形成靜電吸附，捕收劑無(wú)捕收作用。在可浮PH范圍藥劑作用于碧玉的紅外光譜也表明，碧玉表面藥劑吸附特征峰非常清晰，說(shuō)明藥劑與碧玉已成為一體，所以碧玉可以疏水上浮。然而，磁鐵礦的零電點(diǎn)為pH=6.5，在中性介質(zhì)中，表面負(fù)電荷為零，對(duì)捕收劑正離子無(wú)法產(chǎn)生電性吸引，所以其捕收性差。從而實(shí)現(xiàn)反浮選碧玉的目標(biāo)。
　　 通過(guò)本文的研究，成功研制了一類適合我國(guó)鐵礦反浮選含鐵硅酸鹽的新型捕收劑，并且在工業(yè)生產(chǎn)已成功應(yīng)