專利名稱：以茶葉為原料制備選礦藥劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種以茶葉為原料制備選礦有機調整劑和抑制劑的方法。
在多金屬硫化礦、氧化礦、非金屬礦的浮選分離過程中，為了使目的礦物與非目的礦物浮選分離，提高浮選精礦的質量，要使用調整劑，其目的在于增大非目的礦物表面親水性，提高目的礦物與非目的礦物浮選分離的選擇性。目前，在礦物加工工業(yè)中應用的調整劑大都是一些化工產品如無機鹽以及石油化工產品，這些產品在礦物加工中的應用存在原料范圍小的缺點，特別是某些藥劑還具有一定的毒性，精制的化學品價格昂貴，其應用受到一定的限制。
本發(fā)明的目的是提供一種高效、低毒、低用量、廉價的有機調整劑，用于有色多金屬硫化礦、氧化礦、非金屬礦的浮選分離。
原茶中含有大量的小分子有機化合物及纖維素類物質，見表1。表1茶葉中主要化學成分分布表化合物種類 新梢老葉嫩莖老莖含量幅值％茶多酚 ++ + + + 25～40氨基酸 ++ + + + 1.5～4核苷酸 ++ + +磷酯++ - -咖啡堿 ++ + + + 2.5～5.5可可堿 ++ + + +糖類++ + + 0.8-4脂質++ + -有機酸 ++ + + 1.7-2.6葉綠素 ++ + +茶維生素類 ++ + + ～1mg/g無機物 ++ + + ～5揮發(fā)性物質 ++ + + ～0.01粗纖維 ++ + + 8～20這些有機化合物中，大多可作為礦物加工過程中可作為浮選的高效調整劑，茶多酚類、有機酸類、磷脂類等可直接作為抑制劑使用，纖維素類可通過轉化，形成可溶性的如磺化纖維素、羧甲基纖維素等，可作為礦物加工過程中的良好抑制劑和分散劑。茶多酚俗稱茶單寧，其主要成分是兒茶素類，見表2，它們都具有還原性，是性能優(yōu)良的有機調整劑。表2茶葉中兒茶素主要成分名稱 分子量 含量(％)表兒茶素EC 2901-3表兒茶素沒食子酸脂ECG 4423-6表兒茶素雙沒食子酸脂ECG594-表沒食子兒茶素EGC 3063-6表沒食子兒茶素沒食子酸脂EGCG 4589-13表沒食子兒茶素沒食子酸脂EGCG2610-兒茶素C2901-2沒食子兒茶素GC 3063-4茶渣是茶葉精制過程的下腳料以及茶葉高價值成分提取后的殘渣或茶葉沖飲后的殘茶，仍殘留少量的有機小分子物質和大量的纖維素類物質，如茶葉水浸出物含量一般為茶葉中可溶出物的30-47％，各種成份在茶渣中的殘留率見表3。表3綠茶沖泡一次主要成分的泡出率茶湯中的主要化學成分 泡出率(％)殘留率多酚類物質總量44.9655.04表沒食子兒茶素55.8844.12表沒食子兒茶素沒食子酸脂 38.2161.79游離氨基酸總量81.5818.42精氨酸75.4224.58谷氨酸89.4910.51茶氨酸81.1618.84咖啡堿66.7133.29可溶糖35.6164.39這些殘留物質經處理后可得到優(yōu)質的礦物加工有機抑制劑和調整劑。
本發(fā)明以茶葉為原料，通過堿液蒸煮，得到以小分子有機物、可溶性的茶纖維素和木質素鹽為主的混合物CTP。堿可為純堿或燒堿，堿液濃度為0～50％，堿液與原料的重量比為0.5～300∶1，浸泡或蒸煮溫度5℃--100℃，時間大于或等于10分鐘。經固液分離后，所得到的溶液或該溶液經濃縮干燥后的固體為CTP，殘渣部分用于后續(xù)工序繼續(xù)處理。
堿液濃度越大，所得混合物CTP中小分子有機物含量越小，可溶性的茶纖維素和木質素鹽含量越大；堿液濃度越小，所得混合物CTP中小分子有機物含量越大，可溶性的茶纖維素和茶木質素鹽含量越?。划攭A液濃度為零即采用清水浸泡或蒸煮時，所得混合物CTP中主要為小分子有機物。
對進行固液分離后得到的殘渣，進行磺化或羧基化。
磺化將殘渣與磺化劑亞硫酸鹽、發(fā)煙硫酸或濃硫酸、氯磺酸共煮可得以茶纖維或茶木質素磺酸鹽為主的CTP。
羧基化將殘渣與固體氫氧化鈉作用，使茶纖維素轉化為醇鈉，再在40-60℃，用一氯乙酸進行醚化反應，將醚化產物中和，洗滌，干燥，得到以茶羧甲基纖維素為主的CTP。
所述的小分子有機物包括茶多酚類，有機酸類等。
所述的原料茶葉包括原茶、茶葉、茶葉下腳料中的一種或二種的混合物或三種的混合物為原料。
將CTP在礦物加工過程中使用時，一般都配成0.1％-5％的水溶液，用量為在作為有色金屬硫化礦浮選抑制劑使用時，用量為10-500g/t；作為金屬氧化礦或非金屬氧化礦物的抑制劑使用時，用量為50-5000g/t。
本發(fā)明充分利用我國充足的茶葉資源，原料可以是青茶、茶葉、精制茶后的下腳料，還可以是茶葉高價值成分如茶多酚提取后或茶葉經沖泡飲用后的茶渣，原料利用率達到100％，是一項生態(tài)環(huán)保型發(fā)明。同時本發(fā)明具有生產工藝簡單，工藝流程短，投資少，見效快，所生產的產品無毒性，在礦物加工中使用效果好，不存在二次污染等優(yōu)點?？梢燥@著提高目的礦物與非目的礦物之間的分離選擇性，在提高主要礦物的品位和收率的同時，提高伴生有價元素的回收率，為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經濟效益和社會效益。


圖1本發(fā)明工藝流程圖。
實施例1.以某產地的綠茶為原料，所用堿液濃度為零即經清水蒸煮，100克茶葉，加清水500毫升，加溫蒸煮，溫度100℃，時間1小時，固液分離后，可得液體CTP產品565克，殘渣干燥稱重32克。該產品是硫、砷等硫化礦的優(yōu)良抑制劑，用于銅硫混合精礦的浮選分離，與原生產工藝相比，大幅度降低石灰用量，礦漿堿度降低，伴生金、銀、鉬等有價元素回收率提高。所得CTP主要成分為小分子有機物包括茶多酚類，有機酸類等。
2.以某地生產速溶茶的茶渣為原料，經堿液蒸煮100克殘茶，加5％濃度氫氧化鈉溶液300ml，在溫度為60℃左右，反應1小時，固液分離后，可得主要成分為可溶性的茶纖維素和茶木質素鹽及少量小分子有機物的CTP產品376克，殘渣干燥稱重18克。
3.以某地產茶葉為原料，堿液浸出茶葉100克，加5％濃度氫氧化鈉溶液400ml，在溫度60℃左右，反應1小時，固液分離后，得以小分子有機物和可溶性的茶纖維素和木質素鹽為主的CTP產品483克。
4.以實例1生產CTP所得到的殘茶為原料，磺化將殘茶100克，加10％氫氧化鈉溶液400ml在150℃左右蒸煮1.5小時，冷卻至60℃左右，加入固體無水亞硫酸鈉20克，共煮2小時，得以茶纖維或茶木質素磺酸鹽為主的CTP。
5.以實例1生產CTP所得到的殘茶為原料，羧基化殘茶100克，與固體氫氧化鈉作用，使茶纖維素轉化為醇鈉，再在40-60℃，用一氯乙酸進行醚化反應，將醚化產物中和，洗滌，干燥，得到以茶羧甲基纖維素為主的CTP。
6.將CTP用于江西省某銅礦，進行銅硫混合精礦的浮選分離，用量為15-100g/t，實現(xiàn)銅硫分離，與原石灰生產工藝相比，降低石灰用量礦漿堿度大幅度降低，伴生金、銀、鉬等有價元素回收率分別提高3.38％，2.56％，4.35％，經濟效益2000萬元/年。
7.將CTP用于湖南省某礦的鋅硫分離，用量80g/t，降低鋅硫分離石灰用量2.78kg/t，在實現(xiàn)鋅硫分離的同時，降低了選礦尾礦水排放的pH值，保護了生態(tài)環(huán)境。
8.將CTP，用于云南省某銅礦，用量120g/t，可以有效抑制黃鐵礦，毒砂及碳質脈石礦物，實現(xiàn)銅砷硫的分離，銅精礦品位和回收率分別提高3％和2.6％。
9.原料山西鋁土礦區(qū)某綜合礦樣，其主要化學成分為(％)

采用以茶纖維或茶木質素磺酸鹽為主的CTP作調整劑，CTP用量粗選作業(yè)60g/t，精選作業(yè)每次20g/t。用脂肪酸作捕收劑，進行泡沫浮選。
流程為磨礦細度為-0.074mm占75％，一次粗選、一次掃選、三次精選后產出浮選精礦，浮選尾礦。
選礦脫硅結果精礦鋁硅比11.02，Al2O3回收率85.35％。
10.原料河南鋁土礦區(qū)某綜合礦樣，其主要化學成分為(％)

采用以茶羧甲基纖維素為主的CTP作調整劑，CTP用量粗選作業(yè)80g/t，精選作業(yè)每次20g/t。用脂肪酸作捕收劑，進行泡沫浮選。
流程為磨礦細度為-0.074mm占68％，兩次粗選，三次精選，一次掃選后產出浮選精礦，浮選尾礦，精選尾礦。精選尾礦分級，分出的細粒級與浮選尾礦合并直接作為尾礦，分出的粗粒級與浮選精礦合并為最終精礦。選礦脫硅結果精礦鋁硅比11.85，Al2O3回收率90.63％。
權利要求
1.一種制備選礦用藥劑的方法，其特征在于本發(fā)明以茶葉為原料，通過堿液蒸煮，得到以小分子有機物、可溶性的茶纖維素和木質素鹽為主的混合物CTP，堿可為純堿或燒堿，堿液濃度為0～50％，堿液與原料的重量比為0.5～300∶1，浸泡或蒸煮溫度5℃--100℃，時間大于或等于10分鐘。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于對進行固液分離后得到的殘渣，與磺化劑亞硫酸鹽、發(fā)煙硫酸或濃硫酸、氯磺酸共煮可得以茶纖維或茶木質素磺酸鹽為主的CTP。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于對進行固液分離后得到的殘渣與固體氫氧化鈉作用，使茶纖維素轉化為醇鈉，再在40-60℃，用一氯乙酸進行醚化反應，將醚化產物中和，洗滌，干燥，得到以茶羧甲基纖維素為主的CTP。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的小分子有機物包括茶多酚類，有機酸類等。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述的原料茶葉包括原茶、茶葉、茶葉下腳料中的一種或二種的混合物或三種的混合物為原料。
6.一種由權利要求1或2或3所得混合物CTP的使用方法，其特征在于CTP在礦物加工過程中使用時，一般都配成0.1％-5％的水溶液，用量為在作為有色金屬硫化礦浮選抑制劑使用時，用量為10-500g/t；作為金屬氧化礦或非金屬氧化礦物的抑制劑使用時，用量為50-5000g/t。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以茶葉為原料制備選礦有機調整劑的方法。本發(fā)明以茶葉為原料,通過堿液蒸煮,得到以小分子有機物、可溶性的茶纖維素和木質素鹽為主的混合物CTP。原料來源廣泛,利用率達到100%,是一項生態(tài)環(huán)保型技術;同時本發(fā)明具有生產工藝簡單,工藝流程短,投資少,所生產的產品無毒性,在礦物加工中使用不存在二次污染等優(yōu)點;可以顯著提高目的礦物與非目的礦物之間的分離選擇性,在提高主要礦物的品位和收率的同時,提高伴生有價元素的回收率。
文檔編號B03D1/004GK1365857SQ0110684
公開日2002年8月28日 申請日期2001年1月18日 優(yōu)先權日2001年1月18日
發(fā)明者馮其明, 歐樂明, 陳建華, 盧毅屏, 張國范, 朱德慶, 王毓華, 姜濤, 黃柱成 申請人:中南大學