[发明专利]赤铁矿反浮选抑制剂复合变性淀粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于选矿工程中反浮选药剂制备技术领域，尤其涉及赤铁矿反浮选抑制剂复合变性淀粉及其制备方法。

背景技术

赤铁矿是在氧化条件下形成的一种氧化型矿，它主要赋存于沉积型、风化林滤型及部分受变质沉积型、与火山-侵入活动有关铁矿中。我国赤铁矿的储量现已探明约占全国铁矿总储量的18.1%，具有贫、杂、细，伴生矿比例高等特点。据统计，我国赤铁铁矿石平均品位31.27%，与澳大利亚、巴西进口矿比较，我国铁精矿质量尚有明显差距。例如，澳大利亚多为赤铁富矿，粉矿品位62%、块矿品位64%，SiO₂含量3%~4%；巴西也主要是赤铁富矿，矿品位65%~66%、块矿品位66%~67%，SiO₂含量1%~2%。因此，进一步提高铁矿品位、降低杂质含量，依然是我国选矿工作者面临的重要任务。从提高铁精矿质量角度看，阴离子反浮选工艺起到了巨大的作用。鞍钢齐大山铁矿为我国最大的铁选矿厂，年处理原矿品位为29%的赤铁矿800万吨，2001年前采用重-磁-正浮选工艺，精矿品位达63%，而2002年后改用重-磁-反浮选工艺，精矿品位达到67.4%以上。

在赤铁矿反浮选工艺中，玉米淀粉是氧化铁矿的典型抑制剂。普通淀粉抑制赤铁矿的基本原理是：淀粉在赤铁矿表面吸附后，淀粉本身存在的许多亲水性官能团在赤铁矿物表面形成亲水层，可减弱捕收剂与赤铁矿粒的表面作用力，阻隔赤铁矿粒与浮选气泡结合，降低赤铁矿的可浮性，从而对赤铁矿产生抑制作用。然而，在赤铁矿物与脉石矿物之间，两者的表面物理和化学性质有一定的差异，但也具有一些相似的特点，因此，在用普通淀粉作为抑制剂时，其抑制选择性受到一定限制。

为了提高淀粉抑制剂的选择性，有研究者曾提出采用改性后的变性淀粉作为赤铁矿的抑制剂。还有研究表明，当用阳离子淀粉作为赤铁矿抑制剂时，在pH=7~11范围内，石英等脉石比赤铁矿带有更多的负电荷，阳离子淀粉在石英矿物表面的吸附是赤铁矿的3倍，而阴离子淀粉在赤铁矿上的吸附比在石英上大得多。因此，在反浮选工艺中，选用阴离子淀粉可有效提高抑制剂的选择性。如，专利申请号200610124741.6公开了一种鲕状高磷赤铁矿的选矿方法，采用磺化淀粉抑制鲕状高磷赤铁矿，通过反浮选将磷、硅等杂质除去，获得铁品位63%以上、铁回收率大于75%的铁精矿。

然而，在使用磺酸根或羧酸根等阴离子淀粉作为抑制剂时，依然存在以下问题：（1）淀粉粘度高，导致蒸煮操作和管道输送困难；（2）浮选体系中含有一些钙、锰、铁等杂阳离子，对淀粉中的阴离子有一定“中和”作用，降低了阴离子淀粉的使用效果；（3）随着铁矿细磨程度越来越高，加上矿浆本身具有较高的黏度，铁精矿过滤困难依然难以解决。

发明内容

本发明的目的是解决上述技术中的不足，提供一种赤铁矿反浮选抑制剂复合变性淀粉及其制备方法，该复合变性淀粉冷水可溶，低粘度，可增加赤铁精矿的产率和改善铁精矿浆的过滤条件。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种赤铁矿反浮选抑制剂复合变性淀粉，由淀粉为原料，次氯酸钠为氧化剂，亚硫酸钠和亚硝酸钠为酯化剂，3-氯-2-羟丙基三甲基季铵盐为阳离子化试剂，苛性碱为催化剂和水制成，其配比按重量份数计为：原料淀粉100份，次氯酸钠0.5~10份，亚硫酸钠1.2~7.0份，亚硝酸钠0.2~1.2份，3-氯-2-羟丙基三甲基季铵盐0.5~3.5份，苛性碱3.0~7.0份，水25~40份。

所述淀粉选自木薯淀粉和玉米淀粉中任意一种。

所述苛性碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中任意一种。

一种赤铁矿反浮选抑制剂复合变性淀粉的制备方法，包括如下步骤：

（1）物料混合：将淀粉100份，次氯酸钠0.5~10份，亚硫酸钠1.2~7.0份，亚硝酸钠0.2~1.2份，3-氯-2-羟丙基三甲基季铵盐0.5~3.5份，苛性碱3.0~7.0份和水25~40份加入混合器，搅拌混合1~3小时；

（2）挤压反应：采用双螺杆挤压机对混合后的物料进行挤压反应2~10分钟，反应包括氧化、酯化和醚化反应；

（3）后处理：将反应后的产物冷却至室温，粉碎，通过100目筛，即得到产品。

所述混合器搅拌的转速为50~200 r/min。

所述双螺杆挤压机的工作参数为：螺杆长径比25，双螺杆的压缩比3.0，螺杆转速50~250 r/min，前段温度为50~80℃，中段温度为130~170℃，尾段温度为190~240℃，挤出口正向压力2.0~3.5MPa。