CN106238219A - 一种钛铁矿浮选捕收剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钛铁矿浮选捕收剂及其制备方法和应用，该捕收剂由重量比为2‑4.5:3‑5:0.2‑0.5:0.2‑0.5:1‑2的棉油油角、混合脂肪酸、三乙烯四胺六甲叉膦酸、高级脂肪羟肟酸、强碱在高压反应釜中于140‑180℃反应2‑5小时制备而成。采用本发明提供的捕收剂进行浮选时先粗选再精选两次。原料之一高级脂肪羟肟酸是很好的金属络合剂，增强了与Ti4+等离子的络合能力使其形成稳定的配合物，进而有效浮选出钛铁矿矿物；此外混合脂肪酸经过化学改性后具有很好的起泡性，无需额外添加起泡剂。本发明提供的捕收剂具有常温选择性强、分散性好、药剂用量少、选矿综合效率高等优点，适用于各种钛铁矿浮选生产，对促进钛铁矿选矿的发展具有十分重要的意义。

Description

一种钛铁矿浮选捕收剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及钛铁矿浮选技术领域，具体涉及一种由混合脂肪酸等经改性、复配而成的钛铁矿浮选捕收剂及其制备方法和应用。
背景技术
我国拥有非常丰富的原生钛铁矿矿物资源，这些原生钛铁矿资源是钛工业的主要原料。钛白粉是一种十分重要的化工原料，金属钛及钛合金具有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐高温和可塑性好等一系列优良性能而日益显示出其优越性。因此，研制出一种高效的钛铁矿浮选捕收剂具有重要的意义。
早期的钛铁矿浮选药剂主要是氧化石蜡皂、苯乙烯膦酸、水杨羟肟酸、乳化塔尔油等，这些传统捕收剂对难选矿针对性不强，同时存在用量大、选择性一般、分散性不好、起泡性差等不足。
针对钛铁矿捕收剂的现状，能否提供一种新型高效的钛铁矿组合捕收剂，既能克服现有捕收剂的不足又能改善对矿物的捕收效果、降低药剂使用成本，对解决钛铁矿浮选的实际生产问题具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于解决现有钛铁矿捕收剂针对性弱、用量大成本高、选择性分散性一般、需额外添加起泡剂等不足，提供一种由混合脂肪酸等经改性、复配而成的钛铁矿浮选捕收剂及其制备方法和应用。本发明为实现上述目的的技术方案如下：
一种钛铁矿浮选捕收剂，由以下按重量份数计的原料制备而成：棉油油角2-4.5份，混合脂肪酸3-5份，三乙烯四胺六甲叉膦酸0.2-0.5份，高级脂肪羟肟酸0.2-0.5份，强碱1-2份。
上述方案中，所述混合脂肪酸为月桂酸与棕榈酸或硬脂酸的混合物；所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾；所述高级脂肪羟肟酸由盐酸羟肟溶于乙醇溶液，加入氢氧化钠在冰盐浴中进行游离后与脂肪酸甲酯反应提纯所得。
上述钛铁矿浮选捕收剂的制备方法，包括以下步骤：a制备三乙烯四胺六甲叉膦酸；b制备高级脂肪羟肟酸；c将棉油油角、混合脂肪酸、三乙烯四胺六甲叉膦酸、高级脂肪羟肟酸、强碱和水按一定比例加入反应釜中在140-180℃反应2-5小时得膏状物，接着将其配制成溶液。
按照上述方案，所述棉油油角、混合脂肪酸、三乙烯四胺六甲叉膦酸、高级脂肪羟肟酸、强碱的重量份数比为2-4.5:3-5:0.2-0.5:0.2-0.5:1-2，水的重量与棉油油角、混合脂肪酸、三乙烯四胺六甲叉膦酸、高级脂肪羟肟酸、强碱的总重量比为4:6。
上述钛铁矿浮选捕收剂的应用，包括以下步骤：(1)将浮硫后的尾矿矿浆抽滤后烘干，接着进行湿混分样，向原矿中加水搅拌均匀制成浆料；(2)依次向浆料中加入一定量调整剂硫酸、所述钛铁矿浮选捕收剂，充气鼓泡后浮选得TiO2精矿；(3)将尾矿抽滤烘干，将第一次浮选所得TiO2精矿加水调制成浆料，向浆料中补加一定量调整剂硫酸进行第二次浮选；(4)将中矿抽滤烘干，将第二次浮选所得TiO2精矿加水调制成浆料，向浆料中补加一定量调整剂硫酸进行第三次浮选，之后将中矿和精矿分别抽滤烘干。
按照上述方案，步骤(2)中调整剂硫酸的加入量为0.52-0.64Kg/t，钛铁矿浮选捕收剂的加入量为1.07-1.56Kg/t。
按照上述方案，步骤(3)中调整剂硫酸的加入量为0.2-0.3Kg/t。
按照上述方案，步骤(4)中调整剂硫酸的加入量为0.15-0.2Kg/t。
本发明的钛铁矿浮选捕收剂与传统浮选捕收剂相比，具有以下有益效果：
1.制备工艺简单，易于操作，生产制备和使用环节均没有三废排放，属于绿色环保工艺，环境效益突出。
2.高级脂肪羟肟酸作为一种金属络合剂，大大增加了捕收剂对于钛铁矿的选择性，棉油油角经过高温皂化后具有很好的起泡性能，综合运用可减少捕收剂的用量，降低浮选药剂成本，具有广阔的工业化前景。
3.该浮选捕收剂选择性高、载矿能力强、起泡性好，在常温下具有很好的分散性，能达到优良的浮选效果，针对钛铁矿浮选，精矿的回收率和选矿效率更高。
附图说明
图1为本发明钛铁矿浮选捕收剂浮选工艺示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅只局限于下面的实施例。
本发明所使用的棉油油角含60-70wt％的混合脂肪酸以及7-10wt％的植物甾醇，所述混合脂肪酸为月桂酸与棕榈酸的混合物或月桂酸与硬脂酸的混合物(两者以任意比混合)，所述强碱为分析纯的氢氧化钠或氢氧化钾固体。
原料三乙烯四胺六甲叉膦酸的合成步骤如下：向装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计、平衡加料器的四口烧瓶中加入14.6g三乙烯四胺和适量水，搅拌溶解；然后加入49.2g亚磷酸，加热升温到40℃，向溶液中滴加50.0g甲醛溶液(37wt％)，在100-105℃恒温反应两个小时，最后将溶液旋蒸除水后得到三乙烯四胺六甲叉膦酸。
本发明的原料高级脂肪羟肟酸为混合脂肪羟肟酸，其合成步骤参考相关文献如下：将盐酸羟胺溶于乙醇溶液中，加入氢氧化钠，在冰盐浴中进行游离，得到游离的羟胺；向带有电动搅拌装置和温度计的三口烧瓶中加入游离的盐酸羟胺，在45℃-50℃搅拌条件下向溶液中滴加脂肪酸甲酯，滴加完成后反应2-3h，产物抽滤后将滤液减压浓缩，待其冷却后再抽滤得到高级脂肪羟肟酸。
实施例1
取40g高级脂肪羟肟酸，20g三乙烯四胺六甲叉膦酸，450g棉油油角，300g混合脂肪酸(月桂酸与棕榈酸)，100gNaOH和607g水，加入到高压反应釜内在140-180℃反应2-5个小时得棕黑色膏状物，称重计算其固含量，加水配成固含量2％的溶液即得。
以攀枝花某钛铁矿为矿样，其化学组成为：
利用本实施例制备的捕收剂对该矿样进行一粗两精浮选，浮选工艺如图1所示，具体过程如下：
(1)矿石前处理：取浮硫后的尾矿矿浆，抽滤烘干，湿混后分样，其磨矿细度小于-200目的占82％，
(2)浮选富集：向浮选槽中加入166g原矿，再加入一定量的自来水调浆，充分搅匀按照0.54kg/t(调整剂/原矿)的比例加入调整剂硫酸，搅拌1min；然后按1.45kg/t的比例加入本实施例制得的捕收剂，搅拌4min；充气鼓泡后常温正浮选刮出TiO2矿物，刮板时间为6min。
(3)尾矿抽滤烘干，将步骤(2)所得粗精矿放入浮选槽内并加入自来水调浆，按0.2kg/t的比例补加调整剂硫酸，搅拌1min；充气鼓泡后，进行精选刮出TiO2矿物，刮板时间为6min。
(4)中矿抽滤烘干，将步骤(3)所得精矿放入浮选槽内并加入自来水调浆，按0.15kg/t的比例补加调整剂硫酸，搅拌1min；充气鼓泡后进行精选刮出TiO2矿物，刮板时间为6min，最后将中矿和精矿分别抽滤烘干。
采用本实施例制得的捕收剂及一粗两精浮选工艺对该攀枝花钛铁矿原矿(TiO2含量18.73％)进行开路浮选，得到TiO2含量为47.84％的精矿，其产率为32.15％，回收率82.12％。相同条件下，攀枝花现正在使用的钛铁矿捕收剂MOH(需额外添加起泡剂柴油)，只能得到TiO2含量为46.55％的精矿，产率27.42％，回收率68.14％。
实施例2
取20g高级脂肪羟肟酸，30g三乙烯四胺六甲叉膦酸，300g棉油油角，500g混合脂肪酸(月桂酸与棕榈酸)，150gNaOH和667g水，加入到高压反应釜内在140-180℃反应2-5个小时得棕黑色膏状物，称重计算其固含量，加水配成固含量2％的溶液即得。
以承德某钛铁矿为矿样，其化学组成为：
利用本实施例制备的捕收剂对该矿样进行一粗两精浮选，具体过程如下：
(1)矿石前处理：取浮硫后的尾矿矿浆，抽滤烘干，湿混后分样，其磨矿细度小于-200目的占88.2％，
(2)浮选富集：向浮选槽中加入166g原矿，再加入一定量的自来水调浆，充分搅匀按照0.64kg/t的比例加入调整剂硫酸，搅拌1min；然后按1.07kg/t的比例加入本实施例制得的捕收剂，搅拌4min；充气鼓泡后常温正浮选刮出TiO2矿物，刮板时间为6min。
(3)尾矿抽滤烘干，将步骤(2)所得粗精矿放入浮选槽内并加入自来水调浆，按0.3kg/t的比例补加调整剂硫酸，搅拌1min；充气鼓泡后，进行精选刮出TiO2矿物，刮板时间为6min。
(4)中矿抽滤烘干，将步骤(3)所得精矿放入浮选槽内并加入自来水调浆，按0.2kg/t的比例补加调整剂硫酸，搅拌1min；充气鼓泡后进行精选刮出TiO2矿物，刮板时间为6min，最后将中矿和精矿分别抽滤烘干。
采用本实施例制得的捕收剂及一粗两精浮选工艺对该承德钛铁矿原矿(TiO2含量20.13％)进行开路浮选，得到TiO2含量为48.77％的精矿，回收率为83.2％。
实施例3
取50g高级脂肪羟肟酸，50g三乙烯四胺六甲叉膦酸，200g棉油油角，400g混合脂肪酸(月桂酸与硬脂酸)，200gKOH和600g水，加入到高压反应釜内在140-180℃反应2-5个小时得棕黑色膏状物，称重计算其固含量，加水配成固含量2％的溶液即得。
以广东某钛铁矿为矿样，其化学组成为：
利用本实施例制备的捕收剂对该矿样进行一粗两精浮选，具体过程如下：
(1)矿石前处理：取浮硫后的尾矿矿浆，抽滤烘干，湿混后分样，其磨矿细度小于-200目的占90.3％，
(2)浮选富集：向浮选槽中加入166g原矿，再加入一定量的自来水调浆，充分搅匀按照0.52kg/t的比例加入调整剂硫酸，搅拌1min；然后按1.56kg/t的比例加入本实施例制得的捕收剂，搅拌4min；充气鼓泡后常温正浮选刮出TiO2矿物，刮板时间为6min。
(3)尾矿抽滤烘干，将步骤(2)所得粗精矿放入浮选槽内并加入自来水调浆，按0.25kg/t的比例补加调整剂硫酸，搅拌1min；充气鼓泡后，进行精选刮出TiO2矿物，刮板时间为6min。
(4)中矿抽滤烘干，将步骤(3)所得精矿放入浮选槽内并加入自来水调浆，按0.15kg/t的比例补加调整剂硫酸，搅拌1min；充气鼓泡后进行精选刮出TiO2矿物，刮板时间为6min，最后将中矿和精矿分别抽滤烘干。
采用本实施例制得的捕收剂及一粗两精浮选工艺对该广东钛铁矿原矿(TiO2含量22.05％)进行开路浮选，得到TiO2含量为49.35％的精矿，回收率为83.6％。

Claims (8)

1.一种钛铁矿浮选捕收剂，其特征在于由以下按重量份数计的原料制备而成：棉油油角2-4.5份，混合脂肪酸3-5份，三乙烯四胺六甲叉膦酸0.2-0.5份，高级脂肪羟肟酸0.2-0.5份，强碱1-2份。
2.如权利要求1所述的钛铁矿浮选捕收剂，其特征在于：所述混合脂肪酸为月桂酸与棕榈酸或硬脂酸的混合物；所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾；所述高级脂肪羟肟酸由盐酸羟肟溶于乙醇溶液，再加入氢氧化钠在冰盐浴中进行游离后与脂肪酸甲酯反应所得。
3.权利要求1所述的钛铁矿浮选捕收剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：a制备三乙烯四胺六甲叉膦酸；b制备高级脂肪羟肟酸；c将棉油油角、混合脂肪酸、三乙烯四胺六甲叉膦酸、高级脂肪羟肟酸、强碱和水按一定比例加入反应釜中在140-180℃反应2-5小时得膏状物，接着将其配制成溶液。
4.如权利要求3所述的钛铁矿浮选捕收剂的制备方法，其特征在于：所述棉油油角、混合脂肪酸、三乙烯四胺六甲叉膦酸、高级脂肪羟肟酸、强碱的重量比为2-4.5:3-5:0.2-0.5:0.2-0.5:1-2，水的重量与棉油油角、混合脂肪酸、三乙烯四胺六甲叉膦酸、高级脂肪羟肟酸、强碱的总重量比为4:6。
5.权利要求1所述的钛铁矿浮选捕收剂的应用，其特征在于包括以下步骤：(1)将浮硫后的尾矿矿浆抽滤后烘干，接着进行湿混分样，向原矿中加水搅拌均匀制成浆料；(2)依次向浆料中加入一定量调整剂硫酸、钛铁矿浮选捕收剂，充气鼓泡后浮选得TiO2精矿；(3)将尾矿抽滤烘干，将第一次浮选所得TiO2精矿加水调制成浆料，向浆料中补加一定量调整剂硫酸进行第二次浮选；(4)将中矿抽滤烘干，将第二次浮选所得TiO2精矿加水调制成浆料，向浆料中补加一定量调整剂硫酸进行第三次浮选，之后将中矿和精矿分别抽滤烘干。
6.如权利要求5所述的钛铁矿浮选捕收剂的应用，其特征在于：步骤(2)中调整剂硫酸的加入量为0.52-0.64Kg/t，钛铁矿浮选捕收剂的加入量为1.07-1.56Kg/t。
7.如权利要求5所述的钛铁矿浮选捕收剂的应用，其特征在于：步骤(3)中调整剂硫酸的加入量为0.2-0.3Kg/t。
8.如权利要求5所述的钛铁矿浮选捕收剂的应用，其特征在于：步骤(4)中调整剂硫酸的加入量为0.15-0.2Kg/t。
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