CN102476075B - 组合型有机磺酸钠盐浮选剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合型有机磺酸钠盐浮选剂，由烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和丁基萘磺酸钠组成，其中，烷基磺酸钠的质量百分含量为50-90%，十二烷基苯磺酸钠的质量百分含量为7-30%，丁基萘磺酸钠的质量百分含量为3-20％。本发明可明显提高低品位混合盐品质，浮选时间短，浮选效率高。

Description

组合型有机磺酸钠盐浮选剂

技术领域

本发明涉及一种化工矿冶用泡沫分离药剂，应用于硫酸钾镁盐浮选或软钾镁矾浮选的生产领域，特别是组合型有机磺酸钠盐浮选剂。

背景技术

有一种生产硫酸钾的工艺为先在石盐池晒出氯化钠后得到钾盐镁矾混合盐，这些混合盐由岩盐(NaCl)、泻利盐(MgSO4·7H₂O)、软钾镁矾(MgSO₄·K₂SO₄·6H₂O)、钾镁矾(MgSO₄·K₂SO₄·3H₂O)以及光卤石(MgCl₂·KCl·6H₂O)组成，然后将软钾镁矾浮选分离出来,再用常规的处理工艺很容易将获得的高品位精矿转变为硫酸钾。因此，在硫酸钾的生产过程中，生产过程的效果取决于所有钾盐矿物向软钾镁矾的转变程度，但是，由于石盐池晒出氯化钠后得到的钾盐镁矾混合盐只含有少量的钾矿物，钾含量只有4-7%,除非其中的杂质被除去,否则选矿厂的回收率将是很低的,从1970年以来，用阴离子浮选法用提高低品位混合盐的品级,使其中钾的品位达到或高于12%,就成了硫酸钾生产过程中的一个普遍采用的生产方法，目前，用浮选法提高低品位混合盐的品级的浮选药剂主要是十二烷基磺酸钠，但采用十二烷基磺酸钠浮选的低品位混合盐其品质一直很低，具体表现在钾离子含量偏少，氯离子偏多，含杂质量多以及选矿效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组合型有机磺酸钠盐浮选剂，可明显提高低品位混合盐品质，浮选时间短，浮选效率高。

本发明的目的是这样实现的：一种组合型有机磺酸钠盐浮选剂，由烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和丁基萘磺酸钠组成，其中，烷基磺酸钠的质量百分含量为50-90%，十二烷基苯磺酸钠的质量百分含量为7-30%，丁基萘磺酸钠的质量百分含量为3-20％。

本发明经过反复实验，通过浮选所产生的品质明显高于现有十二烷基磺酸钠的浮选品质，而且浮选效率高。

本发明在用于浮选之前，先将烷基磺酸钠倾入混合罐中，然后将丁基奈磺酸钠和十二烷基苯加入罐中，边加边搅拌，直到溶液混合均匀。本发明采用国外进口原材料制成，其外观是淡黄色。与国内同类产品相比有很多特性。本发明可分别配制成有效活化物分别为24％、27％、27％、30％、50％和60％六种浓度的浮选剂，通过实验测试，其主要对比指标如下：

①本发明杂质少，特别是氯化钠和石油醚含量很少，而国内其他厂家同类产品外观显示棕黄色说明产品中含有较多氯化钠和石油醚。这是源于烷基磺酸钠在生产过程中易产生副产品氯化钠、硫酸钠、亚硫酸钠和未反应的油类品。硫酸钠和亚硫酸钠作为副产品对钾镁盐生产过程是没有影响的，相反在硫酸钾镁矾转化为软钾镁矾的过程中，硫酸根离子对转化过程是有很大的好处。但是，氯化钠的存在是钾镁盐生产过程中极力要排除的物质，平白无故地增加的氯化钠严重地影响了钾镁盐的生产过程，增加了生产过程中的能源消耗，也就意味着增加了成本，同时氯化钠的存在增加了石油醚的溶解，而石油醚的存在又使其吸附在矿物表面，降低了烷基磺酸钠在矿物表面的吸附量，会影响浮选效果。我公司生产经营的本发明所有的副产品总量不超过6％并且氯化钠含量不超过0.5%，石油醚溶解物含量不超过0.5%,不使用其他化学助剂如溶剂或固体催化剂，对钾镁盐生产过程极有好处。

②本发明具有良好的化学稳定性：本发明在酸、碱、氧化剂和300℃高温下不会分解失效，其稳定数为3，它还有很宽的PH值范围（7—9），对氧化剂有较强的稳定性，适用于各种含氯的矿物质中，由于其良好的耐碱、耐高温性能和抗静电性，因此其适用选矿范围更广。

③本发明具有极佳的生物降解性：生物降解性优于其它离子型表面活性剂,4d就能完全分解，容易消散在土壤中，不仅优于带苯环的ABS,而且优于其直链同系物。欧洲合作与发展组织发表的实验结果也证实，本发明降解率达98-99％，不会造成水质污染，因而有利于保护生态环境，符合低能、高效、环保的生产工艺要求。

④本发明无毒，对人体无刺激性，不伤皮肤。本发明对大白鼠的急性毒性LD50=2000～3000mg/kg，它对水生物的急性毒性LC50=1～50mg/kg；对无脊椎动物的急性毒性LC50=9～300mg/kg，因而它对生产的操作工人来说是安全的。通过如下附图和具体实施可充分说明本发明的技术效果：可明显提高低品位混合盐品质，浮选时间短，浮选效率高。

附图说明

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明(实施例1)与十二烷基磺酸钠的浮选回收率对比函数图；

图2为本发明(实施例1)与十二烷基磺酸钠的浮选品位(钾离子含量)对比函数图；

图3为本发明(实施例1)与十二烷基磺酸钠去除杂质的含量(氯根离子含量)对比函数图；

图4为本发明(实施例1)与十二烷基磺酸钠的选矿效率对比函数图；

图5为本发明(实施例2)与十二烷基磺酸钠的浮选回收率对比函数图；

图6为本发明(实施例2)与十二烷基磺酸的浮选品位(钾离子含量)对比函数图；

图7为本发明(实施例2)与十二烷基磺酸钠去除杂质的(氯根离子含量)对比函数图；

图8为本发明(实施例2)与十二烷基磺酸钠的选矿效率对比函数图；

图9为本发明(实施例3)与十二烷基磺酸钠的浮选回收率对比函数图；

图10为本发明(实施例3)与十二烷基磺酸钠的浮选品位(钾离子含量)对比函数图；

图11为本发明(实施例3)与十二烷基磺酸钠去除杂质的(氯根离子含量)对比函数图；

图12为本发明(实施例3)与十二烷基磺酸钠的选矿效率对比函数图。

具体实施方式

一种组合型有机磺酸钠盐浮选剂，由烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和丁基萘磺酸钠组成，其中，烷基磺酸钠的质量百分含量为50-90%，十二烷基苯磺酸钠的质量百分含量为7-30%，丁基萘磺酸钠的质量百分含量为3-20％。所述的烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和丁基萘磺酸钠均为市售产品。

以下实施例试验主要是将本发明(组分含量如上述配比范围，上述份各个组分的上、下限值和中间值均经过测试，即各个组分分别为：烷基磺酸钠的质量百分含量分别为50%、70%和90%，十二烷基苯磺酸钠的质量百分含量为7%、19%和30%，丁基萘磺酸钠的百分含量为3％、11%和20％)与十二烷基磺酸钠进行对比，通过现有工艺流程所测得的实验数据实施例测试其捕收性能。

实施例1：

1、试验目的：考察本发明对钾混盐转化后的矿浆中含钾矿物的捕收能力和选择性。

2、试验原料：原料取自软钾系统转化糟溢流口，经过滤、调浆后进行浮选。

2.1原料组成见表1：

表1(原料离子组成)

3、试验药剂：

3.1本发明可配成5%浓度使用，其有效成分为60%，颜色淡黄，粘度较高，溶解速度较慢，配置药剂时需静止半小时药剂方能完全溶解。

3.2现有钾盐产业目前使用的十二烷基磺酸钠，配成5%浓度使用。

4、试验设备：XFD-63型单槽浮选机，体积为0.5L，2X-3型旋片式真空过滤机。

5、试验过程简述：

5.1取软钾系统正常生产时转化糟溢流口的矿浆，经过滤、调浆后进行浮选。

5.2浮选采用一次粗选的工艺流程进行试验。

6、采用现有的试验流程及条件：复选时间8分钟，药剂用量g/t分别为200、400、600、800、1000、1200和1400，搅拌时间：2分钟，浮选温度23℃。

7、实验效果比较

7.1本发明与十二烷基磺酸钠的产率比较数值表见表2：

表2

7.2本发明与十二烷基磺酸钠相比所测得的较浮选品位、回收率的函数图和去杂质的技术效果函数图：

7.2.1本发明与十二烷基磺酸钠浮选回收率对比函数图如图1所示。

7.2.2本发明与十二烷基磺酸钠浮选品位(钾离子含量)对比函数图如图2所示。

7.2.3本发明与十二烷基磺酸钠去除杂质(氯根离子含量)对比函数图如图3所示。

7.2.4浮选实际所用时间：经实验，本发明达到一定回收率条件下所用浮选时间，一般为4分钟左右，而十二烷基磺酸钠实际所用浮选时间为8-10分钟左右。

8、实验数据分析：

8.1在相同工艺条件下，本发明精矿品位优于现用十二烷基磺酸钠的精矿品位，其选出的精矿中钾含量高于现用十二烷基磺酸钠选出的精矿产品。

8.2在相同情况下，在各种药剂制度下，本发明去除氯根离子能力比现有十二烷基磺酸钠强，其选出的精矿中氯根离子含量低。

8.3我们知道：浮选时间指浮选过程中进行分选所用的时间。一般情况下，在其他条件都相同的情况下，随浮选时间的增加，回收率也增加，但到了一定的时间以后，浮选时间再延长，回收率就不再提高，反而会使精矿质量下降，因此再增加浮选时间就失去了意义，可见，浮选时间不是说明浮选效果好坏的唯一指标，这时需要引进浮选速度这个指标对浮选过程进行评价。

浮选速度是指达到一定回收率(或浮选机单位生产能力)时，所需要的浮选时间。如果用V表示浮选速度，ε表示回收率，t表示浮选时间，那么它的数学式为V=ε/t，所以提高回收率和缩短浮选时间，即可提高浮选速度。

我们根据实验室中获得的现有回收率和浮选所用时间数据，作出以下浮选速度对比如表3所示：

表3

由表3中可以说明：本发明的浮选速度与现用十二烷基磺酸钠相比，其浮选速度最低可以达到现用十二烷基磺酸钠浮选速度的1.85倍，最高可以达到现用十二烷基磺酸钠的2.13倍。

9、关于本发明回收率的有关问题：在实际浮选过程中，回收率的高低直接关系到精矿产品的最终产量，提高回收率也就意味着提高精矿产品的产量，但是由于矿藏原料的低品位，使得提高原矿回收率是一项非常艰难的工作，为此在保证一定回收率的情况下，加大原矿处理量和缩短浮选时间就成了我们提高精矿产品最终产量的迫不得以的选择，此时影响精矿产品最终产量的因素就有了三个动态的主要因素，它们分别是回收率、原矿供应量和浮选所用时间，用数学公式表达则为以下公式：

精矿单位时间产量＝原矿重量*回收率/浮选所用时间

在上述公式中，精矿单位时间产量与回收率相关，但也与浮选所用时间相关，同时还与原矿重量相关，假设原矿重量为1000g，根据实验室中获得的现有回收率和浮选所用时间数据，通过精矿单位时间产量公式，实际测得以下精矿单位时间产量对比数值，如表4所示：

表4

由此可见，本发明的现有回收率并没有影响到精矿产品的最终产量，相反它在现有回收率的情况下，反而大幅地提高了精矿产品的最终产量，提高了生产效率。

10、选矿效率分析：选矿工艺中，通常用两个指标即回收率和品位这两个指标来反映选矿试验结果的好坏，但用一对指标作依据，常会出现不易分辨的情况，例如，两个试验，一个品位较高而回收率较低，另一个品位较低而回收率较高，就不易说明究竟是哪一个试验的结果较好，为解决这个问题，实践中我们引入选矿效率也称分选效率这个指标，它是用以评价选矿过程好坏的综合性技术指标。包括数量指标回收率和质量指标品位等综合成一个单一的指标，能同时反映分离过程的量效率和质效率。选矿效率指标公式如下：(参见：浮游选矿技术主编：王资P211.6.9.4.1）。

$E=\frac{\mathrm{\β}-\mathrm{\α}}{{\mathrm{\β}}_{\max }-\mathrm{\α}}*\mathrm{\ϵ}$

其中：E为选矿效率，β为精矿品位，α为原矿品位，ε为精矿回收率，β_max为理论最高精矿品位，所的测得的对比函数图如图4所示，根据试验数据测得的选矿效率分析数值表如表5所示：

表5

从表5和图4中可以反映出：本发明的选矿效率高于现用十二烷基磺酸钠。选矿效率的提高大大地提高了原矿的利用率，直接地提高了精矿产品的产量。

11、结论：本发明完全可以取代现用十二烷基磺酸钠用于硫酸钾生产过程中软钾镁矾的浮选。

实施例2：

1、试验目的：考察本发明对钾混盐转化后的矿浆中含钾矿物的捕收能力和选择性。

2、试验原料：原料取软钾系统转化糟溢流口，经过滤、调浆后进行浮选。

2.1原料组成见表6：

表6(原料离子组成)

3、试验药剂：

3.1本发明配成5%浓度使用，本发明颜色为淡黄，溶解速度较慢，配置药剂时需静止半小时药剂放才能完全溶解。

3.2目前使用的十二烷基磺酸钠，配成5%浓度使用。

4、试验设备：XFD-63型单槽浮选机体积为1.0L，2X-3型旋片式真空过滤机。

5、试验过程简述

5.1取软钾系统正常生产时转化糟溢流口矿浆，经过滤、调浆后进行浮选。

5.2浮选采用一次粗选的工艺流程进行试验。

6、试验流程及条件：采用现有的试验流程及条件：复选时间8分钟，药剂用量g/t分别为400、600、800、1000和1200，搅拌时间：2分钟，浮选温度22℃

7、实验效果比较

7.1本发明与十二烷基磺酸钠的产率比较数值表见表7：

表7

7.2浮选实际所用时间：经实验，本发明达到一定回收率条件下所用浮选时间，一般为4分钟左右，而十二烷基磺酸钠实际所用浮选时间为8-10分钟左右。

7.3本发明与十二烷基磺酸钠对钾离子的浮选回收率、品位比较。

7.4我们根据试验数据作浮选速度对比数值表如表8所示：

表8

7.5我们根据试验数据及下列公式作选矿效率对比表

$E=\frac{\mathrm{\β}-\mathrm{\α}}{{\mathrm{\β}}_{\max }-\mathrm{\α}}*\mathrm{\ϵ}$

其中：E为选矿效率，β为精矿品位，α为原矿品位，ε为精矿回收率，β_max为理论最高精矿品位，所的测得的对比函数图如图4所示，根据试验数据测得的选矿效率分析数值表如表9所示：

表9

8.试验数据分析结论：

8.1由图5、图6、图7可得知，本发明的捕收能力与十二烷基磺酸钠相当，但本发明的选择能力高于十二烷基磺酸钠，它的精矿钾离子含量远远高于十二烷基磺酸钠，氯根离子含量远远低于十二烷基磺酸钠。

8.2由表8可得知，本发明的浮选速度远远高于十二烷基磺酸钠，浮选速度的提高意味着提高了精矿产品的最终产量。

8.3由表9和图8知，本发明的选矿效率远远地高于十二烷基磺酸钠，选矿效率的提高大大地提高了原矿的利用率，直接地提高了精矿产品的产量。

8.4本发明在精矿品位、浮选速度、选矿效率等方面高于十二烷基磺酸钠的选矿效率。实施例3：

1、试验目的：考察本发明对钾混盐转化后矿浆中含钾矿物的捕收能力和选择性。

2、试验原料：原料取软钾系统转化糟溢流口，经过滤、调浆后进行浮选。

2.1原料组成见表10：

表10(原料离子组成)

3、试验药剂：

3.1本发明配成5%浓度使用，本发明颜色为淡黄，溶解速度较慢，配置后需静止半小时药剂放才能完全溶解。

3.2目前使用的十二烷基磺酸钠，配成5%浓度使用。

4、试验设备：XFD-63型单槽浮选机体积为1.0L，2X-3型旋片式真空过滤机。

5、试验过程简述

5.1取软钾系统正常生产时转化糟溢流口矿浆，经过滤、调浆后进行浮选。

5.2浮选采用一次粗选的工艺流程进行试验。

6、采用现有的试验流程及条件：复选时间8分钟，药剂用量g/t分别为400、600、800、1000、1200，搅拌时间：2分钟，浮选温度22℃。

7.1本发明与十二烷基磺酸钠的产率比较数值表见表11：

表11

7.2浮选实际所用时间：经实验，本发明达到一定回收率条件下所用浮选时间，一般为4分钟左右，而十二烷基磺酸钠实际所用浮选时间为8-10分钟左右。

7.3本发明与十二烷基磺酸钠相比所测得的较浮选品位、回收率的函数图和去杂质的技术效果函数图：

7.3.1本发明与十二烷基磺酸钠浮选回收率对比函数图如图9所示。

7.3.2本发明与十二烷基磺酸钠浮选品位(钾离根离子含量)对比函数图如图10所示。

7.3.3本发明与十二烷基磺酸钠去除杂质(氯根离子含量)对比函数图如图11所示。

7.4根据试验数据所测得的浮选速度对比数值表如表12所示：

表12

7.5我们根据试验数据及下列公式作选矿效率对比表

$E=\frac{\mathrm{\β}-\mathrm{\α}}{{\mathrm{\β}}_{\max }-\mathrm{\α}}*\mathrm{\ϵ}$

其中：E为选矿效率，β为精矿品位，α为原矿品位，ε为精矿回收率，β_max为理论最高精矿品位，所的测得的对比函数图如图12所示，根据试验数据测得的选矿效率分析数值表如表13所示：

表13

8.试验数据分析结论：

8.1由图9、图10、图11知，本发明的捕收能力与十二烷基磺酸钠相当，但本发明的选择能力高于十二烷基磺酸钠，它的精矿钾离子含量高于十二烷基磺酸钠，氯根离子含量低于与十二烷基磺酸钠。

8.2由表12知，本发明的浮选速度远远地高于十二烷基磺酸钠，浮选速度的提高意味着提高了精矿产品的最终产量。

8.3由表13和图12知，本发明的选矿效率高于十二烷基磺酸钠的选矿效率。

Claims (1)

1.一种组合型有机磺酸钠盐浮选剂在对钾混盐转化后的矿浆中含钾矿物捕收能力和选择性方面的应用，其特征是：该组合型有机磺酸钠盐浮选剂由烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和丁基萘磺酸钠组成，其中，烷基磺酸钠的质量百分含量为50-90%，十二烷基苯磺酸钠的质量百分含量为7-30%，丁基萘磺酸钠的质量百分含量为3-20%；该组合型有机磺酸钠盐浮选剂浮选的矿物原料取自软钾系统正常生产时转化糟溢流口的矿浆，经过滤、调浆后进行浮选，将上述组合型有机磺酸钠盐浮选剂配成5%溶液浓度使用采用一次粗选的工艺流程，实际浮选时间为4分钟。

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