CN104107762B - 一种耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，由浮选基本活性物质、辅助组分及水组成；其中，所述浮选基本活性物质由下述重量份的组分构成：不饱和磺化脂肪酸10‑30份，高级脂肪酸50‑80份；所述辅助组分由下述质量比的组分构成：表面活性剂5‑10份，起泡剂5‑15份，无机碱10‑20份；所述浮选基本活性物质和辅助组分质量之和与水质量比为1：1‑10。所述耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂用于胶磷矿浮选时可获得较低MgO含量(1.60％)的磷精矿并具有较高的P₂O₅回收率(90.03％)。本发明所述捕收剂具有原料来源广泛、制备工艺简单易操作、稳定性好、环境友好的特点，具有良好的市场推广价值。

Description

一种耐低温型胶磷矿反浮选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，尤其涉及一种耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂及其制备方法，属于矿物加工浮选技术领域。

背景技术

我国磷矿资源储量丰富，分布较为集中，但富矿少，中低品位矿偏多，全国磷矿P₂O₅平均品位仅为17％左右，而且胶磷矿居多，采选难度大。我国磷矿石绝大部分用来生产磷肥及磷复肥，而且基本大部分供给国内市场，高自给率的背后却隐藏着磷资源耗尽的危机。同时，随着经济与社会的发展，磷资源的需求势必呈增长态势，如何应对我国社会经济可持续发展过程中存在的潜在磷资源危机，是现阶段摆在我们面前急需解决磷资源可持续利用的首要任务。由于我国磷资源品位相对偏低，因此需要通过浮选工艺来富集磷精矿，而浮选工艺的关键技术在于浮选药剂。目前胶磷矿浮选工艺中使用的捕收剂常温下分选效果较好，一旦矿浆温度低于15℃时，捕收剂易形成胶团，活性下降，分选效果变差致使生产指标不达标，特别是含钙镁较高的胶磷矿，浮选时较难与胶磷矿分离。

发明内容

针对上述低温时(＜15℃)常规脂肪酸类捕收剂反浮选胶磷矿分选效果差的技术缺陷，本发明特提出一种用于胶磷矿反浮选的耐低温型捕收剂及其制备方法，所得捕收剂具有耐低温、选择性好、用量少等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，由浮选基本活性物质、辅助组分及水组成；

其中所述浮选基本活性物质由下述重量份的组分构成：不饱和磺化脂肪酸10-30份，高级脂肪酸50-80份；

所述辅助组分由下述质量比的组分构成：表面活性剂5-10份，起泡剂5-15份，无机碱10-20份；

所述浮选基本活性物质和辅助组分质量之和与水质量比为1：1-10。

所述不饱和磺化脂肪酸是按照以下方法制备：称取10-30份不饱和脂肪酸，加入3-8份的磺化试剂，在30-90℃时加热搅拌充分反应1-4h，冷却后得到不饱和磺化脂肪酸。

优选地，所述耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，由如下重量份的组分制得：不饱和磺化脂肪酸20-30份，高级脂肪酸50-60份，表面活性剂8-10份，起泡剂12-15份，无机碱13-16份。

所述不饱和脂肪酸选自油酸、亚油酸、亚麻酸或妥尔油中的一种或两种以上；优选妥尔油。

所述磺化试剂选自浓硫酸、亚硫酸、氯磺酸或亚硫酸氢钠中的一种或两种以上；优选亚硫酸氢钠。

所述高级脂肪酸选自月桂酸、软脂酸或硬脂酸中的一种或两种以上；优选月桂酸。

所述表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)，壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)，失水山梨醇油酸酯(Span-80)、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯(吐温-20)、聚氧乙烯失水山梨醇硬脂酸酯(吐温-60)或聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(吐温-80)中的一种或两种以上；优选NP-10。

所述起泡剂选自BK201、BK204、BK205、甲基异丁基甲醇(MIBC)或2#油中的一种或两种以上；其中BK201、BK204、BK205为北京矿冶研究总院市售产品，属辛醇类起泡剂，优选BK204。

所述无机碱选自碳酸氢钠、碳酸钠或氢氧化钠中的一种；优选氢氧化钠。

本发明还提供一种耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法，以不饱和磺化脂肪酸和高级脂肪酸为活性物质，与表面活性剂、起泡剂复配混合，再经皂化而得。

所述耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法，包括如下步骤：

1)不饱和脂肪酸与磺化试剂30-90℃反应1-4h得到不饱和磺化脂肪酸；

2)向上述不饱和磺化脂肪酸中加入高级脂肪酸、表面活性剂、起泡剂，在20-50℃反应0.5-1h得到复配物；

3)将无机碱溶于水中，然后缓慢加入到步骤2)复配物中，加入时间控制在0.5-1.0h内，在30-35℃皂化得到耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂。

在上述制备方法中，步骤3)中水的用量为复配物质量的1-10倍。

本发明的有益效果如下：本发明所述耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂属于脂肪酸的复配改性产品，通过对不饱和脂肪酸进行磺化，提高其水溶性和分散性；在此基础上选择特定的表面活性剂和起泡剂，通过两者协同作用增强了其在低温下的分散性，强化其乳化效果；然后经皂化再进一步提升现有捕收剂的溶解性、选择性及其耐低温性，从而实现胶磷矿特别是钙镁含量较高的胶磷矿的低温反浮选脱镁，获得较低MgO含量(1.60％)的磷精矿并具有较高的P₂O₅回收率(90.03％)。另外，本发明所述捕收剂具有原料来源广泛、制备工艺简单易操作、稳定性好、环境友好的特点，具有良好的市场推广价值。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

1)称取20g的油酸，加入5g的浓硫酸，在30℃时搅拌充分反应2h，此时颜色逐渐变深，反应器内液体逐渐变粘稠；

2)继续往反应器内加入50g的月桂酸、10g的表面活性剂(NP-10)和12g的起泡剂(BK204)，在50℃充分搅拌1h；

3)将15g氢氧化钠溶解于150g水中，然后将此溶液在0.5h内缓慢加入到反应器内，在30℃时搅拌均匀使其充分皂化，得到耐低温型胶磷矿反浮选脱镁捕收剂。

实施例2

1)称取20g的油酸，升高温度至90℃后，将浓度为30％的亚硫酸氢钠溶液20g缓慢滴加到反应器内，90℃保温反应3h，待反应完成后，降温至50℃；

2)继续往反应器内加入60g的月桂酸、8g的表面活性剂(NP-10)和13g的起泡剂(BK204)，于50℃时充分搅拌1h；

3)将16g氢氧化钠溶解于150g水中，然后将此溶液在1h内缓慢加入到反应器内，在30℃时搅拌均匀使其充分皂化，得到耐低温型胶磷矿反浮选脱镁捕收剂。

实施例3

1)称取15g的妥尔油，升高温度至90℃后，将浓度为30％的亚硫酸氢钠溶液20g缓慢滴加到反应器内，90℃保温反应3h，待反应完成后，降温至50℃；

2)继续往反应器内加入55g的月桂酸、10g的表面活性剂(NP-10)和15g的起泡剂(BK204)，50℃时充分搅拌1h；

3)将15g氢氧化钠溶解于150g水中，然后将此溶液在0.5h内缓慢加入到反应器内，在35℃时搅拌均匀使其充分皂化，得到耐低温型胶磷矿反浮选脱镁捕收剂。

实验例1效果对比试验

选用贵州某中低品位胶磷矿反浮选脱镁试验：

所述贵州某中低品位胶磷矿的原矿化学组成如表1：

表1原矿化学组成

组分	P2O5	MgO	Al2O3	Fe2O3	CaO
						质量分数/％	21.6	5.56	3.51	1.19	36.52

浮选方法如下：

向浮选槽中加入抑制剂硫酸10kg/t，调节pH＝4.0～5.0，再加入本发明所述方法制备的捕收剂800g/t，浮选温度15℃，经一次粗选得到磷精矿；同时以CN101983776A(申请号201010537936.X)所公开的捕收剂配方作为对比例，采用与本发明相同浮选条件浮选胶磷矿，结果见表2。

表2实施例1-3所得捕收剂的反浮选效果

	实施例1	实施例2	实施例3	对比例
					精矿P2O5品位	27.12％	28.16％	28.51％	27.78％
精矿MgO品位	1.91％	1.69％	1.63％	2.02％
					P2O5回收率	89.83％	86.56％	89.45％	91.81％
MgO脱除率	75.79％	80.23％	80.20％	72.72％

由表2可知，实施例1-3所得捕收剂在15℃浮选中低品位胶磷矿中效果非常好，所得磷精矿中MgO含量仅为1.63％-1.91％，P₂O₅回收率达到86.56％-89.83％，MgO脱除率达到75.79％-80.23％。其中，实施例3所得捕收剂综合效果最佳。而对比例中所述捕收剂MgO脱除率仅为72.72％，其浮选效果相比本发明所述捕收剂在低温浮选时效果有一定差距。

实验例2不同温度条件下浮选效果

针对实施例3所得捕收剂，本发明作了更深入的温度对比试验，结果见表3。

表3实施例3所得捕收剂在不同温度下浮选效果

温度	10℃	15℃	20℃	25℃
					P2O5	28.58％	28.51％	27.57％	27.29％
MgO	1.60％	1.63％	2.15％	2.35％
					P2O5回收率	90.03％	89.45％	90.13％	91.35％
MgO脱除率	79.98％	80.20％	72.53％	69.02％

由表3可以看出，实施例3所得捕收剂在10℃-25℃浮选效果均表现良好。特别是在10℃低温浮选综合效果最佳。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (14)

1.一种耐低温＜15℃型胶磷矿反浮选捕收剂，其特征在于，由浮选基本活性物质、辅助组分及水组成；其中，

所述浮选基本活性物质由下述重量份的组分构成：不饱和磺化脂肪酸10-30份，高级脂肪酸50-80份；

所述辅助组分由下述重量份的组分构成：表面活性剂5-10份，起泡剂5-15份，无机碱10-20份；

所述表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚，失水山梨醇油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇硬脂酸酯或聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的一种或两种以上；

所述起泡剂选自BK201、BK204、BK205、MIBC或2#油中的一种或两种以上；

所述浮选基本活性物质和辅助组分质量之和与水质量比为1：1-10；

所述捕收剂由上述组分先复配混合，再经皂化而得。

2.根据权利要求1所述的耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，其特征在于，所述不饱和磺化脂肪酸是按照以下方法制备：称取10-30份不饱和脂肪酸，加入3-8份的磺化试剂，在30-90℃时加热搅拌充分反应1-4h，冷却后得到不饱和磺化脂肪酸。

3.根据权利要求2所述的耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，其特征在于，所述不饱和脂肪酸选自油酸、亚油酸、亚麻酸或妥尔油中的一种或两种以上。

4.根据权利要求3所述的耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，其特征在于，所述不饱和脂肪酸为妥尔油。

5.根据权利要求2所述的耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，其特征在于，所述磺化试剂选自亚硫酸、氯磺酸或亚硫酸氢钠中的一种或两种以上。

6.根据权利要求5所述的耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，其特征在于，所述磺化试剂为亚硫酸氢钠。

7.根据权利要求1所述的耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，其特征在于，所述高级脂肪酸选自月桂酸、软脂酸或硬脂酸中的一种或两种以上。

8.根据权利要求7所述的耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，其特征在于，所述高级脂肪酸为月桂酸。

9.根据权利要求1所述的耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，其特征在于，所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。

10.根据权利要求1所述的耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，其特征在于，所述起泡剂为BK204。

11.根据权利要求1-10任一所述的耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂，其特征在于，由如下重量份的组分制得：不饱和磺化脂肪酸20-30份，高级脂肪酸50-60份，表面活性剂8-10份，起泡剂12-15份，无机碱13-16份。

12.权利要求1～10任一项所述耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法，其特征在于，以不饱和磺化脂肪酸和高级脂肪酸为活性物质，与表面活性剂、起泡剂复配混合，再经皂化而得。

13.权利要求11所述耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法，其特征在于，以不饱和磺化脂肪酸和高级脂肪酸为活性物质，与表面活性剂、起泡剂复配混合，再经皂化而得。

14.根据权利要求12或13所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)不饱和脂肪酸与磺化试剂30-90℃反应1-4h得到不饱和磺化脂肪酸；

2)向上述不饱和磺化脂肪酸中加入高级脂肪酸、表面活性剂、起泡剂，在20-50℃反应0.5-1h得到复配物；

3)将无机碱溶于水中，然后缓慢加入到步骤2)复配物中，加入时间控制在0.5-1.0h内，在30-35℃皂化得到耐低温型胶磷矿反浮选捕收剂。