一种高效除铁的脉石英矿浮选药剂的制作方法

本发明涉及矿物加工的，特别是涉及一种高效除铁的脉石英矿浮选药剂。

背景技术：

1、脉石英矿石是制备高纯石英砂的主要原料，通常在开采过程中脉石英矿体表面和内部带有大量的含铁氧化物，实际生产加工过程中将粗破后的脉石英矿石投入酸洗浸泡池中，通过注入盐酸、氢氟酸、硫酸、硝酸等强酸将含铁氧化物进行长时间浸泡去除。

2、虽然上述方法能去除脉石英矿石表面的含铁氧化物，但使用这些强酸会产生大量含氟离子、氯离子的酸性废水，造成环境污染，同时增加废酸废水处理成本和工厂时间成本，操作过程中也会危害工人的身体健康；也可以通过浮选操作去除脉石英矿中的含铁氧化物，但是目前没有高效的浮选药剂，使得在浮选完后仍有大量的含铁氧化物残留，需要重复进行浮选、酸泡来达到去除含铁氧化物的目的，不仅造成了药剂使用成本和工人工作量的增加，同时大量药剂使用也造成了污水治理量的增加。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种高效除铁的脉石英矿浮选药剂，在正浮选过程中与含铁氧化物反应，能有效去除脉石英矿石中含有的含铁氧化物，同时具有药剂用量小，对环境友好，并且成本相较传统酸泡工艺和浮选药剂经济性更好的优点。

2、一种高效除铁的脉石英矿浮选药剂，浮选药剂由混合胺、乙二胺、无水乙醇、聚合α-d-吡喃葡萄糖和柴油制成。

3、作为本发明的一种优选方案，混合胺由十二胺、十六胺和二十二胺组成。

4、作为本发明的一种优选方案，十二胺:十六胺：二十二胺的重量比例为：18-22:3-4:1-2。

5、十二胺作为主要成分，具有较短的碳链(c12)，化学活性较高，能够迅速吸附在目标矿物表面，显著提升捕收能力。它在矿浆中溶解性好，分散性强，能够均匀作用于矿物颗粒；十六胺(c16)通过适量添加，增强了混合胺的疏水性，进一步提高矿物颗粒的疏水改性效果。其较长的碳链在矿物表面形成更稳定的疏水层，与十二胺形成协同作用；二十二胺(c22)虽然碳链更长，但溶解性较差。将其比例控制在1-2，能在浮选中增强长链胺的疏水性贡献，而不会因过量导致药剂过度粘稠或使用效率降低。此比例设计能够在矿物表面形成更均匀且稳定的疏水膜，提高矿物颗粒的上浮能力。

6、作为本发明的一种优选方案，浮选药剂的制备方法，包括：

7、将混合胺、乙二胺和无水乙醇按比例在配药桶中混合均匀；

8、再加入柴油，恒温加热搅拌1-2h；

9、冷却后加入聚合α-d-吡喃葡萄糖搅匀，配制完成。

10、作为本发明的一种优选方案，柴油的加入量为混合胺、乙二胺和无水乙醇总体积的2-5％；

11、本发明中，混合胺、乙二胺与乙醇反应生成的n-(2-羟乙基)-n-十二烷基乙二胺，n-(2-羟乙基)-n-十二烷基乙二胺含有亲水的羟基和疏水的烷基链，其两亲结构使其能够有效吸附在矿物表面，显著增强捕收能力。其长烷基链增加了对矿物表面的疏水改性，从而提高矿物颗粒在气泡上的附着力。

12、在脉石英矿的浮选过程中，其化学结构对铁杂质具有较强的亲和力，从而提高铁杂质的去除效率，具体由于羟乙基的存在，使该化合物与矿物表面形成特异性吸附，从而减少对非目标矿物的吸附，提高浮选过程的选择性。

13、聚合α-d-吡喃葡萄糖具有良好的吸附性，能够选择性地吸附在非目标矿物表面(如脉石表面)，从而抑制其疏水化和浮选能力，分子中的羟基(-oh)与非目标矿物表面的活性位点(如硅、铝或其他氧化物基团)通过氢键或范德华力作用结合，形成稳定的吸附层。这种吸附屏蔽了矿物表面的活性位点，阻止捕收剂的进一步作用。聚合物在矿物表面形成的亲水性膜，能够增加表面亲水性，从而降低矿物颗粒的疏水性和浮选倾向。

14、乙醇作为溶剂，帮助其他成分更好地溶解和均匀分布于矿浆中，确保药剂的有效性，还可以起到一定的泡沫调节作用，控制浮选过程中产生的泡沫量和稳定性；在制备过程中，乙醇作为反应物，能够与混合胺、乙二胺反应，生成n-(2-羟乙基)-n-烷基乙二胺，提高捕收剂的活性和选择性。

15、柴油作为一种高效的起泡剂，在浮选过程中能够产生稳定的泡沫层，2-5％的加入量足以形成足够的泡沫，使矿物颗粒附着并上浮至矿浆表面，但又不会过多导致泡沫过量；柴油的组分中包括(e)-5-((5-苯基呋喃-2-基)亚甲基)呋喃-2(5h)-酮、n-(1-异丙基-1h-吡唑-4-基)-2-(4-硝基-1h-吡唑-1-基)乙酰胺和(13r，14s)-13-乙基-3-甲氧基-12，13，15，16-四氢-11h-环戊二烯并[a]菲-17(14h)-酮；上述化合物具有复杂的分子结构，包含极性头(如羰基、硝基、酯基等)和非极性尾(如长链烷基、芳香环等)，这种两亲性使得它们能够在气液界面上吸附，降低界面张力，从而促进泡沫的形成，并在气泡表面形成一层立体障碍，防止气泡合并，特别是(13r，14s)-13-乙基-3-甲氧基-12，13，15，16-四氢-11h-环戊二烯并[a]菲-17(14h)-酮这种大环化合物，其较大的分子尺寸能够有效地占据空间，增加气泡的稳定性。

16、作为本发明的一种优选方案，恒温搅拌的温度为60-90℃；

17、适当的加热可以降低溶液的粘度，使得各成分更容易均匀分散，确保药剂在后续使用时能够更好地发挥作用，在60-90℃这个温度范围内，乙醇等溶剂的溶解能力增强，有助于胺类捕收剂和乙二胺更快速地溶解于溶剂中，形成均匀的溶液；60-90℃是一个相对温和的加热温度范围，既足够高以促进溶解和混合，又不至于过高导致活性成分分解或变质；例如，过高的温度可能会引起胺类物质的挥发或降解，影响药剂的有效性。

18、作为本发明的一种优选方案，浮选药剂的ph范围为4-10。ph条件影响捕收剂和起泡剂的表面活性，4-10范围内可保持泡沫层的稳定性，确保矿物颗粒能被有效携带至矿浆表面。并且ph 4-10通常无需大量调整矿浆酸碱性，减少了酸或碱的消耗，降低成本。

19、作为本发明的一种优选方案，按重量百分比计，混合胺、乙二胺、无水乙醇、聚合α-d-吡喃葡萄糖的添加比例分别为40％-60％、20％-40％、20％-30％和5％-10％。

20、混合胺40％-60％的比例确保了足够的捕收剂用量，以实现高效的矿物分离，同时避免过多使用导致浪费或非目标矿物的过度浮选。乙二胺作为助剂，能够与混合胺协同作用，通过其双氨基结构与矿物表面或捕收剂结合，增强对目标矿物的捕收力。提供矿物表面改性作用，提高矿物间的可浮性差异，从而改善浮选选择性。20％-40％的添加比例既能发挥协同作用，又避免过量使用乙二胺带来的药剂成本增加或对泡沫稳定性的负面影响。20％-30％的无水乙醇确保足够的溶解和分散效果，同时控制药剂成本和挥发性。

21、聚合α-d-吡喃葡萄糖作为泡沫稳定剂，它能够延长泡沫的寿命，使目标矿物颗粒更易被携带至矿浆表面。对非目标矿物(如铁杂质)具有选择性吸附和抑制作用，提高目标矿物的回收率和纯度。5％-10％的比例是泡沫稳定剂和抑制剂的最佳用量，既能有效发挥作用，又避免过量添加导致泡沫过多或干扰捕收过程。

22、作为本发明的一种优选方案，在浮选时，浮选药剂添加比例为：每吨石英砂加入2kg浮选药剂。

23、作为本发明的一种优选方案，石英砂需破碎至80-180目以内；适当大小的颗粒更容易附着到气泡上，并随气泡一起上浮，过大的颗粒可能会因为重力作用而下沉，影响浮选效果；而过小的颗粒则可能导致过度分散，不易形成稳定的泡沫层；通过将石英砂破碎至80-180目，可以确保矿物的充分解离，使得含铁氧化物更多地暴露在表面，便于捕收剂吸附和气泡附着，从而提高浮选效率。

24、与现有技术相比本发明的有益效果为：

25、(1)本发明通过优化的药剂配比和制备方法，该浮选药剂对脉石英矿中的铁杂质具有很强的选择性和捕收能力，显著提高了除铁效率，并能有效分离非目标矿物，提高目标矿物的纯度，满足高品质矿石的要求。

26、(2)本发明通过高效浮选药剂去除含铁氧化物，避免了强酸的使用，从而大幅减少了酸性废水的产生，这不仅减轻了对水体和土壤的污染，也降低了污水处理的难度和成本；

27、(3)n-(2-羟乙基)-n-十二烷基乙二胺、十二胺、十六胺和二十二胺作为捕收剂，能够选择性地吸附到含铁氧化物表面，形成疏水层，增加矿物与气泡之间的附着力，从而提高浮选效率；多种胺类协同作用：不同链长和结构的胺类物质覆盖更广泛的矿物类型，增强了对不同类型含铁氧化物的选择性和吸附性能，确保高效去除；聚合α-d-吡喃葡萄糖作为一种多糖类抑制剂，它可以在非目标矿物(如硅酸盐)表面形成保护膜，阻止捕收剂的吸附，从而抑制这些矿物的浮选，这不仅提高了精矿的选择性和纯度，还减少了不必要的重复浮选；在此基础上通过柴油稳定泡沫结构，延长泡沫寿命，确保矿物颗粒有更多时间附着到气泡上并被浮选出来。