本發(fā)明屬于膠磷礦反浮選技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種膠磷礦反浮選捕收劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
磷礦是重要的化工原料，廣泛用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、軍事、食品能行業(yè)。雖然我國磷礦儲量較大，但與摩洛哥、美國能相比，我國磷礦石品位較低及可浮選性能相對較差。此外，我國貧礦多富礦少，磷礦石必須經(jīng)過選礦富集后才能滿足濕法磷酸的生產(chǎn)要求。
一般而言磷礦以其脈石存在的形式分為碳酸鹽型、硅酸鹽型及混合型，碳酸鹽型膠磷礦，其脈石主要以白云石、方解石的形態(tài)存在。排除白云石、方解石的方法是通過反浮選，其工藝特征符合“浮少抑多”的原則，能耗較低，是當(dāng)前處理碳酸鹽型磷礦的主流工藝。反浮選捕收劑主要以植物油脂肪酸為主，如利用菜籽油、大豆油制備的脂肪酸等。這些植物油價(jià)格較高，不僅存在與人爭糧的問題，而且因增效劑選擇不當(dāng)，造成低溫溶解度差、分散能力低，導(dǎo)致其用量居高不下。此外，礦漿中的Ca2+、Mg2+難免離子會消耗脂肪酸捕收劑，造成捕收劑用量進(jìn)一步上升。
申請?zhí)枮镃N201310029412.3的中國專利申請公開了一種將地溝油變廢為寶進(jìn)行制備膠磷礦反浮選碳酸鹽礦物捕收劑的方法。由地溝油、堿和水組成，按其質(zhì)量份比地溝油：堿：水＝1：0.15～0.3：400的比例混合，在40～80℃的恒溫條件下反應(yīng)1～1.5小時，即制得膠磷礦反浮選碳酸鹽礦物捕收劑，其步驟為：a.將地溝油加熱至40～80℃，過濾、沉淀除去固體廢棄物，再脫水至地溝油含水率小于1％；b.檢測地溝油組成成份，根據(jù)檢測結(jié)果，調(diào)整地溝油組份，使地溝油組份中C12～C18的含量達(dá)到所需指標(biāo)；c.按地溝油：堿：水＝1：0.15～0.3：400的比例混合，在40～80℃的恒溫皂化反應(yīng)1～1.5小時，調(diào)節(jié)pH值至11，即獲得膠磷礦反浮選碳酸鹽礦物捕收劑。由于地溝油來源復(fù)雜，不同批次原料組份變化較大，必須根據(jù)指標(biāo)添加單一脂肪酸(或純度較高的脂肪酸)，不但增加了工藝流程，而且提高了成本。
申請?zhí)枮镃N201410622082.3的中國專利申請公開了一種磷礦反浮選捕收劑，該捕收劑是由以下質(zhì)量百分比的組分組成：脂肪酸聚氧乙烯基酯鹽40～80％、烷基聚氧乙烯基醚磷酸單酯鹽14～50％、脂肪醇聚氧乙烯基醚5～20％、司盤-20 1～10％。該捕收劑適用于磷礦反浮選方解石。雖然捕收劑與脂肪酸類捕收劑相比，具有很強(qiáng)的捕收能力和高選擇性；與α—胺基芳基磷酸類的捕收劑相比，價(jià)格低廉，用量小，取材方便。但是，由于該捕收劑以非離子表面活性劑為原料，而這些原料必須經(jīng)過化工合成才能得到，其單價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于來源自然界的脂肪酸類捕收劑，不具有廣泛應(yīng)用的前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種膠磷礦反浮選捕收劑及其制備方法。本發(fā)明通過陽離子表面活性劑、螯合劑與脂肪酸復(fù)配，提高脂肪酸在磷礦漿的分散性能，從而有效提高其捕收性能，消除礦漿中Ca2+、Mg2+等難免離子的影響。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種膠磷礦反浮選捕收劑，所述捕收劑由以下重量份的原料制成：工業(yè)級動物油脂肪酸30-40份、無機(jī)堿5-10份、十二烷基甜菜堿3-5份、脂肪胺1-3份、吐溫2-4份、脂肪醇聚氧乙烯醚3-5份、起泡劑1-3份和水33-55份。
所述無機(jī)堿選自碳酸鈉、氫氧化鈉和碳酸氫鈉中的一種或幾種。
所述脂肪胺選自十二烷基胺、十八烷基胺和N,N-二甲基十二烷基胺中的一種或幾種。
所述吐溫選自吐溫-20、吐溫-40、吐溫-60和吐溫-80中的一種或幾種。
所述脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)選自脂肪醇聚氧乙烯醚-10、脂肪醇聚氧乙烯醚-15和脂肪醇聚氧乙烯醚-20中的一種或幾種。
所述起泡劑選自椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(6501)、十二烷基苯磺酸鈉和十二烷基硫酸鈉中的一種或幾種。
本發(fā)明捕收劑工作原理如下：本發(fā)明并通過陽離子表面活性劑與脂肪酸復(fù)配，減少脂肪酸分子在礦物表面吸附時產(chǎn)生的分子間排斥力，從而提高吸附量，達(dá)到提高脂肪酸捕收能力的目的；本發(fā)明使用的十二烷基甜菜堿具有較強(qiáng)的抗硬水能力，能與礦漿中Ca2+、Mg2+難除(免)離子形成配合物，減少其對捕收劑的消耗，吐溫和脂肪醇聚氧乙烯醚能有效的分散動物油脂肪酸，提高脂肪酸在磷礦漿的分散性能。各組分間的相互協(xié)同作用促使所述膠磷礦反浮選捕收劑優(yōu)于常規(guī)捕收劑，具有較廣的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明還提供所述膠磷礦反浮選捕收劑的制備方法，所述方法操作如下：將工業(yè)級動物油脂肪酸、無機(jī)堿和水按比例投入反應(yīng)釜中，攪拌反應(yīng)，完成皂化反應(yīng)，再按照比例投入十二烷基甜菜堿、脂肪胺、吐溫、脂肪醇聚氧乙烯醚和起泡劑，繼續(xù)攪拌，混合均勻得到捕收劑。
所述制備方法中皂化反應(yīng)溫度為70-90℃，反應(yīng)時間為1-3小時。
所述捕收劑使用量為0.25～0.35kg/t原礦，即在礦漿槽中，將礦漿及本發(fā)明所述捕收劑按比例混合3min，隨后送入浮選機(jī)進(jìn)行浮選。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明提供的捕收劑具有分散性能好、工作溫度低、效率高等優(yōu)點(diǎn)，與常規(guī)膠磷礦反浮選脫鎂捕收劑相比，捕收劑用量可下降10％左右。本發(fā)明以來源廣泛、價(jià)格低廉的工業(yè)級動物油脂為原料，解決了長期以來工業(yè)級動物油脂回流餐桌的隱患。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例1
將工業(yè)級豬油脂肪酸30Kg、氫氧化鈉5Kg和水55kg份投入反應(yīng)釜中，在80℃攪拌3h，皂化結(jié)束后，加入十二烷基甜菜堿3Kg、十二烷基胺2Kg、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-10)3Kg、吐溫-20 2Kg、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(6501)1Kg繼續(xù)攪拌，混合均勻即可。
將制備反浮選捕收劑由泵送入磷礦漿攪拌槽與礦漿礦化，加入量為0.25Kg/t原礦，經(jīng)過一次浮選后，磷精礦浮選指標(biāo)為P2O5 28.5％、MgO 0.7％、Fe2O3 1.56％、Al2O31.65％，P2O5回收率達(dá)到87％，達(dá)到二水物濕法磷酸生產(chǎn)用礦的要求。
實(shí)施例2
將工業(yè)級豬油脂肪酸30Kg、氫氧化鈉5Kg和水55kg份投入反應(yīng)釜中，在80℃攪拌3h，皂化結(jié)束后，加入十二烷基甜菜堿3.5Kg、十二烷基胺1Kg、吐溫-20 2Kg、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-10)3Kg、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(6501)1Kg繼續(xù)攪拌，混合均勻即可。
將制備反浮選捕收劑由泵送入磷礦漿攪拌槽與礦漿礦化，加入量為0.25Kg/t原礦，經(jīng)過一次浮選后，磷精礦浮選指標(biāo)為P2O5 28.5％、MgO 0.7％、Fe2O3 1.56％、Al2O31.65％，P2O5回收率達(dá)到87％，達(dá)到二水物濕法磷酸生產(chǎn)用礦的要求。
實(shí)施例3
將工業(yè)級牛油脂肪酸35Kg、碳酸氫鈉8Kg和水42Kg投入反應(yīng)釜中，在80℃攪拌3h，皂化結(jié)束后，加入十二烷基甜菜堿4Kg、十八烷基胺2Kg、吐溫-40 3Kg、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-15)4Kg、十二烷基苯磺酸鈉2Kg繼續(xù)攪拌，混合均勻即可。
將制備反浮選捕收劑由泵送入磷礦漿攪拌槽與礦漿礦化，加入量為0.3Kg/t原礦，經(jīng)過一次浮選后，磷精礦浮選指標(biāo)為P2O5 29.3％、MgO 0.68％、Fe2O3 1.49％、Al2O31.55％，P2O5回收率達(dá)到85％，達(dá)到二水物濕法磷酸生產(chǎn)用礦的要求。
實(shí)施例4
將工業(yè)級雞油脂肪酸40Kg、碳酸鈉10Kg和水33Kg投入反應(yīng)釜中，在80℃攪拌3h，皂化結(jié)束后，加入十二烷基甜菜堿5Kg、N,N-二甲基十二胺3Kg、吐溫-60 4Kg、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-20)5Kg、十二烷基硫酸鈉3Kg繼續(xù)攪拌，混合均勻即可。
將制備反浮選捕收劑由泵送入磷礦漿攪拌槽與礦漿礦化，加入量為0.35Kg/t原礦，經(jīng)過一次浮選后，磷精礦浮選指標(biāo)為P2O5 29.7％、MgO 0.68％、Fe2O3 1.46％、Al2O31.52％，P2O5回收率達(dá)到83％，達(dá)到二水物濕法磷酸生產(chǎn)用礦的要求。
在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，若改變所述捕收劑的配方，得到的捕收劑由泵送入磷礦漿攪拌槽與礦漿礦化，加入量也為0.35Kg/t原礦，經(jīng)過一次浮選后試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
表1
由表1可知，在本發(fā)明提供的捕收劑配方基礎(chǔ)上十二烷基甜菜堿、吐溫和脂肪醇聚氧乙烯醚，磷精礦浮選結(jié)果都不好。