CN117680287A - 对羟基苯甘氨酸作为含钙脉石抑制剂的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供对羟基苯甘氨酸作为含钙脉石抑制剂的应用。对羟基苯甘氨酸中的官能团既能与含钙脉石表面的钙离子发生化学吸附，又能与含钙脉石表面发生氢键吸附，同时其含有的苯环可以生成阳离子‑π键而增强其选择性，因此适合作为菱镁矿泡沫浮选作业中的含钙脉石抑制剂，相较于现有技术中的菱镁矿浮选用抑制剂，对羟基苯甘氨酸的选择性更强，进而能够在较小用量的前提下，实现优异的浮选效果。
Description
技术领域
本发明属于矿物加工技术领域，具体涉及对羟基苯甘氨酸在作为含钙脉石抑制剂中的应用、一种菱镁矿浮选方法、一种用于菱镁矿浮选的抑制剂。
背景技术
镁是一种银白色的轻质碱土金属，具有一定的延展性和热消散性。镁元素在自然界广泛分布，固体矿主要有菱镁矿、白云石等，液体矿主要来自海水、盐湖卤水、地下卤水等。其中菱镁矿是镁的主要来源。在过去十几年中，对优质菱镁矿资源的过度消耗和不合理开发，导致大量低品位菱镁矿被废弃或堆积闲置。随着耐火材料等行业的蓬勃发展对高品级菱镁矿的需求逐年增大，低品位菱镁矿的高效综合利用成为选矿工作者的研究热点。
在菱镁矿浮选提纯过程中，降低CaO含量是提高菱镁矿品质的关键。菱镁矿中的CaO主要包含在杂质矿物方解石、白云石等中。但由于方解石、白云石与菱镁矿均属于碳酸盐类矿物，有相同的分子结构和相似的化学性质，致使其分离有一定难度。在浮选过程中通过添加抑制剂来抑制方解石、白云石等含钙脉石矿物的上浮。因此，高效抑制剂的研发在菱镁矿浮选中至关重要。
目前，针对菱镁矿与方解石、白云石分离所使用的传统脱钙抑制剂有羧甲基纤维素、硅酸钠、六偏磷酸钠。工业应用中，主要以无机抑制剂硅酸钠、六偏磷酸钠为主，其在应用中对水体造成破坏。此外。有机抑制剂羧甲基纤维素为高分子聚合物，易使溶液黏度增大，容易造成管道堵塞同时对后续物料脱水作业造成困难。针对以上问题，本发明旨在寻找一种高效、环保、低粘度的菱镁矿浮选脱钙抑制剂，以缓解或消除现有浮选过程抑制剂存在的缺点和不足。
发明内容
为解决上述全部或部分技术问题，本发明提供以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供对羟基苯甘氨酸作为含钙脉石抑制剂的应用。
对羟基苯甘氨酸，是一种医药精细化学品，外观为白色结晶粉末，分子式是C8H9NO3.其分子中含有羟基、氨基、羧基、苯环等官能团。目前，对羟基苯甘氨酸主要应用于医药领域，在矿物加工领域的应用目前还未见报道。而发明人发现对羟基苯甘氨酸对菱镁矿中的含钙脉石具有优异的吸附性能，这可能是因为对羟基苯甘氨酸含有的官能团即是亲水基团又是极性基团，羟基、羧基可以与含钙脉石表面的钙离子发生化学吸附，氨基能够与含钙脉石表面产生氢键吸附，而苯环可以生成阳离子-π键，增强其选择性，对羟基苯甘氨酸优异的选择吸附性扩大了含钙脉石与菱镁矿的可浮性差异，从而使菱镁矿可以通过泡沫浮选作业得以富集，以得到低钙菱镁矿精矿。
在部分实施例中，所述应用包括：在菱镁矿浮选工艺中，利用对羟基苯甘氨酸选择性吸附含钙脉石，使含钙脉石与菱镁矿分离。
在部分实施例中，所述含钙脉石包括方解石、白云石中的一种或多种。
在部分实施例中，所述应用包括：将菱镁矿制成矿浆，之后至少向所述矿浆内加入抑制剂、捕收剂进行浮选；其中，所述抑制剂包括对羟基苯甘氨酸，所述菱镁矿的脉石矿物包括方解石、白云石中的一种或多种。
在部分实施例中，所述应用具体包括：依次对所述的菱镁矿进行磨矿、调浆，得到矿浆；调节所述矿浆的pH值为8-11；将所述抑制剂、捕收剂依次加入所述pH值的矿浆中进行浮选，得到菱镁矿粗选精矿和粗选尾矿。
在部分实施例中，所述浮选中，对羟基苯甘氨酸的用量为500-1800g/t。其中g/t中g按对羟基苯甘氨酸质量计，t按菱镁矿矿样干重计。
在部分实施例中，捕收剂的用量为1000-3000g/t。其中g/t中g按捕收剂质量计，t按菱镁矿矿样干重计。
在部分实施例中，捕收剂可以为现有技术中任意一种菱镁矿浮选用捕收剂，例如包括但不限于油酸、油酸钠或其它工业中常用捕收剂中的一种或多种。
在部分实施例中，所述矿浆中，细度为-74微米(即细度为74微米以下)的矿物占比为65％-95％。
在部分实施例中，所述矿浆中固体矿物的质量浓度为25％-45％。
在部分实施例中，所述应用还包括对得到的菱镁矿粗选精矿进行一次或多次精选，得到菱镁矿精矿。
进一步的，每次精选中，对羟基苯甘氨酸的用量为100-500g/t g/t，捕收剂的用量为200-600g/t。
在部分实施例中，所述应用还包括对得到的粗选尾矿进行一次或多次扫选，得到最终尾矿。
在部分实施例中，所述应用中，先将所述抑制剂加入矿浆中进行浮选，搅拌2-5min后，再加入捕收剂。
在部分实施例中，将对羟基苯甘氨酸配制成质量浓度为0.5-5％的抑制剂溶液，然后再加入矿浆中。
本发明的目的之二在于提供一种菱镁矿浮选方法，包括：将菱镁矿粉碎后制成矿浆，之后至少向所述矿浆内加入抑制剂、捕收剂进行浮选；其中，所述抑制剂包括对羟基苯甘氨酸，所述菱镁矿的脉石矿物包括方解石、白云石中的一种或多种。
在部分实施例中，所述浮选方法具体包括：依次对所述的菱镁矿进行磨矿、调浆，得到矿浆；调节所述矿浆的pH值为8-11；将所述抑制剂、捕收剂依次加入所述pH值的矿浆中进行浮选，得到菱镁矿粗选精矿和粗选尾矿。
在部分实施例中，所述浮选中，对羟基苯甘氨酸的用量为500-1800g/t。
在部分实施例中，捕收剂的用量为1000-3000g/t。
在部分实施例中，捕收剂可以为现有技术中任意一种菱镁矿浮选用捕收剂，例如包括但不限于油酸、油酸钠或其它工业中常用捕收剂中的一种或多种。
在部分实施例中，所述矿浆中，细度为-74微米的矿物占比为65％-95％。
在部分实施例中，所述矿浆中固体矿物的质量浓度为25％-45％。
在部分实施例中，所述浮选方法还包括对得到的菱镁矿粗选精矿进行一次或多次精选，得到菱镁矿精矿。
进一步的，每次精选中，对羟基苯甘氨酸的用量为100-500g/t g/t，捕收剂的用量为200-600g，t。
在部分实施例中，所述浮选方法还包括对得到的粗选尾矿进行一次或多次扫选，得到最终尾矿。
在部分实施例中，先将所述抑制剂加入矿浆中进行浮选，搅拌2-5min min后，再加入捕收剂。
在部分实施例中，将对羟基苯甘氨酸配制成质量浓度为1-5％％的抑制剂溶液，然后再加入矿浆中。
在一个典型实施例中，所述浮选方法包括以下步骤：
S1：将对羟基苯甘氨酸在常温下溶解在水中，得到溶液质量浓度为0.5％的抑制剂溶液；
S2.将菱镁矿进行磨矿，加入水进行调浆，并调节矿浆pH；
S3：调制好的矿浆搅拌3min后，通过管道输送到浮选机，依次加入抑制剂、捕收剂，添加抑制剂、捕收剂的间隔时间为3min，然后开始刮泡，泡沫产品为菱镁矿粗选精矿，槽底产品为粗选尾矿；粗选精矿不添加抑制剂，仅添加捕收剂进行连续两次精选后得到菱镁矿精矿，粗选尾矿进行两次扫选作业，不添加药剂；
S4：将最后精选泡沫抽滤、烘干即为低钙菱镁矿精矿产品。
本发明的目的之三在于提供一种用于菱镁矿浮选的抑制剂，所述抑制剂包括对羟基苯甘氨酸，所述菱镁矿的脉石矿物包括方解石、白云石中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：对羟基苯甘氨酸中的官能团既能与含钙脉石表面的钙离子发生化学吸附，又能与含钙脉石表面发生氢键吸附，同时其含有的苯环可以生成阳离子-π键，使对羟基苯甘氨酸对菱镁矿中的含钙脉石例如方解石、白云石等产生优异的选择吸附性，适合作为菱镁矿泡沫浮选作业中的含钙脉石抑制剂；相较于现有技术中的菱镁矿浮选用抑制剂(例如水玻璃、六偏磷酸钠等)，对羟基苯甘氨酸的选择性更强，进而能够在较小用量的前提下，实现优异的浮选效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例详细说明本发明的技术方案，以便本领域的技术人员更好理解和实施本发明的技术方案。本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本发明的代表性基础。
实施例1
本实施例将对羟基苯甘氨酸常温下溶于水中，得到质量浓度为0.5％的抑制剂溶液；
本实施例所用菱镁矿的主要成分按重量百分比为：MgO为30.58％，SiO2为0.45％，CaO为16.10％；
将菱镁矿经球磨机磨细至-74微米占比75％，矿浆浓度调节为40％，pH调为9；
按照对羟基苯甘氨酸用量为600g/t向上述矿浆中加入配制好的抑制剂溶液，搅拌5min后，按照1000g/t的用量加入捕收剂油酸钠，得到菱镁矿粗选精矿和粗选尾矿；对得到的菱镁矿粗选精矿进行两次精选，第一次精选中，对羟基苯甘氨酸用量为400g/t，油酸钠用量为300g/t，第二次精选中，对羟基苯甘氨酸100g/t，油酸钠200g/t，得到菱镁矿精矿；对得到的粗选尾矿进行一次扫选，扫选无需添加药剂。浮现效果如表1所示。
所得菱镁矿精矿的主要成分按重量百分比为MgO为46.58％，SiO2为0.23％，CaO为0.61％。镁回收率为80.25％。
实施例2
本实施例将对羟基苯甘氨酸常温下溶于水中，得到质量浓度为0.5％的抑制剂溶液；
本实施例所用菱镁矿的主要成分按重量百分比为：MgO为40.17％，SiO2为1.20％，CaO为8.51％；
将菱镁矿经球磨机磨细至-74微米占比80％，矿浆浓度调节为35％，pH调为9；
按照对羟基苯甘氨酸用量为700g/t向上述矿浆中加入配制好的抑制剂溶液，搅拌5min后，按照1100g/t的用量加入捕收剂油酸钠，得到菱镁矿粗选精矿和粗选尾矿；对得到的菱镁矿粗选精矿进行两次精选，第一次精选中，对羟基苯甘氨酸用量为400g/t，油酸钠用量为400g/t，第二次精选中，对羟基苯甘氨酸200g/t，油酸钠200g/t，得到菱镁矿精矿；对得到的粗选尾矿进行一次扫选，扫选无需添加药剂。浮现效果如表1所示。
实施例3
本实施例将对羟基苯甘氨酸常温下溶于水中，得到质量浓度为0.5％的抑制剂溶液；
本实施例所用菱镁矿的主要成分按重量百分比为：MgO为39.87％，SiO2为1.36％，CaO为7.51％；
将菱镁矿经球磨机磨细至-74微米占比65％，矿浆浓度调节为45％，pH调为9；按照对羟基苯甘氨酸用量为600g/t向上述矿浆中加入配制好的抑制剂溶液，搅拌5min后，按照1200g/t的用量加入捕收剂油酸钠，得到菱镁矿粗选精矿和粗选尾矿；对得到的菱镁矿粗选精矿进行两次精选，第一次精选中，对羟基苯甘氨酸用量为300g/t，油酸钠用量为500g/t，第二次精选中，对羟基苯甘氨酸150g/t，油酸钠200g/t，得到菱镁矿精矿；对得到的粗选尾矿进行一次扫选，扫选无需添加药剂。浮现效果如表1所示。
对比例1
对比例1与实施例1的区别仅在于，将对羟基苯甘氨酸替换为水玻璃，向矿浆中加入抑制剂水玻璃，搅拌8min后再加入捕收剂，粗选、精选中的水玻璃用量如表1所示，其他与实施例1相同实施，浮选效果如表1所示。
对比例2
对比例2与实施例2的区别仅在于，将对羟基苯甘氨酸替换为水玻璃，向矿浆中加入抑制剂水玻璃，搅拌8min后再加入捕收剂，粗选、精选中的水玻璃用量如表1所示，其他与实施例1相同实施，浮选效果如表1所示。
对比例3
对比例3与实施例3的区别仅在于，将对羟基苯甘氨酸替换为水玻璃，向矿浆中加入抑制剂水玻璃，搅拌8min后再加入捕收剂，粗选、精选中的水玻璃用量如表1所示，其他与实施例1相同实施，浮选效果如表1所示。
对比例4
对比例4与实施例1的区别仅在于，将对羟基苯甘氨酸替换为水玻璃，且水玻璃用量与实施例1中的羟基苯甘氨酸相同，其余与实施例1相同实施，浮选效果如表1所示。
对比例5
对比例4与实施例1的区别仅在于，将对羟基苯甘氨酸替换为N，N′-乙基双(2-[2-羟基苯基]甘氨酸)，且用量与实施例1中的羟基苯甘氨酸相同，其余与实施例1相同实施，浮选效果如表1所示。
与N，N′-乙基双(2-[2-羟基苯基]甘氨酸相比，对羟基苯甘氨酸的羟基与羧基都暴露在外，二者协同作用可以使浮选效果更佳，而N，N′-乙基双(2-[2-羟基苯基]甘氨酸中羟基基团方向朝向分子内，因而影响了其基团与矿物表面的作用，因此比较而言，对羟基苯甘氨酸的独特结构使其更适宜与矿物表面作用，进而能够得到更为良好的浮选效果。
表1实施例、对比例中抑制剂、捕收剂用量及浮选效果
本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。
Claims (10)
1.对羟基苯甘氨酸作为含钙脉石抑制剂的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，包括：在菱镁矿浮选工艺中，利用对羟基苯甘氨酸选择性吸附含钙脉石，使含钙脉石与菱镁矿分离。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述含钙脉石包括方解石、白云石中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，包括：将菱镁矿制成矿浆，之后至少向所述矿浆内加入抑制剂、捕收剂进行浮选；其中，所述抑制剂包括对羟基苯甘氨酸，所述菱镁矿的脉石矿物包括方解石、白云石中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，具体包括：
依次对所述的菱镁矿进行磨矿、调浆，得到矿浆；
调节所述矿浆的pH值为8-11；
将所述抑制剂、捕收剂依次加入所述pH值的矿浆中进行浮选，得到菱镁矿粗选精矿和粗选尾矿。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述浮选中，对羟基苯甘氨酸的用量为500-1800g/t；
和/或，捕收剂的用量为1000-3000g/t；
和/或，捕收剂包括油酸、油酸钠中的一种或多种；
和/或，所述矿浆中，细度为-74微米的矿物占比为65％-95％；
和/或，所述矿浆中固体矿物的质量浓度为25％-45％；
和/或，还包括对得到的菱镁矿粗选精矿进行一次或多次精选，得到菱镁矿精矿，优选的，每次精选中，对羟基苯甘氨酸的用量为100-500g/t，捕收剂的用量为200-600g/t；
和/或，还包括对得到的粗选尾矿进行一次或多次扫选，得到最终尾矿；
和/或，所述应用中，先将所述抑制剂加入矿浆中进行浮选，搅拌2-5min后，再加入捕收剂；
和/或，将对羟基苯甘氨酸配制成质量浓度为1-5％的抑制剂溶液，然后再加入矿浆中。
7.一种菱镁矿浮选方法，其特征在于，包括：将菱镁矿粉碎后制成矿浆，之后至少向所述矿浆内加入抑制剂、捕收剂进行浮选；其中，所述抑制剂包括对羟基苯甘氨酸，所述菱镁矿的脉石矿物包括方解石、白云石中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的浮选方法，其特征在于，具体包括：依次对所述的菱镁矿进行磨矿、调浆，得到矿浆；
调节所述矿浆的pH值为8-11；
将所述抑制剂、捕收剂依次加入所述pH值的矿浆中进行浮选，得到菱镁矿粗选精矿和粗选尾矿。
9.根据权利要求8所述的浮选方法，其特征在于：所述浮选中，对羟基苯甘氨酸的用量为500-1800g/t；
和/或，捕收剂的用量为1000-3000g/t；
和/或，捕收剂包括油酸、油酸钠中的一种或多种；
和/或，所述矿浆中，细度为-74微米的矿物占比为65％-95％；
和/或，所述矿浆中固体矿物的质量浓度为25％-45％；
和/或，还包括对得到的菱镁矿粗选精矿进行一次或多次精选，得到菱镁矿精矿，优选的，每次精选中，对羟基苯甘氨酸的用量为100-500g/t g/t，捕收剂的用量为200-600g/t；
和/或，还包括对得到的粗选尾矿进行一次或多次扫选，得到最终尾矿；
和/或，所述浮选方法先将所述抑制剂加入矿浆中进行浮选，搅拌2-5min后，再加入捕收剂；
和/或，将对羟基苯甘氨酸配制成质量浓度为1-5％的抑制剂溶液，然后再加入矿浆中。
10.一种用于菱镁矿浮选的抑制剂，其特征在于：所述抑制剂包括对羟基苯甘氨酸，所述菱镁矿的脉石矿物包括方解石、白云石中的一种或多种。
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