CN103350035B

CN103350035B - 一种胶磷矿正浮选捕收剂及其制备方法

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Publication number: CN103350035B
Application number: CN201310217521.8A
Authority: CN
Inventors: 罗惠华; 汤家焰; 李成秀; 李伟; 陈炳炎; 池汝安
Original assignee: Wuhan Institute of Technology; Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Current assignee: Wuhan Institute of Technology; Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources Chinese Academy of Geological Sciences
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: CN103350035A

Abstract

本发明属于胶磷矿浮选技术，涉及胶磷矿浮选捕收剂及其制备方法，该捕收剂通过如下步骤制备得到：（1）碘值135脂肪酸与单乙醇胺进行脂肪酸酰胺酯化反应，得到含脂肪酸单乙醇酰胺的混合物；（2）再与氢氧化钠溶液进行皂化反应，得到皂化混合物；（3）最后在皂化混合物中加入表面活性剂，搅拌均匀，得到胶磷矿正浮选捕收剂。其中脂肪酸为：硬脂肪酸C_18：03.7%，油酸C_18：127.92%、亚油酸C_18：257.32%、亚麻酸C_18：32.61%、及软脂酸C₁₆8.45%；表面活性剂为OP-10。该捕收剂可溶性好、选择性好、捕收能力强，能实现胶磷矿的常温浮选。此外，该捕收剂的原料来源广泛，价格低廉，制备工艺简单，具有广泛推广应用价值。

Description

一种胶磷矿正浮选捕收剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及胶磷矿浮选技术，特别涉及胶磷矿正浮选捕收剂及其制备方法。

背景技术

磷矿资源是一种重要的非金属矿资源，是关系我国粮食安全、国家稳定的战略性矿产资源。我国胶磷矿占磷矿总储量的85％，且大部分为中低品位矿石，除少数富矿可以直接作为高浓度磷复肥的生产原料外，绝大部分磷矿必须经选矿富集后才能满足磷酸和高浓度磷肥生产要求。因此，胶磷矿的选矿在磷矿发展中有着举足轻重的作用。

我国大部分胶磷矿中有用矿物粒度细，矿物嵌布关系复杂，有害杂质含量高，泥质多，不易解离，且同时含有硅酸盐和碳酸盐矿物，因此浮选难度较大，选矿工艺复杂。常规的正浮选捕收剂选矿性能差、低温浮选效率低，选择性不佳，难以有效脱除矿浆中的硅酸盐矿物，往往需要进行矿浆加温浮选，而加温势必造成选矿成本的直线上升。因此，配合磷矿选矿工艺的常温浮选捕收剂的开发意义重大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种捕收能力强、选择性好、对温度适应性强的胶磷矿正浮选捕收剂及其制备方法。

一种胶磷矿正浮选捕收剂，由如下步骤制备得到：（1）碘值135脂肪酸与单乙醇胺进行脂肪酸酰胺酯化反应，得到含脂肪酸单乙醇酰胺的混合物；（2）将上述混合物与氢氧化钠溶液进行皂化反应，得到皂化混合物；（3）最后在皂化混合物中加入表面活性剂，搅拌均匀，得到胶磷矿正浮选捕收剂。

一种胶磷矿正浮选捕收剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）将碘值135脂肪酸与单乙醇胺进行脂肪酸酰胺酯化反应，得到含脂肪酸单乙醇酰胺的混合物；

（2）将上述混合物与氢氧化钠溶液按质量比为1:1进行皂化反应，得到皂化混合物；

（3）将表面活性剂与皂化混合物进行复配，搅拌混合均匀，得到胶磷矿正浮选捕收剂。

上述方案中，步骤（1）所述碘值135脂肪酸由硬脂肪酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、及软脂酸组成，其中硬脂肪酸C_18：0的含量（Wt%）为3.7%，油酸C_18： ₁的含量（Wt%）为27.92%，亚油酸C_18：2的含量（Wt%）为57.32%，亚麻酸C_18：3的含量（Wt%）为2.61%、软脂酸C₁₆的含量（Wt%）为8.45%。

上述方案中，步骤（1）所述碘值135脂肪酸与单乙醇胺按质量比10～20:1进行脂肪酸酰胺酯化反应，反应的温度为80℃～100℃，反应的时间为90～120min。

上述方案中，步骤（2）所述氢氧化钠溶液的质量分数为20%～30%。

上述方案中，步骤（2）所述皂化反应的温度为75℃～95℃，皂化反应的时间为20～30min。

上述方案中，步骤（3）所述表面活性剂为OP-10。

上述方案中，步骤（3）所述表面活性剂与皂化混合物按质量比1:8～10进行复配，搅拌混合时间为10～20min。

本发明所涉及的化学反应方程式有：

（1）碘值135脂肪酸与单乙醇胺进行脂肪酸酰胺酯化反应，其反应方程式为：

RCOOH+NH₂CH₂CH₂OH→RCONHC₂H₄OH+H₂O；

2RCOOH+NH₂CH₂CH₂OH→RCONHC₂H₄OOCR+2H₂O；

2RCOOH+NH₂CH₂CH₂OH→（RCO)₂NC₂H₄OH+2H₂O；

RCOOH+NH₂CH₂CH₂OH→RCOOHC₂H₄NH+H₂O

（2）含脂肪酸单乙醇酰胺的混合物与氢氧化钠的皂化反应，其反应方程式为：

RCOOH+NaOH→RCOONa+H₂O；

RCONHC₂H₄OH+NaOH→RCONHC₂H₄ONa+H₂O；

（RCO)₂NC₂H₄OH+NaOH→（RCO)₂NC₂H₄ONa+H₂O；

本发明的脂肪酸单乙醇酰胺酯皂复配捕收剂，由于脂肪酸单乙醇酰胺中酰胺键的存在使得该捕捉剂在较广的pH范围内具有良好的化学稳定性、优异的分散、增溶、增稠及润滑作用；并且在生产过程中不必考虑脂肪酸酰胺化的副反应或去除副产物，因此，生产路线简单，生产过程安全，无刺激性气味。同时本发明捕收剂引入的酰胺基(非离子型表面活性剂)和羧酸基团(阴离子型表面活性剂)，属于一种混合型表面活性剂，因此它在浮选方面比某些单一表面活性剂优越。

本发明的有益效果：

（1）本发明的胶磷矿浮选捕收剂属于脂肪酸类捕收剂经合成、皂化以及表面活性剂复配得到的改性产品。该捕收剂有较好的溶解性、选择性、捕收性和耐低温性，能实现胶磷矿的常温浮选。

（2）该捕收剂浮选效果好，经浮选所得磷精矿品位高，回收率也高。

（3）该捕收剂的原料来源广泛，价格低廉，制备工艺简单，稳定性好，捕收剂本身对人体、环境的不利影响小，且配制方法简单，具有较强的市场推广价值。

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例。

实施例1

一种胶磷矿浮选捕收剂及其制备方法，具体制备步骤如下：

（1）称取碘值135脂肪酸40克（其中硬脂肪酸1.48克，油酸11.168克，亚油酸22.928克，亚麻酸1.044克，软脂酸3.38克），与单乙醇胺3克，将其分别加热到80℃，在烧瓶中混合，再放入带磁力搅拌的恒温水浴锅中，反应温度控制在80℃，反应时间为90min。

（2）用烧杯称取4g氢氧化钠溶于16g水中，加热至80℃，用烧杯称取步骤1中所得混合物20g，加热至80℃，将氢氧化钠溶液缓慢加入到混合物中并搅拌，温度控制在80℃，皂化反应时间20min。

（3）称取表面活性剂OP-104g，并缓慢加入到步骤2的反应产物中，搅拌的时间为10min，得到胶磷矿浮选捕收剂。

以四川磷矿为浮选试验矿样，以本实施例制备的捕收剂为磷矿浮选捕收剂，对四川磷矿进行浮选试验，原矿的品位为21%，浮选温度为25℃，磨矿细度-0.074mm90%，碳酸钠用量5kg/t，水玻璃用量4kg/t，捕收剂用量0.8kg/t，经过一次浮选，磷矿的回收率大于89%，精矿的指标见表1。

实施例2

一种胶磷矿浮选捕收剂及其制备方法，具体制备步骤如下：

（1）称取碘值135脂肪酸40.0克（其中硬脂肪酸1.48克，油酸11.168克，亚油酸22.928克，亚麻酸1.044克，软脂酸3.38克）与单乙醇胺4.0克，将其分别加热到85℃，在烧瓶中混合，放入带磁力搅拌的恒温水浴锅中，反应温度控制在85℃，反应时间105min。

（2）用烧杯称取5g氢氧化钠溶于15g水中，加热至75℃；用烧杯称取步骤1中所得混合物20g，加热至75℃；将氢氧化钠溶液缓慢加入混合物中并搅拌，温度控制在75℃，皂化反应时间25min。

（3）称取表面活性剂OP-104.44g，并缓慢加入到步骤2的皂化反应产物中，搅拌时间为15min，得到胶磷矿浮选捕收剂。

以四川磷矿为浮选试验矿样，以本实施例制备的为磷矿浮选捕收剂，对四川磷矿进行浮选试验，原矿的品位为21%，浮选温度为25℃，磨矿细度-0.074mm90%，碳酸钠用量5kg/t，水玻璃用量4kg/t，捕收剂用量0.8kg/t，经过一次浮选，磷矿的回收率大于89%，精矿的指标见表1。

实施例3

一种胶磷矿浮选捕收剂及其制备方法，具体制备步骤如下：

（1）称取碘值135脂肪酸40克（其中硬脂肪酸1.48克，油酸11.168克，亚油酸22.928克，亚麻酸1.044克，软脂酸3.38克）与单乙醇胺2.5克，将其分别加热到100℃，在烧瓶中混合，放入带磁力搅拌的恒温水浴锅中，温度控制在100℃，搅拌时间120min。

（2）用烧杯称取6g氢氧化钠溶于14g水中，加热至85℃，用烧杯称取步骤1中所得混合物20g，加热至85℃，将氢氧化钠溶液缓慢加入混合物中并搅拌，温度控制在85℃，皂化反应时间20min。

（3）称取表面活性剂OP-105g，并缓慢加入到步骤2的皂化反应产物中，搅拌的时间为20min，得到胶磷矿浮选捕收剂。

实施例4

一种胶磷矿浮选捕收剂及其制备方法，具体制备步骤如下：

（1）称取碘值135脂肪酸40克（其中硬脂肪酸1.48克，油酸11.168克，亚油酸22.928克，亚麻酸1.044克，软脂酸3.38克），与单乙醇胺2克，将其分别加热到90℃，在烧瓶中混合，放入带磁力搅拌的恒温水浴锅中，反应温度控制在90℃，反应时间90min。

（2）用烧杯称取4.5g氢氧化钠溶于15.5g水中，加热至95℃，用烧杯称取步骤1中所得混合物20g，加热至95℃，将氢氧化钠溶液缓慢加入混合物中并搅拌，温度控制在95℃，皂化反应时间30min。

（3）称取表面活性剂OP-105g，并缓慢加入步骤2的皂化反应产物中，搅拌时间为15min，得到胶磷矿浮选捕收剂。

对比例

以四川磷矿为浮选试验矿样，分别以工业应用捕收剂TMG-3和油酸钠为磷矿浮选捕收剂，对四川磷矿进行浮选试验，原矿的品位为21%，浮选温度为25℃，磨矿细度-0.074mm90%，碳酸钠用量5kg/t，水玻璃用量4kg/t，捕收剂用量0.8kg/t，经过一次浮选，磷矿的回收率大于89%，精矿的指标见表1。

表1浮选试验结果

(注：选矿效率=回收率-产率)

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims

1.一种胶磷矿正浮选捕收剂，其特征在于，由如下步骤制备得到：(1)将碘值135脂肪酸与单乙醇胺按质量比10～20:1进行脂肪酸酰胺酯化反应，反应的温度为80℃～100℃，反应的时间为90～120min，得到含脂肪酸单乙醇酰胺的混合物；所述碘值135脂肪酸由硬脂肪酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、及软脂酸组成，其中硬脂肪酸C_18：0的含量为3.7Wt％，油酸C_18：1的含量为27.92Wt％，亚油酸C_18：2的含量为57.32Wt％，亚麻酸C_18：3的含量为2.61Wt％、软脂酸C₁₆的含量为8.45Wt％；(2)上述混合物再与氢氧化钠溶液进行皂化反应，得到皂化混合物；(3)最后在皂化混合物中加入辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂，搅拌均匀，得到胶磷矿正浮选捕收剂。

2.一种胶磷矿正浮选捕收剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将碘值135脂肪酸与单乙醇胺按质量比10～20:1进行脂肪酸酰胺酯化反应，反应的温度为80℃～100℃，反应的时间为90～120min，得到含脂肪酸单乙醇酰胺的混合物；

(2)将上述混合物与氢氧化钠溶液按质量比1:1进行皂化反应，得到皂化混合物；

(3)将辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂与皂化混合物进行复配，搅拌混合均匀，得到胶磷矿正浮选捕收剂。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(2)所述氢氧化钠溶液的质量分数为20％～30％。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(2)所述皂化反应的温度为75℃～95℃，皂化反应的时间为20～30min。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤(3)所述辛基酚聚氧乙烯醚表面活性剂与皂化混合物按质量比1:8～10进行复配，搅拌混合时间为10～20min。