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铜钼混合精矿浮选分离抑制剂及其制备方法和应用

480   编辑:北方有色网   来源:昆明理工大学  
2026-01-04 16:17:37
权利要求

1.一种钼混合精矿浮选分离抑制剂,其特征在于,所述抑制剂为2-巯基烟酸钠,

所述抑制剂的结构式为:


2.权利要求1所述的铜钼混合精矿浮选分离抑制剂的制备方法,其特征在于,所述浮选分离抑制剂2-巯基烟酸钠是由2-巯基烟酸与氢氧化钠以1:1的摩尔比反应,在室温下搅拌反应,并配置成质量浓度为40%的水溶液使用。

3.权利要求1或2所述的铜钼混合精矿浮选分离抑制剂在铜钼混合精矿浮选分离中的应用,其特征在于,所述浮选分离在中性条件下进行,具体步骤如下:

(1)将铜钼混合精矿进行再磨矿至−0.038mm占80%,制备成浮选所需的矿浆;

(2)在步骤(1)矿浆中依次加入所述抑制剂、捕收剂和起泡剂,经一次粗选后获得粗选精矿和粗选尾矿;

(3)将步骤(2)中所得粗选精矿进行5次精选,在精选Ⅰ至精选Ⅴ作业中均添加所述抑制剂,最终获得钼精矿;

(4)将步骤(2)得到的粗选尾矿进行3次扫选,在扫选Ⅰ至扫选Ⅲ作业中均添加捕收剂,最终扫选尾矿作为铜精矿

4.根据权利要求3所述的铜钼混合精矿浮选分离抑制剂在铜钼混合精矿浮选分离中的应用,其特征在于:步骤(2)中所述抑制剂的用量为每吨铜钼混合精矿800~1200g,步骤(2)中所述捕收剂为煤油,捕收剂用量为每吨铜钼混合精矿40~60g,步骤(2)中所述起泡剂为2#油,起泡剂用量为每吨铜钼混合精矿10~30g。

5.根据权利要求3所述的铜钼混合精矿浮选分离抑制剂在铜钼混合精矿浮选分离中的应用,其特征在于:步骤(3)精选Ⅰ作业中抑制剂的用量为600~1000g/t;精选Ⅱ作业中抑制剂的用量为500~700g/t;精选Ⅲ作业中抑制剂的用量为400~500g/t;精选Ⅳ作业中抑制剂的用量为200~300g/t;精选Ⅴ作业中抑制剂的用量为100~200g/t。

6.根据权利要求3所述的铜钼混合精矿浮选分离抑制剂在铜钼混合精矿浮选分离中的应用,其特征在于:步骤(3)的精选Ⅰ作业中需添加起泡剂,起泡剂用量为铜钼混合精矿8~15g/t。

7.根据权利要求3所述的铜钼混合精矿浮选分离抑制剂在铜钼混合精矿浮选分离中的应用,其特征在于:步骤(4)的扫选过程中,扫选Ⅰ作业中捕收剂用量为20~30g/t;扫选Ⅱ作业中捕收剂用量为15~25g/t;扫选Ⅲ作业中捕收剂用量为10~15g/t。

8.根据权利要求3所述的铜钼混合精矿浮选分离抑制剂在铜钼混合精矿浮选分离中的应用,其特征在于:步骤(4)的扫选Ⅰ作业中需添加起泡剂,起泡剂用量为铜钼混合精矿8~15g/t。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及矿物加工技术领域,特别涉及一种用于铜钼混合精矿浮选分离的抑制剂及其制备方法和应用。

背景技术

[0002]铜与钼均是国民经济中重要的战略金属,应用领域广泛而关键。铜凭借其优越的导电性、导热性与延展性,在电力电子、新能源及交通运输等领域具有不可替代的地位,例如,一辆传统燃油汽车的用铜量可达20-30公斤,而新能源汽车的用铜量更可翻倍。钼则因其高熔点、高强度及卓越的抗腐蚀性能,成为特种合金、石油化工与航空航天等高端制造领域的关键资源,例如在先进航空发动机中,含钼的高温合金被用于制造涡轮盘与叶片等核心热端部件。在矿产资源中,铜、钼常以硫化物的形式共生于斑岩型矿床,其中黄铜矿与辉钼矿是最具经济价值的主要回收矿物。

[0003]当前工业上对铜钼混合精矿的分离普遍采用"抑铜浮钼"的浮选工艺。该工艺的成功实施高度依赖于高效选择性抑制剂的使用。然而,黄铜矿与辉钼矿表现出相近的天然可浮性,这使得二者的分离成为矿物加工领域的难题。

[0004]现有的黄铜矿抑制剂主要分为两大类:传统无机抑制剂和新型有机抑制剂。无机抑制剂中,氰化物因其剧毒性已被逐步淘汰;硫化物抑制剂虽然仍在广泛应用,但其存在用量大、成本高、污染环境等缺陷;磷诺克斯类试剂则存在合成工艺复杂、使用过程中释放有害气体等问题。为应对这些挑战,研究人员开发了多种有机抑制剂,如巯基乙酸钠、氨基硫脲等。然而,它们在实际应用中仍面临诸多限制:或因合成成本过高难以推广,或因化学稳定性差而易分解失效,或对复杂矿石体系的适应性不足,导致分离选择性不理想等。

[0005]因此,针对现有铜钼分离工艺中抑制剂存在的毒性大、用量高、选择性差等技术瓶颈,开发一种新型有效、用量低的抑制剂具有重要的现实意义和经济价值。

发明内容

[0006]本发明的目的在于克服现有铜钼分离技术中传统抑制剂存在的选择性不足及药剂用量大等缺陷,提供一种环境友好的、选择性强且用量低的铜钼混合精矿浮选分离抑制剂及其制备方法和应用。本发明铜钼混合精矿浮选分离抑制剂为2-巯基烟酸钠。

[0007]所述抑制剂的结构式为:


[0008]本发明的目的之二在于提供所述抑制剂2-巯基烟酸钠的制备方法,所述浮选分离抑制剂2-巯基烟酸钠是由2-巯基烟酸与氢氧化钠以1:1的摩尔比反应,在室温下搅拌反应,并配置成质量浓度为40%的水溶液使用。

[0009]本发明所述铜钼混合精矿浮选分离抑制剂在铜钼混合精矿浮选分离中的应用,具体包括如下步骤:

(1)将铜钼混合精矿进行再磨矿至−0.038mm占80%,制备成浮选所需矿浆;

(2)在步骤(1)矿浆中依次加入2-巯基烟酸钠作为抑制剂、捕收剂和起泡剂,经一次粗选后获得粗选精矿和粗选尾矿;

(3)将步骤(2)中所得粗选精矿经5次精选,在精选Ⅰ至精选Ⅴ作业中均添加抑制剂,最终获得钼精矿;

(4)将步骤(2)得到的粗选尾矿进行3次扫选,每次扫选作业中均添加捕收剂,最终获得铜精矿。

[0010]优选的,本发明所述步骤(2)中抑制剂的用量为每吨铜钼混合精矿800~1200g。

[0011]优选的,本发明所述步骤(2)中捕收剂为煤油,捕收剂用量为每吨铜钼混合精矿40~60g。

[0012]优选的,本发明所述步骤(2)中起泡剂为2#油,起泡剂用量为每吨铜钼混合精矿10~30g。

[0013]优选的,本发明所述步骤(3)的精选过程中,精选Ⅰ作业中抑制剂用量为600~1000g/t;精选Ⅱ作业中抑制剂用量为500~700g/t;精选Ⅲ作业中抑制剂用量为400~500g/t;精选Ⅳ作业中抑制剂用量为200~300g/t;精选Ⅴ作业中抑制剂用量为100~200g/t。

[0014]优选的,本发明所述步骤(3)的精选Ⅰ作业中需添加起泡剂,起泡剂用量为每吨铜钼混合精矿8~15g。

[0015]优选的,本发明所述步骤(4)的扫选过程中,扫选Ⅰ作业中捕收剂用量为20~30g/t;扫选Ⅱ作业中捕收剂用量为15~25g/t;扫选Ⅲ作业中捕收剂用量为10~15g/t。

[0016]优选的,本发明所述步骤(4)的扫选Ⅰ作业中需添加起泡剂,起泡剂用量为每吨铜钼混合精矿8~15g。

[0017]本发明的原理:

本发明采用2-巯基烟酸钠作为选择性抑制剂,其分子结构独特,包含巯基、羧基以及含氮的吡啶杂环。这种多官能团结构赋予了其对黄铜矿的高度选择性抑制能力。具体而言,分子中的巯基(–SH)能与黄铜矿表面的铜原子发生特异性化学键合,形成稳定的2-巯基烟酸铜表面络合物。同时,其分子骨架中的刚性吡啶环结构,一方面通过π电子体系与矿物表面产生额外的相互作用,并通过其刚性结构确保分子定向排列,在黄铜矿表面形成更致密吸附层,另一方面刚性吡啶环上的氮原子以及邻近的羧基在空间位置上协同作用,参与了表面络合过程,增强了巯基与铜原子的键合稳定性,并形成更牢固、更具选择性的吸附构型。这种多点协同吸附机制是实现高选择性和低用量的关键。抑制剂分子通过此协同机制吸附于黄铜矿表面后,另一端的亲水性羧基(–COO−)伸向矿浆中,在黄铜矿表面形成一层高度亲水的吸附产物层。该亲水层通过强烈的水化作用与有效的立体屏蔽效应,极大地阻碍了非极性捕收剂(如煤油)的吸附。由于辉钼矿表面化学性质与层状结构的特殊性,其与此抑制剂的相互作用微弱,因此其天然可浮性得以基本保持,从而实现了黄铜矿与辉钼矿的高效浮选分离。

[0018]本发明的有益效果:

(1)抑制能力强,选择性好:在使用本发明所述抑制剂浮选分离铜钼混合矿物时,选择性抑制黄铜矿,可以获得高品位的钼精矿和高钼回收率,抑制效果更强,选择性更好,实现了优异的分离效果。

[0019](2)环境友好,用量低:本发明所应用的抑制剂为低毒有机物,避免了传统无机抑制剂的剧毒和污染问题。更重要的是,其药剂用量较低,降低了药剂成本,具有较高的经济实用价值。

[0020](3)工艺适应性广泛:该抑制剂在pH中性时具有优异的抑制效果,作用条件温和,可广泛适用于不同性质的铜钼共生矿石的有效分离,工业化应用前景广阔。

附图说明

[0021]图1为本发明实施例和对比例中所采用的浮选工艺流程示意图。

具体实施方式

[0022]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述,但本发明的保护范围并不限于所述内容。

[0023]实施例1

本实施例所用试验原料为某铜钼混合精矿,化学成分分析结果为:Cu含量18.64%,Mo含量2.92%。采用如图1所示的浮选工艺流程进行闭路试验,具体步骤如下:

(1)磨矿制浆:取一定量铜钼混合精矿,再磨矿至−0.038mm占80%,制备成浮选所需的矿浆;

(2)粗选:向矿浆中,按每吨铜钼混合精矿干重计,依次加入抑制剂2-巯基烟酸钠800g/t、捕收剂煤油40g/t、起泡剂2#油10g/t,充分搅拌后充气浮选,得粗选精矿与粗选尾矿;

(3)精选:粗选精矿进行五次精选,精选Ⅰ加入2-巯基烟酸钠600g/t、2#油10g/t;精选Ⅱ加入2-巯基烟酸钠500g/t;精选Ⅲ加入2-巯基烟酸钠400g/t;精选Ⅳ加入2-巯基烟酸钠200g/t;精选Ⅴ加入2-巯基烟酸钠200g/t,各次精选尾矿顺序返回前段作业;

(4)扫选:粗选尾矿进行三次扫选,扫选Ⅰ加入煤油20g/t、2#油8g/t;扫选Ⅱ加入煤油15g/t;扫选Ⅲ加入煤油10g/t,扫选精矿顺序返回前段作业,最终扫选尾矿为铜精矿。

[0024]所述浮选分离抑制剂2-巯基烟酸钠是由2-巯基烟酸与氢氧化钠以1:1的摩尔比反应,在室温下搅拌反应,并配置成质量浓度为40%的水溶液使用。

[0025]本实施例的闭路浮选试验结果见表1。

[0026]实施例2

本实施例的工艺流程及药剂种类与实施例1相同,区别在于,本实施例所处理的矿样为某铜钼混合精矿,其化学成分为:Cu含量23.74%,Mo含量0.58%。药剂用量调整为:粗选阶段2-巯基烟酸钠用量为1000g/t,煤油用量为50g/t,2#油用量为20g/t;精选Ⅰ阶段2-巯基烟酸钠用量为800g/t、2#油用量为8g/t;精选Ⅱ阶段2-巯基烟酸钠用量为600g/t;精选Ⅲ阶段2-巯基烟酸钠用量为500g/t;精选Ⅳ阶段2-巯基烟酸钠用量为300g/t;精选Ⅴ阶段2-巯基烟酸钠用量为100g/t;扫选Ⅰ阶段煤油用量为25g/t、2#油用量为10g/t;扫选Ⅱ阶段煤油用量为20g/t;扫选Ⅲ阶段煤油用量为12g/t。本实施例浮选闭路试验结果见表1。

[0027]实施例3

本实施例的工艺流程及药剂种类与实施例1相同,区别在于,本实施例所处理的矿样为某铜钼混合精矿,其化学成分为:Cu含量25.87%,Mo含量0.37%。药剂用量调整为:粗选阶段2-巯基烟酸钠用量为1200g/t,煤油用量为60g/t,2#油用量为30g/t;精选Ⅰ阶段2-巯基烟酸钠用量为1000g/t、2#油用量为15g/t;精选Ⅱ阶段2-巯基烟酸钠用量为700g/t;精选Ⅲ阶段2-巯基烟酸钠用量为450g/t;精选Ⅳ阶段2-巯基烟酸钠用量为250g/t;精选Ⅴ阶段2-巯基烟酸钠用量为150g/t;扫选Ⅰ阶段煤油用量为30g/t、2#油用量为15g/t;扫选Ⅱ阶段煤油用量为25g/t;扫选Ⅲ阶段煤油用量为15g/t。本实施例浮选闭路试验结果见表1。

[0028]对比例1

本对比例旨在与实施例1进行对比,其工艺流程、所用矿样及除抑制剂外的其他药剂种类和用量均与实施例1完全相同,区别在于,本对比例不使用本发明的抑制剂,而是采用传统的硫化钠作为抑制剂。硫化钠的用量为:粗选阶段3000g/t,精选Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段分别调整为1500g/t、800g/t、400g/t、200g/t、100g/t。本对比例浮选闭路试验结果见表1。

[0029]对比例2

本对比例旨在与实施例2进行对比,其工艺流程、所用矿样及除抑制剂外的其他药剂种类和用量均与实施例2完全相同,区别在于,本对比例不使用本发明的抑制剂,而是采用传统的硫化钠作为抑制剂。硫化钠的用量为:粗选阶段4000g/t,精选Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段分别调整为2000g/t、1500g/t、1000g/t、500g/t、200g/t。本对比例浮选闭路试验结果见表1。

[0030]对比例3

本对比例旨在与实施例3进行对比,其工艺流程、所用矿样及除抑制剂外的其他药剂种类和用量均与实施例3完全相同,区别在于,本对比例不使用本发明的抑制剂,而是采用传统的硫化钠作为抑制剂。本对比例浮选闭路试验结果见表1。

[0031]表1:

根据表1中各实施例及对比例的闭路浮选试验结果,在处理相同铜钼混合精矿时,本发明方法(实施例1-3)展现出显著的技术优势。具体而言,使用本发明2-巯基烟酸钠抑制剂获得的钼精矿钼回收率(90.92%~93.16%)均高于使用传统硫化钠抑制剂的对比例(83.03%~89.56%),同时保持了较高的钼精矿品位(49.53%~51.20%)。特别值得关注的是,钼精矿中的铜含量是衡量选择性的关键指标,在本发明实施例中(0.63%~1.41%)低于对比例(1.64%~2.68%),这表明本发明的抑制剂对黄铜矿的抑制作用更具选择性。以实施例1和对比例1的直接对比为例,在给矿铜品位相近的条件下,本发明方法使钼回收率从86.17%提升至90.92%,增幅达4.75个百分点,同时钼精矿品位保持稳定。这一结果表明,本发明在保持精矿质量的同时,显著提高了有价金属钼的回收效率。

[0032]综上所述,本发明提供的2-巯基烟酸钠抑制剂及其在铜钼分离中的应用方法,能够有效克服传统硫化钠抑制剂存在的药剂耗量大、在矿浆中易分解产生硫化氢有毒气体、存在安全隐患和环境污染风险等固有缺陷,具有选择性好、分离效率高、用量少、环境友好、适应性强等突出优点,针对不同性质的铜钼混合精矿均能实现钼回收率的显著提升,具有明显的技术优势和广阔的工业应用前景。

[0033]以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

说明书附图(1)

声明:
“铜钼混合精矿浮选分离抑制剂及其制备方法和应用” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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