CN1182641A - 一种阴离子型捕收剂及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阴离子型捕收剂,是以植物油的皂脚(或油脚)为原料,以松香钠皂为添加剂、加液碱深度皂化而成的脂肪酸盐和松脂酸盐及其它成分的混合物。其制备工艺简单、产品性能稳定、综合利用、变废为宝、成本低廉、无毒、无三废。该捕收剂适用于金属氧化矿和非金属矿的浮选领域,特别是在赤铁矿的正浮选和铁矿及浮选非金属矿萤石时,具有明显的优越性。

Description

一种阴离子型捕收剂及其制备方法和用途

本发明涉及浮选金属氧化矿和非金属矿用的一种阴离子型捕收剂及其制备方法和该捕收剂的用途，属于选矿药剂制备及其应用技术。

目前，金属氧化矿和非金属矿选矿过程中所采用的捕收剂，多为阴离子型和阳离子型两大类。然而，阳离子型药剂存在着生产工艺复杂、污染环境和成本高等缺点。在美国、前苏联和西欧各国及我国的铁矿选矿和非金属矿选矿中，氧化石蜡皂、塔尔油、环烷酸类、石油磺酸盐等阴离子型脂肪酸类，仍是不可缺少的基本药剂之一。但现有的阴离子型脂肪酸类药剂存在着捕收性和选择性差，且不耐低温等缺点。故不能满足贫铁矿和难选矿石的选矿要求。

多年来，国内外在对脂肪酸类药剂的加工改性进行了多方研究探讨。中国专利公开号为CN1073895A，通过对脂肪酸进行磺化制取脂肪酸芳基磺酸盐作捕收剂来浮选氧化矿和非金属矿；中国专利公开号为CN1105606A，通过对脂肪酸进行氯化而制得氯代脂肪酸作捕收剂来浮选铁矿等。这些改性的脂肪酸类捕收剂，虽然在选择性和耐低温性能上稍有改善，但对矿石的选别效果并没有明显的提高，而且经过改性的脂肪酸类捕收剂，在制备成本上要比脂肪酸类为高。中国专利公开号为CN1031490A，采用精制菜籽油等植物油过程中产生的废油(主要含油脂，其余为水和杂质)为原料，用碳酸钠皂化，必要时加1∶1的硫酸，制得的碱金属混合脂肪酸盐为捕收剂来浮选磷矿，氧化铜矿等氧化矿。该捕收剂虽然成本较氧化石蜡皂低，选择性好，但在选矿过程中存在着捕收能力弱、水溶性和耐低温性能差、药剂用量大等缺点。因此，综合选矿成本并不比用氧化石蜡皂低，这使该捕收剂的推广应用受到限制。

本发明的目的在于克服现有技术在药剂成本和选择性上存在的不足，采用廉价易得的原料，通过简单的工艺过程制备出一种选矿效果好，价格低廉的用于金属氧化矿和非金属矿浮选的阴离子型脯收剂。

本发明所述的阴离子型捕收剂是采用制备植物油(如葵花籽油、豆油、棉籽油等)过程中产生的皂脚(或油脚)为主要原料，以松香钠皂为添加剂，加液碱深度皂化而成的。该捕收剂是由脂肪酸钠盐、松脂酸钠盐、碱、水和不皂化物组成的，其各组份含量％(重量)为：

脂肪酸钠盐    20～45，

松脂酸钠盐    3～10，

游  离  碱    ＜1，

水            40～60，

不皂化物      ＜5。

其中的脂肪酸钠盐包括(以相应酸的重量百分数表示)：

油酸          23～35，

亚油酸        47～58，

亚麻酸        0～2.0，

软脂酸        2～24，

硬脂酸        1～5。

该捕收剂的PH值为11～13。

制备本发明阴离子型捕收剂的原料植物油皂脚(或油脚)，通常含有25～40％的脂肪酸及其盐，0～10％的油脂，40～50％的水分，15～25％的杂质。虽然其本身对矿石具有一定的捕收性能，但因其水溶性差，捕收能力弱，起泡作用小，因此不便于直接用在选矿上。将其与松香钠皂、水、碱反应制得的捕收剂，不仅水溶性好，而且捕收能力增强，泡沫性能好。对赤铁矿等氧化矿、萤石等非金属矿有很好的选择捕收作用。由于其中的油酸，亚油酸等不饱和脂肪酸盐含量高，因而具有较好的选择性和耐低温性能。

本发明所述的阴离子型捕收剂的制备方法，其工艺步骤为：

(1)松香钠皂的制备：将液体氢氧化钠(30％)和水按40～50∶120～160(重量份数)比例加入带搅拌器的反应罐中，开支搅拌器，加热升温至85～95℃后，缓慢加入松香粉末100(重量份数)。投完料后再继续搅拌1.0～1.5小时，温度保持在85～100℃，皂化反应完毕即得液体松香钠皂。

(2)将植物油皂脚(或油脚)、液体松香钠皂(含松香30～50％)、液体氢氧化钠和水按配料比(重量份数)100∶8～30∶10～30∶60～100，加入带搅拌器的反应罐中，启动搅拌器，加热升温，在85～100℃下保温搅拌反应1.0～1.5小时，冷却后即得半固态阴离子型捕收剂。

制备过程中，液碱的加入量与原料中所含脂肪酸、脂肪酸盐及油脂的多少有关，它应使制备出来的捕收剂产品中游离碱的含量小于1％，产品的PH值为11～13。

制备过程中，水的加入量与原料中所含的水份大小有关，它应使反应过程中搅拌易于进行，并能使所制成的产品成半固态物质，以便于运输。

制备过程中，松香钠皂的加入量，与所选矿的对捕收剂的捕收能力及泡沫性能的要求有关。松香钠皂既是一个乳化剂，使植物油皂脚在反应中得到充分的乳化，使制备出的产品的水溶性和在选矿上的耐低温性能增强；同时它又是一个辅助捕收剂，与反应产物中的脂肪酸盐构成混合捕收剂。

本发明所述的阴离子型捕收剂与脂肪酸类浮选捕收剂相比具有如下优点：

(1)分散性好，捕收能力强，选择性好；

(2)选矿效果好，精矿的品位和收率高；

(3)适用的浮选温度低，可在13～20℃下使用；

(4)原料来源广泛，综合利用，变废为宝；

(5)制备工艺简单，产品性能稳定，无毒，无三废；

(6)在选矿中使用该捕收剂的综合药剂费用比用氧化石蜡皂为捕收剂时低。

本发明所述的阴离子型捕收剂适用于金属氧化矿和非金矿的浮选领域。

本发明所述的阴离子型捕收剂及其制备实施例：

制备是在带有搅拌器的反应罐中进行的，采用蒸汽加热，制备步骤及工艺参数如前所述。实施例1～4各种原料组成，各项物料配比及产品捕收剂的检测结果列于表1。

本发明捕收剂应用实施例1～4：

将选矿细度-200目占76％，给矿铁品位41.5％SFe的赤铁矿矿样，加水调浆至浓度为35％，控制温度20～22℃，配合适当调整剂，分别用本发明的1#、2#、3#、4#捕收剂和氧化石蜡皂进行对比正浮粗选试验，所获得的选别指标列于表2。从表2中可以看出，本发明捕收剂与传统药剂氧化石蜡皂相比，仅通过一次正浮粗选，粗精矿的产率从66％提高到72％，铁品位从52％提高到55％，回收率从82％提高到90％。

捕收剂应用实施例5：

用适当调整剂配合本发明2#捕收剂，将上述矿样在1升浮选机中进行一次反浮选和正浮粗选，再在0.5升浮选机中进行一次精选，所获得的最终铁精矿的选别指标为：产率42.42％，品位63.91％，回收率67.44％。

捕收剂应用实施例6：

将磨矿细度-200目占85-90％，给矿品位53.43％TFe，含氟3.12％的磁铁矿-赤铁矿矿样，加入水玻璃和本发明的1#捕收剂进行一次反浮选，控制浮选温度20～25℃，矿浆浓度35％，PH7～8，所获得的铁精矿选别指标为：产率70.12％，品位62.52％TFe，回收率80.15％，基中含氟0.54％。而使用碳酸钠和水玻璃作调整剂用氧化石蜡皂为捕收剂对该矿样进行一次反浮选，浮选温度30～35℃，矿浆浓度35％，PH8.5～9.5，所获得的铁精矿选别指标为：产率68.23％，品位60.45％TFe，回收率76.43％，其中含氟0.72％。两者相比，前者浮选温度低，产率、品位和回收率高、含氟低，其捕收剂选矿效果显然优于传统的氧化石蜡皂。

        捕  收  剂  制  备  实  施  例

                                         表1

实施例	原    料							配料  比(重量份数)				捕    收    剂
																						原料名称	重量组成(％)				酸值	碘值	重量组成(％)			混合脂肪酸钠中各相应酸的百分含量(％)						编号
	脂肪酸及其盐	油脂	水	杂质	皂脚	液体氢氧化钠(33％)	水					添加剂(含松香51.3％)	混合脂肪酸钠	松脂酸钠	水	油酸	亚油酸	亚麻酸	软脂酸	硬脂酸	其它
								1	葵籽油皂脚	35	0												45	20	19.2	128			100	19	88	8	30	3.5	52	34.0	57.5		0	3.6	2.9	2.0	1#
2	葵籽油皂脚	35	0	45	20	19.2	128					100	19	88	18	30	7.9	47	34.0	57.5	0	3.6					2.9	2.0										2#
								3	豆油皂脚	30	5												44	21	19.1	125			100	19	88	13	32	6.1	47	34.0	52.0		2.0	6.8	4.4	0.8	3#
4	棉籽油皂脚	32	2	50	16	19.6	108					100	19	88	13	32	6.1	47	22.9	47.8	0	23.4					1.1	4.8										4#

不同捕收剂对同矿样进行一次正浮粗选的选别指标  表2

实施例	捕收剂	产品名称	产率(％)	品位(SFe％)	回收率(％)
						1	1#	粗精矿	66.21	55.34	88.23
尾矿	33.79	14.48	11.77
				原矿	100.00			41.53	100.00
2	2#	粗精矿	72.64							51.66	90.19
				尾矿	27.36	14.92	9.8
		原矿	100.00					41.60	100.00
				3	3#	粗精矿	69.20			53.00	88.86
尾矿	30.80	14.92	11.14
						原矿	100.00	41.80	100.00
4	4#	粗精矿	64.73							54.60	85.16
				尾矿	35.27	17.46	14.84
		原矿	100.00					41.50	100.00
				对比	氧化石蜡皂	粗精矿	66.20			52.00	82.94
尾矿	33.80	21.00	17.16
						原矿	100.00	41.50	100.00

Claims (4)

1、一种阴离子型捕收剂，其特征在于它是以制备植物油过程中产生的皂脚(或油脚)为原料，以松香钠皂为添加剂，加液碱深度皂化而成，其各组份含量％(重量)为：

脂肪酸钠盐    20～45，

松脂酸钠盐    3～10，

游  离  碱    ＜1，

水            40～60，

不皂化物      ＜5。

2、根据权利要求1所述的阴离子型捕收剂，其特征在于制备的植物油是葵花籽油、豆油、棉籽油等。

3、根据权利要求1、2所述的阴离子型捕收剂的制备方法，其工艺步骤为：

(1)将液体氢氧化钠和水按40～50∶120～160(重量份数)比例加入，带搅拌器的反应罐中，开动搅拌器，加热升温到85～95℃后，缓慢加入松香粉末100(重量份数)，投完料后再继续搅拌1.0～1.5小时，温度保持在85～100℃，皂化反应完毕得松香钠皂液体；

(2)将植物油皂脚(或油脚)、液体松香钠皂(含松香30～55％)、液体氢氧化钠和水按配料比(重量份数)100∶8～30∶10～30∶60～100，加入带搅拌器的反应罐中，启动搅拌器，加热升温，在85～100℃下保温搅拌反应1.0～1.5小时，冷却后即得半固态阴离子型捕收剂。

4、根据权利要求1至3所述的阴离子型捕收剂的用途，该捕收剂可用于浮选金属氧化矿和非金属矿。