CN106076653B - 一种改性脂肪酸型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法 - Google Patents

一种改性脂肪酸型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种改性脂肪酸型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法，包括：a将摩尔比为1‑3:1的油酸与浓硫酸混合均匀并加热反应得磺化油酸；b将摩尔比为1:2的磺化油酸与强碱溶液置于高压反应釜中混合均匀，升温使其反应，将产物pH调至中性后静置分离得到中位羟基油酸；c按照4‑7:1‑4:0.5‑2的重量比将中位羟基油酸、饱和高级脂肪酸、强碱加入到适量水中混合均匀，升温并搅拌得到基本物质；d将基本物质配制成2wt％的溶液即得。本发明通过在油酸上引入特定的功能团，对其进行化学改性增强其捕收能力，同时将改性油酸、强碱溶液以及脂肪酸进行复配优化，得到的新型反浮选捕收剂具有常温选择性强、起泡性好、选矿效率高等优点。

Description

一种改性脂肪酸型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法
技术领域
本发明属于磷矿浮选技术领域，具体涉及一种改性脂肪酸型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法。
背景技术
磷矿是指有经济价值的磷酸盐类矿物，为主要的化工原料。目前我国大部分磷矿都属于中低品位的胶磷矿，需要富集处理后便于工业加工使用。杂质MgO含量较高的胶磷矿通过反浮选才能得到有效利用，而捕收剂在浮选中起着至关重要的作用。
脂肪酸类是最为常用的一类捕收剂。传统的脂肪酸类捕收剂虽然具有来源广、价格低等优势，但是都存在选择性差、适应性差等缺点。这些使得脂肪酸类捕收剂的使用和推广都受到了一定程度的限制。针对这一现状，在脂肪酸的基础上引入特定的功能团，对其进行化学改性增强其捕收能力，同时将改性脂肪酸、强碱溶液以及脂肪酸进行复配优化，得到的新型反浮选捕收剂具有常温选择性强、起泡性好、选矿效率高等优点。
发明内容
本发明的目的在于解决现有用于胶磷矿浮选的脂肪酸类捕收剂普遍存在的选择性差、适应性差等缺点，提供一种改性脂肪酸型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法。该新型捕收剂易于制备、操作简易、常温下浮选效果好。
本发明解决上述问题所采用的技术方案如下：
一种改性脂肪酸型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法，包括以下步骤：a将一定量油酸与浓硫酸混合均匀并加热反应得磺化油酸；b将一定量磺化油酸与强碱溶液置于高压反应釜中混合均匀，升温使其反应，将产物pH调至中性后静置分离得到中位羟基油酸；c将所述中位羟基油酸、饱和高级脂肪酸、强碱按照一定比例加入到适量水中混合均匀，升温并搅拌得到基本物质；d向基本物质中加水配制成一定浓度的反浮选捕收剂溶液。
按照上述方案，步骤a中油酸与浓硫酸的摩尔比为1-3:1，加热至80-90℃搅拌反应3-5h。
按照上述方案，步骤b中升温至140-180℃反应3-5h，所述强碱溶液为10-75wt％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，采用硫酸调节产物pH，磺化油酸与强碱溶液中氢氧化钠或氢氧化钾的摩尔比为1:2。
按照上述方案，步骤c中中位羟基油酸、饱和高级脂肪酸、强碱的重量份数比为4-7:1-4:0.5-2，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾，升温至60-100℃搅拌反应2-6h。
按照上述方案，步骤d中加水配制成固含量为2wt％的反浮选捕收剂溶液。
按照上述方案，所述饱和高级脂肪酸为月桂酸、硬脂酸、棕榈酸中的一种。
与传统胶磷矿脂肪酸类浮选捕收剂相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的捕收剂，对脂肪酸进行改性，在油酸的C9～C10位引入极性基团-OH，增强了对Ca2+、Mg2+等离子的络合能力，使其有较好的成鳌能力。
(2)将中位羟基油酸与强碱、饱和高级脂肪酸进行复配，得到的捕收剂具有起泡性好、常温选择性强、选矿效率高等优点。
(3)制备工艺流程简单，易于操作，对我国大部分中低品位的高镁磷矿都有较好的效果。
具体实施方式
为使本领域普通技术人员更好的理解本发明，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。
一种改性脂肪酸型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法，具体可分为以下四个步骤：
A首先将摩尔比为1-3:1的油酸与浓硫酸(98wt％)混合均匀在80-90℃搅拌反应3-5h得磺化油酸。
B将摩尔比为1:2的磺化油酸与浓度为10-75wt％的氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液置于高压反应釜中混合均匀，升温至140-180℃使其反应3-5h，用硫酸将产物pH调至中性后静置分离得到中位羟基油酸。
C按照4-7:1-4:0.5-2的重量比将中位羟基油酸、饱和高级脂肪酸(月桂酸或硬脂酸或棕榈酸)、强碱(KOH或NaOH)加入到适量水中混合均匀，升温至60-100℃搅拌反应2-6h得到基本物质。
D最后加水将基本物质配制成2wt％的溶液即得。
实施例1
按1:1的摩尔比将98wt％的浓硫酸加入到油酸中，调节反应温度至90℃反应3h冷却得到磺化油酸。再将摩尔比为1:2(磺化油酸与溶质氢氧化钠的摩尔比，下同)的磺化油酸与浓度为15wt％的氢氧化钠溶液置于高压反应釜中在140℃反应3h，将产物用硫酸酸化调节pH至中性，静置、分离得到中位羟基油酸。将0.4kg中位羟基油酸、0.1kg月桂酸、0.05kg氢氧化钾加入到少量水中，调节温度至60℃机械搅拌4h得到基本物质。向基本物质中加水配制成固含量为2wt％的水溶液，即得反浮选捕收剂。溶液固含量＝除水之外所用原料的质量/捕收剂总质量。
实施例2
按5:3的摩尔比将98wt％的浓硫酸加入到油酸中，调节反应温度至80℃反应3h冷却得到磺化油酸。再将摩尔比为1:2的磺化油酸与浓度为15wt％的氢氧化钠溶液置于高压反应釜中在160℃反应4h，将产物用硫酸酸化调节pH至中性，静置、分离得到中位羟基油酸。将0.7kg中位羟基油酸、0.4kg棕榈酸、0.2kg氢氧化钠加入到少量水中，调节温度至100℃机械搅拌6h得到基本物质。向基本物质中加水配制成固含量为2wt％的水溶液，即得反浮选捕收剂。
为了验证本发明实施例1-2制备的新型胶磷矿反浮选捕收剂对难选胶磷矿的实际反浮选效果，我们选择宜昌某胶磷矿进行了试验。该胶磷矿原矿P2O5品位为26.67％，MgO为4.53％；其中MgO品位相对较高，属于典型的高镁磷矿，需要通过反浮选脱除脉石矿物。试验采用的反浮选的方法为：分别以无机酸作为调整剂和抑制剂，在弱酸性条件下，选出碳酸盐矿物，
将磷矿物作为精矿富集于槽内。因此在常温条件下，矿样磨矿细度为85.77％，依次加入9kg/t硫酸，5.1kg/t磷酸，捕收剂1.08kg/t进行浮选。在常温下，经过一次粗选试验后，结果如下：
表1宜昌某胶磷矿反浮选试验结果
通过以上数据我们看出，用所制得的捕收剂及单一反浮选工艺条件对宜昌某胶磷矿进行试验，实施例1获得了P2O5品位为32.55％，选矿效率为16.78％的良好浮选指标。实施例2达到精矿P2O5品位为33.78％，选矿效率为19.15％的优良浮选指标。
实施例3
按2:1的摩尔比将98wt％的浓硫酸加入到油酸中，调节反应温度至90℃反应4h冷却得到磺化油酸。再将摩尔比为1:2的磺化油酸与浓度为15wt％的氢氧化钠溶液置于高压反应釜在170℃反应5h，将产物用硫酸酸化调节pH至中性，静置、分离得到中位羟基油酸。将0.5kg中位羟基油酸、0.3kg硬脂酸、0.1kg氢氧化钾加入到少量水中，调节温度至85℃机械搅拌3h得到基本物质。向基本物质中加水配制成固含量为2wt％的水溶液，即得反浮选捕收剂。
实施例4
按3:1的摩尔比将98wt％的浓硫酸加入到油酸中，调节反应温度至85℃反应5h冷却得到磺化油酸。再将摩尔比为1:2的磺化油酸与浓度为15wt％的氢氧化钠溶液置于高压反应釜在180℃反应3h，将产物用硫酸酸化调节pH至中性，静置、分离得到中位羟基油酸。将0.4kg中位羟基油酸、0.1kg月桂酸、0.05kg氢氧化钠加入到少量水中，调节温度至80℃机械搅拌4h得到基本物质。向基本物质中加水配制成固含量为2wt％的水溶液，即得反浮选捕收剂。
采用上述试验方法以四川马边磷矿(原矿P2O5品位为23.15％、MgO为5.80％)为试验对象，对实施例3和4制备的反浮选捕收剂进行一次常温粗选试验，结果如下：
表2四川马边磷矿反浮选试验结果
通过以上数据我们出：实施例3得到精矿P2O5品位为34.01％，选矿效率为21.50％的良好浮选指标。实施例4达到精矿P2O5品位为34.01％，选矿效率为21.50％的良好浮选指标。

Claims (4)

1.一种改性脂肪酸型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a将一定量油酸与浓硫酸混合均匀并加热反应得磺化油酸；
b将一定量磺化油酸与强碱溶液置于高压反应釜中混合均匀，升温使其反应，将产物pH调至中性后静置分离得到中位羟基油酸；
c将所述中位羟基油酸、饱和高级脂肪酸、强碱按照一定比例加入到适量水中混合均匀，升温并搅拌得到基本物质；
d向基本物质中加水配制成一定浓度的反浮选捕收剂溶液；
其中，步骤a中油酸与浓硫酸的摩尔比为1-3:1，加热至80-90℃搅拌反应3-5h；步骤b中升温至140-180℃反应3-5h，所述强碱溶液为10-75wt％的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，采用硫酸调节产物pH，磺化油酸与强碱溶液中氢氧化钠或氢氧化钾的摩尔比为1:2。
2.如权利要求1所述的一种改性脂肪酸型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法，其特征在于：步骤c中中位羟基油酸、饱和高级脂肪酸、强碱的重量份数比为4-7:1-4:0.5-2，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾，升温至60-100℃搅拌反应2-6h。
3.如权利要求1所述的一种改性脂肪酸型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法，其特征在于：步骤d中加水配制成固含量为2wt％的反浮选捕收剂溶液。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种改性脂肪酸型胶磷矿反浮选捕收剂的制备方法，其特征在于：所述饱和高级脂肪酸为月桂酸、硬脂酸、棕榈酸中的一种。
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