CN112892875A - 一种磷块岩捕收剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿物浮选技术领域，具体涉及一种磷块岩捕收剂及其应用。本发明提供的磷块岩捕收剂是以葵脂皂、大豆油下脚皂为主剂，所述葵脂皂与大豆油下脚皂的质量比为1：(0.5‑1.7)，所述主剂占所述捕收剂总质量的80‑85％。本发明所提供的磷块岩捕收剂可显著提高磷块岩浮选的捕收性和选择性，以及提高分选效果。本发明所述的磷块岩捕收剂具有成本低廉、适用性更广的优点，既适用于硅质磷块岩的正浮选，又适用于硅钙质磷块岩的正‑反浮选；特别是应用在硅钙质磷块岩正‑反浮选工艺中，无需再次添加反浮选捕收剂，大大节省浮选成本；而且，脱镁、脱杂效果与分别添加正、反浮选捕收剂的相近，甚至更好。

Description

一种磷块岩捕收剂及其应用

技术领域

本发明属于矿物浮选技术领域，具体涉及一种磷块岩捕收剂及其应用。

背景技术

磷块岩，又称胶磷矿，根据沉积型磷块岩矿石中所含脉石矿物的量及其种类的不同，可将其分为硅质型、钙(镁)质型及过渡型(即硅钙质型和钙硅质型)三种矿石类型。

硅质磷块岩矿石中的脉石矿物(主要为石英)与磷矿物的可浮性有较大差异，故可直接浮选磷矿物。

过渡型磷块岩矿石中的脉石矿物包含碳酸盐矿物和硅质矿物，这类矿石既可用正浮选法直接浮选磷矿物，也可用反浮选法脱除碳酸盐脉石，或者正浮选和反浮选两种方法联合使用。

钙(镁)质型磷块岩矿石中主要矿物为碳酸盐矿物，可采用焙烧-消化(或再加擦洗分级、浮选)的流程进行处理。擦洗-脱泥-浮选流程用于风化严重并含黏土较多的磷块岩矿石，如云南滇池周围的地表风化磷矿。

脂肪酸类捕收剂是磷矿浮选的最主要捕收剂，为了提高其捕收性能和效率，主要涉及两方面的改性：一是引入特定的功能团合成新型捕收剂；二是利用现有的脂肪酸类捕收剂加入不同辅剂制成复合捕收剂。

例如，CN103386365A公开的由碳酸钠、水玻璃和脂肪酸复配的正浮选药剂，可用于硅钙质磷块岩磷矿石的双正反浮选工艺。

CN110918262A公开的以葵二酸钠和亚油酸钠为主要成分的捕收剂，配伍脂肪酸表面活性剂，具有较好的选择性和捕收性能，适用于中低品位胶磷矿的常温反浮选。

CN109876928A公开了一种捕收剂，包括氧化石蜡皂、大豆油脂肪酸皂、脂肪酸甲酯磺酸钠。该捕收剂用于磷灰石的低温浮选。

CN109675724A公开了一种捕收剂，包括毛椰子油皂、低分子脂肪酸类、脂肪酸甲酯磺酸钠，烃基油。该捕收剂用于磷块岩的反浮选，分选效果好。

然而，引入特定的功能团合成新型捕收剂对工艺条件要求较高，虽然捕收剂针对性较强，但适用范围有限；复合捕收剂种类繁多，选择性差异较大，针对矿石性质的波动适应性不尽相同，一些仅能作为正浮选捕收剂或反浮选捕收剂使用。

发明内容

本发明的第一方面提供一种磷块岩捕收剂，其能够使难选的硅质磷块岩及硅钙质磷块岩中的磷矿物与脉石矿物实现有效分选，特别是应用于硅钙质磷块岩正-反浮选工艺中，无需再次添加反浮选捕收剂，大大节省浮选成本；而且脱镁、脱杂效果与分别添加正、反浮选捕收剂的相近，甚至更好。

本发明所提供的磷块岩捕收剂是以葵脂皂、大豆油下脚皂为主剂，所述葵脂皂与大豆油下脚皂的质量比为1：(0.5-1.7)，所述主剂占所述捕收剂总质量的80-85％。

本发明发现，现有磷矿浮选用脂肪酸类捕收剂种类众多，例如：油酸、改性石油磺酸钠、氧化石蜡皂、塔尔油、棉籽油皂等等，但这些捕收剂选择性差异较大，针对矿石性质的波动适应性不尽相同，在实际应用过程中难以兼顾捕收性、选择性及适用性。

本发明通过深入研究分析后发现，以葵脂皂、大豆油下脚皂复配组成的捕收剂组合物可产生协同作用，对磷块岩浮选时具有更高的捕收性和选择性。同时，该捕收剂既适用于硅质磷块岩的正浮选，又适用于硅钙质磷块岩的正-反浮选，适用性更广。并且在实际应用中，可根据矿物情况来调整葵脂皂、大豆油下脚皂之间的复配比例，以提高浮选的综合效果。

作为本发明的具体实施方式之一，所述葵脂皂与所述大豆油下脚皂的质量比为1：(1.4-1.7)；研究表明，此比例所得捕收剂更适用于磷矿物与脉石矿物不易分选、磷精矿品位较难提高的难选磷矿。

作为本发明的具体实施方式之一，所述葵脂皂与所述大豆油下脚皂的质量比为1：(0.5-0.8)；研究表明，此比例所得捕收剂更适用于磨矿细度更细、需要消耗更多常规捕收剂的难选磷矿。

本发明中所述葵脂皂中脂肪酸含量不低于45％，更有利于提高捕收效果。

本发明中所述葵脂皂是由葵二酸下脚料皂化制得，皂化温度为90-95℃，时间5-6h。具体步骤如下：加29重量份水预热至50℃，加入36重量份葵二酸下脚料，加热至80℃左右，再加入12重量份片碱加热至95℃，皂化5.0～6.0小时，制得葵脂皂。

本发明中所述大豆油下脚皂中脂肪酸含量不低于40％，更有利于提高分选效果。

本发明中所述大豆油下脚皂是由大豆油下脚料皂化制得，皂化温度为90～100℃，时间3-4h。具体步骤如下：取80重量份大豆油下脚料和20重量份片碱混合，加热至90℃以上，保持90～100℃的温度皂化3.0～4.0小时，静置1小时，脱除底层水，取上层皂化产品为制得的大豆油下脚皂。

本发明所述捕收剂还包括表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)，所述脂肪酸甲酯磺酸钠的添加量不超过所述捕收剂总质量的20％。本发明在上述复配主剂基础上进一步添加MES，并调整其与主剂的用量关系，可使捕收剂的捕收性和分选能力得到进一步提高。

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：

葵脂皂25-30份；

大豆油下脚皂50-55份；

脂肪酸甲酯磺酸钠18-20份。

研究表明，上述配方得到的捕收剂更适用于磷矿物与脉石矿物不易分选、磷精矿品位较难提高的难选磷矿。

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：

葵脂皂50-55份；

大豆油下脚皂25-30份；

脂肪酸甲酯磺酸钠18-20份。

研究表明，上述配方得到的捕收剂更适用于磨矿细度更细、需要消耗更多常规捕收剂的难选磷矿。

本发明所述捕收剂还包括煤油，其能够降低泡沫粘度。当浮选所需的磨矿细度很细时，浮选泡沫粘度变大，不易消泡，此时加入少量煤油可以降低泡沫粘度，以保证主剂更好的发挥功效，增强药剂的整体性能。

所述煤油的添加量不超过所述捕收剂总质量的5％，以免影响主剂的功效发挥。

本发明第二方面是提供上述捕收剂在硅质磷块岩正浮选工艺中的应用。研究表明，采用本发明所述的捕收剂可使难选的硅质磷块岩中的磷矿物与脉石矿物实现有效分选。

本发明第三方面提供上述捕收剂在硅钙质磷块岩的正-反浮选工艺中的应用。研究表明，采用本发明所述的捕收剂可使难选的硅钙质磷块岩中的磷矿物与脉石矿物实现有效分选。由于无需添加反浮选捕收剂，大大节省浮选成本；而且脱镁、脱杂效果与分别添加正、反浮选捕收剂的相近，甚至更好。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明所述捕收剂成本低廉、易于实现工业化。所述捕收剂的主体成分为葵二酸下脚料及大豆油下脚料，均为废弃副产品，原料成本相对低廉；对主体成分采用皂化工艺加工，生产工艺简单、加工成本较低；因此，药剂成本较为低廉，并且易于实现工业化。

(2)适用范围广。该捕收剂可以根据矿石性质灵活调整主体捕收剂的复配比例，因此能够较好的适应矿石性质的波动，适用范围广。

(3)分选效果较好。两种主体捕收剂混合使用，能够有效互补，提高了捕收性和分选能力；引入的脂肪酸甲酯磺酸钠，能够更好的提高分选效果；适量的加入煤油，能够降低泡沫粘度。通过几种药剂混合使用，协同效果显著，能够使难选的硅质及硅钙质磷块岩中的磷矿物与脉石矿物实现有效分选。

(4)本发明所述的捕收剂应用在硅钙质磷块岩正-反浮选工艺中，无需再次添加反浮选捕收剂，且脱镁、脱杂效果与分别添加正、反浮选捕收剂的相近，甚至更好。

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。

以下实施例中，葵脂皂、大豆油下脚皂是通过对市售的下脚料原料皂化得到的。除葵脂皂、大豆油下脚皂外的其它各组分均可通过市售购买得到。

实施例1

本实施例提供一种捕收剂，由葵脂皂、大豆油下脚皂、MES按质量比3:5:2组成。

对比例1

一种捕收剂，由氧化石蜡皂、油酸钠按质量比1:1组成。

对比例2

一种捕收剂，由大豆油下脚皂、MES以质量比8:2组成。

对比例3

一种捕收剂，由改性石油磺酸钠、大豆油下脚皂、MES按质量比3:5:2组成。

对比例4

一种捕收剂，由石蜡皂、大豆油下脚皂、MES按质量比5:3:2组成。

对比例5

一种捕收剂，由石蜡皂、大豆油下脚皂、MES按质量比3:5:2组成。

效果验证1

1、江西某磷矿

该试验矿样取自江西某磷矿，原矿P₂O₅品位为16.70％，具有原矿磷含量较低，嵌布粒度较细，岩石硅化现象严重且磷质砾屑中碳泥质杂质的混入较常见等特征，属于难选硅质磷块岩。

采用正浮选工艺选别，试验结果见表1。

表1江西某磷矿开路试验对比结果

表1试验结果表明：

对比例1所得捕收剂的捕收力较弱，选择性一般。对比例2所得捕收剂的选择性也不及实施例1。对比例3所得改性石油磺酸钠配方捕收剂的捕收力较弱，选择性亦不及实施例1。对比例4石蜡皂配方的捕收剂的泡沫有些发粘，选择性也不及该实施例1的捕收剂。总之，实施例1所得捕收剂无论分选效果还是浮选现象均优于其他对比例。

实施例2

本实施例提供一种捕收剂，由葵脂皂、大豆油下脚皂、MES按质量比5:3:2组成。

对比例6

一种捕收剂，由葵脂皂、大豆油下脚皂、十二烷基苯磺酸钠(常规表面活性剂)，按质量比5:3:2组成。

效果验证2

2、云南某堆存低品位难选磷矿

试验矿样为云南某堆存低品位磷矿，该矿样不仅原矿P₂O₅含量低，而且除硅、镁杂质外，倍半氧化物杂质含量也较高，属于难选硅钙质磷块岩。对该矿采用正-反浮选工艺选别，试验结果见表2。

表2云南某堆存低品位难选磷矿闭路试验结果

注：MER值为(MgO+Fe₂O₃+Al₂O₃)/P₂O₅比值。

表2试验结果表明：实施例2所得捕收剂的分选效果较其他对比例的捕收剂更好，精矿P₂O₅品位相对较高，MER值相对较低，吨精矿选矿成本较低，且在正-反浮选工艺中只需要添加一种捕收剂，方便生产操作。

从浮选现象看，实施例2所得捕收剂的矿化好，泡沫不粘稠。而变换其他表面活性剂的对比例6捕收剂，其泡沫量变大，泡沫有些发粘；采用石蜡皂替换葵脂皂的对比例4捕收剂，其泡沫量大，泡沫较为粘稠。通过对比发现，实施例2所得捕收剂的配方协同效应突出，浮选现象及浮选指标均较好。

实施例3

一种捕收剂，由葵脂皂、大豆油下脚皂、MES及煤油按质量比4:4:1.5:0.5组成。

试验表明，此比例所得捕收剂兼具较好的捕收性与选择性，能更好地兼顾磷精矿品位与回收率。其更适用于磷精矿品位与回收率都不易提高、可选性较差的难选磷矿。

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 (10)

1.一种磷块岩捕收剂，其特征在于，以葵脂皂、大豆油下脚皂为主剂，所述葵脂皂与大豆油下脚皂的质量比为1：(0.5-1.7)，所述主剂占所述磷块岩捕收剂总质量的80-85％。

2.根据权利要求1所述的磷块岩捕收剂，其特征在于，所述葵脂皂与所述大豆油下脚皂的质量比为1：(0.5-0.8)。

3.根据权利要求1所述的磷块岩捕收剂，其特征在于，所述葵脂皂与所述大豆油下脚皂的质量比为1：(1.4-1.7)。

4.根据权利要求1所述的磷块岩捕收剂，其特征在于，所述葵脂皂中脂肪酸含量不低于45％，和/或，所述大豆油下脚皂中脂肪酸含量不低于40％。

5.根据权利要求4所述的磷块岩捕收剂，其特征在于，所述葵脂皂是由葵二酸下脚料皂化制得，皂化温度为90-95℃，时间5-6h；

所述大豆油下脚皂是由大豆油下脚料皂化制得，皂化温度为90～100℃，时间3-4h。

6.根据权利要求1-5任一项所述的磷块岩捕收剂，其特征在于，所述磷块岩捕收剂还包括脂肪酸甲酯磺酸钠，所述脂肪酸甲酯磺酸钠的添加量不超过所述磷块岩捕收剂总质量的20％。

7.根据权利要求6所述的磷块岩捕收剂，其特征在于，所述磷块岩捕收剂包括如下重量份的组分：

葵脂皂 25-30份；

大豆油下脚皂 50-55份；

脂肪酸甲酯磺酸钠 18-20份；

或，所述捕收剂包括如下重量份的组分：

葵脂皂 50-55份；

大豆油下脚皂 25-30份；

脂肪酸甲酯磺酸钠 18-20份。

8.根据权利要求7所述的磷块岩捕收剂，其特征在于，所述磷块岩捕收剂还包括煤油，所述煤油的添加量不超过所述磷块岩捕收剂总质量的5％。

9.权利要求1-8任一项所述磷块岩捕收剂在硅质磷块岩正浮选工艺中的应用。

10.权利要求1-8任一项所述磷块岩捕收剂在硅钙质磷块岩的正-反浮选工艺中的应用。