CN110605183B - 一种磷矿反浮选脱硅铝捕收剂及其制备方法和用途 - Google Patents

一种磷矿反浮选脱硅铝捕收剂及其制备方法和用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种磷矿反浮选脱硅铝捕收剂及其制备方法和用途，所述捕收剂包含：混合胺、混合醇和椰油酸甲酯；本发明中提供的磷矿反浮选脱硅铝捕收剂具有浮选性能良好、耐低温、药剂成本适中、适用浮选pH范围较宽(介于5‑10)等优点；同时利用所述捕收剂进行浮选时也有矿化泡沫较脆、流动性良好等优点。反浮选作业中，脱硅铝时只需采用该捕收剂即可，使得浮选药剂种类减少，同时所述脱硅铝捕收剂对脱镁捕收剂反浮选脱镁的影响不明显，回水全部回用难度小。

Description

一种磷矿反浮选脱硅铝捕收剂及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及磷矿浮选领域，涉及一种磷矿反浮选脱硅铝捕收剂及其制备方法和用途，尤其涉及一种适用于中低品位磷矿反浮选脱除含硅矿物和含铝脉石的捕收剂及其制备方法和用途。
背景技术
我国磷矿资源70％属于沉积岩型磷块岩，主要分布在云、贵、川、湘及鄂，随着易选的中高品位镁质磷块岩开采殆尽，中低品位硅钙质高倍半氧化物磷块岩也必须要开发利用。针对这种中低品位难选胶磷矿资源，目前研发出来的选矿流程主要有正-反浮选、双反浮选、重选分流-粗细分选-粗粒双反浮选-细粒正-反浮选、脱泥-正-反浮选和反-正浮选等流程，其中最有可能进行工业化的是正-反流程，但由于选矿成本高、药剂种类多和回水利用困难等问题让企业难以选择。从理论上来说，双反浮选是针对中低品位胶磷矿最合适的选矿工艺，但因缺乏一种浮选性能优良、药剂成本较低、自然消泡性能较好及矿化泡沫流动性较佳的反浮选脱硅铝捕收剂而难以工业化。如CN103286007A中提及的反浮选捕收剂虽然其也可以实现磷精矿的或得，但其针对是脱镁之后的磷精矿，限制了其利用范围。又如CN104888968A中提出的一种磷矿两性捕收剂，其在浮选过程需要加入硫酸、柠檬水及水玻璃等多种试剂，药剂种类多，显著的增加了选矿成本及回水的利用难度。因此，目前亟需一种浮选性能优良、药剂成本较低、自然消泡性能较好、矿化泡沫流动性较佳及利用范围广的的反浮选脱硅铝捕收剂。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种磷矿反浮选脱硅铝捕收剂及其制备方法和用途，所述捕收剂不仅浮选性能良好，而且还具有矿化泡沫较脆、流动性良好、耐低温及药剂成本适中等优点。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种磷矿反浮选脱硅铝捕收剂，所述捕收剂包含：混合胺、混合醇和椰油酸甲酯；
本发明中通过将混合胺、混合醇和椰油酸甲酯进行复配，三者之间可发挥协同增效作用，从而使提供的磷矿反浮选脱硅铝捕收剂具有浮选性能良好、耐低温、药剂成本适中及适用浮选pH范围较宽(介于5-10)等优点；同时利用所述捕收剂进行浮选时矿化泡沫较脆、流动性良好等优点。反浮选作业中，脱硅铝时只需采用该捕收剂即可，使得浮选药剂种类减少，同时所述脱硅铝捕收剂对脱镁捕收剂反浮选脱镁的影响不明显，回水全部回用难度小。所述捕收剂对于我国磷矿企业大量的中低品位硅钙质高倍半氧化物磷块岩的经济开发利用，具有非常重要的意义。
作为本发明优选的技术方案，所述捕收剂按重量份包含以下组分：
混合胺4-6份，例如可以是4份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份、5份、5.2份、5.4份、5.6份、5.8份或6份等，但并不限于所列举数值，本范围内其他未列举数值同样适用。
混合醇1-3份，例如可以是1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份或3份等，但并不限于所列举数值，本范围内其他未列举数值同样适用。
椰油酸甲酯1-5份，例如可以是1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份或5份等，但并不限于所列举数值，本范围内其他未列举数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述捕收剂中混合胺的含量为4.4-5.6重量份，优选为4.8-5.2重量份。
优选地，所述捕收剂中混合醇的含量为1.4-2.6重量份，优选为1.8-2.2重量份。
优选地，所述捕收剂中椰油酸甲酯的含量为1.4-4.5重量份，优选为2-4重量份。
作为本发明优选的技术方案，所述混合胺包括十烷基醚胺、十二烷基醚胺和十四烷基醚胺。
优选地，所述混合醇包括正辛醇、异辛醇和葵醇。
作为本发明优选的技术方案，所述混合胺中十烷基醚胺的含量为1-5重量份，例如可以是1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份、3重量份、3.5重量份、4重量份、4.5重量份或5重量份等，但并不限于所列举数值，本范围内其他未列举数值同样适用，优选为1.5-4.5重量份。
优选地，所述混合胺中十二烷基醚胺的含量为1-3重量份，例如可以是1重量份、1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份、2.8重量份或3重量份等，但并不限于所列举数值，本范围内其他未列举数值同样适用，优选为1.4-2.4重量份。
优选地，所述混合胺中十四烷基醚胺的含量为4-6重量份，例如可以是4重量份、4.2重量份、4.4重量份、4.6重量份、4.8重量份、5重量份、5.2重量份、5.4重量份、5.6重量份、5.8重量份或6重量份等，但并不限于所列举数值，本范围内其他未列举数值同样适用，优选为4.2-5.5重量份。
作为本发明优选的技术方案，所述混合醇中正辛醇的含量为5-7重量份，例如可以是5重量份、5.2重量份、4.5重量份、5.6重量份、5.8重量份、6重量份、6.2重量份、6.4重量份、6.6重量份、6.8重量份或7重量份等，但并不限于所列举数值，本范围内其他未列举数值同样适用。
优选地，所述混合醇中异辛醇的含量为1-2重量份，1重量份、1.1重量份、1.2重量份、1.3重量份、1.4重量份、1.5重量份、1.6重量份、1.7重量份、1.8重量份、1.9重量份或2重量份等，并不限于所列举数值，本范围内其他未列举数值同样适用。
优选地，所述混合醇中葵醇的含量为1-4重量份，例如可以是1重量份，、1.2重量份、1.4重量份、1.6重量份、1.8重量份、2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份、2.8重量份、3重量份、3.2重量份、3.4重量份、3.6重量份、3.8重量份或4重量份等，但并不限于所列举数值，本范围内其他未列举数值同样适用。
本发明中，通过对捕收剂中成分及其配比的合理选择，使得所述捕收剂中的成分在矿物表面的吸附适当，防止所述捕收剂中在矿物表面吸附过量而形成固性难消的矿化泡沫，从而保证对浮选中含硅铝矿物的疏水改性及增加矿化泡沫的脆性和流动性，实现了所述捕收剂在浮选过程高效的浮选性能。同时该捕收剂在矿浆中流动性较好，而且可以在较低温度下使用；由于原材料的合理选择使得制备所述捕收剂的成本也得到合理的控制；进一步地，由于所述捕收剂适用的浮选范围较宽(5-10)是得所述捕收剂在使用过程中不需要对矿浆的pH进行调节，扩展了所述捕收剂的使用范围；同时在使用过程中由于不需要添加其他药剂，使得本发明中回水的利用简易化，基本不需处理即可重新返回浮选工艺或磨矿工艺中进行使用。
第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的磷矿反浮选脱硅铝捕收剂的制备方法，所述制备方法包括：分别制备混合胺和混合醇，然后将得到的混合胺和混合醇与椰油酸甲酯进行混合，得到所述捕收剂。
作为本发明进一步优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将十烷基醚胺、十二烷基醚胺和十四烷基醚胺混合，搅拌均匀得到混合胺；
(2)将正辛醇、异辛醇和葵醇经混合，搅拌均匀得到混合醇；
(3将步骤(1)制得的混合胺、步骤(2)制得的混合醇和椰油酸甲酯经混合，搅拌均匀制得所述捕收剂。
作为本发明优选的技术方案，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将1-5重量份的十烷基醚胺、1-3重量份的十二烷基醚胺和4-6重量份的十四烷基醚胺经混合，搅拌均匀得到混合胺；
(2)将5-7重量份的正辛醇、1-2重量份的异辛醇和1-4重量份的葵醇经混合，搅拌均匀得到混合醇；
(3)将步骤(1)制得的4-6重量份的混合胺、步骤(2)制得的1-3重量份的混合醇和1-5重量份的椰油酸甲酯经混合，搅拌均匀得到所述捕收剂。
本发明中，捕收剂中各组分的调配比例必须基于矿物分选体系中各矿物的种类、比例及细度等因素，选择合适的药剂配比，同时在药剂配制过程中，只需将不同原料按照次序在室温下进行混合搅拌均匀就可得到，调配过程简易，不需要加温，成本低。
第三方面，本发明提供了一种如第一方面所述磷矿反浮选脱硅铝捕收剂的用途，将所述磷矿反浮选脱硅铝捕收剂用于磷矿单/双反浮选工艺中脱硅铝。
本发明中，将磷矿经磨矿和分级的溢流进行双反浮作业，其中双反浮作业中包括硅铝的反浮选和镁的反浮选，由于本发明中脱硅铝的捕收剂具有优良的性能，实际作业中铝硅的反浮选和镁的反浮选可根据实际情况自行选择。其中，硅铝的反浮选和镁的反浮选中可以根据实际原矿的性质设置多次的粗选、精选和扫选作业，已达到所需磷精矿的指标。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的磷矿反浮选脱硅铝捕收剂不仅具有浮选性能良好、耐低温(15-25℃)﹑药剂成本适中及适用浮选pH范围较宽(介于5-10)等优点，而且在浮选过程中还具有矿化泡沫较脆、流动性良好等优点。
(2)双反浮选工艺中，脱硅铝阶段只需添加本发明提供的一定量的捕收剂即可，不需要添加别的药剂，即浮选药剂种类少；同时本发明提供的脱硅铝捕收剂对脱镁捕收剂反浮选脱镁的影响不明显，回水全部回用难度小。
(3)在双反浮工艺中，在脱硅铝浮选作业中采用本发明提供的脱硅铝捕收剂可获得品位为28-34％的磷精矿，其中，P2O5的回收率可高达82.65％。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
按重量份计，将2份十二烷基醚胺、4份十四烷基醚胺和4份十烷基醚胺混合，搅拌均匀得到混合胺；将5份正辛醇、1份异辛醇和4份葵醇混合，搅拌均匀得到混合醇；将5份制得的混合胺、3份制得的混合醇和2份椰油酸甲酯混合，搅拌均匀得到所述磷矿反浮选脱硅铝高效捕收剂。
湖北某中低品位硅钙质高倍半氧化物磷块岩双反除杂试验(以下所有药剂用量均对原矿)：入选原矿中P2O5品位为25.32％，MgO品位为2.87％，Al2O3品位3.68％，Fe2O3品位1.53％。将原矿磨矿、分级得到的磨矿细度为-0.074mm粒级含量占65％，矿浆浓度为30％的溢流经过双反浮选，先反浮选脱铝再反浮选脱镁，反浮选脱铝浮选pH值7-8，脱硅铝捕收剂用量为320g/t；反浮选脱镁浮选pH值4-5，磷酸用量9kg/t，脱镁捕收剂用量1kg/t；浮选温度20℃；其中反浮选脱镁捕收剂为硬脂酸钠。
所得精矿的指标详见表1。
实施例2
按重量份计，将3份十二烷基醚胺、5份十四烷基醚胺和2份十烷基醚胺混合，搅拌均匀得到混合胺；将7份正辛醇、1份异辛醇和2份葵醇混合，搅拌均匀得到混合醇；将6份制得的混合胺、2份制得的混合醇和2份椰油酸甲酯混合，搅拌均匀得到所述磷矿反浮选脱硅铝高效捕收剂。
云南某低品位风化型硅钙质高倍半氧化物磷块岩双反除杂试验：入选原矿P2O5品位为18.55％，MgO品位为3.54％，Al2O3品位3.47％，Fe2O3品位2.53％。将原矿磨矿、分级得到的磨矿细度为-0.074mm粒级含量占70％，矿浆浓度为27％的溢流经过双反浮选，先反浮选脱镁再反浮选脱硅铝，反浮选脱镁浮选pH值4-5，磷酸用量9kg/t，脱镁捕收剂用量为1200g/t；反浮选脱铝浮选pH值6-7，脱硅铝捕收剂用量350g/t；浮选温度15℃。其中，反浮选脱镁捕收剂为硬脂酸钠。
所得精矿的指标详见表1。
实施例3
按重量份计，将1份十二烷基醚胺、6份十四烷基醚胺和3份十烷基醚胺混合，搅拌均匀得到混合胺；将6份正辛醇、2份异辛醇和2份葵醇混合，搅拌均匀得到混合醇；将4份制得的混合胺、3份制得的混合醇和3份椰油酸甲酯混合，搅拌均匀得到所述磷矿反浮选脱硅铝高效捕收剂。
贵州某中低品位硅钙质高倍半氧化物磷块岩双反除杂试验(以下所有药剂用量均对原矿)：入选原矿P2O5品位为24.68％，MgO品位为2.52％，Al2O3品位4.32％，Fe2O3品位1.78％。将原矿磨矿、分级得到的磨矿细度为-0.074mm粒级含量占68％，矿浆浓度为35％的溢流经过双反浮选，先反浮选脱铝再反浮选脱镁，反浮选脱铝浮选pH值7-8，脱硅铝捕收剂用量为400g/t；反浮选脱镁浮选pH值4-5，磷酸用量11kg/t，脱镁捕收剂用量800g/t；浮选温度25℃。其中，反浮选脱镁捕收剂为硬脂酸钠
所得精矿的指标详见表1。
实施例4
按重量份计，将1.4份十二烷基醚胺、4.6份十四烷基醚胺和1份十烷基醚胺混合，搅拌均匀得到混合胺；将5.6份正辛醇、1.5份异辛醇和1.2份葵醇混合，搅拌均匀得到混合醇；将4.6份制得的混合胺、1份制得的混合醇和4.5份椰油酸甲酯混合，搅拌均匀得到所述磷矿反浮选脱硅铝高效捕收剂。
贵州某中低品位硅钙质高倍半氧化物磷块岩双反除杂试验(以下所有药剂用量均对原矿)：入选原矿P2O5品位为24.68％，MgO品位为2.52％，Al2O3品位4.32％，Fe2O3品位1.78％。将原矿磨矿、分级得到的磨矿细度为-0.074mm粒级含量占60％，矿浆浓度为32％的溢流经过双反浮选，先反浮选脱铝再反浮选脱镁，反浮选脱铝浮选pH值7-8，脱硅铝捕收剂用量为400g/t；反浮选脱镁浮选pH值4-5，磷酸用量11kg/t，脱镁捕收剂用量800g/t；浮选温度25℃。其中，反浮选脱镁捕收剂为硬脂酸钠。
所得精矿的指标详见表1。
对比例1
与实施例3的区别仅在于反浮选脱硅铝捕收剂的配制过程中没有添加混合醇。
所得精矿的指标详见表1。
对比例2
与实施例3的区别仅在于反浮选脱硅铝捕收剂的配制过程中没有添加混合胺。
所得精矿的指标详见表1。
对比例3
与实施例3的区别仅在于反浮选脱硅铝捕收剂的配制过程中没有添加椰油酸甲酯。
对比例4
与实施例3的区别仅在于将反浮选脱硅铝捕收剂的配制过程中添加的椰油酸甲酯替换为等重量份的油酸甲酯。
所得精矿的指标详见表1。
表1各实施例和对比例中所得精矿的指标
Figure BDA0002258130200000091
Figure BDA0002258130200000101
结对上述实施例和对比例的结果可以发现，本发明提供的反浮选脱硅铝捕收剂对含磷矿物的双反浮选性能明显提升，说明本发明提供的反浮选脱硅铝捕收剂具有良好的浮选性能。结合实施例3和对比例1、2和3的实验结果可以发现，对本发明提供的反浮选脱硅铝捕收剂中的相关组分进行去除时，对比例中含磷精矿中P2O5的品位或回收率会出现不同程度的降低或者是脉石矿物的品位升高，这主要是因为本发明中通过对捕收剂中成分及其配比的合理选择，使得所述捕收剂中的成分在矿物表面的吸附适当，防止所述捕收剂中在矿物表面吸附过量而形成固性难消的矿化泡沫，从而保证对浮选中含硅铝矿物的疏水改性及增加矿化泡沫的脆性和流动性，实现了所述捕收剂在浮选过程高效的浮选性能。通过实施例3和对比例4的对比可以发现，即使对本发明中成分进行简单的替换也无法达到本发明所提供的反浮选脱硅铝捕收剂的浮选性能。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (24)

1.一种磷矿反浮选脱硅铝捕收剂，其特征在于，所述捕收剂包含：混合胺、混合醇和椰油酸甲酯；
所述混合胺包括十烷基醚胺、十二烷基醚胺和十四烷基醚胺；
所述混合醇包括正辛醇、异辛醇和葵醇。
2.如权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述捕收剂按重量份包含以下组分：混合胺4-6份；混合醇1-3份；椰油酸甲酯1-5份。
3.如权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述捕收剂中混合胺的含量为4.4-5.6重量份。
4.如权利要求3所述的捕收剂，其特征在于，所述捕收剂中混合胺的含量为4.8-5.2重量份。
5.如权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述捕收剂中混合醇的含量为1.4-2.6重量份。
6.如权利要求5所述的捕收剂，其特征在于，所述捕收剂中混合醇的含量为1.8-2.2重量份。
7.如权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述捕收剂中椰油酸甲酯的含量为1.4-4.5重量份。
8.如权利要求7所述的捕收剂，其特征在于，所述捕收剂中椰油酸甲酯的含量为2-4重量份。
9.如权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述混合胺中十烷基醚胺的含量为1-5重量份。
10.如权利要求9所述的捕收剂，其特征在于，所述混合胺中十烷基醚胺的含量为1.5-4.5重量份。
11.如权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述混合胺中十二烷基醚胺的含量为1-3重量份。
12.如权利要求11所述的捕收剂，其特征在于，所述混合胺中十二烷基醚胺的含量为1.4-2.4重量份。
13.如权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述混合胺中十四烷基醚胺的含量为4-6重量份。
14.如权利要求13所述的捕收剂，其特征在于，所述混合胺中十四烷基醚胺的含量为4.2-5.5重量份。
15.如权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述混合醇中正辛醇的含量为5-7重量份。
16.如权利要求15所述的捕收剂，其特征在于，所述混合醇中正辛醇的含量为5.5-6.5重量份。
17.如权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述混合醇中异辛醇的含量为1-2重量份。
18.如权利要求17所述的捕收剂，其特征在于，所述混合醇中异辛醇的含量为1.4-1.8重量份。
19.如权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述混合醇中葵醇的含量为1-4重量份。
20.如权利要求19所述的捕收剂，其特征在于，所述混合醇中葵醇的含量为2-3重量份。
21.如权利要求1-20任一项所述的磷矿反浮选脱硅铝捕收剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：分别制备混合胺和混合醇，然后将得到的混合胺和混合醇与椰油酸甲酯进行混合，得到所述捕收剂。
22.如权利要求21所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将十烷基醚胺、十二烷基醚胺和十四烷基醚胺混合，搅拌均匀得到混合胺；
(2)将正辛醇、异辛醇和葵醇经混合，搅拌均匀得到混合醇；
(3将步骤(1)制得的混合胺、步骤(2)制得的混合醇和椰油酸甲酯经混合，搅拌均匀制得所述捕收剂。
23.如权利要求21所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将1-5重量份的十烷基醚胺、1-3重量份的十二烷基醚胺和4-6重量份的十四烷基醚胺经混合，搅拌均匀得到混合胺；
(2)将5-7重量份的正辛醇、1-2重量份的异辛醇和1-4重量份的葵醇经混合，搅拌均匀得到混合醇；
(3)将步骤(1)制得的4-6重量份的混合胺、步骤(2)制得的1-3重量份的混合醇和1-5重量份的椰油酸甲酯经混合，搅拌均匀得到所述捕收剂。
24.如权利要求1-20任一项所述磷矿反浮选脱硅铝捕收剂的用途，其特征在于，将所述磷矿反浮选脱硅铝捕收剂用于磷矿单/双反浮选工艺中脱硅铝。
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