本發(fā)明屬于礦石開采,具體涉及一種寶玉石的開采、資源化利用方法。
背景技術(shù):
1、寶玉石作為珍貴的礦物質(zhì)資源,不僅具有極高的經(jīng)濟價值,更是文化藝術(shù)與美學(xué)的重要載體。從古代起,人們就開始探索并開采寶玉石,早期的開采多依賴于簡單的手工工具和原始的挖掘技術(shù)。隨著時間的推移,人類社會的科技水平不斷進步,對寶玉石的需求也日益增長,這促使寶玉石開采技術(shù)逐步發(fā)展。
2、進入20世紀,地質(zhì)勘探技術(shù)取得了很大的進步;同時,采礦工程領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新也不斷推動著寶玉石開采技術(shù)的發(fā)展。在地下開采方面,巷道掘進技術(shù)不斷改進,采用了更先進的鉆孔爆破技術(shù)和隧道掘進機,提高了地下礦道的開拓速度和安全性。專利cn107701185?a公開了一種開采玉石礦的方法,該開采玉石礦的方法包括提供孔內(nèi)柱式液壓裂石器;確定待開采的礦體的第一自由面;在第一自由面上形成第一孔組,該第一孔組包括若干個第一作業(yè)孔;將孔內(nèi)柱式液壓裂石器的第一組膨脹管插入對應(yīng)的第一作業(yè)孔中并使孔內(nèi)柱式液壓裂石器動作,以便使待開采的礦體的至少一部分暴露于環(huán)境;使待開采的礦體與基體分離。該發(fā)明的開采玉石礦的方法提高了玉石礦開采的完整性、開采效率、和施工的安全性,同時節(jié)約了開采成本、減少了對玉石資源的浪費和對環(huán)境的破壞。
3、但是目前礦石開采過程中,所用浮選藥劑的選擇性不足。玉石礦石的成分復(fù)雜,不同地區(qū)的玉石礦其脈石礦物和玉石礦物的種類及性質(zhì)差異較大。目前的浮選藥劑在某些情況下選擇性不夠理想,可能會導(dǎo)致玉石礦物和脈石礦物同時被浮選上來,或者脈石礦物抑制不完全。此外,部分傳統(tǒng)浮選藥劑具有一定的毒性或難以生物降解。
4、因此,研發(fā)一種性價比高,選擇性強的浮選藥劑,提高寶玉石的資源利用率具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足,本發(fā)明提供了一種寶玉石的開采、資源化利用方法,將黃原膠類浮選劑與烷基季銨鹽、單寧酸進行復(fù)配,得到一種性能優(yōu)異的復(fù)合捕收劑,可以根據(jù)不同寶石礦的特性對該復(fù)合捕收劑進行調(diào)整以實現(xiàn)最佳的浮選效果,實現(xiàn)寶石礦物與其他金屬礦物的綜合回收,提高資源的利用率。
2、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
3、本發(fā)明提供了一種寶玉石的開采、資源化利用方法,包括以下步驟:
4、(1)使用巖芯鉆在寶玉石礦體側(cè)面開設(shè)巷道,采用巖芯鉆從巷道向礦體橫向掘進,貫穿礦體,形成自由面;再使用巖芯鉆在礦體底部密集打孔,將導(dǎo)爆索放進礦體底部孔中,爆破,礦體與周圍巖石分離,取出寶玉石礦石;
5、(2)將大塊寶玉石礦石破碎、研磨,加水和調(diào)整劑,攪拌均勻;再加入復(fù)合捕收劑,攪拌,加入起泡劑,攪拌,浮選,得到寶玉石精礦。
6、在一些實施方式中,所述復(fù)合捕收劑按照質(zhì)量份數(shù)計,包括以下原料:黃原膠類浮選劑3-6份、烷基季銨鹽2-5份、單寧酸1-3份。
7、在一些實施方式中,所述黃原膠類浮選劑的制備步驟為:
8、將黃原膠溶于溶劑中,形成均勻的黃原膠溶液,在攪拌的條件下,向其中滴加苯甲羥肟酸,滴加結(jié)束后,調(diào)節(jié)ph、升溫反應(yīng),并控制反應(yīng)過程中體系的ph,反應(yīng)結(jié)束后,冷卻、分離,純化,得到黃原膠類浮選劑。
9、在一些實施方式中,所述黃原膠溶液的濃度為1-5wt%。
10、在一些實施方式中,所述苯甲羥肟酸與黃原膠的質(zhì)量比為(0.12-0.28):1。
11、在一些實施方式中,所述ph調(diào)節(jié)為7-9。
12、在一些實施方式中,所述升溫反應(yīng)為升溫至40℃-80℃、反應(yīng)時長2-8h。
13、在一些實施方式中,所述烷基季銨鹽選自十六烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、雙十二烷基二甲基氯化銨的一種或多種。
14、在一些實施方式中,所述起泡劑選自松醇油、甲基異丁基甲醇、聚乙二醇及其醚類起泡劑的一種或多種。
15、在一些實施方式中,所述復(fù)合捕收劑的用量為200-500g/t寶玉石礦石。
16、為了得到性能優(yōu)異的寶石浮選劑,本發(fā)明將黃原膠溶于溶劑,形成均勻的黃原膠溶液,隨后向其中滴加含有羥肟酸基的苯甲羥肟酸,在攪拌作用下,苯甲羥肟酸能夠均勻地分散在溶液中,其羥肟酸基團會與黃原膠分子鏈上的羥基或羧基發(fā)生反應(yīng),并通過控制二者的質(zhì)量比,能夠確保反應(yīng)的充分發(fā)生,避免產(chǎn)生過多的副反應(yīng);此外,調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的ph和反應(yīng)溫度,使黃原膠分子鏈上的羥基和羧基的電離狀態(tài)相對穩(wěn)定、苯甲羥肟酸的羥肟酸基團保持較高的反應(yīng)活性,有利于化學(xué)反應(yīng)的進行;最后提高分離和純化,得到純度較高的黃原膠類浮選劑。該黃原膠類浮選劑分子上的活性基團(如引入的羥肟酸基團)能夠與玉石表面的金屬離子發(fā)生化學(xué)鍵合,這種化學(xué)鍵合作用使得黃原膠類浮選劑能夠牢固地吸附在寶玉石表面,改變其表面性質(zhì);此外黃原膠類浮選劑分子本身的羥基和羧基等官能團也可以通過物理吸附的方式作用于寶玉石表面,羥基可以與玉石表面的氧原子形成氫鍵,增加吸附的穩(wěn)定性,使玉石表面的疏水性得到改善,為后續(xù)與氣泡的附著創(chuàng)造條件。在礦石浮選過程中,黃原膠類浮選劑還可以起到分散礦漿中玉石顆粒的作用,由于其大分子結(jié)構(gòu),能夠在礦漿中伸展并包裹在玉石顆粒周圍,阻止顆粒間的團聚,使玉石顆粒更好地與浮選藥劑接觸,并且在浮選過程中能夠均勻地分散在礦漿中,有利于提高浮選的選擇性和回收率。此外,該黃原膠類浮選劑能夠調(diào)節(jié)礦漿的黏度和流變性能,在合適的濃度下,它可以使礦漿的流動性適中,既不會因為過于稀薄而導(dǎo)致玉石顆粒沉降過快,也不會因為過于黏稠而影響氣泡的上升和礦物顆粒的浮選,有助于在浮選過程中形成穩(wěn)定的浮選環(huán)境;并且在浮選過程中產(chǎn)生氣泡后,黃原膠類浮選劑分子會吸附在氣泡表面,其大分子結(jié)構(gòu)在氣泡表面形成一層保護膜,類似于一種“空間位阻”效應(yīng),阻止氣泡的兼并和破裂,有效地將玉石礦物從礦漿中分離出來。
17、此外,本發(fā)明為了進一步提高捕收劑的作用,還使用黃原膠類浮選劑與烷基季銨鹽、單寧酸進行復(fù)配,得到一種性能優(yōu)異的復(fù)合捕收劑。烷基季銨鹽具有較強的陽離子表面活性,在一些寶石礦的浮選過程中,烷基季銨鹽可以通過靜電引力吸附在寶石礦物表面,這種吸附作用使得寶石礦物顆粒能夠更牢固地附著在氣泡上,提高了寶石礦物的浮選回收率。而單寧酸在復(fù)合捕收劑中主要起到抑制脈石礦物的作用,從而提高浮選的選擇性。單寧酸可以與脈石礦物表面的金屬離子發(fā)生螯合反應(yīng),改變脈石礦物的表面性質(zhì),使其表面變得親水,難以附著在氣泡上,使寶石礦物能夠更有效地與脈石礦物分離,提高寶石精礦的品質(zhì)。同時,烷基季銨鹽和單寧酸也在一定程度上有助于泡沫的穩(wěn)定。烷基季銨鹽可以改變泡沫液膜的表面電荷分布,減少泡沫液膜中水分子的流失,而單寧酸可以與泡沫液膜中的金屬離子等雜質(zhì)發(fā)生作用,凈化泡沫液膜,進一步提高泡沫的穩(wěn)定性。這種協(xié)同作用使得在寶石礦浮選過程中能夠產(chǎn)生穩(wěn)定、持久且富含寶石礦物顆粒的泡沫層,有利于寶石礦物的高效回收。
18、本發(fā)明的復(fù)合捕收劑的組成可以根據(jù)不同寶石礦的特性進行調(diào)整。對于不同類型的硅酸鹽寶石礦,可以通過改變烷基季銨鹽的種類和比例來適應(yīng)其表面性質(zhì)的差異,若寶石礦中脈石礦物的種類和含量發(fā)生變化,可以調(diào)整單寧酸的用量來優(yōu)化對脈石礦物的抑制效果。黃原膠類浮選劑的濃度和改性程度也可以根據(jù)寶石礦的粒度分布、礦物解離度等因素進行調(diào)整,以實現(xiàn)最佳的浮選效果,實現(xiàn)寶石礦物與其他金屬礦物的綜合回收,提高資源的利用率。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果如下:
20、1、本發(fā)明將黃原膠類浮選劑與烷基季銨鹽、單寧酸進行復(fù)配,得到一種性能優(yōu)異的復(fù)合捕收劑,可以根據(jù)不同寶石礦的特性對該復(fù)合捕收劑進行調(diào)整以實現(xiàn)最佳的浮選效果,實現(xiàn)寶石礦物與其他金屬礦物的綜合回收,提高資源的利用率。
21、2、本發(fā)明使用苯甲羥肟酸對黃原膠進行改性,得到黃原膠類浮選劑,該黃原膠類浮選劑能夠牢固地吸附在寶玉石表面,使玉石表面的疏水性得到改善,并起到分散礦漿中玉石顆粒的作用,有利于提高浮選的選擇性和回收率。