一种铁闪锌矿捕收剂及其应用

本发明涉及铅锌硫化矿石浮选，具体是一种铁闪锌矿捕收剂及其应用。

背景技术：

1、在硫化锌中锌主要呈闪锌矿状态存在。天然闪锌矿晶格中的锌离子常被其铁、铜、镉、锰等杂质取代，因而闪锌矿具有不同的化学成分。当闪锌矿中铁的质量分数超过6％时，该闪锌矿就被可称为铁闪锌矿(znxfe1-xs)。铁杂质作为闪锌矿中最常见的杂质，铁杂质对于闪锌矿浮选特性有一定影响。据研究可知，铁闪锌矿在酸性环境下具有一定的天然可浮性，但其可浮性大小会随着铁含量的增加而减少。

2、在工业生产上，泡沫浮选法是一种通过选别闪锌矿以实现锌金属富集的有效方法，其主要是通过加入浮选药剂以改变矿物表面的亲、疏水性，最终完成对不同矿物的选择性分离。故在泡沫浮选中，浮选药剂的选择和用量会影响浮选的最终效果。浮选药剂主要分为捕收剂、起泡剂和调整剂，其中捕收剂常被用于提高矿物表面的可浮性，其通常由选择性地与目标矿物上的活性原子相互作用的极性基团和提高矿物表面疏水性的非极性基团组成，对于浮选分离效果有着重要影响。闪锌矿浮选的常用捕收剂为黄药，但由于闪锌矿与黄药捕收剂的作用较弱，在工业生产中常需要添加硫酸铜活化闪锌矿以增强黄药的捕收效果。因此，硫酸铜作为闪锌矿的最常用的活化剂，其消耗量是巨大的。据学者估计，加拿大选矿行业平均每月生产7万吨锌精矿的同时需要每月消耗硫酸铜700～1000吨，花费约200～280万美元，由此可知硫酸铜的大量使用会降低选厂的经济效益。此外，铜离子还会残留在选厂的水循环系统中，与锌、铁等活泼金属发生电化学反应，从而腐蚀设备表面。因此，减少选矿流程中硫酸铜的用量，对于提高选厂的经济效益以及延长设备使用年限有着重要意义。

技术实现思路

1、针对铁闪锌矿浮选现有技术的不足，本发明提供一种铁闪锌矿捕收剂及其应用，以巯基为主要作用官能团的闪锌矿捕收剂，能够改善铁闪锌矿浮选流程中选矿成本过高、水循环系统中ph过高等问题，为分离铅锌硫化矿提供了新技术，也为设计开发新型闪锌矿捕收剂提供了全新方向。

2、本发明采用如下技术方案：为了实现上述技术目的，本发明提供了一种铁闪锌矿捕收剂，包括巯基乙酸异辛酯和/或1,6-己二硫醇。

3、作用原理：本发明的巯基乙酸异辛酯和1,6-己二硫醇属于含巯基官能团的有机化合物。其对铁闪锌矿表面具有较强的活化作用，一方面通过硫原子等极性官能团与铁闪锌矿矿物表面活性原子—金属元素发生反应，从而吸附在矿物表面上；而非极性部分的有机基团则起到疏水作用。其具体反应机理如下所示：

4、巯基类捕收剂溶于水，解理出rs-离子，可用反应式(i)表示，而闪锌矿表面的金属离子则与矿浆中的水发生羟基化作用，并游离出h+离子，可用反应式(ii)表示如下:

5、

6、

7、在上式中-m+代表闪锌矿表面金属离子的位置，而-moh代表矿粒表面的金属离子的羟基化。矿粒表面的羟基化离子吸附中性的rsh分子，并发生取代作用，反应式如下:

8、

9、-msr代表捕收剂离子rs-吸附在闪锌矿表面，r基疏水使闪锌矿上浮。

10、此外，根据浮选配位化学理论，浮选药剂与矿物表面的金属离子的作用为配位作用，其包括正向σ键和反馈π键作用。巯基类捕收剂为碱性物质，具有给电子性，而矿物表面金属离子一般为酸性物质，能够接受电子，因此σ配位键都会存在，只是大小不同；但反馈π键不一定存在，因为反馈π键需要矿物金属离子具有π电子对的同时，还要求药剂分子具有空π轨道，因此反馈π键具有选择性。铁闪锌矿表面中的fe2+和zn2+均具有成对的π电子，能够与捕收剂分子上的空π轨道形成反馈π键。通过量子计算结果得知巯基乙酸异辛酯和1,6-己二硫醇在分子结构上都含有空π轨道，能够与铁闪锌矿物表面金属离子形成强烈的反馈π键，实现铁闪锌矿物的选择性浮选，在铁闪锌矿浮选过程中带来出乎意料的效果。

11、所述巯基乙酸异辛酯具有式1结构：

12、

13、所述1,6-己二硫醇具有式2结构：

14、

15、较优选的方案，采用巯基乙酸异辛酸和/或1,6-己二硫醇作为铁闪锌矿捕收剂、以石灰为ph调整剂，二号油为起泡剂，在无硫酸铜活化的条件下对铁闪锌矿浆进行浮选，得到锌精矿。

16、更优选的方案，一种铁闪锌矿捕收剂的应用，包括如下步骤：

17、(1)将破碎好的矿石加入磨矿机，将矿物原料磨至-200目占80％；

18、(2)铅粗选，将步骤(1)得到的矿浆进行铅粗选，取乙硫氮作为硫化铅捕收剂，用量为30g/t，以石灰为ph调整剂，用量为3000g/t，并加入znso4+na2so3作为锌的抑制剂，用量为(1000+500)g/t，最后加入起泡剂2#油，其中调整剂搅拌时间为2分钟，捕收剂搅拌时间为2分钟，起泡剂搅拌时间为1分钟，浮选时间为6分钟；

19、(3)锌粗选，将步骤(2)得到的铅粗尾矿进行锌粗选，取巯基乙酸异辛酯或1,6-己二硫醇作为铁闪锌矿捕收剂，用量为90g～100g/t，将所述捕收剂溶液加入待选矿浆中，以石灰为ph调整剂将矿浆ph值为9～10，其用量大约为2000～3000g/t，并加入20-30g/t起泡剂2#油，其中调整剂搅拌时间为2分钟，捕收剂搅拌时间为2分钟，起泡剂搅拌时间为1分钟，浮选时间为4分钟；

20、(4)锌扫选，将步骤(3)获得的锌粗选尾矿进行两次扫选，得到最终尾矿，第一次扫选中矿返回到粗选，第二次扫选中矿返回到第一次扫选，其中，第一次扫选中巯基乙酸异辛酯或1,6-己二硫醇的用量为45～50g/t，2#油用量为10-15g/t，第二次扫选中巯基乙酸异辛酯或1,6-己二硫醇的用量为10～15g/t；

21、(5)锌精选，将步骤(3)获得的锌粗选精矿进行两次精选，得到最终锌精矿，第一次精选中矿返回到粗选，第二次精选中矿返回到第一次精选，其中，第一次精选中石灰用量为1000～1500g/t，第二次精选中石灰用量为500～800g/t，精选中矿浆ph值为9～10。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、(1)采用的捕收剂捕收性能优越，相对于传统的活化黄药法，有着更好的锌回收率和品位.

24、(2)能够减少硫酸铜用量，提高选厂经济效益。

25、(3)矿浆ph为中碱性，有效的缓解了选矿废水对生态环境的破坏。

技术特征：

1.一种铁闪锌矿捕收剂的应用，其特征在于，将巯基乙酸异辛酯和/或1,6-己二硫醇应用于铁闪锌矿与黄铁矿的浮选分离。

2.根据权利要求1所述的铁闪锌矿捕收剂的应用，其特征在于：采用巯基乙酸异辛酸和/或1,6-己二硫醇作为铁闪锌矿捕收剂、以石灰为ph调整剂，二号油为起泡剂，在无硫酸铜活化的条件下对铁闪锌矿浆进行浮选，得到锌精矿。

3.根据权利要求2所述的铁闪锌矿捕收剂的应用，其特征在于：所述浮选包括矿石的准备与磨矿、锌粗选、扫选、精选步骤。

4.根据权利要求1～4任意一项所述的铁闪锌矿捕收剂的应用，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结一种铁闪锌矿捕收剂及其应用，属于浮选技术领域。铁闪锌矿捕收剂包括巯基乙酸异辛酯或1,6‑己二硫醇，将其应用于铁闪锌矿的浮选分离，能够在无活化剂的条件下增强铁闪锌矿的疏水性，从而实现铁闪锌矿的高效回收，减少了铁闪锌矿浮选流程中活化剂的添加，从而提高浮选的经济效益。技术研发人员：陈晔,陈建华,罗宝龙受保护的技术使用者：广西大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9