[发明专利]一种增强水体中悬浮粘土矿物-细粒高岭石疏水团聚的方法

说明书

本发明公开一种增强水体中悬浮粘土矿物‑细粒高岭石疏水团聚的方法，属于选矿环境治理技术领域。本发明所述方法为按投放浓度为60g/t～1000g/t的比例向悬浮液中添加疏水团聚强化试剂，控制悬浮液pH4～6，常温下搅拌5～10min；然后按投放浓度为100～300g/t的比例向悬浮液中添加十二胺溶液，保持悬浮液pH 4～6，继续搅拌5～10min；悬浮液静置，高岭石颗粒快速沉降，固液分离。本发明所述方法用于促进选矿、冶金尾矿水体中细粒高岭石(20μm)的团聚及加速沉降；该方法可以使悬浮液中细粒高岭石聚集体的斯托克斯等效粒径达86μm以上，沉降速度高达22.9m/h，沉降率高达95％。

技术领域

本发明涉及一种增强水体中悬浮粘土矿物-细粒高岭石疏水团聚的方法，属于选矿、冶金、环境治理技术领域。

背景技术

矿物加工业中，随着对矿产需求的不断增长，加之高品位矿藏的不断消耗及濒临枯竭，复杂、微细、浸染低品位矿石成为主要资源。要实现目标矿物的解离，采用常规选矿和湿法冶金工艺进行回收，亚微米矿石的研磨和分级不可避免。细磨生产的无用细粒脉石在粉碎过程中会降低研磨效率，需在较低密度下操作磨机；粘土矿物的层状硅酸盐的“粘性”特性使其输送、托辊和筛分变得困难；它们还会限制浸液渗滤，导致浸出过程中的回收率降低；高含量层状硅酸盐矿石还会阻碍浮选动力学，使得药剂消耗加大、选择性降低；在处理高含量层状硅酸盐尾矿时，因颗粒之间的静电排斥作用，形成含粘土高稳定水分散液，使其脱水性差，尾矿中含水量大，不仅造成水资源和尾矿库容量资源浪费，还加大了坍塌和渗漏的风险安全隐患。

造纸和制浆工业将高岭石用作填料以提高纸张质量，产生大量高岭石胶体悬浮液。细高岭石颗粒不溶于水，在水中形成持久悬浮液，粘土悬浮液的处理产生大量的污泥，除了沉降的细粘土矿物颗粒外，还含有高达97％的水。污泥处理和脱水是污水处理过程中最重要的问题之一。如果不进行适当的处理，这种高度稳定和浓缩的粘土分散体丢弃到水体中，会造成严重的生态问题。

目前这类废水处理方法主要是混凝、絮凝。混凝-絮凝技术主要是通过引入铁和铝盐等无机金属凝聚剂，通过凝聚作用诱导固液分离，从而使悬浮液不稳定。随后沉降产生的大型絮体，从而使废水澄清。然而，这些无机金属凝聚剂却存在处理效率低、试剂耗量高、产生有毒污泥、应用受限于悬浮特性、对pH和温度变化敏感以及形成的絮体低剪切阻力等问题。采用高分子絮凝剂(或聚电解质)因不可生物降解的特性引起了人们对环保的担忧。天然聚电解质虽可生物降解，但效率低下。因此，研究者们开展了许多接枝聚合物的合成研究，设计和改进接枝聚电解质，以便充分利用天然和合成聚电解质的优势。许多被测试的聚电解质虽然表现出高的浊度去除率，同时也有一些表现出最佳的絮凝特性，但大多仍停留在实验室规模上。工业规模的应用推广依然是一大挑战。

在富含粘土矿的矿物浮选和尾矿废水处理中广泛应用。双亲长链有机脂肪胺、叔胺和季铵盐等表面活性剂，如十二胺、十六烷基三甲胺等被广泛用作为铁矿物、氧化铝矿物等氧化矿的表面疏水试剂，能使悬浮物发生团聚而形成大且密实絮体。然而，单一表面活性剂改性的高岭石颗粒呈现的疏水性还是不够强，所能产生的疏水团聚强度也就不够强，导致细粒高岭石团聚尺寸，沉降效果依然达不到工业应用的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强水体中悬浮粘土矿物-细粒高岭石疏水团聚的方法，该方法具有工艺简单，沉降速度快，可实现固液快速分离，有利于水循环使用，且不会对选矿、冶金过程造成影响，与常用电解质絮凝剂、聚合物絮凝剂、及新型生物絮凝剂相比，具有试剂价格低廉，对环境无害的优点，具体包括以下步骤：

(1)控制粘土矿物-高岭石悬浮液中固体的质量百分比为0.2～10％；