摘要:收集了近几年国内有关浮选起泡剂研究方面的文献资料,介绍我国起泡剂的研究现状,并略加评论。

 关键词:浮选;起泡剂;研究现状                 

浮选是利用矿物表面疏水、亲水性的差别,对矿物进行加工的一种方法。在浮选作业中,虽然利用矿物的天然疏水性也可以进行矿物的选别,但通常都使用浮选药剂以增大或减小矿物表面的疏水性,调整、控制矿物的浮选行为,以获得更好的浮选指标。 起泡剂在矿物浮选中不仅影响气泡的数量和质量,也影响矿物颗粒之间的接触,而且在泡沫层中能促使黏附在气泡中的疏水性矿粒和亲水性矿粒的分离。由此可见,起泡剂和捕收剂一样,其性能的优劣将直接影响浮选指标,最终影响到企业的经济效益和资源利用率。然而,在很长一段时间内,人们对起泡剂的研究投入较少,而关注较多的是捕收剂,实际生产中因捕收剂可供选择的种类较多,生产技术人员也常常忽略了起泡剂的作用。

一、使用现状

以前,我国煤炭冶金行业浮选用的起泡剂主要以松醇油、杂醇、仲辛醇等为主,其他可供选择的品种较少。随着人们对松醇油的进一步认识和比较,不论从性价比来说,还是从森林资源及环保等方面考虑,发现松醇油并不是最理想的起泡剂。所以发达国家均不提倡使用松醇油,而改用杂醇、仲辛醇或合成产品起泡剂。另一方面,我国是一个森林资源较少的国家,多年来松醇油的供应缺口很大,成本和售价居高不下给企业造成负担。鉴于人们对起泡剂重要性和松醇油的重新认识,及对矿山企业和社会负责的态度,近年来众多的选矿药剂工作者所在的科研单位和厂商都投入了大量人力物力,研究开发新型起泡剂,并取得了令人满意的成绩。不同成分、不同代号的起泡剂新产品在矿山企业得到了应用,为企业创造了较好的经济效益和社会效益。

二、研究进展

 从查阅部分文献资料来看,在起泡剂的研究上,科研力量主要集中在科研院所和少数厂商,研究的目的非常具体,就是要研发出松醇油的替代产品新型起泡剂。比较而言,科研人员对起泡剂的作用机理和化学合成方法的研究要少一些。近年来,通过药剂工作者的共同努力,开发出了许多新型起泡剂。本文对几种具有一定市场占有率、较为有影响的起泡剂作简单介绍。

1、 YQ系列起泡剂

多年许多企业和科研单位从事浮选起泡剂的研究工作,先后开发出了YJ063、YQ661等起泡剂,并应用于实际生产,为满足矿山、煤炭资源对起泡剂性能的不同要求,于2016年开发出了YQ系列起泡剂,并在实际应用中不断完善和发展。

⑴、YQ系列产品的主要成分有三甲基、环己烯、甲醇、丁醇,三甲基双环庚醇、樟脑、醚、酮等。根据不同的矿石性质,通过调整起泡剂中各组分的比例,来调整起泡剂的起泡能力、起泡速度、泡沫黏度和稳定性,形成不同的产品。其最有代表性的是YQ661起泡剂,外观为淡黄色油状液体,微溶于水,与醇、酮等混溶,密度为0.89~0.92g/cm3,浮选时可直接添加。根据我国工业毒物急性毒性分级标准,属低毒物质,在选煤厂可安全使用，YQ661起泡剂在煤炭选煤厂使用,能获得89.59%较好指标;在某些选煤厂与杂醇油、仲辛醇对比使用,能使精矿产率提高2.35%。

⑵、YQ661B起泡剂在冶金行业也得到广泛应用。以YQ661B起泡剂代替矿山现使用的松醇油所做的多组小型试验、工业试验及实际生产应用结果表明, YQ661B除获得与松醇油相近或略高的浮选指标外,用量可比松醇油减少12%~26%,降低了药剂用量及生产成本。

目前, YQ661系列起泡剂已实现规模化生产,代替杂醇、仲辛醇等起泡剂应用于许多煤炭矿山等企业,并获得了企业的好评。

2、 BK系列起泡剂

 BK-201、BK-204起泡剂属醇类起泡剂,其结构为链状高碳醇类,即R-CH(OH),BK201为8碳醇,BK204为6~7碳醇。外观为棕黄色油状液体,密度为0.84~0.89g/cm3。BK-201起泡剂在内蒙300万t选煤厂工业试验与仲辛醇对比,用量可减少13%以上,节约成本约20%;BK-204 起泡剂 是在BK-201基础上改进产物,碳链从 BK-201平均8个碳减少到6~7个碳,表现出分散容易、泡沫黏度低等优点,满足了使用单位工艺要求,起泡剂费用可节约28%。 BK-206起泡剂是以石油化工产品为原料经过化学加工而成的。主要成分为高级脂肪醇及醚酯类化合物,产品为油状透明液体,外观为浅黄色及浅棕色,微溶于水,与醇、酮等有机溶剂互溶,产品密度为0.84~0.87g/cm3 ,LD50为5001mg/kg,属低毒级起泡剂。在煤炭、冶金行业试验证明,与杂醇、仲辛醇、松醇油相比,不仅能保证选出产品质量而且还能提高产品回收率,并提高尾矿灰分，降低尾矿煤、锌等产品的含量;选锌时,BK-206能有效地提高锌的回收率。

BK-206起泡剂在金川镍矿小型及工业试验表明,对金川镍矿具有很好的适应性,与松醇油和生产中使用的J-622(西北矿冶研究院捕收起泡剂产品)相比,BK-206的选矿指标最好,镍精矿回收率略有提高,精矿中MgO含量还稍有下降。其用量比J-622降低约70%,每年可节约药剂费用近200万元。

3、  RB系列起泡剂

 RB系列起泡剂是研究人员根据混合用药较单一用药效果好的经验,使用一种含有羧酸、醇、酯的化工副产物,调整其组分含量,同时加入一定量的辅助成分,配制成RB系列起泡剂,共7个品种。外观为棕黑色油状液体,密度为0.90~1.00g/cm3 ,微溶于水,LD50为10260mg/kg,毒性比松醇油低6倍。RB1的黏度较大,低温时流动性差,不便于管道加药,而RB2、RB3和RB4克服了这一缺点。 RB1起泡剂在武汉钢铁公司选矿厂用于浮硫作业,取得了较好指标,工业试验结果表明,用RB1起泡剂的硫精矿品位比用松醇油时提高5.35%,硫回收率提高13.07%,用量比松醇油降低8.07g/t。1994~1995年实际生产指标与松醇油指标相比,硫精矿回收率提高3.7%,浮选尾矿硫含量降低0.55%,用量比松醇油减少12.6g/t。

4、SDJ-2和605号起泡剂

 SDJ-2起泡剂是以石化副产物为原料加工而成的,主要成分是高级醇类及醚酯化合物。外观为淡黄色液体,生产成本低,价格 便宜,较松醇油易降解,有利于环保。SDJ-2起泡剂在铜矿峪矿选厂应用,得到与该厂原松醇油作起泡剂时相近的指标,但该药剂比松醇油便宜近800元/t,每年可为选厂节约起泡剂费用近20万元。 605号起泡剂是青岛澳通精细化工有限公司生产的浮选油,用其代替11号油在大冶铁矿进行了条件试验和工业试验,均取得很好的效果,混合浮选作业铜的回收率分别提高了3.19%和2.13%,具有较好的经济效益,对金的回收也有利。

三、结语

 随着人们对起泡剂在浮选作业中的重要性的逐渐重视,越来越多的新型起泡剂也呈现在煤炭、矿山企业面前,供其选择使用,逐渐改变了杂醇、仲辛醇、松醇油等一统天下的格局,这也是选矿药剂工作者共同努力的结果。这些新型的起泡剂在矿山企业得到推广应用的同时,也不断完善和发展。通过对这些新型起泡剂在生产中的应用情况和效果进行分析和总结,可以看到:

(1)混合起泡剂的效果和适应性比单一起泡剂要好,应该作为研究起泡剂的一个方向。

(2)不改变煤炭、矿山企业现有工艺流程的情使用组合合理的起泡剂和捕收剂也可达到提高选矿指标的目的。

(3)随着人们环保意识的加强,在新型起泡剂的设计和研发时,应尽可能避免起泡剂的生产和使用给环境造成的污染。

(4)随着化学工业的发展,原料来源广泛,合成工艺简单,易生物降解的合成起泡剂将逐步取代以松节油为原料的、价格偏高的松醇油,降低矿山企业的药剂费用。