磷矿石浮选阳离子捕收剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种磷矿石浮选阳离子捕收剂及其制备方法，属于选矿技术领域。
【背景技术】
[0002]云南是一个磷矿资源丰富的地区，磷矿石主要用途之一是磷酸和高浓度磷肥的生产。然而，云南的磷矿石富矿少，以中低品位的胶磷矿居多，特别是随着下游磷化工需求的增加，磷矿石不断开采，富矿越来越少，磷矿原矿品位不断下降，所开采的磷矿石必须经过选矿富集后才能满足高浓度磷酸及磷肥工业的原料质量要求。
[0003]而现在磷矿浮选多采用反浮选脱镁、正浮选富集磷的浮选工艺为主，这些浮选工艺都采用阴离子捕收剂。国内外普遍采用氧化石蜡皂、塔尔油等脂肪酸及其皂类捕收剂回收磷酸盐和碳酸盐。由于其选择性差，对硬水和低温浮选的适应性较差等特点，上世纪80年代以来，国内外先后研制浮选作为选别磷矿的最有效手段之一。目前国内外对磷矿浮选的研宄主要包括浮选工艺和浮选药剂。国内外已经有了以下的浮选药剂，如:脂肪酸类捕收剂、酰胺羧酸类捕收剂、两性捕收剂、磷酸酯及有机磷酸、阳离子胺捕收剂、氧乙烯基化合物类捕收剂等。但是由于阴离子(脂肪酸类)捕收剂的选择性差、不耐硬水，使用温度要求较高及药剂用量大，生产成本大，或有气味，生产工艺相对复杂等缺点，而阳离子(胺类)捕收剂，选择性较好，药剂消耗小，但对泥质较敏感，泡沫发粘，泡沫难以消泡，难以实现浮选泡沫输送，阳离子捕收剂在实际生产中很少使用。
[0004]因此开发一种适用范围广、选择性好、捕收能力强、浮选速度快的阳离子捕收剂是十分必要的。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种捕收能力强、抗泥化能力强、生产成本低、耐硬水、性质稳定、药剂用量小、选择性好、环保安全且能适应低温的磷矿石浮选阳离子捕收剂，还提供一种操作方便、成本低的该捕收剂的制备方法。
[0006]本发明通过以下技术方案来实现:一种磷矿石浮选阳离子捕收剂，由下列质量百分比的原料组成:
C12?C18脂肪酸15?30%、N-氯代丁二酰亚胺5?15%、醚胺20?50%、工业杂醇5?20%、乳化剂2?10%、柴油I?8%、水为余量，上述组分的总和为100%。
[0007]所述醚胺为烷基醚胺、酰基醚胺中的一种或两种。
[0008]所述工业杂醇为异丙醇、正丁醇、戊醇、已醇、辛醇、十二烷基醇、十四烷基醇中的一种或任意两种。
[0009]所述乳化剂为OP-1O、吐温-80或聚醚。
[0010]本发明的另一目的在于提供一种磷矿石浮选阳离子捕收剂的制备方法，经过下列各步骤:
(O按下列质量百分比的原料备料: C12?C18脂肪酸15?30%、N-氯代丁二酰亚胺5?15%、醚胺20?50%、工业杂醇5?20%、乳化剂2?10%、柴油I?8%、水为余量，上述组分的总和为100% ；
(2)将步骤(I)中的C12?C18的脂肪酸和N-氯代丁二酰亚胺在温度90?120°C下进行氯代反应3?5小时，再加入醚胺，并在温度为80?120°C下反应30?60分钟，然后加入工业杂醇，并搅拌均匀，再加入乳化剂和柴油，经搅拌均匀后加入水，得到微乳状均相粘稠液体，即为磷矿石浮选阳离子捕收剂。
[0011]本发明提供的磷矿石浮选阳离子捕收剂使用时，先用水将该阳离子捕收剂稀释成质量浓度为2?5%的捕收剂溶液，然后将捕收剂溶液用作磷矿石的除铁、铝的反浮选工艺中，且反浮选工艺中的浮选温度控制在20?30°C。
[0012]本发明具备的优点和效果:本发明提供的磷矿石浮选阳离子捕收剂中C12?C18脂肪酸烃链较长，疏水性好，有较强的捕收力；N-氯代丁二酰亚胺能使脂肪酸中不饱和键转化为相应的饱和键，从而增强其捕收性；醚胺为阳离子表面活性剂，主要起捕收作用；工业杂醇起到起泡作用；乳化剂主要起融合作用，柴油能起到降低泡沫粘度的作用；本发明将几种药剂按特殊限定顺序进行混合均勾，能增强水溶性，更好地发挥药效。相比常规的阳离子捕收剂本发明提供的磷矿石浮选阳离子捕收剂的选择性更好、抗泥化能力强、性质稳定，泡沫不发粘，泡沫易消散，且耐低温，可实现常温浮选，其药剂消耗低，每吨原矿的药剂消耗为100?250g/t，利用本发明的阳离子捕收剂经磷矿石浮选后磷回收率达85%以上，R2O3脱除率达60%以上(此处R2O3是倍半氧化物，指氧化铁、氧化铝)，能使浮选后所得磷精矿品位提高4%以上。相比于常规阴离子捕收剂应用于磷矿石浮选，大幅降低了精矿中的民03，而且药剂消耗低。
【具体实施方式】
[0013]下面通过实施例对本发明做进一步说明。
[0014]实施例1
(O按下列质量百分比的原料备料:
C12脂肪酸25%、N-氯代丁二酰亚胺15%、烷基醚胺20%、辛醇和十二烷基醇15%、乳化剂(0P-10) 6%、柴油8%、水为11% ；
(2)将步骤(I)中的C12的脂肪酸和N-氯代丁二酰亚胺放入反应器内在温度120°C下进行氯代反应4小时，再加入醚胺，并在温度为100°C下反应45分钟，然后加入工业杂醇，并搅拌均匀，再加入乳化剂和柴油，经搅拌均匀后加入水，得到微乳状均相粘稠液体，即为磷矿石浮选阳离子捕收剂。
[0015]所得磷矿石浮选阳离子捕收剂使用时，先用水将该阳离子捕收剂稀释成质量浓度为3%的捕收剂溶液，然后将捕收剂溶液用作云南海口磷矿石的除铁、铝的反浮选工艺中脱出倍半氧化物从而提磷，且反浮选工艺中的浮选温度控制在25°C。
[0016]结果如下，原矿品位为21.08%，R2O3为5.49%，经浮选后得磷精矿品位为25.69%，R2O3为 2.46%，回收率 91.01%，R 203脱除率 61.75%。
[0017]实施例2
(O按下列质量百分比的原料备料:
C16脂肪酸30%、N-氯代丁二酰亚胺5%、酰基醚胺25%、正丁醇和十四烷基醇20%、乳化剂(吐温-80) 10%、柴油5%、水5% ；
(2)将步骤(I)中的C16的脂肪酸和N-氯代丁二酰亚胺放入反应器内在温度90°C下进行氯代反应3小时，再加入醚胺，并在温度为80°C下反应30分钟，然后加入工业杂醇，并搅拌均匀，再加入乳化剂和柴油，经搅拌均匀后加入水，得到微乳状均相粘稠液体，即为磷矿石浮选阳离子捕收剂。
[0018]所得磷矿石浮选阳离子捕收剂使用时，先用水将该阳离子捕收剂稀释成质量浓度为2%的捕收剂溶液，然后将捕收剂溶液用作磷矿石的除铁、铝的反浮选工艺中，且反浮选工艺中的浮选温度控制在20°C。
[0019]结果如下，原矿品位为20.47%，R2O3为5.78%，经浮选后得磷精矿品位为24.19%，R2O3为 2.89%，回收率 90.15%，R 203脱除率 57.68%。
[0020]实施例3
(O按下列质量百分比的原料备料:
C18脂肪酸15%、N-氯代丁二酰亚胺8%、醚胺50%、已醇5%、乳化剂(聚醚)2%、柴油1%、水为 19% ；
其中，醚胺为烷基醚胺和酰基醚胺；
(2)将步骤(I)中的C18的脂肪酸和N-氯代丁二酰亚胺放入反应器内在温度100°C下进行氯代反应5小时，再加入醚胺，并在温度为120°C下反应60分钟，然后加入工业杂醇，并搅拌均匀，再加入乳化剂和柴油，经搅拌均匀后加入水，得到微乳状均相粘稠液体，即为磷矿石浮选阳离子捕收剂。
[0021]所得磷矿石浮选阳离子捕收剂使用时，先用水将该阳离子捕收剂稀释成质量浓度为5%的捕收剂溶液，然后将捕收剂溶液用作磷矿石的除铁、铝的反浮选工艺中，且反浮选工艺中的浮选温度控制在30°C。
[0022]结果如下，原矿品位为18.86%，R2O3为6.75%，经浮选后得磷精矿品位为24.69%，R2O3为 3.04%，回收率 85.18%，R 203脱除率 65.60%。
[0023]实施例4
(O按下列质量百分比的原料备料:
C15脂肪酸20%、N-氯代丁二酰亚胺12%、烷基醚胺35%、异丙醇和戊醇10%、乳化剂(0P-10) 5%、柴油 3%、水为 5% ;
(2)将步骤(I)中的C15的脂肪酸和N-氯代丁二酰亚胺放入反应器内在温度120°C下进行氯代反应4小时，再加入醚胺，并在温度为100°C下反应45分钟，然后加入工业杂醇，并搅拌均匀，再加入乳化剂和柴油，经搅拌均匀后加入水，得到微乳状均相粘稠液体，即为磷矿石浮选阳离子捕收剂。
[0024]所得磷矿石浮选阳离子捕收剂使用时，先用水将该阳离子捕收剂稀释成质量浓度为3%的捕收剂溶液，然后将捕收剂溶液用作云南海口磷矿石的除铁、铝的反浮选工艺中脱出倍半氧化物从而提磷，且反浮选工艺中的浮选温度控制在25°C。
[0025]结果如下，原矿品位为20.34%，R2O3为5.52%，经浮选后得磷精矿品位为25.14%，R2O3为 2.88%，回收率 91.01%，R 203脱除率 57.77%。
【主权项】
1.一种磷矿石浮选阳离子捕收剂，其特征在于由下列质量百分比的原料组成:C12?C18脂肪酸15?30%、N-氯代丁二酰亚胺5?15%、醚胺20?50%、工业杂醇5?20%、乳化剂2?10%、柴油I?8%、水为余量，上述组分的总和为100%。
2.根据权利要求1所述的磷矿石浮选阳离子捕收剂，其特征在于:所述醚胺为烷基醚胺、酰基醚胺中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的磷矿石浮选阳离子捕收剂，其特征在于:所述工业杂醇为异丙醇、正丁醇、戊醇、已醇、辛醇、十二烷基醇、十四烷基醇中的一种或任意两种。
4.根据权利要求1所述的磷矿石浮选阳离子捕收剂，其特征在于:所述乳化剂为OP-1O、吐温-80或聚醚。
5.一种磷矿石浮选阳离子捕收剂的制备方法，其特征在于经过下列各步骤: (O按下列质量百分比的原料备料: C12?C18脂肪酸15?30%、N-氯代丁二酰亚胺5?15%、醚胺20?50%、工业杂醇5?20%、乳化剂2?10%、柴油I?8%、水为余量，上述组分的总和为100% ； (2)将步骤(I)中的C12?C18的脂肪酸和N-氯代丁二酰亚胺在温度90?120°C下进行氯代反应3?5小时，再加入醚胺，并在温度为80?120°C下反应30?60分钟，然后加入工业杂醇，并搅拌均匀，再加入乳化剂和柴油，经搅拌均匀后加入水，即为磷矿石浮选阳离子捕收剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于:所得磷矿石浮选阳离子捕收剂在使用时，先用水将该阳离子捕收剂稀释成质量浓度为2?5%的捕收剂溶液，然后将捕收剂溶液用作磷矿石的除铁、铝的反浮选工艺中，且反浮选工艺中的浮选温度控制在20?30°C。
【专利摘要】本发明公开一种磷矿石浮选阳离子捕收剂及其制备方法，属于选矿技术领域。由下列质量百分比的原料组成：C12～C18脂肪酸15～30%、N-氯代丁二酰亚胺5～15%、醚胺20～50%、工业杂醇 5～20%、乳化剂2～10%、柴油1～8%、水为余量，上述组分的总和为100%。将C12～C18的脂肪酸和N-氯代丁二酰亚胺进行氯代反应后加入醚胺，再加入工业杂醇、乳化剂和柴油，经搅拌均匀后加入水，即为磷矿石浮选阳离子捕收剂。相比常规的捕收剂发明提供的磷矿石浮选阳离子捕收剂的选择性更好、抗泥化能力强、性质稳定，泡沫不发粘，泡沫易消散，且耐低温，可实现常温浮选，其药剂消耗低，大幅降低精矿中的R2O3。
【IPC分类】B03D101-02, B03D1-018, B03D103-06
【公开号】CN104549768
【申请号】CN201510051045
【发明人】杨兴, 周桂民, 赵家荣, 刘述福, 赵磊
【申请人】云南铜业胜威化工有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年2月2日