CN101632961B - 用于铁矿石正浮选的β-羟基脂肪酸捕收剂及其应用 - Google Patents

用于铁矿石正浮选的β-羟基脂肪酸捕收剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于铁矿石正浮选的β-羟基脂肪酸捕收剂及其应用。其特征在于β-羟基脂肪酸含量占总捕收剂重量百分比大于85％，余量为水及不可避免的杂质，其捕收剂中的β羟基-脂肪酸主要为十三到十八个碳原子组成，十三到十八个碳原子的β-羟基脂肪酸的重量百分比大于95％。本发明的β-羟基脂肪酸铁矿物捕收剂是一种能形成环状吸附作用的脂肪酸类捕收剂，其捕收能力显著大于铁矿物与一般脂肪酸类捕收剂进行阴离子正浮选的吸附作用，从而使捕收剂对铁矿物的捕收能力明显增加。

Description

用于铁矿石正浮选的β-羟基脂肪酸捕收剂及其应用
技术领域
本发明涉及铁矿石正浮选捕收剂技术领域，特别是用于铁矿石正浮选的β-羟基脂肪酸捕收剂及其应用。
背景技术
在我国铁矿石选矿过程中，浮选法是有效的选矿方法。自二十世纪五十年代以来，我国开始依靠正浮选的方法对铁矿石进行选别。但是，铁矿石正浮选在取得较好的选矿指标的同时，也存在由于正浮选使用脂肪酸类捕收剂，依靠羧酸根离子与铁矿物作用造成捕收能力相对较弱，选矿效率相对较低的问题。二十世纪九十年代末，我国研究成功了铁矿石反浮选工艺，选矿效率较高，很快在全国得到了较为广泛的推广应用。铁矿石反浮选工艺虽然选矿效率较高，但是，其药剂种类多，分别采用氢氧化钠做调整剂、淀粉做抑制剂、氧化钙做活化剂、脂肪酸做捕收剂。其配制工艺也较为复杂，淀粉和脂肪酸均需在高温情况下进行皂化反应。如何把铁矿石反浮选工艺选矿效率高与铁矿石正浮选工艺药剂种类少，配制简单的优势统一起来，是我们铁矿石浮选工艺应加强的研究方向。对原铁矿石正浮选工艺应用的脂肪酸类捕收剂进行改良，解决传统铁矿石正浮选中脂肪酸类捕收剂以羧酸根为化学键与铁矿物作用，效果较弱的问题，提高选矿效率，是实现把铁矿石反浮选工艺选矿效率高与铁矿石正浮选工艺药剂种类少，配制简单的优势统一起来的有效措施。本专利正是立足这一背景发明了β-羟基脂肪酸捕收剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效的铁矿石正浮选β-羟基脂肪酸捕收剂，在降低选矿成本的同时，提高选矿技术指标。
本发明的另一个目的是提供一种用于铁矿石正浮选的β-羟基脂肪酸捕收剂的应用。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
按照本发明的一种用于铁矿石正浮选的β-羟基脂肪酸捕收剂，其特征在于β-羟基脂肪酸含量占总捕收剂重量百分比大于85％，余量为水及不可避免的杂质，在捕收剂中的总β羟基-脂肪酸主要为十三到十八个碳原子组成，十三到十八个碳原子的β-羟基脂肪酸的重量百分比大于95％，各种β-羟基脂肪酸的组成占总β-羟基脂肪酸量的重量百分比如下：
β-羟基十三脂肪酸及十三脂肪酸以下碳链的β-羟基脂肪酸为10-20％，
β-羟基十四脂肪酸、β-羟基十五脂肪酸及β-羟基十六脂肪酸为50-70％，
其余为β-羟基十七脂肪酸、β-羟基十八脂肪酸及十八脂肪酸以上碳链的β-羟基脂肪酸。
所述的β-羟基脂肪酸含量占总捕收剂重量百分比大于87％，余量为水及不可避免的杂质。
所述的捕收剂中的十三到十八个碳原子的β-羟基脂肪酸的重量百分比大于97％，各种β-羟基脂肪酸的组成占总β-羟基脂肪酸量的重量百分比如下：
β-羟基十三脂肪酸及十三脂肪酸以下碳链的β-羟基脂肪酸为10-15％，
β-羟基十四脂肪酸、β-羟基十五脂肪酸及β-羟基十六脂肪酸为55-65％，
其余为β-羟基十七脂肪酸、β-羟基十八脂肪酸及十八脂肪酸以上碳链的β-羟基脂肪酸。
所述的捕收剂用量为250-330克/吨干矿量，矿浆重量百分比为32-41％，矿浆PH为9.8-10.2。
本发明的β-羟基脂肪酸铁矿物捕收剂制备方法是：将β-羟基脂肪酸铁矿物捕收剂中加入适量的水溶解后，再加入总β-羟基脂肪酸量20％的氢氧化钠，在100℃温度下加热搅拌1-2小时，进行皂化反应制得。在粗浮选前加入碳酸钠1000-1200克/吨干矿量。在粗浮选前和精浮选前加入捕收剂，其总使用量为250-330克/吨干矿量。
本发明的β-羟基脂肪酸铁矿物捕收剂中不可避免的杂质为其生产制备过程带入的醇类、无机盐等杂质。
其作用机理是：铁矿物中含有Fe3+，Fe3+同水分子的强烈作用可导致水分子电子云密度明显偏向，使H+裸露，从而减弱水分子中O-H键间的电子云密度，使水分子极易失去H+。Fe3+可以在较宽的pH范围内甚至很低的pH范围内水解，其水解过程为：(1)首先与水分子配合；(2)逐步进行分级水解反应。
Figure S2008100124028D00031
Figure S2008100124028D00032
Figure S2008100124028D00033
Figure S2008100124028D00034
Fe3+除了上述的水解作用，还可能产生聚合的多核水合配合物。
2Fe(H2O)5(OH)2+＝[(H2O)4Fe(OH)2Fe(H2O)4]4++2H2O
阴离子正浮选捕收剂的吸附机理是脂肪酸阴离子吸附于矿物表面双电层中，非极性基定向排列并发生疏水缔合，或由化学吸附定向排列于矿物表面。采用阴离子正浮选工艺其pH值一般控制在9.8-10.2之间，此时溶液中Fe3+的水解产物以Fe(OH)2 +和Fe(OH)4 -为主。
采用本发明的β-羟基脂肪酸作为捕收剂其与铁矿石的水解产物可发生如下作用：
(1)β-羟基酸皂
Figure S2008100124028D00041
Figure S2008100124028D00042
本发明的β-羟基脂肪酸捕收剂应用于赤铁矿正浮选，在PH为9.8-10.2，β-羟基脂肪酸捕收剂用量在250-330克/吨干矿量，矿浆浓度为32％-41％之间时，其选矿效果均比较理想。尤其是矿浆PH为10.1，β-羟基脂肪酸皂类铁矿物捕收剂用量300克/吨干矿量，浓度在38％时，选矿效果更为理想。可获得精矿品位65.3％以上的选矿技术指标。特别是与应用一般脂肪酸类捕收剂相比，在作业回收率相近的情况下，精矿品位可明显提高。本发明的β-羟基脂肪酸铁矿物捕收剂是一种能形成环状吸附作用的脂肪酸类捕收剂，其捕收能力显著大于铁矿物与一般脂肪酸类捕收剂进行阴离子正浮选的吸附作用，从而使捕收剂对铁矿物的捕收能力明显增加。
具体实施方式
下面进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1
捕收剂各种组分重量百分比为β-羟基脂肪酸85％，醇类2％，无机盐1％，及余量的水；其中各种β-羟基脂肪酸的组成占总β-羟基脂肪酸量的重量百分比如下：
β-羟基十三脂肪酸为11％，β-羟基十四脂肪酸为20％，β-羟基十五脂肪酸为25％，β-羟基十六脂肪酸为20％，β-羟基十七脂肪酸11％，β-羟基十八脂肪酸10％，十三脂肪酸以下碳链的β-羟基脂肪酸为2％，十八脂肪酸以上碳链的β-羟基脂肪酸为1％
实施例2
捕收剂各种组分重量百分比为β-羟基脂肪酸87％，醇类2％，无机盐1％，及余量的水；其中各种β-羟基脂肪酸的组成占总β-羟基脂肪酸量的重量百分比如下：
β-羟基十三脂肪酸为12％，β-羟基十四脂肪酸为21％，β-羟基十五脂肪酸为22％，β-羟基十六脂肪酸为20％，β-羟基十七脂肪酸11％，β-羟基十八脂肪酸12％，十三脂肪酸以下碳链的β-羟基脂肪酸为1％，十八脂肪酸以上碳链的β-羟基脂肪酸为1％。
实施例3
实施例2的β-羟基脂肪酸捕收剂的应用，用量为300克/吨干矿量，矿浆重量百分比为38％，矿浆PH为10.1。

Claims (4)

1.一种用于铁矿石正浮选的β-羟基脂肪酸捕收剂，其特征在于β-羟基脂肪酸含量占总捕收剂重量百分比大于85%，余量为水及不可避免的杂质，在捕收剂中的β-羟基脂肪酸主要为十三到十八个碳原子组成，十三到十八个碳原子的β-羟基脂肪酸的重量百分比大于95%，各种β-羟基脂肪酸的组成占总β-羟基脂肪酸量的重量百分比如下：
β-羟基十三脂肪酸及十三脂肪酸以下碳链的β-羟基脂肪酸为 10-20%，
β-羟基十四脂肪酸、β-羟基十五脂肪酸及β-羟基十六脂肪酸为50-70%，
其余为β-羟基十七脂肪酸、β-羟基十八脂肪酸及十八脂肪酸以上碳链的β-羟基脂肪酸。
2.根据权利要求1所述的用于铁矿石正浮选的β-羟基脂肪酸捕收剂，其特征在于所述的β-羟基脂肪酸含量占总捕收剂重量百分比大于87%，余量为水及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的用于铁矿石正浮选的β-羟基脂肪酸捕收剂，其特征在于所述的捕收剂中的十三到十八个碳原子的β-羟基脂肪酸的重量百分比大于97%，各种β-羟基脂肪酸的组成占总β-羟基脂肪酸量的重量百分比如下：
β-羟基十三脂肪酸及十三脂肪酸以下碳链的β-羟基脂肪酸为 10-15%，
β-羟基十四脂肪酸、β-羟基十五脂肪酸及β-羟基十六脂肪酸为55-65%，
其余为β-羟基十七脂肪酸、β-羟基十八脂肪酸及十八脂肪酸以上碳链的β-羟基脂肪酸。
4.一种权利要求1、2或3所述的用于铁矿石正浮选的β-羟基脂肪酸捕收剂的应用，所述的捕收剂用量为250-330克/吨干矿量，矿浆重量百分比为32-41%，矿浆PH为9.8-10.2。
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