一種耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑及其製備方法
2023-10-08 21:12:29 4
一種耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑，由浮選基本活性物質、輔助組分及水組成；其中，所述浮選基本活性物質由下述重量份的組分構成：不飽和磺化脂肪酸10-30份，高級脂肪酸50-80份；所述輔助組分由下述質量比的組分構成：表面活性劑5-10份，起泡劑5-15份，無機鹼10-20份；所述浮選基本活性物質和輔助組分質量之和與水質量比為1：1-10。所述耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑用於膠磷礦浮選時可獲得較低MgO含量(1.60％)的磷精礦並具有較高的P2O5回收率(90.03％)。本發明所述捕收劑具有原料來源廣泛、製備工藝簡單易操作、穩定性好、環境友好的特點，具有良好的市場推廣價值。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及磷礦石浮選捕收劑，尤其涉及一種耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑及其 製備方法，屬於礦物加工浮選【技術領域】。 一種耐低溫型膠磷礦反淳選捕收劑及其製備方法
【背景技術】
[0002] 我國磷礦資源儲量豐富，分布較為集中，但富礦少，中低品位礦偏多，全國磷礦P20 5 平均品位僅為17%左右，而且膠磷礦居多，採選難度大。我國磷礦石絕大部分用來生產磷肥 及磷復肥，而且基本大部分供給國內市場，高自給率的背後卻隱藏著磷資源耗盡的危機。同 時，隨著經濟與社會的發展，磷資源的需求勢必呈增長態勢，如何應對我國社會經濟可持續 發展過程中存在的潛在磷資源危機，是現階段擺在我們面前急需解決磷資源可持續利用的 首要任務。由於我國磷資源品位相對偏低，因此需要通過浮選工藝來富集磷精礦，而浮選工 藝的關鍵技術在於浮選藥劑。目前膠磷礦浮選工藝中使用的捕收劑常溫下分選效果較好， 一旦礦漿溫度低於15°C時，捕收劑易形成膠團，活性下降，分選效果變差致使生產指標不達 標，特別是含鈣鎂較高的膠磷礦，浮選時較難與膠磷礦分離。
【發明內容】
[0003] 針對上述低溫時（< 15°C )常規脂肪酸類捕收劑反浮選膠磷礦分選效果差的技術 缺陷，本發明特提出一種用於膠磷礦反浮選的耐低溫型捕收劑及其製備方法，所得捕收劑 具有耐低溫、選擇性好、用量少等優點。
[0004] 為了實現上述目的，本發明採用如下技術方案：
[0005] -種耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑，由浮選基本活性物質、輔助組分及水組成；
[0006] 其中所述浮選基本活性物質由下述重量份的組分構成：不飽和磺化脂肪酸10-30 份，高級脂肪酸50-80份；
[0007] 所述輔助組分由下述質量比的組分構成：表面活性劑5-10份，起泡劑5-15份，無 機鹼10-20份；
[0008] 所述浮選基本活性物質和輔助組分質量之和與水質量比為1 :1-10。
[0009] 所述不飽和磺化脂肪酸是按照以下方法製備：稱取10-30份不飽和脂肪酸，加入 3-8份的磺化試劑，在30-90°C時加熱攪拌充分反應l-4h，冷卻後得到不飽和磺化脂肪酸。 [0010] 優選地，所述耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑，由如下重量份的組分製得：不飽和 磺化脂肪酸20-30份，高級脂肪酸50-60份，表面活性劑8-10份，起泡劑12-15份，無機鹼 13-16 份。
[0011] 所述不飽和脂肪酸選自油酸、亞油酸、亞麻酸或妥爾油中的一種或兩種以上；優選 妥爾油。
[0012] 所述磺化試劑選自濃硫酸、亞硫酸、氯磺酸或亞硫酸氫鈉中的一種或兩種以上；優 選亞硫酸氫鈉。
[0013] 所述高級脂肪酸選自月桂酸、軟脂酸或硬脂酸中的一種或兩種以上；優選月桂酸。
[0014] 所述表面活性劑選自烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10)，壬基酚聚氧乙烯醚（NP-10)，失 水山梨醇油酸酯（Span-80)、聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯（吐溫-20)、聚氧乙烯失水山 梨醇硬脂酸酯（吐溫-60)或聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯（吐溫-80)中的一種或兩種以 上；優選NP-10。
[0015] 所述起泡劑選自BK201、BK204、BK205、甲基異丁基甲醇（MIBC)或2#油中的一種 或兩種以上；其中BK201、BK204、BK205為北京礦冶研究總院市售產品，屬辛醇類起泡劑，優 選BK204。
[0016] 所述無機鹼選自碳酸氫鈉、碳酸鈉或氫氧化鈉中的一種；優選氫氧化鈉。
[0017] 本發明還提供一種耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑的製備方法，以不飽和磺化脂肪 酸和高級脂肪酸為活性物質，與表面活性劑、起泡劑復配混合，再經皂化而得。
[0018] 所述耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑的製備方法，包括如下步驟：
[0019] 1)不飽和脂肪酸與磺化試劑30_90°C反應l_4h得到不飽和磺化脂肪酸；
[0020] 2)向上述不飽和磺化脂肪酸中加入高級脂肪酸、表面活性劑、起泡劑，在20-50°C 反應0. 5-lh得到復配物；
[0021] 3)將無機鹼溶於水中，然後緩慢加入到步驟2)復配物中，加入時間控制在 0. 5-1. Oh內，在30-35°C皂化得到耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑。
[0022] 在上述製備方法中，步驟3)中水的用量為復配物質量的1-10倍。
[0023] 本發明的有益效果如下：本發明所述耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑屬於脂肪酸的 復配改性產品，通過對不飽和脂肪酸進行磺化，提高其水溶性和分散性；在此基礎上選擇特 定的表面活性劑和起泡劑，通過兩者協同作用增強了其在低溫下的分散性，強化其乳化效 果；然後經皂化再進一步提升現有捕收劑的溶解性、選擇性及其耐低溫性，從而實現膠磷礦 特別是鈣鎂含量較高的膠磷礦的低溫反浮選脫鎂，獲得較低MgO含量（1. 60% )的磷精礦並 具有較高的P2〇5回收率（90. 03% )。另外，本發明所述捕收劑具有原料來源廣泛、製備工藝 簡單易操作、穩定性好、環境友好的特點，具有良好的市場推廣價值。
【具體實施方式】
[0024] 下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例 僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明的實施例，本領域普通技術 人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明的保護範圍。
[0025] 實施例1
[0026] 1)稱取20g的油酸，加入5g的濃硫酸，在30°C時攪拌充分反應2h，此時顏色逐漸 變深，反應器內液體逐漸變粘稠；
[0027] 2)繼續往反應器內加入50g的月桂酸、10g的表面活性劑（NP-10)和12g的起泡 劑（BK204)，在50°C充分攪拌lh ;
[0028] 3)將15g氫氧化鈉溶解於150g水中，然後將此溶液在0. 5h內緩慢加入到反應器 內，在30°C時攪拌均勻使其充分皂化，得到耐低溫型膠磷礦反浮選脫鎂捕收劑。
[0029] 實施例2
[0030] 1)稱取20g的油酸，升高溫度至90°C後，將濃度為30%的亞硫酸氫鈉溶液20g緩 慢滴加到反應器內，90°C保溫反應3h，待反應完成後，降溫至50°C ;
[0031] 2)繼續往反應器內加入60g的月桂酸、8g的表面活性劑（NP-10)和13g的起泡劑 (BK204)，於50°C時充分攪拌lh ;
[0032] 3)將16g氫氧化鈉溶解於150g水中，然後將此溶液在lh內緩慢加入到反應器內， 在30°C時攪拌均勻使其充分皂化，得到耐低溫型膠磷礦反浮選脫鎂捕收劑。
[0033] 實施例3
[0034] 1)稱取15g的妥爾油，升高溫度至90°C後，將濃度為30%的亞硫酸氫鈉溶液20g 緩慢滴加到反應器內，90°C保溫反應3h，待反應完成後，降溫至50°C ;
[0035] 2)繼續往反應器內加入55g的月桂酸、10g的表面活性劑（NP-10)和15g的起泡 劑（BK204)，50°C時充分攪拌lh ;
[0036] 3)將15g氫氧化鈉溶解於150g水中，然後將此溶液在0. 5h內緩慢加入到反應器 內，在35°C時攪拌均勻使其充分皂化，得到耐低溫型膠磷礦反浮選脫鎂捕收劑。
[0037] 實驗例1效果對比試驗
[0038] 選用貴州某中低品位膠磷礦反浮選脫鎂試驗：
[0039] 所述貴州某中低品位膠磷礦的原礦化學組成如表1 :
[0040] 表1原礦化學組成
[0041] 組分 [pa [MgO |A1203 |Fe 203 [CaO 質量分數/% 21.6 Γδ6 ?δ? ΤΤ?θ 36. 52
[0042] 浮選方法如下：
[0043] 向浮選槽中加入抑制劑硫酸l〇kg/t，調節pH = 4. 0?5. 0,再加入本發明所述方 法製備的捕收劑800g/t，浮選溫度15°C，經一次粗選得到磷精礦；同時以CN101983776A (申 請號201010537936. X)所公開的捕收劑配方作為對比例，採用與本發明相同浮選條件浮選 膠磷礦，結果見表2。
[0044] 表2實施例1-3所得捕收劑的反浮選效果
[0045] |實施例1 |實施例2 |實施例3 |對比例 精礦 P205 品位 27.12% 28. 16% 28. 51% 27. 78% 精礦 MgO 品位 L91% 1.69% 1.63% 2.02% P205 回收率 89.83% 86. 56% 89.45% 91.81% MgO 脫除率 75. 79% 80.23% 80.20% 72. 72%
[0046] 由表2可知，實施例1-3所得捕收劑在15°C浮選中低品位膠磷礦中效果非常好，所 得磷精礦中MgO含量僅為1.63% -1.91 %，P205回收率達到86. 56% -89. 83%，MgO脫除率 達到75. 79% -80. 23%。其中，實施例3所得捕收劑綜合效果最佳。而對比例中所述捕收 劑MgO脫除率僅為72. 72%，其浮選效果相比本發明所述捕收劑在低溫浮選時效果有一定 差距。
【權利要求】
1. 一種耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑，其特徵在於，由浮選基本活性物質、輔助組分及 水組成；其中， 所述浮選基本活性物質由下述重量份的組分構成：不飽和磺化脂肪酸10-30份，高級 脂肪酸50-80份； 所述輔助組分由下述重量份的組分構成：表面活性劑5-10份，起泡劑5-15份，無機鹼 10-20 份； 所述浮選基本活性物質和輔助組分質量之和與水質量比為1 :1_1〇。
2. 根據權利要求1所述的耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑，其特徵在於，所述不飽和磺 化脂肪酸是按照以下方法製備：稱取10-30份不飽和脂肪酸，加入3-8份的磺化試劑，在 30-90°C時加熱攪拌充分反應l-4h，冷卻後得到不飽和磺化脂肪酸。
3. 根據權利要求2所述的耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑，其特徵在於，所述不飽和脂 肪酸選自油酸、亞油酸、亞麻酸或妥爾油中的一種或兩種以上；優選妥爾油。
4. 根據權利要求2所述的耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑，其特徵在於，所述磺化試劑 選自濃硫酸、亞硫酸、氯磺酸或亞硫酸氫鈉中的一種或兩種以上；優選亞硫酸氫鈉。
5. 根據權利要求1所述的耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑，其特徵在於，所述高級脂肪 酸選自月桂酸、軟脂酸或硬脂酸中的一種或兩種以上；優選月桂酸。
6. 根據權利要求1所述的耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑，其特徵在於，所述表面活性 劑選自烷基酚聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚，失水山梨醇油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇單 月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇硬脂酸酯或聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯中的一種或兩種 以上；優選壬基酚聚氧乙烯醚。
7. 根據權利要求1所述的耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑，其特徵在於，所述起泡劑選 自他201、81(204、81(205、]\08(：或2#油中的一種或兩種以上 ；優選他204。
8. 根據權利要求1-7任一所述的耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑，其特徵在於，由如下 重量份的組分製得：不飽和磺化脂肪酸20-30份，高級脂肪酸50-60份，表面活性劑8-10 份，起泡劑12-15份，無機鹼13-16份。
9. 一種耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑的製備方法，其特徵在於，以不飽和磺化脂肪酸 和高級脂肪酸為活性物質，與表面活性劑、起泡劑復配混合，再經皂化而得。
10. 根據權利要求9所述的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟： 1) 不飽和脂肪酸與磺化試劑30-90°C反應l_4h得到不飽和磺化脂肪酸； 2) 向上述不飽和磺化脂肪酸中加入高級脂肪酸、表面活性劑、起泡劑，在20-50°C反應 0. 5-lh得到復配物； 3) 將無機鹼溶於水中，然後緩慢加入到步驟2)復配物中，加入時間控制在0.5-1. Oh 內，在30-35°C皂化得到耐低溫型膠磷礦反浮選捕收劑。
【文檔編號】B03D1/018GK104107762SQ201410280043
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】張行榮, 尚衍波, 何發鈺, 李成必, 劉龍利, 李松清, 劉崇峻, 吳桂葉, 譚鑫 申請人:北京礦冶研究總院