介紹一種新型起泡劑

發(fā)布日期：2011-04-13 瀏覽次數：1838

核心提示：介紹一種新型起泡劑

前言

WHL-3是從某些植物的籽、根、莖、葉等廢棄物中提取出來的一類糖苷化合物,具有優(yōu)良的起泡能力。提取WHL-3的原料豐富,工藝簡單,是一種具有潛在市場的待開發(fā)的浮選起泡劑。

1 WHL-3對溶液表面張力的影響及泡沫特性

1.1 WHL-3理化性質簡述

純凈的WHL-3是一種無色微細柱狀晶體,常見為淺棕色無定形粒狀,這是因含雜質所致。WHL-3基本無毒、無刺激味,熔點約為220℃,相對密度略小于1g/cm³,不溶于氯仿、丙酮、石油醚等溶劑,易溶于水和含水醇類等溶液中,作浮選起泡劑為濃度40%左右的粗WHL 3溶液。

WHL-3屬五環(huán)三萜類化合物,分子量約1000,水溶液呈微弱酸性(pH6.5),由最大氣泡法測得25℃時,其溶液表面張力隨濃度變化如圖1。由圖1可知,隨著起泡劑濃度增大,兩種起泡劑溶液的表面張力均隨之下降。但在相同濃度下,WHL-3使溶液表面張力下降的程度不及松醇油大,由此可推知滿足浮選要求所需的用量,WHL-3比松醇油要大。此外WHL-3溶液表面張力變化曲線較平緩,即使?jié)舛仍黾虞^大,表面張力降低也不顯著,因而其泡沫較脆,泡沫量較穩(wěn)定。松醇油使溶液表面張力下降顯著,因而形成的泡沫較穩(wěn)定,不易破裂〔1〕。

1.2 WHL-3的起泡能力

試驗采用Ross-Miles儀進行測定,結果如圖2。由圖2可知,相同濃度下松醇油的泡沫高度及泡沫破裂所需時間都比WHL-3大,這說明松醇油起泡能力比WHL-3強,泡沫韌性較大,壽命較長,而WHL-3泡沫較脆且易于破裂。因此在浮選中一旦用量過量,松醇油將產生大量而不易破碎的黏性泡沫,而WHL-3則不會〔2〕。

1.3 pH值對泡沫性能的影響

不同pH值下形成泡沫的情況如圖3所示。從圖3可看出,WHL-3在pH5～12范圍內泡沫柱高度相差不大,即在弱酸性及堿性介質中均能生成大量氣泡,在酸性較強(ｐＨ<5)的溶液中雖也能起泡但效果較差,這可能是在較高pH溶液中WHL-3以陰離子形式為主,此時氣泡液膜為雙面帶同號電荷,電荷相斥作用有阻止液膜變薄的作用,從而增加了泡沫穩(wěn)定性〔3〕。

1.4　鹽對WHL-3泡沫性能的影響

礦漿中存在多種難免離子對起泡劑作用有一定的影響,這點在許多文獻中均有報導〔4〕。我們研究了WHL-3的抗鹽能力,一價鹽用NaCl,二價鹽用CaCl₂,試驗中固定NaCl濃度為200mg/Ｌ,改變CaCl₂濃度時所測數據如圖4。結果表明,隨著鹽濃度增加泡沫高度有所下降,但幅度不大,而且WHL-3的耐鹽性能比松醇油要稍好些。可見起泡劑WHL-3對鹽的影響不敏感。

2 WHL-3的提取

WHL-3的提取方法隨原料不同而有所差別,但主要采取固-液萃取,罐組分離法。以某種植物提取工藝為例,過程大致如下:

(1)先將原料在Na₂CO₃水溶液中浸漬洗滌,除去雜質,過濾所得濾渣用水洗凈后干燥并粉碎。

(2)根據分析數據確定萃取溶劑種類、用量及配比。

(3)將碎料投入分離裝置,按比例加入萃取劑,升溫加熱(～60℃)連續(xù)提取6～12ｈ,直至大部分WHL-3被萃取出來。

(4)過濾去渣,將濾液轉入分餾器,分出溶劑。

(5)分餾后的提取液經回流濃縮后可得到含量為40%左右的粗WHL-3,經特定稀釋后即可用作浮選起泡劑。

3 WHL-3的浮選效果

為了考察起泡劑WHL-3的浮選效能,選擇以松醇油作對照進行了直接浮選試驗。浮選設備為單槽0.5L浮選機。

試驗用礦石為含硫磁鐵礦(含硫量為1.60%),礦石呈塊狀、網脈浸染狀及角礫狀構造。金屬礦物以磁鐵礦為主,含有少量黃鐵礦,非金屬礦物有磷灰石、白云石、方解石等。礦石經浮選脫硫后再對尾礦進行磁選,分別得到硫精礦和鐵精礦。硫基本上含在黃鐵礦中,黃鐵礦呈自形晶,粒度一般0.01～0.7mm。

3.1　分批刮泡試驗

經試驗確定優(yōu)化浮選條件后,再進行分批刮泡試驗,試驗中捕收劑乙基黃藥(140g/t)分二次添加,起泡劑按三次添加,但保持每次試驗添加制度一致。浮硫時每刮1min泡沫作為一次精礦,化驗結果見表1。從表1可看出,兩種起泡劑的浮選效果都不錯,前3min內回收率均達到79%。以后增加減慢,到第8min增加甚少。因此可確定總共刮泡8min即可。值得注意的是,兩種起泡劑參與浮選的回收率雖相近,但精礦品位則是WHL-3高于松醇油,這是由于WHL -3產生的泡沫較脆,二次富集作用更好些造成的。

3.2　分批加藥試驗

由于WHL-3起泡劑較易溶于水,在使用中應采用多次添加的加藥方式〔4〕。為此進行了加藥方式試驗。試驗結果見表2。表中一次加入是指將起泡劑一次全部加入后浮硫,二次加入是指將相同量起泡劑分批加入,2/3加在粗選攪拌2min浮硫,再加入余下的1/3,再攪拌1min后進行掃選,合并粗精礦和掃選精礦為硫精礦。表中數據表明,分批加藥的回收率優(yōu)于一次加入的。