CN110918262A

CN110918262A - 一种捕收剂及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN110918262A
Application number: CN201911156158.7A
Authority: CN
Inventors: 魏祥松
Original assignee: Geologychina Research Institute Of Chemical Geolgy And Mine Bureau
Current assignee: Geologychina Research Institute Of Chemical Geolgy And Mine Bureau
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2020-03-27

Abstract

本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种捕收剂及其制备方法与应用。所述捕收剂是以葵二酸钠和亚油酸钠为主要成分；其中所述葵二酸钠与所述亚油酸钠的质量比为(1.0‑3.0):1，且所述葵二酸钠与所述亚油酸钠的质量之和占所述捕收剂总质量的80％以上。本发明以葵二酸钠和亚油酸钠为主要成分，配伍特定的表面活性剂，所得捕收剂具有较好选择性和捕收性能，特别适用于高铝矿和中低品位胶磷矿的浮选，实现以较低的用量水平达到较高水平选别指标的目的。而且所述捕收剂具有熔点低，受温度影响较小的特点，在工业生产中采用常温反浮选工艺回收矿物，矿浆在10～40℃范围内均取得良好的浮选效果，实现常温浮选。

Description

一种捕收剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于选矿技术领域，具体涉及一种捕收剂及其制备方法与应用。

背景技术

夕线石也叫矽线石或硅线石，它是一种褐色、浅绿色、浅蓝色或白色的玻璃状硅酸盐矿物。蓝晶石是一种耐火度高、高温体积膨胀大的天然耐火原料矿物；晶面上有平行条纹；颜色呈淡蓝色或青色、亮灰白等。夕线石、蓝晶石均含Al₂O₃(含量为20～40％)，由于含量较低，需要选矿富集至品位Al₂O₃＞55％以上的高铝矿物方可使用。此类矿物的选矿方法目前以重选为主，但精矿品位难以保证且回收率低。

目前选矿最常用的方法为浮选法，夕线石、蓝晶石化学式为Al[AlSiO₅]，属于氧化矿，采用长碳链(含C＞18)脂肪酸类浮选捕收剂选矿时，存在选择性差、捕收能力差的问题，难以实现工业化。

此外，我国磷矿主要赋存为中低品位胶磷矿，含较多白云石，MgO含量高，不利于制酸制肥。如何降低精矿中白云石含量(即MgO)一直是胶磷矿开发利用的重要攻关难点。

虽然目前国内科研成果形成了很多浮选白云石的捕收剂，但在实际工业生产中，须将矿浆加热(40℃左右)且磨矿细度要求高，这些苛刻要求导致选矿成本高居不下；此外，还存在泡沫发粘不利于排矿、捕收剂价格高、选择性不好等缺陷。

CN106378263A公开了一种用于白钨矿的捕收剂，其同样是以工业油脂副产品(包括葵二酸)为原料，先利用浓度25-35％的硫酸加热酸化，再利用氯气氯化，所得产物再与表面活性剂、无机强碱以一定比例配伍组成捕收剂，其中表面活性剂、无机强碱用于改善浮选效果。该捕收剂组合物用于白钨矿选矿时，用碱量低，浮选效果好。该方法虽然以工业下脚料作为原料，但经酸化、氯化所得产物单独浮选效果并不理想，还需要进一步添加表面活性剂和无机强碱，导致最终捕收剂成本相对较高；且该捕收剂仅对白钨矿效果较好，对其他矿品浮选效果一般。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供一种捕收剂。所述捕收剂具有较好选择性和捕收性能，适用于高铝矿和中低品位胶磷矿的浮选。

本发明所述捕收剂是以葵二酸钠和亚油酸钠为主要成分，其中，所述葵二酸钠与所述亚油酸钠的质量比为(1.0-3.0):1，优选(1.5-2):1。所述葵二酸钠与所述亚油酸钠的质量之和占所述捕收剂总质量的80％以上。

本发明所述捕收剂在高铝矿和中低品位胶磷矿的浮选中具有较好选择性和捕收性能，可以实现以较低的用量水平达到较高水平选别指标的目的。

而且，所述捕收剂具有熔点低，受温度影响较小的特点，可实现工业生产常温反浮选工艺回收矿物的目的；矿浆在10～40℃范围内均取得良好的浮选效果，不仅节约了能源、降低了能耗，而且还由于减少了烧锅炉产生的烟气，降低了空气污染程度，符合国家环境保护的政策和方针；此外，所述捕收剂还具有无毒、无污染的特点，具有良好的生物降解性能。

研究发现，不同于常规长碳链(C₁₈～C₂₂)捕收剂，本申请所述捕收剂为短碳链不饱和脂肪酸类型捕收剂，其对多种矿石浮选效果均佳，特别是对白云石的浮选效果十分突出；而且，皂化后产品易溶于水，且不易受环境(如温度等)影响，保证了反浮选的效果，即达到浮选白云石而不浮选胶磷矿的目的；此外，所述捕收剂时以国内石油化工，油脂化工等多行业的、以下脚料为主的不同低碳链不饱和脂肪酸作为主要原料，合成成本较低，且来源广泛，更适合工业化生产。

根据本发明的一些实施例，所述捕收剂还包括表面活性剂。通过添加合适的表面活性剂，可实现增容、乳化，从而提高捕收剂的分散、发泡、润湿渗透性能。

根据本发明的一些实施例，所述表面活性剂选自烷基苯磺酸钠(ABS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)或脂肪酸甲酯磺酸钠盐(MES)中的一种或多种；优选脂肪酸甲酯磺酸钠盐。研究表明，MES的碳链中含10个碳左右，较ABS、AES的碳链短。添加MES的捕收剂在浮选非金属氧化物时，矿浆矿化效果更好，选择性更好。

优选地，所述表面活性剂的添加量低于所述捕收剂总质量的10％。

作为本发明的具体实施方式之一，所述捕收剂包括如下重量份的组分：葵二酸钠5-6份，亚油酸钠2-3份，表面活性剂1-2份。研究表明，通过合理搭配主要成分和功能助剂，以及优化其用量比例，最大程度发挥各组分的协同作用，实现浮选综合效果的最优化。

本发明还提供所述捕收剂的制备方法，包括：以低碳链不饱和脂肪酸为原料，与强碱进行皂化反应，即得。优选地，所述低碳链不饱和脂肪酸优选葵二酯。

本发明采用工业油脂蓖麻油生产尼龙后的下脚料中的低碳链不饱和脂肪酸作为原料，根据主要成分的分子结构及其它各种有效物质成分与含量，充分皂化，得到在高铝矿和中低品位胶磷矿的浮选中具有较好选择性和捕收性能的捕收剂，实现以较低的用量水平达到较高水平选别指标的目的。

根据本发明的一些实施例，所述强碱选自工业品氢氧化钠和/或碳酸钠；优选氢氧化钠。研究发现，选用氢氧化钠的皂化反应速度更快，反应更彻底，用量也较碳酸钠少。

根据本发明的一些实施例，所述低碳链不饱和脂肪酸与所述强碱的质量比为100:(8-20)。

根据本发明的一些实施例，所述皂化反应的条件为：温度80-110℃，优选95-105℃；在此优选条件下，皂化效果更佳，进而提升浮选效果。

为了获得更好的浮选效果，所述皂化反应结束后，向反应液中加入表面活性剂。通过表面活性剂实现体系的增容、乳化，从而提高捕收剂的分散、发泡、润湿渗透等性能。优选地，待体系温度降至50-65℃时加入所述表面活性剂进行增容、乳化。

本发明还提供上述捕收剂在浮选选矿中的应用；优选在高铝矿和中低品位胶磷矿的浮选矿选中的应用；进一步地，所述高铝矿为夕线石或蓝晶石。

本发明还提供一种高铝矿的选矿方法，包括：采用“弱磁-浮选-强磁”联合工艺，其中所述浮选为正浮选，包括：一次粗选、两次精选、中矿顺序返回的闭路工艺流程。进一步地，所述浮选使用的捕收剂为上述捕收剂。

本发明还提供一种中低品位胶磷矿的选矿方法，包括：采用一段闭路磨矿-反浮选的联合工艺，其中所述浮选为反浮选，包括：一次粗选、两次精选、一次扫选；所述浮选使用的捕收剂为上述捕收剂。

本发明的有益效果如下：

本发明以含葵二酸钠和亚油酸钠的葵酯为主要成分，搭配适宜的表面活性剂，所得捕收剂具有较好选择性和捕收性能，特别适用于高铝矿和中低品位胶磷矿的浮选，实现以较低的用量水平达到较高水平选别指标的目的。而且所述捕收剂具有熔点低，受温度影响较小的特点，在工业生产中采用常温反浮选工艺回收矿物，矿浆在10～40℃范围内均取得良好的浮选效果，实现常温浮选；此外，其还具有无毒、无污染的特点，具有良好的生物降解性能。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例提供一种捕收剂的制备，包括：

(1)将工业油脂下脚料葵二酯置于反应釜中，搅拌均匀；

(2)加入氢氧化钠进行皂化反应(葵二酯+NaOH→脂肪酸皂)，其中，NaOH用量为葵二酯质量的8％；皂化温度100℃；

(3)待反应釜温度降至60℃时，加入MES，搅拌反应；

(4)后处理：自然冷却成膏状捕收剂，标记为K01。

经检测，所述捕收剂中葵二酸钠的含量为53％，亚油酸钠的含量为27％，表面活性剂的含量为10％，其它约10％。

效果验证

为了验证本发明所述捕收剂的浮选效果，本发明提供以下实际应用实例。

应用例1

在河北某夕线石矿选矿的小型试验和扩大试验中，采用实施例1所述的捕收剂获得了较好的工艺指标。具体如下：

原矿处理量50吨/天，原矿品位Al₂O₃含量为34.07％；

采用“弱磁-浮选-强磁”联合工艺流程，其中浮选工艺流程为一次粗选、两次精选、中矿顺序返回的闭路工艺流程。

获得的技术指标为：得到精矿产率25.24％，精矿品位Al₂O₃含量55.92％，精矿回收率58.49％；选矿比为3.96，经济效益显著。

由上述实验可知，采用本发明所述的捕收剂可提高精矿的回收率，经济效益显著。

应用例2

在湖北某磷矿选矿的生产调试试验中，采用实施例1所述的捕收剂获得了较好的工艺指标。具体如下：

原矿处理量500吨/天，原矿品位P₂O₅ 23.97％，MgO 6.83％；

试验工艺流程为：一段闭路磨矿-反浮选的联合工艺；其中磨矿细度控制在<200目的矿浆含量为65.80％，反浮选工艺流程为一次粗选、两次精选、一次扫选；均在常温下进行。

获得的技术指标为：磷精矿产率68.67％，磷精矿品位P₂O₅31.27％，MgO 2.43％，磷精矿回收率89.58％，选矿比为1.46，经济效益显著。

由上述实验结果可知，采用本发明所述的捕收剂解决了磷矿石选矿中必须矿浆加温(40℃左右)、磨矿细度高等造成选矿成本高的难题，不仅节约了能源、降低了能耗，而且还由于减少了烧锅炉产生的烟气，降低了空气污染程度，符合国家环境保护的政策和方针。

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

1.一种捕收剂，其特征在于，以葵二酸钠和亚油酸钠为主要成分；其中所述葵二酸钠与所述亚油酸钠的质量比为(1.0-3.0):1，且所述葵二酸钠与所述亚油酸钠的质量之和占所述捕收剂总质量的80％以上。

2.根据权利要求1所述的捕收剂，其特征在于，所述捕收剂还包括表面活性剂；

优选地，所述表面活性剂选自烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠或脂肪酸甲酯磺酸钠盐中的一种或多种；进一步优选脂肪酸甲酯磺酸钠盐；

和/或，优选地，所述表面活性剂的添加量低于所述捕收剂总质量的10％。

3.根据权利要求1或2所述的捕收剂，其特征在于，包括如下重量份的组分：葵二酸钠5-6份，亚油酸钠2-3份，表面活性剂1-2份。

4.权利要求1-3任一所述捕收剂的制备方法，其特征在于，以低碳链不饱和脂肪酸为原料，与强碱进行皂化反应，即得。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述低碳链不饱和脂肪酸选自葵二酯；

和/或，所述强碱选自氢氧化钠和/或碳酸钠；优选氢氧化钠。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述低碳链不饱和脂肪酸与所述强碱的质量比为100:(8-20)；

和/或，所述皂化反应的条件为：温度80-110℃，优选95-105℃。

7.根据权利要求4-6任一所述的制备方法，其特征在于，所述皂化反应结束后，向反应液中加入表面活性剂；

优选地，待体系温度降至50-65℃时加入所述表面活性剂。

8.权利要求1-3任一所述捕收剂在浮选选矿中的应用；优选在高铝矿和中低品位胶磷矿的浮选矿选中的应用；进一步地，所述高铝矿优选为夕线石或蓝晶石。

9.一种高铝矿的选矿方法，其特征在于，包括：采用“弱磁-浮选-强磁”联合工艺；其中所述浮选为正浮选，所述浮选使用的捕收剂为权利要求1-3任一所述捕收剂。

10.一种中低品位胶磷矿的选矿方法，其特征在于，包括：采用闭路磨矿-反浮选的联合工艺；其中所述浮选为反浮选，所述浮选使用的捕收剂为权利要求1-3任一所述捕收剂。