[发明专利]用于从金属硫化物矿石中分离出矸石材料的硬木木质素磺酸盐

说明书

技术领域

本发明涉及包含用于从金属硫化物矿石中分离出矸石材料的木质素磺酸盐的组合物和利用这些木质素磺酸盐的方法。

背景技术

泡沫浮选是回收、富集或分离粉矿的物理-化学方法。该工艺包括化学处理矿石浆体(ore pulp)或矿石浆料(ore slurry)以产生有利于将所选择的矿物颗粒附着到通过将空气流通过矿石浆体或矿石浆料形成的气泡上的条件。气泡将所选择的矿物运送到浆料的表面并形成稳定的泡沫，将泡沫从表面撇去，且该泡沫包含所选择的矿物颗粒。其他未被选择的矿物仍分散在浆体或浆料中。

大约一个世纪以来，泡沫浮选一直被用作富集有价值的金属硫化物的方法。在泡沫浮选中，用处理试剂(或收集剂)处理矿石浆料中的硫化物矿物颗粒，处理试剂(或收集剂)有利于硫化物矿物颗粒的浮选并将其通过气泡输送到浆料的表面，在表面形成了泡沫部分(frothed fraction)。已经证明此工艺是富集许多单一硫化物矿石的经济的方法，其中相对非选择性的油可以用作收集剂。然而，具有矸石材料的更复杂的矿石，诸如Cu-Fe、Cu-Pb-Zn-Fe、Pb-Zn-Fe、Cu-Zn-Fe和Cu-Ni-Fe矿石要求选择性更高的工艺。通常认为矸石材料包括含铁的化合物，诸如铁-硫化合物磁黄铁矿、黄铁矿和白铁矿。由于在熔炼阶段必须去除铁，所以铁是不期望的。另外，铁(如，呈黄铁矿的形式)可以影响浸出反应中提取金属的效率。因此，在富集工艺之后，矿石包含越少的铁，那么，最终回收期望的矿石的成本就越低。

处理这种复杂硫化物矿石的需求已经导致选择性更高的试剂和试剂组合的发展。已经证明黄原酸盐可用作硫化物矿物的选择性收集剂。获得期望的金属硫化物的富集物(concentrate)的另一种常用方法是在硫化物矿石的浮选过程中抑制矸石材料。氰化钠、硫氢化钠和硫代磷酸钠通常与选择性收集剂组合来用作选择性的浮选抑制剂。例如，通常通过添加大量的氢氧化钙来抑制矸石材料(如，黄铁矿)。在此工艺中，增大了整体浆料的pH且黄铁矿变成亲水性的。在浮选工艺过程中往往不会考虑赋予亲水性的物质。然而，当添加石灰并不是可接受的解决方法时(如，在此工艺必须在中性pH下进行的场合，或在即使在高pH下仍不能完全拒绝铁化合物的场合)，那么通常将氰化钠(或上述试剂中一种)用作包括硫化铁在内的不期望的矿物的抑制剂。然而，类似氰化钠的组分是有害的且有毒的。因而，类似氰化钠的化学品受到高度管控且需要昂贵的输送设备以便在泡沫浮选中使用它们。

本发明涉及木质素磺酸盐在硫化物矿石的浮选过程中的用途。具体地说，本发明涉及由硬木来源获得的木质素磺酸盐的用途。所公开的木质素磺酸盐组合物显示为有效的矸石抑制剂并提供了用于消除在块状硫化物矿石的浮选过程中诸如氰化物的有害的或有毒的化学品的使用的方法。具体地说，所公开的木质素磺酸盐组合物显示为在锌矿石、铅矿石和铜矿石的浮选过程中用作氰化物的直接替代物。与诸如氰化钠的其他有毒的矸石抑制剂相比，这些木质素磺酸盐组合物提供了相同的或更优的性能。

美国专利第5,693,692号；第5,049,612号；第4,952,329号；第4,880,529号；以及第4,877,517号中公开了包括木质素磺酸盐的矸石抑制剂组合物。然而，使用在这些专利的矸石抑制剂组合物中的木质素磺酸盐即Kelig 100不仅从功能上而且从结构上都不同于本申请中使用的木质素磺酸盐。首先，Kelig 100是用与本文公开的木质素磺酸盐不同的方式进行处理的，这基本上增大了聚合物的磺酸盐含量和硫含量并赋予该聚合物比本公开内容中使用的聚合物强得多的亲水性。此外，Kelig 100的分子量往往比本文公开的硬木木质素磺酸盐产品的分子量高。而且，这些专利中的矸石抑制剂组合物是包括作为基本组分的额外的成分的混合物，额外的成分诸如化学改性的碳水化合物聚合物(如，苛性化淀粉)、聚丙烯酸盐(polyacrylate)、单宁酸(quebracho)和糊精。这些专利并未公开在矸石抑制剂组合物中与氰化钠一样有效地发挥作用的特定木质素磺酸盐。

美国专利第5,575,334号也公开了木质素磺酸盐用于从矿石中回收金属的用途。然而，‘334专利并未公开本文描述的在矸石抑制剂组合物中与氰化钠一样有效地发挥作用的特定木质素磺酸盐的用途。