一种基于小球藻水热法制备浮选捕收剂的方法及应用

本发明属于铁矿石浮选提质利用，尤其涉及一种基于小球藻水热法制备浮选捕收剂的方法及应用。

背景技术：

1、浮选技术是处理细粒嵌布难选铁矿石行之有效的方法，鉴于我国铁矿石资源“贫、细、杂”的质量特点，要制备符合要求铁精矿，浮选技术的重要性日益凸显，而捕收剂在浮选过程中起着至关重要的作用。

2、目前，氧化铁矿石在实际浮选生产中常采用油酸或油酸钠等脂肪酸类捕收剂，其捕收效果受温度的影响较大，通常在30℃左右才能得到较好的分选指标，加热矿浆需要消耗大量的蒸汽，增加了选矿的成本。此类脂肪酸捕收剂主要是从动植物和石油加工副产品中提取的，低温下常为固态，不能在矿浆中充分分散，需要在较高温下转变为液态使用。另外，由动植物提取脂肪酸加剧了食物短缺问题。因此，寻找来源广、价格低廉的原料生产脂肪酸捕收剂是当前研究的热点。cn102240602a和cn103447158a公开了一种利用地沟油为原料制备捕收剂的方法，但地沟油来源和成分的多样性使得其产品性质不稳定，且难以克服脂肪酸捕收剂选择性差的难题。脂肪酸具有很活泼的羧基官能团，不仅能浮选金属氧化矿，还能浮选碱土金属，甚至能浮选被金属离子活化的硅酸盐矿物。在铁矿浮选过程中，矿物表面溶解金属离子在循环水中不断积累，导致硅酸盐矿物被活化，浮选精矿品位较低。cn102489415a公开了一种将红城红球菌用于微细粒赤铁矿石中赤铁矿分离方法，通过定向培养增强了红城红球菌对赤铁矿的选择性吸附作用，减小了药剂用量，且精矿过滤速度快。然而微生物捕收剂成本高、产量低、生产工艺复杂，不能满足铁矿石浮选工业大规模使用。

3、微藻生长周期短、适应能力强、分布广，通过色素捕获光能进行光合作用，固定co2生成有机物以供细胞自身生长利用，其固碳效率远超其他陆地植物。微藻中分布最广、最常见的小球藻生长速度快，脂质含量高，是理想的油脂来源。目前已经建立了几种利用小球藻生物质转换制取生物燃料油的方法，但是在干燥、油脂萃取等关键步骤上的能耗和生产成本仍很高。同时，蛋白质、碳水化合物等非脂质原料向油脂的转化也会导致最终所获生物油产品含氮量增加，引起油品恶化。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于小球藻水热法制备浮选捕收剂的方法及应用，解决现有赤铁矿浮选捕收剂选择性差、需要在较高温度才能使用和微生物捕收剂生产成本高、工艺复杂的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于小球藻水热法制备浮选捕收剂的方法，具体步骤如下：

4、(1)将小球藻浓缩液10～100 ml或小球藻冻干粉0.1～1.0 g加入碱性溶液10～100 ml中充分搅拌分散；

5、(2) 将步骤(1)中藻液置于玻璃容器中，超声振荡15～120 min；

6、(3) 将步骤(2)溶液转移至高压反应釜中，于高压反应釜中高温反应0.5～2.0 h，待反应结束，高压反应釜自然冷却至室温后，调节溶液ph至酸性或弱碱性，静置24 h后，利用高速离心或过滤法进行固液分离，收集液体部分，得到捕收剂。

7、所述步骤(1)中，小球藻浓缩液为蛋白核小球藻在bg11液体培养基中生长至小球藻浓度达到7.5×106 cfu/ml以上，由高速离心法离心浓缩500～1000倍的浓缩液；碱性溶液为质量分数为1.0～3.0%的naoh或koh溶液。

8、所述步骤(2)中，超声波频率不低于40khz。

9、所述步骤(3)中，高温反应温度105～300 ℃；反应后由稀hcl调节溶液ph为2.0～8.0；高速离心转速为10000～20000 r/min，离心10～30 min。

10、上述方法制备的捕收剂的应用，用于赤铁矿正浮选工艺，包括对赤铁矿石进行粗选、精选和扫选，精选和扫选可分别进行1～6次。

11、优选的，扫选包括向得到的尾矿中加入捕收剂，充气、刮泡。

12、上述方法制备的捕收剂的应用方法，包括以下步骤：

13、将磨细至单体解离的铁矿石矿样调成适宜浓度的矿浆，并调节ph；其次在矿浆中依次加入捕收剂、起泡剂，然后充气、刮泡，得到泡沫产品铁精矿和槽底尾矿。

14、与现有技术相比，本发明的取得的有益效果：

15、（1）本发明的制备方法以固碳能源小球藻为原料获得赤铁矿浮选捕收剂，代替了现有技术以动植物油脂为原料制备化学药剂，不仅克服了化学药剂易对环境造成破坏的缺点，而且拓宽了微藻生物质资源化利用途径；

16、（2）工艺流程简单、便捷，成本低，制备的生物药剂与矿物间的吸附具有特异性，显著提高捕收剂对铁矿物的选择吸附性，改善了赤铁矿浮选捕收剂选择性差的问题；

17、（3）该方法制备的浮选捕收剂在常温下用于铁矿石浮选脱硅能达到较好的技术指标，减少精矿损失，提高回收率，有利于节能降耗，降低生产成本。

技术特征：

1.一种基于小球藻水热法制备浮选捕收剂的方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种基于小球藻水热法制备浮选捕收剂的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，小球藻浓缩液为蛋白核小球藻在bg11液体培养基中生长至小球藻浓度达到7.5×106 cfu/ml以上，由高速离心法离心浓缩500～1000倍的浓缩液；碱性溶液为质量分数为1.0～3.0%的naoh或koh溶液。

3.根据权利要求2所述的一种基于小球藻水热法制备浮选捕收剂的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，超声波频率不低于40khz。

4.根据权利要求3所述的一种基于小球藻水热法制备浮选捕收剂的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，高温反应温度105～300 ℃；反应后由稀hcl调节溶液ph为2.0～8.0；高速离心转速为10000～20000 r/min，离心10～30 min。

5.以权利要求1的方法制备的捕收剂的应用，其特征在于，用于赤铁矿正浮选工艺，包括对赤铁矿石进行粗选、精选和扫选，精选和扫选可分别进行1～6次。

6.根据权利要求5所述的捕收剂的应用，其特征在于，所述扫选包括向得到的尾矿中加入捕收剂，充气、刮泡。

7.以权利要求1-4任一项权利要求制备的捕收剂的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：将磨细至单体解离的铁矿石矿样调成适宜浓度的矿浆，并调节ph；其次在矿浆中依次加入捕收剂、起泡剂，然后充气、刮泡，得到泡沫产品铁精矿和槽底尾矿。

技术总结本发明属于铁矿石浮选提质利用技术领域，尤其涉及一种基于小球藻水热法制备浮选捕收剂的方法及应用，具体步骤如下：(1)将小球藻浓缩液或小球藻冻干粉加入碱性溶液中充分搅拌分散；(2)将步骤(1)中藻液置于玻璃容器中，超声振荡；(3)将步骤(2)溶液转移至高压反应釜中，高温反应，待反应结束，高压反应釜自然冷却至室温后，调节溶液pH至酸性或弱碱性，静置24 h后，固液分离后收集液体部分，得到赤铁矿捕收剂；(4)将磨细至单体解离的铁矿石矿样调成矿浆，并调节pH；在矿浆中依次加入捕收剂、起泡剂，充气、刮泡，得到泡沫产品铁精矿和槽底尾矿。该方法简单、便捷，成本低，制备的捕收剂与矿物间的吸附有特异性，显著提高捕收剂对铁矿物的选择吸附性。技术研发人员：杨志超,张素红,滕青受保护的技术使用者：太原理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/23