[发明专利]一种去除金属和金属氧化物的组合物及其应用

说明书

技术领域

本发明属于矿物加工领域，涉及一种去除金属和金属氧化物的组合物及其应用。

背景技术

矿物资源属于非可再生资源，其储量是有限的。一方面，随着开采量的增加，优质的矿物资源日益减少，且价格昂贵，越来越多地利用到贫矿和复杂矿；另一方面，科技和工业的发展对矿物原料质量的要求越来越高，直接开采的原矿往往达不到标推；贫矿和复杂矿及原矿需要经过矿物加工工序才能满足人们生产生活需求。

砂岩、硅砂、石灰石、方解石、白云石、白垩、菱镁矿、长石、高岭土等矿物是玻璃、陶瓷、造纸、建材等行业常用的原材料，根据用途及美观的需求，对这些矿物原料的白度有不同的要求，但是，自然界产出的原矿中，往往因含有一些金属和金属氧化物而影响其白度。如石灰石的主要成分是碳酸钙，在制备玻璃工艺中，主要用于引入氧化钙成分，但石灰石中常含有铁、氧化铁及其他引起着色的金属和金属氧化物，影响玻璃的高透明度及白度；高岭土主要成分是氧化铝、二氧化硅，广泛应用于造纸、陶瓷等，根据其用途的不同，对高岭土的白度有着不同要求，造纸工业对涂布级高岭土要求白度>83%，陶瓷工业制作高档瓷原料，要求含Fe₂O₃<0.5%。因此在加工前必须去除金属和金属氧化物，以提高其工业价值，实现矿物原料的综合利用。

常用去除金属和金属氧化物的矿物加工方法有物理方法和化学方法，物理方法常用的有磁选法、双液浮选法、磁种磁选法等；化学方法常用的有溶浸法、萃取法、加氯高温焙烧法等，另有报道用微生物方法。化学方法中的溶浸法具有操作简单、处理彻底、加工后的矿物原料质量均匀特点，得到广泛应用。常用的浸出方法有酸法、碱法、盐浸、氰化、水浸、有机试剂浸出法等，常用的浸出剂有硫酸、盐酸、碱性铵盐等。很多矿物杂质中金属和金属氧化物的嵌布粒度极细，而且独立矿物和类质同象并存于矿物中，因而物理方法如磁选不能取得理想的效果，这种情况下，化学方法就显示了特别重要的作用。随着矿产资源的大规模开发，尽管采用某些新化学试剂以及工艺改进，但是加工的直接生产成本仍然呈上升趋势，且在去除金属和金属氧化物的同时，将有用的成分也一并去除，造成损失。为合理开发利用矿产资源，适应经济发展的需求，抵御市场价格的冲击，迫切需要生产程序的简化、生产效率高的矿物加工方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型去除、降解金属和金属氧化物的组合物及其应用，可克服现有加工方法工序复杂、生产效率低、处理成本高等问题，用本发明组合物处理后的矿物原料达到质量标准要求，同时不影响矿物中有用的非金属类物质或影响很小，处理方法环保，不污染环境。

本发明采取的技术方案是：

一种去除金属和金属氧化物的组合物，含有盐酸和乙酸。所述盐酸、乙酸可根据需要为任意浓度，所述盐酸优选为重量百分比为10-20%的盐酸，所述乙酸优选为重量百分比为25-35%的乙酸。

以上所述去除金属和金属氧化物的组合物，还含有三氯化磷，为操作安全方便，使用前先配制成水溶液，优选为重量百分比为5-15%的三氯化磷。

以上所述去除金属和金属氧化物的组合物，含有以下重量份的原料：重量百分比为10-20%的盐酸80-120份、重量百分比为25-35%的乙酸80-150份、重量百分比为5-15%的三氯化磷0-20份。

以上所述去除金属和金属氧化物的组合物，优选含有以下重量份的原料：重量百分比为15%的盐酸100份、重量百分比为30%的乙酸120份、重量百分比为8%的三氯化磷12份。

本发明所采用技术方案的基本原理如下：

化学方法中的溶浸法是用化学药剂选择性溶解矿物中的金属和金属氧化物，然后去除的方法。本发明采用酸度较强的无机酸盐酸和酸度较弱有机酸的乙酸结合，化学反应式为：

2M+2xHCl→2MCl_x+xH₂↑，M₂Ox+2xHCl→2MCl_x+xH₂O；

2M+2xCH3COOH→2M（CH3COO）_x+xH₂↑，M₂Ox+2xCH3COOH→2M（CH3COO）_x+xH₂O；

M为金属元素。

加入盐酸和乙酸后，金属和金属氧化物生成可溶的盐类除去。