本發(fā)明涉及礦物加工藥劑，特別地涉及一種磁性淀粉選礦藥劑及其制備和應(yīng)用，屬于礦物加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：目前常規(guī)磁性淀粉的制備方法有包埋法、共沉淀法、單體聚合法、氧化磁化法等，然而此類常規(guī)制備方法得到的磁性淀粉因粉末顆粒較大，溶解性不足，絮凝較嚴(yán)重等缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了其在礦物加工藥劑領(lǐng)域的應(yīng)用。中國(guó)專利cn200610123853.x公開了一種超順磁性淀粉的氧化磁化制備方法，該方法先將淀粉和去離子水調(diào)制淀粉乳，調(diào)節(jié)ph值，加入可溶性亞鐵鹽溶液進(jìn)行一次吸附，再分離，得沉淀物，然后加入過氧化氫溶液進(jìn)行氧化，并脫水和洗滌，干燥，得到超順磁性淀粉產(chǎn)品。中國(guó)專利cn201310637032.8公開了一種淀粉原料碳包覆鎳鋅鐵磁性納米顆粒的制備方法，該方法是先通過自蔓延燃燒法制備得磁性納米顆粒，再用淀粉原位包覆磁性納米顆粒，得到淀粉包覆的鎳鋅鐵磁性納米材料。而中國(guó)專利cn201410046548.x公開了一種木薯淀粉磁性微球及其制備方法，其特征在于，在過硫酸銨的作用下，將磁流體與聚乙二醇的混合體系與木薯淀粉和戊二醛進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，即可得到磁含量較高的木薯淀粉磁性微球。中國(guó)專利cn105233293a公開了一種腫瘤靶向治療磁性淀粉顆粒的制備方法，屬于醫(yī)療高分子材料領(lǐng)域，其特征在于，氫氧化鈉淀粉糊混合液與含鐵溶液混合，惰性氣氛下在高溫反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度與時(shí)間，反應(yīng)結(jié)束后過濾、洗滌、干燥、篩分得到淀粉包覆型四氧化三鐵。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：在鐵礦物選礦工藝中，淀粉是典型的鐵礦物抑制劑和礦漿絮凝劑。本發(fā)明的目的在于提供一種用于礦物浮選和礦物絮凝的磁性淀粉選礦藥劑的制備方法和應(yīng)用，相對(duì)于常規(guī)方法制備的磁性淀粉，該磁性淀粉藥劑具有高分散性、溶解度較好，磁性粒子與淀粉活性基團(tuán)結(jié)合度較高，在鐵礦物的選礦工藝中對(duì)鐵礦物具有較強(qiáng)的抑制能力和絮凝作用，可用作浮選抑制劑和選礦絮凝劑，提高浮選性能，降低普通淀粉的用量。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的，磁性淀粉選礦藥劑的制備步驟：(1)將水、淀粉和naoh加入到燒杯中，置于水浴中加熱攪拌10～30min后，即配制成淀粉重量濃度0.5～10％的苛性淀粉溶液a；各組分的重量濃度為水80～99.4％、淀粉0.5～10％、naoh0.1～10％；(2)將可溶性的二價(jià)鐵鹽，或可溶性的二價(jià)鐵鹽和其他二價(jià)可溶性金屬鹽m加到a中，然后逐步加氨水或naoh溶液，邊加邊攪拌，調(diào)節(jié)ph10～11，得到淀粉與二價(jià)金屬鹽的混合堿液b；所述的可溶性金屬離子m2+為zn2+、cu2+、mn2+、mg2+中的一種或若干種混合離子；混合液b中，淀粉與二價(jià)鐵鹽feso4·7h2o的質(zhì)量比為1∶0.1～3，二價(jià)鐵與其他二價(jià)金屬m的摩爾比為1∶0～0.5；(3)將混合液b置于60℃～85℃的水浴中加熱攪拌，并向混合液b中逐滴加入h2o2溶液至溶液顏色變成紅棕色，得到含h2o2溶液的混合液c，最后將混合液c置于60℃～85℃的水浴中加熱攪拌10～40min，即得到磁性淀粉選礦藥劑。淀粉為馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、小麥淀粉、可溶性淀粉或其它改性淀粉。一種磁性淀粉選礦藥劑，應(yīng)用于鐵礦石反浮選中的具體步驟為：將含有鐵礦物的鐵礦石經(jīng)破碎磨礦后，礦漿給入浮選機(jī)中攪拌調(diào)漿，礦漿重量濃度5～45％，然后加入100～3000g/t的磁性淀粉選礦藥劑攪拌，再加入陽(yáng)離子捕收劑50～1000g/t并攪拌，最后再充氣浮選。一種磁性淀粉選礦藥劑，應(yīng)用于礦泥絮凝作業(yè)中的具體步驟為：將含有鐵礦物的礦泥攪拌調(diào)漿，礦漿重量濃度0.5～45％，然后加入10～3000mg/l的磁性淀粉藥劑進(jìn)行攪拌，再轉(zhuǎn)移礦漿進(jìn)行絮凝分級(jí)作業(yè)。本發(fā)明的原理和磁性淀粉選礦藥劑作用機(jī)理：(1)普通淀粉苛化后，已溶解的淀粉分子中含有大量的自由活性基團(tuán)，該活性基團(tuán)可充分吸附鐵離子，并在一定的堿性條件下合成具有高分散度的磁性淀粉溶液，該磁性淀粉所合成的磁性粒子粒徑小，磁性粒子與淀粉分子結(jié)合度較。(2)磁性淀粉在保留淀粉特征的同時(shí)，引入了微細(xì)粒的磁性粒子。由于磁性粒子與弱磁性的鐵礦物細(xì)顆粒間具有較大和作用距離較長(zhǎng)的磁吸引勢(shì)能，該磁吸引勢(shì)能可以促進(jìn)吸附了磁性粒子的淀粉分子在鐵礦物顆粒表面的橋聯(lián)吸附，強(qiáng)化了淀粉在礦物表面的吸附密度，特別是在弱磁場(chǎng)環(huán)境中，更可通過磁力作用、橋連作用定向作用于鐵礦物顆粒表面，即磁性淀粉具有一定的定向吸附效果。(3)磁性淀粉在鐵礦物表面吸附后，由于淀粉在礦物表面的吸附密度的增加和納米級(jí)別磁性粒子的吸附遮蔽作用，淀粉的空間位阻效應(yīng)得到了加強(qiáng)，減弱了捕收劑分子在鐵礦物表面的進(jìn)一步吸附或?qū)σ盐降牟妒談┓肿悠鸬秸诒巫饔?。本發(fā)明所公開的選礦藥劑是由可溶性金屬鹽溶液與苛性淀粉溶液混合反應(yīng)形成的磁性淀粉選礦藥劑。該藥劑能夠顯著增強(qiáng)原苛性淀粉對(duì)鐵礦物的抑制能力，提高金屬回收率10％以上，達(dá)到同樣指標(biāo)可降低鐵礦物浮選中淀粉用量1/3以上，降低藥劑經(jīng)濟(jì)成本1/10以上，并能夠增強(qiáng)普通淀粉對(duì)礦漿的絮凝能力，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不局限于實(shí)施例表示的范圍。實(shí)施例1(1)將已煮沸的去離子水、馬鈴薯淀粉、naoh三者按97.5％、2％、0.5％重量濃度加入到燒杯中，置于沸水浴中加熱攪拌20min，然后定容配制成2％重量濃度的苛性淀粉溶液a；(2)將可溶性的二價(jià)鐵鹽直接加到a中，然后逐步加氨水，邊加邊攪拌，調(diào)節(jié)ph10～11，得到淀粉與二價(jià)金屬鹽的混合堿液b；混合液b中，淀粉與二價(jià)鐵鹽feso4·7h2o的質(zhì)量比為8∶0～22；(3)將混合液b置于85℃的水浴中加熱攪拌，并向混合液b中逐滴加入h2o2溶液至溶液顏色變成紅棕色，得到含h2o2溶液的混合液c，再在水浴中保溫?cái)嚢?0min，即得到磁性淀粉選礦藥劑。實(shí)施例2(1)將已煮沸的去離子水、馬鈴薯淀粉、naoh三者按97.5％、2％、0.5％重量濃度加入到燒杯中，置于沸水浴中加熱攪拌20min，然后定容配制成2％重量濃度的苛性淀粉溶液a；(2)將fe2+/m2+摩爾比為5∶1的可溶性的二價(jià)鐵鹽和二價(jià)可溶性金屬鹽m直接加到a中，然后逐步加氨水，邊加邊攪拌，調(diào)節(jié)ph10～11，得到淀粉與二價(jià)金屬鹽的混合堿液b；所述的可溶性金屬離子m2+為zn2+、cu2+、mn2+或(和)mg2+；混合液b中，淀粉與二價(jià)鐵鹽feso4·7h2o的質(zhì)量比為8∶4.6；(3)將混合液b置于85℃的水浴中加熱攪拌，并向混合液b中逐滴加入h2o2溶液至溶液顏色變成紅棕色，得到含h2o2溶液的混合液c，再在水浴中保溫?cái)嚢?0min，即得到磁性淀粉選礦藥劑。實(shí)施例3將上述制備實(shí)例1配制的的苛性淀粉和磁性淀粉藥劑應(yīng)用于如下浮選環(huán)境：某赤鐵礦強(qiáng)磁尾礦礦泥tfe品位38.06％，-15μm占99％，將其加入0.5l充氣掛槽浮選機(jī)中，礦漿濃度為21.05％，依次加入抑制劑，捕收劑，刮泡4min，浮選ph為中性，十二胺醋酸鹽(dda)作為捕收劑，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。表1磁性淀粉對(duì)某赤鐵礦細(xì)泥浮選的影響(淀粉1000g/t，dda800g/t，礦漿ph7.1，磁性淀粉ph7.3，磁性淀粉中淀粉與二價(jià)鐵鹽質(zhì)量之比為8∶5.6)實(shí)施例4將按上述制備實(shí)例1和2的制備方法制備的各種磁性淀粉藥劑應(yīng)用于如下浮選環(huán)境：某赤鐵礦強(qiáng)磁精礦，tfe51.55％，78％-0.074μm，將其加入1l充氣掛槽浮選機(jī)中，礦漿重量濃度為17.54％，浮選礦漿ph為中性或弱堿性，加入磁性淀粉抑制劑，十二胺醋酸鹽(dda)作為捕收劑，每次刮泡4min，與傳統(tǒng)的苛性淀粉相比。表2是實(shí)例1制備的磁性淀粉的試驗(yàn)結(jié)果，表3是實(shí)例1制備的磁性淀粉對(duì)礦物表面藥劑的吸附的影響，表4是實(shí)例1制備的磁性淀粉中淀粉與二價(jià)鐵鹽質(zhì)量比的變化對(duì)浮選的影響，表5是實(shí)例2制備的尖晶石型磁性淀粉中二價(jià)金屬m的類型對(duì)浮選的影響。表2實(shí)例1制備的磁性淀粉對(duì)某赤鐵礦強(qiáng)磁精礦浮選的影響(淀粉1200g/t，dda400g/t，礦漿ph7.1，磁性淀粉ph7.3，磁性淀粉中淀粉與二價(jià)鐵鹽質(zhì)量之比為8∶5.6)表3實(shí)例1制備的磁性淀粉對(duì)某赤鐵礦強(qiáng)磁精礦的藥劑吸附的影響(淀粉1200g/t，dda375g/t，礦漿ph7.8，磁性淀粉ph8.6，磁性淀粉中淀粉與二價(jià)鐵鹽質(zhì)量之比為8∶5.6)表4實(shí)例1制備的磁性淀粉中淀粉與二價(jià)鐵鹽的質(zhì)量比對(duì)浮選的影響(淀粉1200g/t，dda375g/t，礦漿ph7.8，磁性淀粉ph8.6)表5實(shí)例2制備的磁性淀粉中二價(jià)金屬m的種類對(duì)浮選的影響(淀粉1200g/t，dda375g/t，，礦漿ph7.8，磁性淀粉ph8.6，淀粉與二價(jià)鐵鹽質(zhì)量之比為8∶4.6)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相較于普通苛性淀粉，磁性淀粉對(duì)鐵礦物具有較強(qiáng)的抑制作用,其中尖晶石型-磁性淀粉中的mn-fe型磁性淀粉抑制能力相對(duì)較強(qiáng)。表3的藥劑吸附結(jié)果表明，磁性淀粉的抑制強(qiáng)弱與淀粉的吸附量有直接的關(guān)系，磁性淀粉的加入增強(qiáng)了淀粉在礦物表面的吸附密度，并且磁性淀粉的加入亦減弱了捕收劑分子在礦物表面的吸附量，即磁性淀粉的抑制作用是通過強(qiáng)化淀粉在礦物表面的吸附能力和增強(qiáng)淀粉在礦物表面的空間位阻效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的。實(shí)施例5將上述制備實(shí)例1和2配制的的苛性淀粉和磁性淀粉藥劑應(yīng)用于如下絮凝環(huán)境：某赤鐵礦強(qiáng)磁尾礦礦泥tfe品位28.06％，-15μm占99％，將其加入1l燒杯中，礦漿重量濃度為2％，然后加入300mg/l的磁性淀粉藥劑進(jìn)行攪拌3min，再立即轉(zhuǎn)移礦漿至1l量筒沉降管中沉降5min，取沉降筒頂部的上清液20ml進(jìn)行濁度分析和藥劑吸附測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。表6磁性淀粉對(duì)某赤鐵礦強(qiáng)磁尾礦絮凝的影響(淀粉300mg/l，礦漿ph7.8，磁性淀粉ph8.6，實(shí)例1制備的磁性淀粉中淀粉與二價(jià)鐵鹽質(zhì)量之比為8∶5.6，實(shí)例2制備的尖晶石型磁性淀粉中淀粉與二價(jià)鐵鹽質(zhì)量之比為8∶4.6)磁性淀粉沉降濁度/ntu絮凝粒度/μm淀粉吸附量/mg/l苛性淀粉450.8114.64110.94淀粉：二價(jià)鐵鹽＝8:5.6277.0226.93168.64淀粉：二價(jià)鐵鹽＝8:11289.1624.28165.36淀粉：二價(jià)鐵鹽＝8:22292.6022.24156.94zn0.5fe0.5o·fe2o3–淀粉390.2221.44163.82mn0.5fe0.5o·fe2o3–淀粉238.5325.63167.02cu0.5fe0.5o·fe2o3–淀粉349.6123.97161.04mg0.5fe0.5o·fe2o3–淀粉335.5623.26163.25表6結(jié)果表明，相較于普通苛性淀粉，磁性淀粉具有較強(qiáng)的絮凝作用,藥劑吸附測(cè)試表明絮凝能力的強(qiáng)弱與淀粉的吸附量有直接的關(guān)系，即磁性淀粉的絮凝能力是通過強(qiáng)化淀粉在礦物表面的吸附能力實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)前第1頁(yè)12