CN102513221A

CN102513221A - 一种碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102513221A
Application number: CN2012100057725A
Authority: CN
Inventors: 宋宝安; 徐伟; 杨松; 胡德禹; 薛伟; 张仁忠; 陈跃; 解田; 兰丰
Original assignee: Guizhou University
Current assignee: Guizhou University
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明公开了一种碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂及其制备方法。该捕收剂为一种复合阴离子捕收剂，由基本物质与水混合而成。其中基本物质主要由下述重量份的组份构成：含不饱和脂肪酸的高级脂肪酸硫酸化皂0.2-0.5份、脂肪酸含量不小于50%的高级脂肪酸皂化物0.5-0.8份、起泡剂0.01-0.1份，基本物质与水的重量份配比为1：20-70。该组合捕收剂具有捕收能力强、选择性高、用量少和耐低温等优点，用于P₂O₅品位为25-26%的碳酸盐磷矿反浮选中，得到的精矿P₂O₅品位超过34%，MgO含量小于1.2%，精矿P₂O₅回收率在90%以上。本发明具有制备工艺简单、易于操作、精矿P₂O₅回收率高、精矿中的MgO含量低、选矿成本低的特点，适用于碳酸盐磷矿和各种磷矿石的选矿生产。

Description

一种碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及磷矿石浮选捕收剂，尤其涉及一种碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂及其制备方法。

背景技术

磷矿是化肥、化工及其他相关工业的主要矿物原料，是国家战略性矿产资源，对巩固农业的基础地位和和国民经济的发展起着重要的作用。充分合理利用我国磷矿，对我国磷矿资源可持续发展具有深远意义。碳酸盐型磷矿中MgO、CaO和CO₂含量普遍偏高，MgO使酸法加工的物料粘度急剧增加，产品质量变坏；CaO和CO₂在酸法加工时增加酸耗和产品泡沫，热法加工时增加电耗，有时易引起喷料。因此要获得满足制酸、制肥要求合格磷精矿，采用合适的选矿方法剔除碳酸盐矿物是必要的，而单一反浮选则是选别该类型矿物的最佳工艺。较正浮选工艺，反浮选具备两个优势：（1）矿石入选粒度粗，节约磨矿费用；（2）可实现常温浮选，不用加温，节省能耗。

早期磷矿浮选的捕收剂常采用油酸及其皂、塔尔油、氧化石蜡皂等，这些脂肪酸及其盐普遍都有捕收效果，但存在用量大、选择性差、不耐硬水、对温度敏感、在水中分散性不好等缺点。二十世纪80年代以来，国内外先后研制了一些比较有效的磷矿浮选捕收剂，如改性脂肪酸、醚胺、两性捕收剂、酰胺羧酸类捕收剂、磷酸酯及有机磷酸、阳离子胺捕收剂。由于各地磷矿的差异，即使是同一个矿区，随着矿山的开采，磷矿特性和品位也会发生改变，因此，很难确定哪一类捕收剂是最好的，最合适的。大多数浮选厂均是根据实际情况自己配制浮选药剂，由于磷矿的价值低、生产量大的特点，决定了捕收剂原料的来源和价格成为选用捕收剂的重要考虑因素。所以，长期以来在实际生产中，磷矿浮选捕收剂仍然采用来源广泛的脂肪酸及其皂类为主要原料。用于磷矿浮选捕收剂的脂肪酸，一般是C₁₀-C₂₀的混合的饱和及不饱和的脂肪酸，其成分依原料及生产方法而定。单一种类的纯脂肪酸工业上可以说没有采用过，一方面分离提纯困难，成本高，同时它的浮选性能甚至不如混合物。

世界各地的磷矿越来越向着贫脊、细化趋势发展，以前单一功能的药剂已经不能满足现在工业的需要。目前，磷矿浮选药剂的研究，正朝两个方向发展：一是开发研制高效、低毒（或无毒）、廉价、低耗、原料广泛的新型捕收剂；另一个方向是对各种现有捕收剂进行合理搭配、使用。前者一旦突破，将使选矿技术取得革命性进展，但研制周期长、难度大；后者见效快，容易在选矿实践中实现。因此，组合使用捕收剂已成为提高某些矿物浮选性能的重要途径。

所谓组合用药，一般是指同类性质的药剂组合使用。根据要药剂活性—选择性原理，单一药剂很难达到活性、选择性两全的效果，对现有药剂解决这一问题的重要途径之一就是混合用药。利用药剂组合的正协同效应，可获得比单一使用时更好的技术效果和经济效益，这使之成为药剂使用研究的一个重要趋势。组合用药在使用后产生的效果约有以下七个方面：（1）提高分选指标；（2）强化药剂的适应性；（3）降低药剂消耗量和药剂费用；（4）扩大药剂的品种来源，减少主药的消耗量；（5）可促进改性药剂的研究；（6）有助于高效新药的研究和在生产上推广应用；（7）可取代部分有毒药剂，改善生态环境。总之，组合药剂不但有其微妙的增效作用，而且有很多独特的功能，同时也被越来越广泛的使用，时至今日，捕收剂混合使用在应用上有了一定的规模，在磷矿的浮选研究和实践中，已有不少药剂混合使用的报道。阳离子捕收剂—阴离子捕收剂、阴离子捕收剂—阴离子捕收剂、非极性捕收剂—其他类型捕收剂、捕收剂—起泡剂等药剂组合使用都有研究。可见，组合药剂在改善现有药剂的性能、提高生产指标、降低成本、解决生产实际问题等方面意义重大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种新的碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂。该捕收剂可以从含P₂O₅25-26%的原矿石中，获得P₂O₅含量大于34%的磷精矿，而且精矿P₂O₅回收率高；MgO含量低，选矿成本低。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂，由基本物质与水混合而成。其中基本物质主要由下述重量份的组份构成：含不饱和脂肪酸的高级脂肪酸硫酸化皂0.2-0.5份、脂肪酸含量不小于50%的高级脂肪酸皂化物0.5-0.8份、起泡剂0.01-0.1份，基本物质与水的重量份配比为1：20-70。

上述的碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂中，所述的基本物质与水的重量份配比是1：50。

上述的碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂中，所述的高级脂肪酸硫酸化皂是按照以下工艺和步骤进行：以天然麻疯树籽油脂肪酸为原料，向其加入重量为脂肪酸重量15-20%的浓硫酸，控制反应温度在20-40℃、反应时间为30-90min；待硫酸酸化反应完毕后，在50-60℃下加入饱和碳酸氢钠溶液，调节pH至6.7-7.2，即得产品。

上述的碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂中，所述的高级脂肪酸皂化物是工业皂片、或工业皂粒、或日用肥皂。

上述的碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂中，所述的起泡剂是吐温系列起泡剂吐温-20、吐温-40、吐温-60、吐温-80中的任意一种。

本发明提供的捕收剂及其制备方法与现有技术相比，其优点主要有：

本发明提供的捕收剂采用了新的原料组份，拓展了脂肪酸及其皂类捕收剂的品种，且该捕收剂具有捕收能力强、选择性高、用量少和耐低温等优点，采用常温一次粗选流程，所得到的精矿P₂O₅品位超过34%，MgO含量小于1.2%，而且精矿P₂O₅回收率在90%以上，适用于碳酸盐磷矿和各种磷矿石的选矿生产。

本发明提供的捕收剂，其以天然麻疯树籽油、工业皂片或工业皂粒或日用肥皂、吐温系列起泡剂为主要原料制成，这些原料来源广、易得，制备工艺流程简单，易于操作，生产成本低，且精矿P₂O₅回收率高、精矿中的MgO含量低、选矿成本低。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

取天然麻疯树籽油脂肪酸硫酸化皂0.5 kg、脂肪酸含量大于78%的工业皂片0.5 kg、吐温-20 0.02 kg，加水50 kg混匀后得组合捕收剂，利用此捕收剂对钙（镁）质磷块岩进行反浮选，浮选工艺条件如下：

（1）矿石前处理：入选品位为25-26%的矿石经破碎、湿法球磨至-200目占70%，矿浆浓度为75%；

（2）一次粗选脱镁：向0.5L浮选槽中加入200g原矿，加0.5L自来水调浆2min；先加抑制剂硫酸16.00kg/t，搅拌3min；再加入组合捕收剂0.40kg/t，搅拌3min；充气鼓泡后，常温一次反浮选脱除碳酸盐脉石矿物，刮板时间为4min。

用实施例1所配置的反浮选脱镁捕收剂及浮选工艺可将原矿P₂O₅品位为25.31%的碳酸盐磷矿富集到精矿P₂O₅品位为34.53%，MgO含量为1.10%，精矿P₂O₅回收率为90.34%的优良指标。

实施例2：

取天然麻疯树籽油脂肪酸硫酸化皂0.4 kg、脂肪酸含量大于78%的工业皂粒0.6 kg、吐温-40 0.04 kg，加水50 kg混匀后得组合捕收剂，利用此捕收剂对钙（镁）质磷块岩进行反浮选，浮选工艺条件按实施例1中（1）和（2）进行。

用实施例2所配置的反浮选脱镁捕收剂及浮选工艺可将原矿P₂O₅品位为25.19%的碳酸盐磷矿富集到精矿P₂O₅品位为34.79%，MgO含量为1.02%，精矿P₂O₅回收率为91.23%的优良指标。

实施例3：

取天然麻疯树籽油脂肪酸硫酸化皂0.3 kg、脂肪酸含量不小于50%的日用肥皂0.7 kg、吐温-60 0.06 kg，加水50 kg混匀后得组合捕收剂，利用此捕收剂对钙（镁）质磷块岩进行反浮选，浮选工艺条件按实施例1中（1）和（2）进行。

用实施例3所配置的反浮选脱镁捕收剂及浮选工艺可将原矿P₂O₅品位为25.13%的碳酸盐磷矿富集到精矿P₂O₅品位为34.87%，MgO含量为1.04%，精矿P₂O₅回收率为91.87%的优良指标。

实施例4：

取天然麻疯树籽油脂肪酸硫酸化皂0.2 kg、脂肪酸含量不小于50%的工业皂片0.8 kg、吐温-80 0.08 kg，加水50 kg混匀后得组合捕收剂，利用此捕收剂对钙（镁）质磷块岩进行反浮选，浮选工艺条件按实施例1中（1）和（2）进行。

用实施例4所配置的反浮选脱镁捕收剂及浮选工艺可将原矿P₂O₅品位为25.34%的碳酸盐磷矿富集到精矿P₂O₅品位为34.69%，MgO含量为1.08%，精矿P₂O₅回收率为90.63%的优良指标。

Claims

1.一种碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂，其特征是：捕收剂由基本物质与水混合而成，其中基本物质是由下述重量份的组份构成：含不饱和脂肪酸的高级脂肪酸硫酸化皂0.2-0.5份、脂肪酸含量不小于50%的高级脂肪酸皂化物0.5-0.8份和起泡剂0.01-0.1份，基本物质与水的重量份配比为1：20-70。

2.根据权利要求1所述的碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂，其特征是：所述的基本物质与水的重量份配比为1：50。

3.根据权利要求1或2所述的碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂，其特征是：所述的高级脂肪酸硫酸化皂是按照以下工艺和步骤进行：以天然麻疯树籽油脂肪酸为原料，向其加入重量为脂肪酸重量15-20%的浓硫酸，控制反应温度在20-40℃、反应时间为30-90min；待硫酸化反应完毕后，在50-60℃下加入饱和碳酸氢钠溶液，调节pH至6.7-7.2，即得产品。

4.根据权利要求1或2所述的碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂，其特征是：所述的高级脂肪酸皂化物是工业皂片、或工业皂粒、或日用肥皂。

5.根据权利要求1或2所述的碳酸盐磷矿反浮选组合捕收剂，其特征是：所述的起泡剂是吐温系列起泡剂吐温-20、吐温-40、吐温-60、吐温-80中的任意一种。