超细颗粒作为表面活性剂生成皮克林乳液的矿物分选方法

本发明属于超细粒矿物分选，具体涉及一种超细颗粒作为表面活性剂生成皮克林乳液的矿物分选方法。

背景技术：

1、随着高品质易加工矿石的日渐枯竭和全球对矿石需求的日益增长，矿石日趋贫、细、杂化，低品质矿物成为今后很长一段时间内矿产资源的主要来源。低品质矿产资源普遍存在超细粒分选难题，例如钼、钛、铁、铜、稀土、石墨等以几十微米的超细颗粒形式嵌布。

2、浮选被认为是细粒矿物分选中最经济有效的方法之一。但超细矿粒在浮选矿浆中的动量小，与气泡的碰撞概率小，会造成浮选回收率低；另外由于超细粒矿物颗粒的比表面积增加，容易造成脉石矿粒与有用矿粒之间的非选择性团聚，影响药剂与矿物之间的作用，导致高药剂消耗，大大增加了生产成本。因此大量有价值超细粒矿物因其无法被有效地分选成为弃置的尾矿，不仅造成资源浪费，还会威胁生态环境。

3、为了提高超细粒有用矿物浮选效果，专利cn101722111a、cn103056033a等公开了改进的泥煤浮选药剂，提出通过乳化药剂，增强药剂分散性，从而降低药耗。但浮选药剂经乳化处理稳定性差，不易储存且破乳导致其乳化分选作用失效，无法解决超细颗粒浮选矿化效率低的问题。另外，有学者采用油团聚分选，通过非极性油作为桥液在疏水改性超细颗粒之间形成油桥强化聚团效果，增大超细颗粒表观粒径，然后通过筛分或分浮选等方法进行分选，但油相无法回收，油耗高，到达几十甚至上百kg/t。部分学者提出在油团聚分选过程中添加表面活性剂，乳化油相，提高油相分散性，虽然能降低油耗，但油相仍无法有效回收利用，且油耗仍大于10kg/t，离实际应用还有较大距离。

4、综上所述，超细粒矿物的分选是一个亟待解决却又十分棘手的世界性难题，尽快提出一种能提高超细粒矿物高效回收的方法具有重大意义。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用超细颗粒作为表面活性剂生成皮克林乳液的矿物分选方法。

2、本发明采用的技术方案为：

3、超细颗粒作为表面活性剂生成皮克林乳液的矿物分选方法，所述皮克林乳液为超细颗粒作为表面活性剂利用其表面活性选择性吸附在油-水界面生成的乳液，包括以下步骤：

4、步骤1：超细粒矿物加水进行第一次搅拌调浆，得到悬浮浆料；

5、步骤2：悬浮浆料中加入与所述分离的超细粒矿物匹配的所需分散剂、和捕收剂，进行第二次搅拌调浆；

6、步骤3：继续加入油相进行第三次搅拌调浆，得到皮克林乳液；

7、步骤4：皮克林乳液静置稳定后，收集漂浮在浆料顶部含有超细粒目的矿物的奶油状液滴，与沉积在在浆料底部的尾矿实现分离；

8、步骤5：离心处理所述奶油状液滴，破乳分离得到油相和所需精矿。

9、优选的，所述超细粒矿物为38μm以下的超细粒级矿物质量占比80％以上。

10、优选的，所述悬浮浆料中，超细粒矿物和水的质量比为1:(18～22)。

11、优选的，所述步骤2中，分散剂和捕收剂的添加满足第二次搅拌调浆后浆液中超细粒矿物分散均匀且目的矿物的接触角在75°～110°之间。

12、优选的，所述分散剂为水玻璃和/或六偏磷酸钠，用于使超细粒矿物保持分散状态，防止其聚集成团。捕收剂的种类和用量根据矿物组成的不同进行调整，其种类和用量需使目的矿物(精矿)的接触角介于75°至110°之间，以保证目的矿物(精矿)超细颗粒具有足够的表面活性，能够选择性吸附在油-水界面发挥表面活性剂作用。

13、优选的，所述步骤2中，还包括ph调整剂，所述ph调整剂为石灰、碳酸钠、硫酸中的任意一种或两种以上的组合，ph调整剂添加至使目的矿物(精矿)和非目的矿物(尾矿)在油-水界面的吸附量差异最大。

14、优选的，所述步骤3中，油相为直链烷烃、支链烷烃和环烷烃中的任意一种或多种的组合，所述油相添加质量占步骤1中加入的水的质量的1/(9～12)。

15、优选的，所述第一次搅拌调浆、第二次搅拌调浆和第三次搅拌调浆的搅拌转速为1000～2000rpm，搅拌时间3～25min。

16、优选的，所述步骤4中剩余浆料和尾矿，得到水相，所述水相和步骤5中油相返回步骤1和步骤3中重复利用。

17、本发明还提供一种系统，所述系统用于实现如权利要求1所述的超细颗粒作为表面活性剂生成皮克林乳液的矿物分选方法。

18、本发明的有益效果在于：

19、超细粒矿物的有价组分通常以几十微米颗粒形式嵌布，传统选矿方法处理超细粒矿物时，粒度细是它的难题，本发明突破思维定势，充分利用了超细粒矿物的尺寸效应，利用超细颗粒的表面活性将其作为表面活性剂，用于制备皮克林乳液，从而把粒度细的劣势转换为优势。

20、采用皮克林乳液选择性分离超细粒矿物，通过调整超细粒矿物润湿性，使其选择性地在油滴表面粘附形成皮克林乳液，实现目的矿物与脉石矿物的有效分离。

21、本发明中油相和水相的可循环使用。水相和油相参与皮克林乳液的形成，静置、离心操作后可以将水相、油相与精矿、尾矿轻松分离，水相和油相可以循环利用，经济环保。

22、本发明有效利用了经疏水改性的超细粒目的矿物在油-水相界面的活性，通过形成皮克林乳液的方式实现对超细粒矿物的分选，具有操作简便、分选效率高、药耗低和绿色环保等优点。

技术特征：

1.超细颗粒作为表面活性剂生成皮克林乳液的矿物分选方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的矿物分选方法，其特征在于，所述超细粒矿物为38μm以下的超细粒级矿物质量占比80％以上。

3.如权利要求1所述的矿物分选方法，其特征在于，所述悬浮浆料中，超细粒矿物和水的质量比为1:(18～22)。

4.如权利要求1所述的矿物分选方法，其特征在于，所述步骤2中，分散剂和捕收剂的添加满足第二次搅拌调浆后浆液中超细粒矿物分散均匀且目的矿物的接触角在75°～110°之间。

5.如权利要求4所述的矿物分选方法，其特征在于，所述分散剂为水玻璃和/或六偏磷酸钠。

6.如权利要求1或4或5所述的矿物分选方法，其特征在于，所述步骤2中，还包括ph调整剂，所述ph调整剂为石灰、碳酸钠、硫酸中的任意一种或两种以上的组合。

7.如权利要求1所述的矿物分选方法，其特征在于，所述步骤3中，油相为直链烷烃、支链烷烃和环烷烃中的任意一种或多种的组合，所述油相添加质量占步骤1中加入的水的质量的1/(9～12)。

8.如权利要求1所述的矿物分选方法，其特征在于，所述第一次搅拌调浆、第二次搅拌调浆和第三次搅拌调浆的搅拌转速为1000～2000rpm，搅拌时间3～25min。

9.如权利要求1所述的矿物分选方法，其特征在于，所述步骤4中剩余浆料和尾矿，得到水相，所述水相和步骤5中油相返回步骤1和步骤3中重复利用。

10.一种系统，所述系统用于实现如权利要求1所述的超细颗粒作为表面活性剂生成皮克林乳液的矿物分选方法。

技术总结
本发明属于超细粒矿物分选技术领域，具体涉及一种超细颗粒作为表面活性剂生成皮克林乳液的矿物分选方法。首先将超细粒矿物制成悬浮浆料，再加入分散剂和捕收剂搅拌，然后加入油相搅拌调浆得到皮克林乳液；皮克林乳液静置稳定后，收集漂浮在浆料顶部含有超细粒目的矿物的奶油状液滴，与沉积的尾矿实现分离；离心处理所述奶油状液滴，破乳分离得到所需精矿。本发明方法充分利用了超细粒矿物的尺寸效应，突破思维定势，利用超细颗粒的表面活性将其作为表面活性剂制备皮克林乳液，从而把粒度细的劣势转换为优势，通过形成皮克林乳液的方式进行超细粒矿物的分选，具有操作简便、分选效率高、药耗低和绿色环保等优点。

技术研发人员：廖寅飞,邹奇奇,苏海龙,王凯瑞,罗国兰,孙鹏,周婕,马鑫,张梦麟
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11