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CN114940906B - 一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂及制备方法 - Google Patents

一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂及制备方法 Download PDF

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CN114940906B
CN114940906B CN202210523131.2A CN202210523131A CN114940906B CN 114940906 B CN114940906 B CN 114940906B CN 202210523131 A CN202210523131 A CN 202210523131A CN 114940906 B CN114940906 B CN 114940906B
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胡涛
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Wuhan Hanene Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂，包括30‑50重量份的去离子水，12‑14重量份的氨基磺酸、2‑4重量份的氟化氢铵、2‑4重量份的柠檬酸，0.5‑2重量份的氯化铵、20‑40重量份的DMF、0.4‑0.6重量份的次氯酸钠。本发明中，腐蚀剂采用水‑DMF混合溶液，充分溶解后加入少量次氯酸钠，产生氯气并溶于DMF中，利用氯气及水中电离的氢离子对金属进行蚀刻，其他成分如柠檬酸，氯离子，氟离子以及铵根能够对金属离子进行高效的络合，从而暴露金属表面，使反应进行下去，这种络合剂除了产生的微量氯气以及微量挥发的DMF外，没有其他污染物，相较于传统金属腐蚀剂有更大的安全保障和环保效果。

Description

一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂及制备方法
技术领域
本发明涉及技术腐蚀剂技术领域，尤其涉及一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂及制备方法。
背景技术
在矿山生产过程中，矿浆中的矿水分离是非常重要的一环，只有去水后的精矿才能进行后续处理。陶瓷过滤板不仅具有足够的强度抵抗矿水分离的压力，同时具有较长的使用寿命与较低的价格，目前在矿山上应用广发，但由于精矿颗粒粒径不统一，在吸水过程中微小的精矿颗粒极易堵塞陶瓷过滤板，从而降低其使用的寿命，因此需要一种溶剂对陶瓷过滤板中的堵塞物进行腐蚀溶解。金属矿物结构及其复杂，目前来说比较高效的金属溶解剂包括硝酸等一类的强酸、氰化物一类的有机络合物等，这些溶解剂都能够进行高效的腐蚀，但硝酸不仅购买困难，而且浓硝酸有极强的腐蚀性以及挥发性，会对现场器械以及人员产生较大危害，同时氰化物及其他有机溶剂的高毒性也使其应用及其受限，随着环境保护政策的不断加强，这两大类溶解剂渐渐不被市场所认可。
因此，本发明提出一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂及制备方法。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂及制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂，包括30-50重量份的去离子水，12-14重量份的氨基磺酸、2-4重量份的氟化氢铵、2-4重量份的柠檬酸，0.5-2重量份的氯化铵、20-40重量份的DMF、0.4-0.6重量份的次氯酸钠。
一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.取30-50重量份去离子水，加入12-14重量份的氨基磺酸、2-4重量份的氟化氢铵，进行搅拌使其充分溶解得到A混合液；
S2.在A混合液中加入2-4重量份的柠檬酸、0.5-2重量份的氯化铵，进行搅拌使其充分溶解得到B混合液；
S3.在B混合液中加入20-40重量份的DMF得到C混合液；
S4.取0.4-0.6重量份的次氯酸钠溶于30-50重量份的去离子水得到D混合液，将D混合液加入C混合液中，迅速搅拌使氯气逸出到C混合液中；
S5.静置10min使溶液反应完全，得到腐蚀剂溶液样品。
优选地，所述步骤S1中溶液反应式为：H2NSO3H+H2O＝NH4HSO4。
优选地，所述步骤S4中溶液反应式为：
2NaC l O+4NH4HSO4+2NH4C l＝2C l 2+2H2O+3(NH4)2SO4+Na2SO4；
C l2+H2O＝HCl O+HCl；
HCl和DMF生成高效络合剂。
优选地，所述高效络合剂的化学结构式为：
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本申请中，腐蚀剂采用水-DMF混合溶液，水相中具有柠檬酸，氨基磺酸，氟化氢铵以及氯化铵，充分溶解后加入少量次氯酸钠，产生氯气并溶于DMF中，利用氯气及水中电离的氢离子对金属进行蚀刻，其他成分如柠檬酸，氯离子，氟离子以及铵根能够对金属离子进行高效的络合，从而暴露金属表面，使反应进行下去，这种络合剂除了产生的微量氯气以及微量挥发的DMF外，没有其他污染物，相较于传统金属腐蚀剂有更大的安全保障和环保效果。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供了酸腐蚀金属的过程示意图；
图2示出了根据本发明实施例提供了腐蚀剂对纯金属晶格的腐蚀过程示意图；
图3示出了根据本发明实施例提供了腐蚀剂对金属化合物(氧化物、硫化物等矿物)的腐蚀过程示意图；
图4示出了根据本发明实施例提供的清洗效果对比曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂，包括30-50重量份的去离子水，12-14重量份的氨基磺酸、2-4重量份的氟化氢铵、2-4重量份的柠檬酸，0.5-2重量份的氯化铵、20-40重量份的DMF、0.4-0.6重量份的次氯酸钠。
一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂的制备方法，包括以下步骤：
S1.取30-50重量份去离子水，加入12-14重量份的氨基磺酸、2-4重量份的氟化氢铵，进行搅拌使其充分溶解得到A混合液；
S2.在A混合液中加入2-4重量份的柠檬酸、0.5-2重量份的氯化铵，进行搅拌使其充分溶解得到B混合液；
S3.在B混合液中加入20-40重量份的DMF得到C混合液；
S4.取0.4-0.6重量份的次氯酸钠溶于30-50重量份的去离子水得到D混合液，将D混合液加入C混合液中，迅速搅拌使氯气逸出到C混合液中；
S5.静置10min使溶液反应完全，得到腐蚀剂溶液样品。
具体的，步骤S1中溶液反应式为：H2NSO3H+H2O＝NH4HSO4。
具体的，步骤S4中溶液反应式为：
2NaC l O+4NH4HSO4+2NH4C l＝2C l 2+2H2O+3(NH4)2SO4+Na2SO4；
C l2+H2O＝HCl O+HCl；
HCl和DMF生成高效络合剂。
具体的，高效络合剂的化学结构式为：
具体的，以100g腐蚀剂溶液样品为例：
S1.取40g去离子水，加入13g的氨基磺酸、3g的氟化氢铵，进行搅拌使其充分溶解得到A混合液；
S2.在A混合液中加入3g的柠檬酸、1g的氯化铵，进行搅拌使其充分溶解得到B混合液；
S3.在B混合液中加入30g的DMF得到C混合液，不搅拌，便于后续进行氯气吸收；
S4.取0.5g的次氯酸钠溶于10g的去离子水得到D混合液，将D混合液加入C混合液中，迅速搅拌使氯气逸出到C混合液中；
S5.静置10min使溶液反应完全，得到腐蚀剂溶液样品。
通过腐蚀剂溶液样品对混合矿样进行清洗测试，清洗具体步骤为：
将实施例中的腐蚀剂溶液样品以1：3的比例稀释后，将溶液通过酸泵与蒸馏水混合，再稀释50倍，注入到陶瓷过滤板中，加压清洗，将压力计置于水泵与陶瓷过滤板之间，由于陶瓷过滤板的堵塞被溶解，空隙变大，变多，从而导致体系压力减小，通过对比清洗前后压力变化即可反应出堵塞矿样的残留量，从而反映出腐蚀剂的效果。
其中，金属矿物构成十分复杂，具有金属、金属氧化物、金属硫化物、金属－金属复合物、复杂硅酸盐等多种成分，因此使用被混合矿样(硫精矿、铁精矿、铜精矿、锌精矿)堵塞的陶瓷过滤板作为测试材料，使陶瓷过滤板内部微孔疏通，增大过滤板同压力下的透水量，混合矿样成分有以下元素组成：
元素 含量(％)
Fe 33.25
Cu 24.76
Zn 22.14
S 5.03
Si 4.28
Ca 3.25
Mg 4.98
Pb 1.02
Cd 0.51
Mn 0.78
陶瓷过滤板清洗前后的数据为：
上述同流量下压力代表在相同给水量下压力表示数，同压力下流量代表清洗前后在相同压力下，体系的水量出入；
同时使用了50％浓度硝酸进行了清洗，将1：3的酸液替换为50％的硝酸，重复上述清洗过程，最后得到的效果对比曲线图如图4。
综上所述，本实施例所提供的一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂,柠檬酸能对Ca、Mg、Fe三种金属形成稳定的可溶络合物，存在C l 2-DMF-HCl，能对A l、Cr、Co、Cu、Fe、Pb、Mn、N i、P、S、Sn、T i等金属形成稳定可溶的络合物，存在铵根，能对V、Cr、Zn、Hg、Fe、Pd、Pt等金属形成稳定的可溶性络合物，存在氟化氢铵，产生的氟离子能针对硅的化合物以及难容的铁盐晶体进行高效腐蚀，相较于传统腐蚀剂，本腐蚀剂针对大部分金属(铁、铜、锌、硫、金、磷等)以及其化合物(硫化物、氧化物、硅酸盐等)具有较强的溶解能力，能够达到浓度为90-95％硝酸的清洗效果，具有应用价值，且浓度更低，适用范围广泛，具有更高的安全性和环保性。
实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.取30-50重量份去离子水，加入12-14重量份的氨基磺酸、2-4重量份的氟化氢铵，进行搅拌使其充分溶解得到A混合液；
S2.在A混合液中加入2-4重量份的柠檬酸、0.5-2重量份的氯化铵，进行搅拌使其充分溶解得到B混合液；
S3.在B混合液中加入20-40重量份的DMF得到C混合液；
S4.取0.4-0.6重量份的次氯酸钠溶于30-50重量份的去离子水得到D混合液，将D混合液加入C混合液中，迅速搅拌使氯气逸出到C混合液中；
S5.静置10min使溶液反应完全，得到腐蚀剂溶液样品。
2.根据权利要求1所述的一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中溶液反应式为：H2NSO3H+H2O＝NH4HSO4。
3.根据权利要求1所述的一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中溶液反应式为：
2NaClO+4NH4HSO4+2NH4Cl＝2Cl 2+2H2O+3(NH4)2SO4+Na2SO4；
Cl2+H2O＝HClO+HCl；
HCl和DMF生成高效络合剂。
4.根据权利要3所述的一种适用于多相金属矿物的高效腐蚀剂的制备方法，其特征在于，所述高效络合剂的化学结构式为：
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