CN103341415B

CN103341415B - 一种胶磷矿正浮选捕收剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103341415B
Application number: CN201310293850.0A
Authority: CN
Inventors: 黄齐茂; 刘璇; 潘志权
Original assignee: Wuhan Institute of Technology
Current assignee: Wuhan Institute of Technology
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: CN103341415A

Abstract

本发明涉及一种胶磷矿正浮选捕收剂及其制备方法，具体涉及的是一种由脂肪酸等经改性、复配而成的胶磷矿新型正浮选捕收剂。该胶磷矿新型正浮选捕收剂的制备方法为：按重量百分比将20%～80%棉油残渣和10%～60%高级脂肪酸分别加入到反应釜中，缓慢加入任意浓度的强碱溶液，强碱用量为5%～20%，在60℃～150℃范围内，经500～2500rad/min的速度搅拌均匀，冷却到60℃左右再加入0～20%氯代脂肪酸柠檬酸酯搅拌均匀，即得到胶磷矿正浮选捕收剂。本发明的正浮选捕收剂选择性高、载矿能力强，在常温下有比较好的分选效果，能达到优良的浮选指标。

Description

一种胶磷矿正浮选捕收剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种胶磷矿新型正浮选捕收剂及其制备方法，具体涉及的是一种由脂肪酸等经改性、复配而成的胶磷矿新型正浮选捕收剂。

背景技术

磷矿是一种重要的化工矿物原料,磷精矿广泛应用于工农业领域。但就目前而言，全世界磷矿资源中可供开发的富矿已经不多，大部分为贫矿。在我国，磷矿的平均品位仅为17%，75%以上的磷矿属于中低品位的胶磷矿。随着磷矿开采的逐步深入，胶磷矿的嵌布粒度越来越细，硅酸盐含量升高，磷品位也逐渐降低。研制选择性强的高效正浮选脱硅捕收剂对于磷矿的可持续开发利用具有重要意义。

早期的浮选捕收剂采用的是油酸及其皂、塔尔油、氧化石蜡皂等，这些传统的捕收剂对难选胶磷矿针对性不强，同时存在用量大、选择性一般、不耐硬水、对温度有较高要求、在矿浆中分散性不好等劣势。针对这些问题，近三十年以来，国内外先后研制了一些较有效的磷矿浮选捕收剂。

尽管其中有些捕收剂的组份对某些胶磷矿针对性较好，加温浮选能使之达到较好的浮选指标，但某些组分具有化学毒性，对环境污染和人体健康都会造成重大的影响。例如针对某地区磷矿，采用的是含羟基的芳香烃类化合物作为捕收剂组份，由于该类物质具有致癌、致畸、致突变的潜在毒性，会对环境水质和人体造成一定的危害。因此，有必要开发新型高效、环保型捕收剂来解决这类低品位难选胶磷矿浮选富集问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种易于制备、操作简易、成本较低、能适应常温下中低品位胶磷矿的浮选且选择性好效率高的捕收剂及制备方法。

本发明采用方案如下：

一种胶磷矿正浮选捕收剂，由以下重量百分比的原料制备而来20%～80%棉油残渣、0～20%氯代脂肪酸柠檬酸酯、10%～60%高级脂肪酸、5%～20%强碱以及分散介质水适量；所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

上述方案中，所述的棉油残渣中含有60%～70%的混合脂肪酸和5%～10%的植物甾醇。

上述方案中，所述的氯代脂肪酸柠檬酸酯的制备参照专利：氯代脂肪酸柠檬酸酯浮选剂及其制备方法（专利号ZL200810197934.3）。

上述方案中，所述的高级脂肪酸为质量百分比10～40%的饱和高级脂肪酸与60%～90%的不饱和高级脂肪酸的混合物；饱和高级脂肪酸选用月桂酸、软脂酸和硬脂酸中的任意一种或它们的混合物；不饱和高级脂肪酸为工业级油酸，所述的工业级油酸为亚麻酸、亚油酸和油酸所组成的混合物，其不饱和脂肪酸含量90%以上。

胶磷矿正浮选捕收剂的制备方法，包括有以下步骤：

按重量百分比将20%～80%棉油残渣和10%～60%高级脂肪酸分别加入到反应釜中，缓慢加入强碱溶液，强碱用量为5%～20%，在60℃～150℃范围内，经500～2500r/min的速度搅拌均匀，冷却到60℃左右再加入0～20%氯代脂肪酸柠檬酸酯搅拌均匀，即得到该胶磷矿新型正浮选捕收剂。

本发明的胶磷矿正浮选捕收剂的使用方法为：在加入调整剂和抑制剂后，按药剂量直接将该正选捕收剂加入浮选槽中与矿浆充分搅拌均匀后，在浮选槽内进行浮选即可。

本发明提供的捕收剂与现有技术相比，优点主要有：

1、该正浮选捕收剂采用了棉油残渣、天然植物油酸或其副产物等环保型原料，不会对环境和人体造成危害，且该原料来源广泛，成本低廉,具有市场推广前景。

2、该正浮选捕收剂选择性高、载矿能力强，在常温下有比较好的分选效果，能达到优良的浮选指标。针对难选胶磷矿，浮选后磷精矿的回收率以及选矿综合效率较高。

3、该正浮选捕收剂的制备工艺流程简单，易于操作，生产成本低，易于实现工业化大生产，同时工业制备和使用过程中无三废排除，属于绿色环保工艺，环境效益显著。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，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。

湖北某地区磷矿，原矿品位P₂O₅为26.9%、MgO为1.4%、SiO₂为21.51%、CaO为39.31%,其中CaO品位相对较高，属于较为典型的钙硅质胶磷矿。因此该矿需通过正浮选脱除一部分的硅酸盐脉石矿物，再对尾矿进行扫选脱除余下的部分硅酸盐脉石矿物。然而在正浮选的试验过程中发现，用传统的脂肪酸类捕收剂最多只能将P₂O₅品位提高2个百分点，同时需要进行加温浮选，蒸汽用量为70元/吨，从环保和成本等方面考虑，本实施例制备了能在常温下正浮选的高效环保型胶磷矿捕收剂。

实施例1：

先将0.2kg棉油残渣、0.06kg硬脂酸和0.54kg工业油酸加入到反应釜中，再将0.2kg氢氧化钠配置成20%的水溶液缓慢加入其中，加热至85℃，在1200r/min的转速下搅拌该混合物3h，直至混合均匀，冷却后即得到该正浮选捕收剂，称重计算其固含量（固含量=除去水之外的原料质量/捕收剂总质量）后加水配制成2wt%的水溶液进行正浮选。

实施例2：

先将0.2kg棉油残渣、0.22kg月桂酸和0.33kg工业油酸加入到反应釜中，再将0.05kg氢氧化钠配置成15%的水溶液缓慢加入其中，加热至65℃，在1700r/min的转速下搅拌该混合物2.5h，冷却至60℃再加入0.2kg氯代脂肪酸柠檬酸酯，搅拌直至混合均匀，即得到该正浮选捕收剂，称重计算其固含量后加水配制成2wt%的溶液进行正浮选。

用实施例1和实施例2所制得的正浮选捕收剂对该难选胶磷矿进行正浮选。正浮选的方法加入Na₂CO₃调节pH值并抑制Ca²⁺、Mg²⁺，Na₂SiO₃抑制SiO₂，(NaPO₄)₆抑制各种金属，再加入本发明中涉及的正浮选捕收剂，将有用的胶磷矿浮选出来。

在常温下，经一次粗选试验后得到数据：

通过以上数据我们看到，常温下进行的正浮选后所得精矿的品位和回收率都取得了相对传统脂肪酸捕收剂较好的效果。实施例1经过一正一扫试验后得到精矿和中矿品位分别为32.34%和31.09%的浮选指标。实施例2经过一正一扫试验后得到精矿和中矿品位分别为32.06%和30.56%的浮选指标。

云南晋宁矿，原矿品位P₂O₅为20.6%、MgO为1.33%、SiO₂为44.88%、CaO为20.92%,其中SiO₂品位相对较高，属于较为典型的硅质胶磷矿。因此该矿需通过“一正一精”脱除大部分的硅酸盐脉石矿物，再进行反浮选脱除少量白云石便可得到合格的磷精矿。然而在正浮选的试验过程中发现，用传统的脂肪酸类捕收剂最多只能将P₂O₅品位提高3.5个百分点，很难达到优质的浮选指标，同时需要进行加温浮选，蒸汽用量为70元/吨，从环保和成本等方面考虑，本实施例制备了能在常温下正浮选的高效环保型胶磷矿捕收剂。

实施例3：

先将0.8kg棉油残渣、0.04kg月桂酸和0.06kg工业油酸加入到反应釜中，再将0.05kg氢氧化钠配置成35%的水溶液缓慢加入其中，加热至115℃，在1800r/min的转速下搅拌该混合物2h，冷却至60℃再加入0.05kg氯代脂肪酸柠檬酸酯，搅拌直至混合均匀，即得到该正浮选捕收剂，称重计算其固含量后加水配制成2wt%的溶液进行正浮选。

实施例4：

先将0.3kg棉油残渣、0.06kg软脂酸和0.34kg工业油酸加入到反应釜中，再将0.15kg氢氧化钾配置成40%的水溶液缓慢加入其中，加热至120℃，在900r/min的转速下搅拌该混合物2.5h，冷却至60℃再加入0.15kg氯代脂肪酸柠檬酸酯，搅拌直至混合均匀，即得到该正浮选捕收剂，称重计算其固含量后加水配制成2wt%的溶液进行正浮选。

用实施例3和实施例4所制得的正浮选捕收剂对云南该难选胶磷矿进行正浮选。正浮选的方法加入Na₂CO₃调节pH值并抑制Ca²⁺、Mg²⁺，Na₂SiO₃抑制SiO₂，(NaPO₄)₆抑制各种金属，再加入本发明中涉及的正浮选捕收剂，将有用的胶磷矿浮选出来。

在常温下，经一次粗选试验后得到数据：

通过以上数据我们看到，常温下所进行的正浮选所得精矿的品位和回收率都取得了相对传统脂肪酸捕收剂较好的效果。实施例3和例4经过“一正一精一反”试验后可以达到精矿P₂O₅品位为30.58%和30.23%，回收率为76%和75%的浮选指标。

四川某矿，原矿品位P₂O₅为17.2%、MgO为5.82%、SiO2为32.3%、CaO为27.86%,其中MgO品位相对较高，因此该矿需通过正浮选脱除一部分的硅酸盐脉石矿物，再进行反浮选脱除白云石便可得到合格的磷精矿。然而在正浮选的试验过程中发现，用现行捕收剂最多只能将P₂O₅品位提高2个百分点，同时需要进行加温浮选，蒸汽用量为70元/吨，从环保和成本等方面考虑，本方案研制了常温下正浮选的高效环保型胶磷矿捕收剂。

实施例5：

将先将0.5kg棉油残渣、0.06kg硬脂酸和0.14kg工业油酸加入到反应釜中，再将0.1kg氢氧化钠配置成30%的溶液缓慢加入其中，加热至150℃，在2000r/min的转速下搅拌该混合物1.5h，冷却至60℃再加入0.2kg氯代脂肪酸柠檬酸酯，搅拌直至混合均匀，即得到该正浮选捕收剂，称重计算其固含量后加水配制成2wt%的溶液进行正浮选。

实施例6：

将先将0.6kg棉油残渣、0.09kg软脂酸和0.21kg工业油酸加入到反应釜中，再将0.05kg氢氧化钠配置成25%的溶液缓慢加入其中，加热至135℃，在1600r/min的转速下搅拌该混合物2h，冷却至60℃再加入0.05kg氯代脂肪酸柠檬酸酯，搅拌直至混合均匀，即得到该正浮选捕收剂，称重计算其固含量后加水配制成2wt%的溶液进行正浮选。

用实施例5和实施例6所制得的正浮选捕收剂对四川该难选胶磷矿进行正浮选。正浮选的方法加入Na₂CO₃调节pH值并抑制Ca²⁺、Mg²⁺，Na₂SiO₃抑制SiO₂，(NaPO₄)₆抑制各种金属，再加入本发明中涉及的正浮选捕收剂，将有用的胶磷矿浮选出来。

在常温下，经一次粗选试验后得到数据：

通过以上数据我们看到，常温下所进行的正浮选所得精矿的品位和回收率都取得了相对传统脂肪酸捕收剂较好的效果。实施例5和例6经过一正一反试验后可以分别达到精矿P₂O₅品位为30.22%和31.08%，回收率为79.52%和79.32%的浮选指标。

Claims

1.一种胶磷矿正浮选捕收剂的制备方法，包括有以下步骤：

按重量百分比配料，将20％～80％棉油残渣和10％～60％高级脂肪酸分别加入到反应釜中，缓慢加入强碱溶液，强碱用量为5％～20％，在60℃～150℃范围内，经500～2500r/min的速度搅拌均匀，冷却，再加入0～20％氯代脂肪酸柠檬酸酯搅拌均匀，即得到胶磷矿正浮选捕收剂；所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

2.如权利要求1所述的胶磷矿正浮选捕收剂的制备方法，其特征在于所述的棉油残渣中含有质量百分比60％～70％的混合脂肪酸和5％～10％的植物甾醇。

3.如权利要求1所述的胶磷矿正浮选捕收剂的制备方法，其特征在于所述的高级脂肪酸为质量百分比为10～40％的饱和高级脂肪酸与60％～90％的不饱和高级脂肪酸的混合物。

4.如权利要求3所述的胶磷矿正浮选捕收剂的制备方法，其特征在于所述的饱和高级脂肪酸选用月桂酸、软脂酸和硬脂酸中的任意一种或它们的混合物，不饱和高级脂肪酸为工业级油酸。

5.如权利要求4所述的胶磷矿正浮选捕收剂的制备方法，其特征在于所述的工业级油酸为亚麻酸、亚油酸和油酸所组成的混合物，其不饱和脂肪酸含量90％以上。