反浮选分离铁矿中含硅矿物的捕收剂和方法

本发明涉及矿物浮选领域，具体涉及反浮选分离铁矿中含硅矿物的捕收剂和方法领域。

背景技术：

1、铁矿中广泛嵌布有大量石英、高岭石、辉石、长石、绿泥石、角闪石等含硅脉石矿物，这些硅酸盐脉石会大幅降低铁矿中铁品位，直接影响后续炼铁工序的生产效率与产品质量：铁品位不足的铁矿石入炉冶炼时，不仅会增加焦炭消耗、提高冶炼能耗，还会降低高炉有效利用系数、增加炼铁渣量，甚至影响最终钢铁产品的力学性能与成品率。因此，有效分离铁矿中的含硅矿物对铁矿资源回收具有重要工业价值。

2、现有分离铁矿中含硅矿物的方法以反浮选为主，即通过浮选使硅酸盐以泡沫形式上浮，实现铁矿与硅酸盐的分离。目前用于分离铁矿中硅酸盐的捕收剂主要为十二胺、十八胺等传统胺类捕收剂，这类捕收剂溶解性能较差，在矿浆中分散性不佳，低温条件下浮选性能尤其差，不利于铁矿反浮选脱硅作业。

3、此外，随着技术的发展，现有技术也不断开发了一些新的捕收剂，例如，公开号为cn118988565a的中国专利公开了一种gemini季铵盐铁矿反浮选脱硅捕收剂，双季铵盐结构增强捕收剂的溶解性和分散性。公开号为cn103769307a的专利公开了一种水溶性阳离子捕收剂及其制备方法与用途，该捕收剂分子结构中引入了两个羟丙基或氯代羟丙基，改善了捕收剂的水溶性。公开号为cn109622233a的专利公开了一种新型季铵盐类阳离子捕收剂，用于赤铁矿反浮选脱硅。

4、尽管上述技术方案在一定程度上改善了胺类捕收剂溶解性或分散性，从而提升浮选分离性能，但现有技术仍存在合成工艺复杂、成本高等问题。因此，有必要对现有胺类捕收剂分子结构进行设计，研发浮选性能好、成本低的新捕收剂具有较大的产业价值。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种反浮选分离铁矿中含硅矿物的捕收剂，旨在改善铁矿和硅酸盐的浮选分离选择性。

2、本发明第二目的在于，提供反浮选分离铁矿中含硅矿物的方法。

3、反浮选分离铁矿中含硅矿物的捕收剂，具有式1结构式的化合物及其水溶性盐：

4、式1；

5、式1中，r为9~23的饱和或者部分不饱和碳链；n为1~4的整数。

6、本发明研究表明，式1结构的化合物在铁矿和含硅矿物中，对含硅矿物具有优异的捕收选择性，能够实现铁矿和含硅矿物的高选择性反浮选分离，此外，本发明所述的捕收剂还具有优异的低温性能、易合成以及低成本等优势。

7、优选地，所述的r为c11~c17的饱和碳链，或者为含1~2个不饱和双键的c11~c17的碳链。研究表明，所述的优选的r和本发明所述的母核结构联合，可以获得更优的硅酸盐捕收率和选择性。

8、优选地，式1中，所述的n为2。该优选的结构为：。

9、研究表明，优选结构的捕收剂，具有更优的铁矿和硅酸盐的反浮选分离效率和选择性。

10、本发明中，所述的式1可通过式2和式3经过常规的酰胺化反应制备得到：

11、式2

12、式3

13、式2中，r1例如为卤素或烷氧基。

14、式2和式3的摩尔比例如为1:1~1.05。

15、酰胺化反应过程允许添加有缚酸剂。

16、本发明还提供了一种反浮选分离铁矿中含硅矿物的方法，将包含铁矿和含硅矿物的待选矿物和包含捕收剂的浮选药剂混合进行反浮选，分离富集有含硅矿物的泡沫，得到反浮选铁精矿；所述的捕收剂为本发明式1所述的捕收剂。

17、本发明创新地采用式1作为捕收剂，基于其r以及特殊的-con(-c-c-n)n的联合控制，如此能够意外地实现协同，强化铁矿和含硅矿物的浮选分离效率和选择性。

18、所述的铁矿包括赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿中的至少一种。

19、所述的含硅矿物包括硅酸盐矿物或硅铝酸盐矿物。

20、所述的含硅矿物或硅铝酸盐矿物包括石英、辉石、高岭石、长石中的至少一种。

21、反浮选的ph为3~12，优选为7~10，进一步可以为7.5~9.5。

22、反浮选的温度为0~50 ℃，优选为2~35 ℃，进一步可以为4~28℃。

23、在一些实施方案中，矿浆中捕收剂的浓度可以为(0.1~10)×10-6 mol/l，例如0.6×10-6 mol/l、0.8×10-6 mol/l、1.0×10-6 mol/l、1.2×10-6 mol/l、1.5×10-6 mol/l等。

24、以浮选给矿计算，捕收剂的用量为1~1500 g/t，优选为20~800 g/t。

25、有益效果

26、（1）本发明提供的如式1所示的捕收剂，通过在分子结构以及基团的控制，显著改善了药剂的溶解性与分散性，使其在低温条件下仍能保持良好的捕收效率，有效克服了常规十二胺、椰油胺等脂肪胺类捕收剂在低温下溶解分散差、浮选铁矿效果不佳的难题。

27、（2）本发明提供的如式1所示的捕收剂对石英、辉石、高岭石、长石等硅酸盐类/硅铝酸盐类脉石矿物表现出高的选择性，泡沫性质优良，泡沫夹杂少，能够显著强化这些脉石矿物与铁矿物的浮选分离，从而获得品位和回收率高的铁精矿。

1.一种反浮选分离铁矿中含硅矿物的捕收剂，其特征在于，具有式1结构式的化合物及其水溶性盐：

2.如权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述的r为c11~c17的饱和碳链，或者为含1~2个不饱和双键的c11~c17的碳链。

3.如权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，捕收剂的结构式为。

4.一种反浮选分离铁矿中含硅矿物的方法，其特征在于，将包含铁矿和含硅矿物的待选矿物和包含捕收剂的浮选药剂混合进行反浮选，分离富集有含硅矿物的泡沫，得到反浮选铁精矿；

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的铁矿包括赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、菱铁矿中的至少一种。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的含硅矿物包括硅酸盐矿物或硅铝酸盐矿物。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的含硅矿物或硅铝酸盐矿物包括石英、辉石、高岭石、长石中的至少一种。

8.如权利要求4~6任一项所述的方法，其特征在于，反浮选的ph为3~12，优选为7~10。

9.如权利要求4~6任一项所述的方法，其特征在于，反浮选的温度为0~50 ℃，优选为2~35 ℃。

10.如权利要求4~6任一项所述的方法，其特征在于，以浮选给矿计算，捕收剂的用量为1~1500 g/t，优选为20~800 g/t。