[发明专利]一种利用改性纳米气泡提高高岭石浮选回收率的方法

说明书

本发明属于高岭石浮选技术领域，公开了一种利用改性纳米气泡提高高岭石浮选回收率的方法。在水槽中加入去离子水；将十二胺与盐酸按1:1摩尔比配制成含十二胺阳离子的捕收剂溶液，再将该溶液加入到水槽中并搅拌充分；利用纳米气泡发生装置将水槽中溶解有十二胺阳离子的混合水溶液循环一定时间制得荷正电的改性纳米气泡。从高岭石浮选结果来看，在同等捕收剂用量前提下，本发明提供的利用改性纳米气泡水浮选较常规水浮选回收率提高17.8％，较常规纳米气泡水浮选回收率提高8.4％，因此该方法能够显著提高高岭石这一重要非金属矿产资源的浮选回收效率，为企业带来经济效益。

技术领域

本发明属于高岭石浮选技术领域，尤其涉及一种利用阳离子捕收剂十二胺改性纳米气泡提高高岭石浮选回收率的方法。

背景技术

高岭石亦称“高岭土”，是一种典型的黏土矿物，同时也是一种重要的非金属矿产资源，被广泛应用于造纸、陶瓷、橡胶和耐火材料等材料制备领域。此外，高岭石通常作为脉石矿物伴生于铝土矿和赤铁矿中。浮选是从高岭土选厂尾矿中回收高岭石以及将铝土矿和赤铁矿与高岭石分离最常用的手段。由于其粒度细，在浮选过程中高岭石颗粒与气泡碰撞并粘附的概率低，因此在常规浮选手段下，高岭石回收效率低。

高岭石晶体断裂时，产生两类性质不同的晶面，一类是荷永久负电荷的底面，分为硅氧四面体(001)面和铝氧八面体(001^-)面；另一类是荷可变电荷的端面。片状高岭石颗粒在溶液中主要以分散、底面-底面、端面-底面、端面-端面四种形式存在。国内外专家研究发现高岭石的浮选行为与其颗粒聚集形态紧密相关：在酸性矿浆中或高离子强度条件下，高岭石颗粒发生聚集形成无序的三维结构，浮选随之变好。因此，如何改变高岭石颗粒在矿浆中的聚集形态进而使其更好地被回收利用，成为当前提高高岭石浮选回收率的突破口。

纳米气泡是一种直径小于1μm的微小气泡。研究发现，将纳米气泡引入浮选系统后，纳米气泡优先附着在疏水性矿物颗粒表面并以此增强矿物表面的疏水性同时促进微细矿物颗粒的团聚，从而成为提高微细粒矿物浮选回收率的一种重要手段。然而，由于高岭石整体呈电负性且天然亲水，荷负电的常规纳米气泡对微细粒高岭石浮选效率的提升是有限的。因此，亟需一种新的表面改性的纳米气泡提高高岭石浮选回收率的方法。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：(1)现有技术中将纳米气泡与提高高岭石浮选回收率的方法相结合的技术方案尚未见报道。

(2)高岭石颗粒粒径通常在2μm以下，在浮选过程中由于其粒度小被气泡捕获概率低，成为限制常规浮选手段回收高岭石效率的一大瓶颈。

(3)在酸性矿浆中，荷负电的底面与荷正电的端面相互吸引使高岭石颗粒在溶液中形成以端面-底面形式为主的无序聚团，高岭石可浮性随之变好。但在较强酸性条件下浮选不仅会加速设备腐蚀而且可能造成环境污染。

(4)在高离子强度条件下，高岭石因表面双电层被压缩，颗粒间静电斥力减弱而团聚，高岭石浮选回收率显著提高。然而，高离子强度条件下浮选会缩短设备寿命，显著增加选厂的作业成本。

(5)纳米气泡虽是微细粒矿物浮选的重要手段，但由于高岭石整体呈电负性且天然亲水，常规纳米气泡对高岭石颗粒形成三维聚集结构的促进作用有限，进而导致其对高岭石浮选回收率的提升有限。

解决以上问题及缺陷的难度为：

如何寻求一种能够在自然矿浆(pH及离子强度)条件下诱发高岭石颗粒团聚的手段且形成的高岭石颗粒聚集结构必须有利于提升其浮选回收效率。

解决以上问题及缺陷的意义为：

通过新的温和的手段改变高岭石颗粒在自然矿浆中的聚集形态，解决细粒高岭石在传统手段浮选时回收效率低的问题并避免因高酸性或高离子强度可能造成的负面影响，且较常规纳米气泡浮选回收效率有一个相对更大的提升，这对于高效回收利用高岭石这一重要非金属矿产资源具有重要意义。

发明内容