CN104307640A - 一种磷矿反浮选方解石的捕收剂 - Google Patents

Abstract

本发明是一种磷矿反浮选捕收剂，该捕收剂是由以下质量百分比的组分组成：脂肪酸聚氧乙烯基酯盐40~80%、烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐14~50%、脂肪醇聚氧乙烯基醚5~20%、司盘20 1~10%。该捕收剂适用于磷矿反浮选方解石。该捕收剂与脂肪酸类捕收剂相比，具有很强的捕收能力和高选择性；与α—胺基芳基磷酸类的捕收剂相比，价格低廉，用量小，取材方便。该捕收剂克服了传统浮选处理磷矿中的方解石时，捕收能力不佳、回收率低、药剂成本高等缺点，同时在选矿指标上表现出明显的优越性，取得新的突破。

Description

一种磷矿反浮选方解石的捕收剂

技术领域

本发明属于磷矿浮选领域，具体涉及磷矿中反浮选方解石的高选择性的捕收剂。

背景技术

目前，绝大部分的磷精矿粉是通过选矿得到。选矿的目的是脱除磷矿中的脉石矿物。在磷灰石的浮选中，含硅矿物和碳酸盐矿物是最常见的脉石成分。含硅矿物主要是石英或方石英、粘土矿物及其它如长石和云母等。粘土矿物在磷矿的选矿中用多采用擦洗、脱泥等方式脱除；石英、玉髓等在浮选中也表现出比磷灰石较差的可浮性，即使嵌布粒度微细，一般情况下仍比较好选，可以通过正浮选脱除。碳酸盐脉石主要是方解石和白云石。白云山在磷矿选矿中一般采用反浮选，抑制磷酸盐反浮选白云山脱镁，因为白云石的可浮性好于磷酸盐，尤其在酸性条件下。该工艺目前比较成熟，可以将含MgO4~5%的胶磷矿脱除到精矿含MgO0.8%以下。我国昆明海口、安宁、湖北宜昌等地建成大规模的浮选厂，均采用该浮选工艺，效果显著。

要从磷酸盐矿物例如细晶磷灰石中分离出方解石总认为是非常困难的。这两种矿物属于相同的阳离子类型，均是Ca²⁺。这一点与白云石不同，白云石除含Ca²⁺，还有Mg²⁺。这两种矿物均可用阴子捕收剂例如脂肪酸等使之浮起，并且在广泛的pH范围内，具有非常相近的可浮性。磷灰石和方解石体系中，在一定条件下，方解石表面向磷灰石转化，改变条件，磷灰石表面也可以转化成方解石。这就导致从磷酸盐矿中分离方解石比较困难。

胡岳华、王淀佐在《α—胺基芳基磷酸浮选磷灰石与方解石的研究》（《有色金属》1992年2月第一期）表明：在碱性介质中, α—胺基芳基磷酸在方解石表面的吸附量较大，对方解石有较强的浦收能力, 在磷灰石表面吸附量较小，对磷灰石的捕收能力较弱。在α—胺基芳基磷酸溶液中， 磷灰石与方解石表面负电电位增加。溶液平衡计算及红外光谱数据表明，a 一胺基芳基磷酸浮选起捕收作用的有效组分为(R₁ R₂N R₃ CH P( O )O ₂ H )-在方解石表面发生化学吸附。用α—胺基芳基磷酸选别胶磷矿石, 可获得含P₂O₅23.06 %，回收率89.9%的粗精矿，远比氧化石蜡皂的效果好。但是捕收剂α—胺基芳基磷酸价格非常昂贵，合成困难，显然不合适作价格低廉的磷矿石的捕收剂。还有人用十二烷基磷酸二钠盐在方解石—磷灰石系统中做捕收剂，但效果不明显，捕收剂对两种矿物均有一定的捕收能力，选择性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中磷矿中反浮选方解石，捕收剂选择性差，捕收效果不好等问题，提供一种高效的、选择性好的、易溶于水的、生产成本低的磷矿中对反浮选方解石的捕收剂。

      本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种磷矿反浮选捕收剂，其特点是：该捕收剂是由以下重量百分比的原料制成：

脂肪酸聚氧乙烯基酯盐   40~80%；

烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐14~50%；

脂肪醇聚氧乙烯基醚5~20%；

司盘20    1~10%；

所述的脂肪酸聚氧乙烯基酯盐的通式如下：

   R₁COO(CH₂CH₂O)_nM

其中：R₁代表6~18碳原子的烷基，n=3~5，M为Ka或Na；

所述的烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐的通式如下：

   R₂O(CH₂CH₂O)_nP=O(OM)₂

其中：R₂代表6~12碳原子的烷基，n=3~5，M为Ka或Na。

所述的脂肪醇聚氧乙烯基醚的通式如下:

   R₃O(CH₂CH₂O)_nH

其中：R₃代表6~18碳原子的烷基，n=7~15。

本发明所述的一种磷矿反浮选捕收剂，进一步地：各原料的优选重量百分比为：

脂肪酸聚氧乙烯基酯盐   55~65%；

烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐20~32%；

脂肪醇聚氧乙烯基醚10~15%；

司盘20    3~7%。

本发明所述的一种磷矿反浮选捕收剂，进一步地：各原料的进一步优选重量百分比为：脂肪酸聚氧乙烯基酯盐   55%；

烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐30%；

脂肪醇聚氧乙烯基醚10%；

司盘20    5%。

本发明所述的一种磷矿反浮选捕收剂的制备方法是：在40~80℃条件下简单混合即可。

本发明所述的一种磷矿反浮选方解石的捕收剂可以作为磷矿中方解石的反浮选中的捕收剂的用途。

与现有技术相比，本发明的捕收剂具有以下优点：该混合捕收剂是以两种阴离子捕收剂（脂肪酸聚氧乙烯基酯盐、烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐）为主，配以两种非离子表面活性剂（脂肪醇聚氧乙烯基醚、司盘20）组成，基于阴离子捕收剂—非离子表面活性剂共吸附和穿插吸附的机理，经过大量的药剂筛选试验，以及实际矿石的试验，试验结果表明阴离子捕收剂（脂肪酸聚氧乙烯基酯盐、烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐）中的聚氧乙烯基降低了极性基的静电斥力，有利于两种捕收剂之间的缔合，配以脂肪醇聚氧乙烯基醚、司盘20非离子表面活性剂，形成捕收剂—非离子表面活性剂“共吸附”，由于“共吸附”的作用进一步促进了阴离子捕收剂薄膜的缔合，且药剂之间的穿插吸附明显地提高了捕收剂的临界胶束浓度，两者的共同作用使得药剂的表面活性得到显著的提高，进而表明组合的药剂之间表现良好的协同作用。

本发明捕收剂中含有大量的氧乙烯基团，水溶性好，抗硬水能力强，用量小。捕收剂具有良好的选择性捕收能力，能够高效的浮选方解石，对磷酸盐捕收能力弱。本发明捕收剂与脂肪酸类捕收剂相比，具有很强的捕收能力和高选择性；与α—胺基芳基磷酸类的捕收剂相比，价格低廉，用量小，取材方便。该捕收剂克服了传统浮选处理磷矿中的方解石时，捕收能力不佳、回收率低、药剂成本高等缺点，同时在选矿指标上表现出明显的优越性，取得新的突破。

附图说明

图1为捕收剂用量和细晶磷灰石与方解石的回收率关系图。

具体实施方式

以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。

实施例1，一种磷矿反浮选捕收剂，该捕收剂是由以下重量百分比的原料制成：

脂肪酸聚氧乙烯基酯盐   40%；

烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐50%；

脂肪醇聚氧乙烯基醚5%；

司盘20    5%；

所述的脂肪酸聚氧乙烯基酯盐的通式如下：

   R₁COO(CH₂CH₂O)_nM

其中：R₁代表6~18碳原子的烷基，n=5，M为Ka；

所述的烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐的通式如下：

   R₂O(CH₂CH₂O)_nP=O(OM)₂

其中：R₂代表6~12碳原子的烷基，n=3，M为Na。

所述的脂肪醇聚氧乙烯基醚的通式如下:

   R₃O(CH₂CH₂O)_nH

其中：R₃代表6~18碳原子的烷基，n=7。

实施例2，一种磷矿反浮选捕收剂，该捕收剂是由以下重量百分比的原料制成：

脂肪酸聚氧乙烯基酯盐   80%；

烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐14%；

脂肪醇聚氧乙烯基醚5%；

司盘20    1%；

所述的脂肪酸聚氧乙烯基酯盐的通式如下：

   R₁COO(CH₂CH₂O)_nM

其中：R₁代表6~18碳原子的烷基，n=3，M为Ka或Na；

所述的烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐的通式如下：

   R₂O(CH₂CH₂O)_nP=O(OM)₂

其中：R₂代表6~12碳原子的烷基，n=5，M为Ka或Na。

所述的脂肪醇聚氧乙烯基醚的通式如下:

   R₃O(CH₂CH₂O)_nH

其中：R₃代表6~18碳原子的烷基，n=15。

实施例3，一种磷矿反浮选捕收剂，该捕收剂是由以下重量百分比的原料制成：

脂肪酸聚氧乙烯基酯盐   55%；

烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐15%；

脂肪醇聚氧乙烯基醚20%；

司盘20    10%；

所述的脂肪酸聚氧乙烯基酯盐的通式如下：

   R₁COO(CH₂CH₂O)_nM

其中：R₁代表6~18碳原子的烷基，n=4，M为Ka或Na；

所述的烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐的通式如下：

   R₂O(CH₂CH₂O)_nP=O(OM)₂

其中：R₂代表6~12碳原子的烷基，n=4，M为Ka或Na。

所述的脂肪醇聚氧乙烯基醚的通式如下:

   R₃O(CH₂CH₂O)_nH

其中：R₃代表6~18碳原子的烷基，n=7~15。

实施例4，一种磷矿反浮选捕收剂，该捕收剂是由以下重量百分比的原料制成：

脂肪酸聚氧乙烯基酯盐  60%；

烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐27%；

脂肪醇聚氧乙烯基醚10%；

司盘20    3%。

实施例5，一种磷矿反浮选捕收剂，该捕收剂是由以下重量百分比的原料制成：

脂肪酸聚氧乙烯基酯盐   55%；

烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐30%；

脂肪醇聚氧乙烯基醚10%；

司盘20    5%。

实施例6，一种磷矿反浮选捕收剂浮选实验二：

人工混合矿浮选实验在XFG挂槽浮选机上进行。称取的2.0g原矿样品为细晶磷灰石与方解石质量按1:1配比的混合样，放入50ml浮选槽中，加入40ml蒸馏水，调浆2min后，用硫酸调节pH=5后，加入本发明所述的捕收剂（质量配比为：月桂酸聚氧乙烯基酯钠盐60%（聚合度n=3）、十二烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯钠盐25%（聚合度n=3）、十二醇聚氧乙烯基醚10%（聚合度n=10）、司盘20 5%）搅拌3min，浮选5min，捕收剂用量和细晶磷灰石与方解石的回收率的关系见图１。

实施例7，一种磷矿反浮选捕收剂浮选实验三：

云南某地磷块岩矿石，主要矿物含量为细晶磷灰石、方解石、石英和少量的白云石。原矿含P₂O₅25.67%、MgO0.83%，将原矿经磨到-200目含量70%后，添加硫酸2500g/t原矿调pH后，再加入六偏磷酸钠300g/t做抑制剂，加入本发明所述的混合捕收剂1200g/t原矿（质量配比为：软脂酸聚氧乙烯基酯钠盐70%（聚合度n=5）、十二烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯钾盐20%（聚合度n=5）、十四醇聚氧乙烯基醚（聚合度n=7）5%、司盘20 5%）进行实验室浮选试验，在常温下经过采用一粗一精后可获得磷精矿含P₂O₅31.22%、MgO0.90%，浮选回收率86.43%。

实施例8，一种磷矿反浮选捕收剂浮选实验四：

国外某砂质细晶磷灰石矿，主要脉石矿物为方解石。原矿含P₂O₅27.52%、MgO0.66%，将原矿经磨到-200目含量50%后，添加硫酸1500g/t原矿调pH后，再加入六偏磷酸钠450g/t做抑制剂，加入本发明所述的混合捕收剂1500g/t原矿（质量配比为：硬脂酸聚氧乙烯基酯钾盐（聚合度n=3）40%、辛基聚氧乙烯基醚磷酸单酯钠盐（聚合度n=5）40%、十二醇聚氧乙烯基醚（聚合度n=10）10%、司盘20 10%）进行实验室浮选试验，在常温下经过采用一粗一精后可获得磷精矿含P₂O₅33.58%、MgO0.79%，浮选回收率90.50%。

Claims (4)

1.一种磷矿反浮选捕收剂，其特征在于：该捕收剂是由以下重量百分比的原料制成：

脂肪酸聚氧乙烯基酯盐   40~80%；

烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐14~50%；

脂肪醇聚氧乙烯基醚5~20%；

司盘20    1~10%；

所述的脂肪酸聚氧乙烯基酯盐的通式如下：

   R₁COO(CH₂CH₂O)_nM

其中：R₁代表6~18碳原子的烷基，n=3~5，M为Ka或Na；

所述的烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐的通式如下：

   R₂O(CH₂CH₂O)_nP=O(OM)₂

其中：R₂代表6~12碳原子的烷基，n=3~5，M为Ka或Na；

所述的脂肪醇聚氧乙烯基醚的通式如下:

   R₃O(CH₂CH₂O)_nH

其中：R₃代表6~18碳原子的烷基，n=7~15。

2.根据权利要求1所述的一种磷矿反浮选捕收剂，其特征在于：各原料的重量百分比为：

脂肪酸聚氧乙烯基酯盐   55~65%；

烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐20~32%；

脂肪醇聚氧乙烯基醚10~15%；

司盘20    3~7%。

3.根据权利要求1所述的一种磷矿反浮选捕收剂，其特征在于：各原料的重量百分比为：

脂肪酸聚氧乙烯基酯盐   55%；

烷基聚氧乙烯基醚磷酸单酯盐30%；

脂肪醇聚氧乙烯基醚10%；

司盘20    5%。

4.权利要求1或2或3所述的一种磷矿反浮选方解石的捕收剂作为磷矿中方解石的反浮选中的捕收剂的用途。