一种从石英中分离长石的浮选药剂及浮选方法与流程

1.本发明属于非金属矿石英长石浮选分离领域，尤其涉及一种从石英中分离长石的浮选药剂及浮选方法。


背景技术：

2.长石、石英矿物在地壳中分布广，应用领域广阔。长石在工业应用中十分重要，可作为助熔剂用于玻璃和陶瓷的生产，也可作为功能性填料用于聚合物、纸张和油漆工业。石英是一种重要的矿物原料，广泛用于玻璃、陶瓷行业，也可作吸收剂和耐火材料。然而自然界中石英常和长石伴生，这导致其品位低，应用价值不高。且这两种矿物性质相似，以重选、磁选物理选矿方法及酸浸法均不能使两种矿物分离开。
3.通过浮选法从石英中分离长石目前主要有氢氟酸法、无捕收剂法、无氟有酸法、无氟无酸法几类。其中氢氟酸法与无捕收剂法虽然可以从石英中分离长石，但是生产过程中需要用到氢氟酸，不仅会对设备产生腐蚀，也会对环境造成严重污染。而现有的其他方法有些依然需要强酸体系，有些药剂用量大、成本高，有些分离效果不佳。
4.基于目前的浮选法从石英中分离长石存在的问题，有必要提供一种更加环保且高效的浮选药剂及浮选方法。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提出了一种从石英中分离长石的浮选药剂及浮选方法，以解决或部分解决现有技术中存在的技术问题。
6.第一方面，本发明提供了一种从石英中分离长石的浮选药剂，包括阳离子捕收剂、阴离子捕收剂；
7.所述阳离子捕收剂包括十二胺、十八胺、椰油胺中的一种或多种；
8.所述阴离子捕收剂包括石油磺酸钠。
9.优选的是，所述的从石英中分离长石的浮选药剂，还包括抑制剂，所述抑制剂包括六偏磷酸钠、酸性水玻璃中的至少一种。
10.优选的是，所述的从石英中分离长石的浮选药剂，还包括抑制剂，所述所述抑制剂包括六偏磷酸钠、酸性水玻璃中的至少一种。
11.优选的是，所述的从石英中分离长石的浮选药剂，所述阳离子捕收剂、阴离子捕收剂和抑制剂的质量比为1:(0.5～3):(0.5～7)。
12.优选的是，所述的从石英中分离长石的浮选药剂，所述石油磺酸钠是由石油产品中的c14～c18直链芳烃经过磺化，将含油溶性磺酸的酸性油经氢氧化钠中和使油溶性磺酸成为粗石油磺酸钠，再将粗石油磺酸钠经过脱水、脱色、脱油、水洗、浓缩即得石油磺酸钠；
13.其中，所述石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为32～45％；
14.石油产品中的芳烃含量为5％～11％；
15.石油产品的分子量为350～460；
16.磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:(1～6)。
17.第二方面，本发明还提供了一种从石英中分离长石的浮选方法，包括以下步骤：
18.将石英与长石配制成矿浆；
19.将矿浆加入至浮选机中，加入所述的浮选药剂，经过浮选后即可将石英与长石分离。
20.优选的是，所述的从石英中分离长石的浮选方法，所述矿浆的质量浓度为5～15％。
21.优选的是，所述浮选药剂所用的质量与石英与长石质量之和的比值为(400～2000)g:1t。
22.本发明的一种从石英中分离长石的浮选药剂及浮选方法相对于现有技术具有以下有益效果：
23.(1)本发明的从石英中分离长石的浮选药剂，包括石油磺酸钠，通过该浮选药剂进行石英与长石的浮选分离可以达到使用氢氟酸进行浮选分离的效果；相比于使用氢氟酸法进行浮选分离，使用石油磺酸钠不但价格低廉易得，对环境的影响也比氢氟酸或其他强酸要小得多；此外在弱酸环境下使用石油磺酸钠对于生产设备的腐蚀比较小；生产成本更低；
24.(2)本发明的从石英中分离长石的浮选药剂，所采用的石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为32～45％；石油产品中的芳烃含量为5％～11％；石油产品的分子量为350～460；磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:(1～6)，通过采用上述特定的石油磺酸钠，可进一步提高浮选分离效果。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明的从石英中分离长石的浮选方法流程示意图；
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
28.本技术实施例提供了一种从石英中分离长石的浮选药剂，包括阳离子捕收剂、阴离子捕收剂；
29.阳离子捕收剂包括十二胺、十八胺、椰油胺中的一种或多种；
30.阴离子捕收剂包括石油磺酸钠。
31.在一些实施例中，还包括抑制剂，抑制剂包括六偏磷酸钠、酸性水玻璃中的至少一种。
32.在本技术实施例中，所用的酸性水玻璃的ph为4～5，其使用质量浓度为10％的硫
酸溶液将水玻璃ph调整到4～5即得酸性水玻璃；具体的，将市售模数为3.3的的水玻璃配制成模数为2.5的水玻璃然后在使用质量浓度为10％的硫酸溶液将水玻璃ph调整到4～5。
33.在一些实施例中，阳离子捕收剂、阴离子捕收剂和抑制剂的质量比为1:(0.5～3):(0.5～7)。
34.在一些实施例中，石油磺酸钠是由石油产品中的c14～c18直链芳烃经过磺化，将含油溶性磺酸的酸性油经氢氧化钠中和使油溶性磺酸成为粗石油磺酸钠，再将粗石油磺酸钠经过脱水、脱色、脱油、水洗、浓缩即得石油磺酸钠；
35.其中，所述石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为32～45％；
36.石油产品中的芳烃含量为5％～11％；
37.石油产品的分子量为350～460；
38.磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:(1～6)。
39.需要说明的是，本技术实施例中的石油磺酸钠即烷基磺酸钠，是由14～18个碳原子直链烷基磺酸的钠盐，结构式ch3(ch2)nso3na(n＝13～17)。其是用石油产品中的c14～c18直链芳烃经过深度磺化，分理出不油溶性酸渣后，将含油溶性磺酸的酸性油经氢氧化钠中和使油溶性磺酸成为粗石油磺酸钠(粗钠)，而后用低碳醇水将粗石油磺酸钠从中性油中萃取出来，而后经过脱水、脱色、脱油、水洗、浓缩一系列处理得到精制石油磺酸钠。所发生的化学反应如下所示：
40.本技术的石油磺酸盐的组分与结构首要的取决于石油馏分原料，磺化加工过程中的工艺参数如磺化剂用量、磺化温度等也会影响石油磺酸盐中活性物的磺化程度。因此石油磺酸钠中磺酸盐的结构差异除体现在非极性端结构上，还体现在磺酸盐极性端上。非极性端的疏水能力影响浮选的捕收能力，而药剂的极性端的吸附能力则决定了石油磺酸钠吸附在长石表面吸附位点的空间结构和结合能力，而石油磺酸钠活性物含量、芳烃含量，原料油分子量等参数决定了石油磺酸钠的构型及吸附在长石表面的稳定性及数量。吸附在长石表面的烃基磺酸盐数量过少则长石疏水性较差，难以与石英分离；而吸附在长石表面的烃基磺酸盐过多，则会产生空间阻位效应，同样影响浮选结果。进一步的，当石油磺酸钠中磺酸盐质量含量小于32％时活性成分含量过低，非活性成分含量过高，导致在长石表面吸附密度太低，影响浮选效果，质量含量高于45％后，组分中对浮选有利的醇类及非极性烃油类含量降低，醇类和非极性烃油类可增强药剂溶解性并提高药剂疏水性。芳烃含量低于5％时长石表面与烃基磺酸盐的吸附匹配性降低，而芳烃含量高于11％时吸附在长石表面的稳定的键长较短，吸附能较低。石油磺酸钠中分子量小于350时疏水性不足，而分子量过大则会影响磺酸盐在长石表面的吸附能力，导致药剂无法牢固的与矿物表面结合。芳烃与so3的投
加比过低小于1时，磺酸盐产品磺化程度不足使药剂在矿物表面形成单层吸附疏水能力不足，而投加比过大大于6时会使磺酸盐磺化程度过重，大量磺酸盐形成双磺基甚至三磺基，在长石表面吸附后，未吸附的磺基有排斥作用，影响其它磺酸盐的吸附，并且非极性端变弱，药剂吸附长石颗粒的疏水性不足。
41.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种从石英中分离长石的浮选方法，如图1所示，包括以下步骤：
42.s1、将石英与长石配制成矿浆；
43.s2、将矿浆加入至浮选机中，加入所述的浮选药剂，经过浮选后即可将石英与长石分离。
44.需要说明的是，本技术的从石英中分离长石的浮选方法，将石英与长石加入至搅拌机加入后搅拌，即得矿浆；再将矿浆加入至浮选机中于1500～1800r/min下调浆1min后加入h2so4调节ph为4～5，再继续搅拌2min后加入所述的浮选药剂，继续搅拌3min，充气30s后刮泡，刮泡时间为3min，最终得到的泡沫产品即为长石精矿，留在浮选机槽中的槽内产品为石英精矿。实际中，还可以根据情况进行多次浮选。
45.在一些实施例中，矿浆的质量浓度为5～15％。
46.在一些实施例中，浮选药剂所用的质量与石英与长石质量之和的比值为(400～2000)g:1t。即使用1t(吨)的石英与长石，则使用400～2000g的浮选药剂。
47.在一些实施例中，石英与长石的质量比为1:(4～6)。
48.本技术的从石英中分离长石的浮选方法，通过上述浮选药剂进行石英与长石的浮选分离可以达到使用氢氟酸进行浮选分离的效果，相比于使用氢氟酸法进行浮选分离，使用的浮选药剂中含有石油磺酸钠，其不但价格低廉易得，对环境的影响也比氢氟酸或其他强酸要小得多，此外在弱酸环境下使用石油磺酸钠对于生产设备的腐蚀比较小，生产成本更低，使用石油磺酸钠在无氟弱酸环境下石英中分离长石具有极重要的意义。
49.以下进一步以具体实施例说明本技术的从石英中分离长石的浮选方法。
50.实施例1
51.本技术实施例提供了一种从石英中分离长石的浮选方法，包括以下步骤：
52.s1、将石英与长石加水后配制成质量浓度为10％的矿浆；其中，石英中sio2质量含量达到99.94％以上，长石中al2o3质量含量达到18.70％，石英与长石的质量比为4:1，石英与长石均由江西某石英矿提供；
53.s2、将s1中矿浆加入至浮选机中，于1600r/min下调浆1min后加入h2so4调节ph为4.5，再继续搅拌2min后加入浮选药剂，继续搅拌3min，充气30s后刮泡，刮泡时间为3min，最终得到的泡沫产品即为长石精矿，留在浮选机槽中的槽内产品为石英精矿；
54.其中，浮选药剂包括质量比为1:1的十二胺与石油磺酸钠的混合物，浮选药剂所用的质量与石英、长石质量之和的比值为400g:1t；
55.石油磺酸钠是由石油产品中的c14～c18直链芳烃经过磺化，将含油溶性磺酸的酸性油经氢氧化钠中和使油溶性磺酸成为粗石油磺酸钠，再将粗石油磺酸钠经过脱水、脱色、脱油、水洗、浓缩即得石油磺酸钠；
56.石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为45％；
57.石油产品中的芳烃含量为6％；
58.石油产品的分子量为415；
59.磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:1。
60.实施例2
61.本技术实施例提供了一种从石英中分离长石的浮选方法，同实施例1，不同在于，所用的浮选药剂包括十二胺、石油磺酸钠、六偏磷酸钠的混合物；其中六偏磷酸钠所用的质量与石英、长石质量之和的比值为500g:1t，十二胺、石油磺酸钠的质量比为1:1，捕收剂(即十二胺和石油磺酸钠)所用的质量与石英、长石质量之和的比值为400g:1t；
62.石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为45％；
63.石油产品中的芳烃含量为6％；
64.石油产品的分子量为415；
65.磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:1。
66.实施例3
67.本技术实施例提供了一种从石英中分离长石的浮选方法，同实施例1，不同在于，所用的浮选药剂包括十二胺、石油磺酸钠、氢氟酸的混合物；其中氢氟酸所用的质量与石英、长石质量之和的比值为400g:1t，十二胺、石油磺酸钠的质量比为1:1，捕收剂(即十二胺和石油磺酸钠)所用的质量与石英、长石质量之和的比值为400g:1t；
68.石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为45％；
69.石油产品中的芳烃含量为6％；
70.石油产品的分子量为425；
71.磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:1。
72.实施例4
73.本技术实施例提供了一种从石英中分离长石的浮选方法，同实施例1，不同在于，所用的浮选药剂包括十八胺、石油磺酸钠的混合物；浮选药剂所用的质量与石英、长石质量之和的比值为746g:1t；
74.石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为45％；
75.石油产品中的芳烃含量为6％；
76.石油产品的分子量为425；
77.磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:3。
78.实施例5
79.本技术实施例提供了一种从石英中分离长石的浮选方法，同实施例1，不同在于，所用的浮选药剂包括十二胺、十八胺、石油磺酸钠的混合物；浮选药剂所用的质量与石英、长石质量之和的比值为695g:1t，十二胺与十八胺的质量比为2:1，其中，石油磺酸钠所用的质量与石英、长石质量之和的比值为310g:1t；
80.石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为45％；
81.石油产品中的芳烃含量为6％；
82.石油产品的分子量为425；
83.磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:3。
84.实施例6
85.本技术实施例提供了一种从石英中分离长石的浮选方法，同实施例1，不同在于，
所用的浮选药剂包括十二胺、六偏磷酸钠的混合物；十二胺所用的质量与石英、长石质量之和的比值为400g:1t，六偏磷酸钠所用的质量与石英、长石质量之和的比值为500g:1t；
86.石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为45％；
87.石油产品中的芳烃含量为6％；
88.石油产品的分子量为425；
89.磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:1。
90.实施例7
91.本技术实施例提供了一种从石英中分离长石的浮选方法，同实施例1，不同在于，所用的浮选药剂包括十二胺、石油磺酸钠、六偏磷酸钠的混合物；其中六偏磷酸钠所用的质量与石英、长石质量之和的比值为500g:1t，十二胺、石油磺酸钠的质量比为1:1，捕收剂(即十二胺和石油磺酸钠)所用的质量与石英、长石质量之和的比值为300g:1t；
92.石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为45％；
93.石油产品中的芳烃含量为6％；
94.石油产品的分子量为425；
95.磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:3。
96.实施例8
97.本技术实施例提供了一种从石英中分离长石的浮选方法，同实施例1，不同在于，所用的浮选药剂包括十二胺、石油磺酸钠、六偏磷酸钠的混合物；其中六偏磷酸钠所用的质量与石英、长石质量之和的比值为500g:1t，十二胺、石油磺酸钠的质量比为1:2，捕收剂(即十二胺和石油磺酸钠)所用的质量与石英、长石质量之和的比值为1200g:1t；
98.石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为37％；
99.石油产品中的芳烃含量为19％；
100.石油产品的分子量为340；
101.磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:1。
102.实施例9
103.本技术实施例提供了一种从石英中分离长石的浮选方法，同实施例1，不同在于，所用的浮选药剂包括十二胺、石油磺酸钠、六偏磷酸钠的混合物；其中六偏磷酸钠所用的质量与石英、长石质量之和的比值为500g:1t，十二胺、石油磺酸钠的质量比为1:3，捕收剂(即十二胺和石油磺酸钠)所用的质量与石英、长石质量之和的比值为1600g:1t；
104.石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为32％；
105.石油产品中的芳烃含量为10％；
106.石油产品的分子量为460；
107.磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:2。
108.实施例10
109.本技术实施例提供了一种从石英中分离长石的浮选方法，同实施例1，不同在于，所用的浮选药剂包括十二胺、石油磺酸钠、六偏磷酸钠的混合物；其中六偏磷酸钠所用的质量与石英、长石质量之和的比值为500g:1t，十二胺、石油磺酸钠的质量比为1:3，捕收剂(即十二胺和石油磺酸钠)所用的质量与石英、长石质量之和的比值为800g:1t；
110.石油磺酸钠中磺酸盐的质量含量为23％；
111.石油产品中的芳烃含量为10％；
112.石油产品的分子量为390；
113.磺化过程中石油产品芳烃与so3的摩尔比为1:5.42。
114.按照上述实施例1～10中的方法，测试浮选结果如下表1所示。
115.表1-不同实施例的浮选方法的浮选结果
[0116][0117][0118]
上表1中，长石含量为泡沫产品中al2o3计算而来，纯矿物中al2o3含量为18.70％，通过测试泡沫产品中al2o3含量进而计算长石含量，具体的，长石含量的计算方法为：先测试泡沫产品中al2o3的质量含量，然后将al2o3的质量含量除以18.70％；长石回收率的计算方法为ε＝m1/(m1 m2)
×
100％，ε代表浮选回收率，m1表示泡沫质量(g)，m2表示槽内矿物质量(g)。选矿效率是分析选矿效果好坏的重要指标，当无选别作用时其值为0％，当矿物完全分离时，其值为100％。
[0119]
选矿效率的计算公式为
[0120]
e为选矿效率单位为％，α为混合矿物(即石英与长石混合而成的矿物)中al2o3含量，ε为长石回收率，γ为精矿产率，β
x
为长石纯矿物中al2o3含量。其中，精矿产率的计算方法为：泡沫产品的质量除以混合矿物(即石英与长石混合而成的矿物)的质量
×
100％
[0121]
实施例1中使用十二胺复配石油磺酸钠选矿得到的结果，泡沫产品中所含长石相对不高，但选矿效率与回收率都比较高，说明长石与石英有分离效果，但泡沫产品中夹带了石英；实施例2相对实施例1添加了六偏磷酸钠作为抑制剂，增强了选择性，回收率与选矿效率略有下降但泡沫产品中长石含量大幅提升；实施例3为对比常规氢氟酸法浮选效果，相比于实施例2氢氟酸法选择性稍强于本方法，长石含量高于实施例2，但回收率及选矿效率都降低了；实施例4是用十八胺代替十二胺的浮选，大幅提升了选择行，但回收率与选矿效率
都降低了，但是对比实施例3已经完全超过氢氟酸法，说明本方法完全具有实用价值；实施例5是用十八胺与十二胺复配的阳离子捕收剂，浮选结果表明石英与长石分离效果明显，说明阳离子捕收剂不单局限于十二胺，仍有其他替代方案；实施例6为单纯使用阳离子捕收剂进行浮选，结果较差，分离不明显，对比实施例5与实施例6说明本发明核心为石油磺酸钠的用量及参数；实施例7相比于实施例1的区别在于石油磺酸钠中so3与芳烃投加比不同实施例7中所用石油磺酸钠so3与芳烃投加比为1:3，可见浮选分离效果也很明显；实施例8所用石油磺酸钠的原料油芳烃含量为19％，效果相对于其他几种石油磺酸钠要差一些；实施例9所用石油磺酸钠的各项参数均在本发明给定的范围内，浮选分离效果较好，实施例10中石油磺酸钠的活性物含量为23％，过低的活性物含量使选矿回收率与选矿效率都降低，并且药剂添加量大幅提高。通过对比实施例1-10可以发现，在本方法中石油磺酸钠至关重要，并且石油磺酸钠的各项参数对浮选分离的结果影响较大，在本发明所提出的参数范围内都有较好的分离效果。本发明对于石英与长石的分离效果较为明显，已经可以取代传统的氢氟酸法。
[0122]
上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。