基于植物沥青的萤石矿浮选捕收剂及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明涉及一种基于植物沥青的萤石矿浮选捕收剂及其制备方法和应用，该捕收剂由植物沥青、硫酸、强碱以及11号油或2号油反应后按照1:50的重量比与水混合而成，其制备方法为：首先将硫酸滴加到植物沥青中并搅拌均匀，在70?95℃反应2.5?4h后冷却至室温，接着将中间产物静置分离出油相产物，油相产物与强碱在110?150℃反应2.5?5.5h后趁热加入11号油或2号油，再加入水即得。该捕收剂浮选工艺包括先加入捕收剂进行浮选，再加入捕收剂精选5次。本发明具有原料来源广泛、稳定性好、制作工艺简单、生产成本低廉、温度对浮选效果影响小、不会对环境和人体造成伤害等优点，属于绿色环保工艺，有广阔的应用前景。
【专利说明】
基于植物沥青的萤石矿浮选捕收剂及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及萤石矿浮选技术领域，具体涉及一种基于植物沥青的萤石矿浮选捕收 剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 萤石是一种重要的战略资源。随着科学技术的进步，萤石的应用更为广泛，这就决 定了萤石的需求会大幅度增加。我国的萤石矿资源大多为贫矿，矿床品位多在35%以下。随 着萤石的开发利用，入选品位会越来越低，因此中低品位萤石的分选是今后研究和发展的 重要方向。作为萤石选矿的重要方法--浮选法，浮选药剂的合成和选择就尤为重要。
[0003] 工厂中萤石的浮选过程主要以脂肪酸(通常为油酸)作为捕收剂。油酸是非硫化矿 浮选的一种捕收剂，采用油酸作为捕收剂存在水溶性差、耐低温性能差、选择性差且很不耐 硬水、精矿品位低、用量大且指标波动性大等缺点。尤其是在北方气温较低的环境下，待浮 选矿浆必须加热到20°C以上才能保证有比较好的浮选效果，加热使得萤石浮选需要浪费很 大能耗。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决现有萤石矿浮选中存在的捕收剂水溶性差、耐低温性能 差、用量大且指标波动性大等缺点，提供一种原料来源广泛、制作工艺简单、生产成本低廉、 温度对浮选效果影响较小的萤石矿浮选捕收剂及其制备方法和应用。
[0005] 本发明的技术方案如下：
[0006] -种基于植物沥青的萤石矿浮选捕收剂，由基本物质与水组成，所述基本物质由 植物沥青、硫酸、强碱、2号油或11号油按照1.2-2:1: 3.5-6.5:0.05-0.15的摩尔比制备而 成。
[0007] 所述植物沥青来自植物油加工过程中的废渣，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
[0008] 所述萤石矿浮选捕收剂中基本物质与水的质量比为1:50。
[0009] 上述基于植物沥青的萤石矿浮选捕收剂的制备方法，包括以下步骤:①将一定量 植物沥青置于反应器中，向其中缓慢滴加一定量浓硫酸并搅拌均匀进行反应得中间产物植 物沥青磺化物;②将中间产物植物沥青磺化物静置分层，分离出油相产物;③将油相产物转 移至高压反应釜内，再加入一定量强碱和水，搅拌并进行反应;④待步骤③反应完成后，趁 热向高压反应釜内加入一定量11号油或2号油并搅拌均匀得基本物质;⑤将基本物质与水 按一定比例混合均匀即得捕收剂。
[0010]步骤①中使用的浓硫酸质量分数为98%，反应温度为70-95°C，反应时间为2.5-4h〇
[0011] 步骤③所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾，反应温度为110_150°C，反应时间为2.5-5.5h〇
[0012] 上述制备方法中，植物沥青、硫酸、强碱、2号油或11号油的摩尔比1.2-2 :1: 3.5- 6.5:0.05-0.15，基本物质与水混合时的质量比为1:50。
[0013] 上述基于植物沥青的萤石矿浮选捕收剂的应用，包括以下步骤:a.将原矿粉碎，加 水并搅拌均匀得浆料;b.向浆料中加入一定量的碳酸钠、水玻璃和所述萤石矿浮选捕收剂 进行浮选;c.浮选所得粗产物采用一定量水玻璃和所述萤石矿浮选捕收剂精选多次。
[0014] 步骤b中碳酸钠的加入量为1.1-1.3Kg/t，水玻璃的加入量为4.8-5Kg/t，所述萤石 矿浮选捕收剂的加入量为〇. 6-0.7Kg/t。
[0015]步骤c中水玻璃的加入量为0.24-0.28Kg/t，所述萤石矿浮选捕收剂的加入量为 0 · 12-0 · 15Kg/t，精选次数为5次。
[0016] 与传统萤石矿浮选捕收剂相比，本发明提供的基于植物沥青的萤石矿浮选捕收剂 具有以下有益效果：（1)采用来源广泛、成本低廉的植物沥青作为原料，不会对环境和人体 造成伤害，属于绿色环保工艺，有广阔的应用前景；（2)该浮选捕收剂制作工艺简单，易于操 作，易于实现工业化；（3)该捕收剂选择性高，载矿能力强，在常温下有比较好的分选效果， 可以达到优良的指标。
【具体实施方式】
[0017] 为了进一步描述本发明，下面结合实施例阐明本发明的内容，但是本发明的内容 不仅仅只局限于下面的实施例。
[0018] 本发明所使用的原料植物沥青来源于植物油加工过程中的废渣，其中含有约10 % 的甾醇、5%的维生素 E和大量高级脂肪酸;使用的浓硫酸质量分数为98%，使用的氢氧化钠 固体或氢氧化钾固体为分析纯;使用的2号油为复合高级醇，分子式为R0H(R-烷烃基）；使用 的11号油为C8-C12的正异构一元醇或二元醇。
[0019] 实施例1
[0020] 取植物沥青336g(约1.2mol)，浓硫酸100g(lmol)。先将植物沥青加入到三口烧瓶 中，再向其中缓慢滴加浓硫酸，在机械搅拌下控制反应温度为70 °C，反应2.5h，冷却得到植 物沥青磺化物。将植物沥青磺化物静置分层，分离出油相产物。将油相产物置于高压反应釜 内，再加入140g Na0H(3.5mol)和750g水，中速搅拌，设置反应温度150°C，反应2.5h后取出。 趁热向所得产物中加入〇. 〇5mo 1 11号油，在机械搅拌下混合均匀。将反应产物与水按1: 50 的质量比混合均匀得到萤石矿浮选捕收剂。
[0021] 以湖北广水某萤石矿为矿样，其原矿主要成分的化学组成为：
[0023]利用该捕收剂对矿样进行浮选，浮选工艺如下：
[0024] (1)矿石前处理：对原矿碎矿，磨矿时间15min，其中磨矿细度小于-200目的占 96% 〇
[0025] (2)浮选：向浮选槽中加入166g原矿，加一定量的自来水调衆，充分搅勾后按照 1.2kg/t的比例（It原矿中加入1.2kg碳酸钠，下同）加入碳酸钠，搅拌2min;然后按4.8kg/t 的比例加入水玻璃，再搅拌2min;最后按照0.6kg/t的比例加入上述已制得的捕收剂，搅拌 5min，充气鼓泡后常温浮选，刮板时间为4min。第一次浮选后的粗产物还需要精选5次，每次 精选需加入水玻璃〇.24kg/t和已制得的捕收剂0.12kg/t。
[0026] 经过以上浮选工艺之后，精矿品位为98.26 %，产率为20.5 %，回收率达到67.1 % 的良好浮选指标。
[0027] 实施例2
[0028] 取植物沥青420g(约1.5mol)，浓硫酸lOOg(lmol)。先将植物沥青加入到三口烧瓶 中，再缓慢滴加浓硫酸，在机械搅拌下控制反应温度为80 °C，反应3.5h，冷却得到植物沥青 磺化物。将植物沥青磺化物静置分层，分离出油相产物。将油相产物置于高压反应釜内，再 加入180gNa0H(4.5mol)和770g水，中速搅拌，设置反应温度130°C，反应4h后取出。趁热向所 得产物中加入〇. lmol 2号油，在机械搅拌下混合均匀。将反应产物与水按1:50的质量比混 合均匀得到萤石矿浮选捕收剂。
[0029]以河南某萤石矿为矿样，其原矿主要成分化学组成为：
[0031 ]利用该捕收剂对矿样进行浮选，浮选工艺如下：
[0032] (1)矿石前处理：对原矿碎矿，磨矿时间15min，其中磨矿细度小于-200目的占 95.3%〇
[0033] (2)浮选：向浮选槽中加入166g原矿，加一定量的自来水调衆，充分搅勾后按照 1. lkg/t的比例加入碳酸钠，搅拌2min;然后按5. Okg/t的比例加入水玻璃，再搅拌2min;最 后按照0.65kg/t的比例加入上述已制得的捕收剂，搅拌5min，充气鼓泡后常温浮选，刮板时 间为4min。第一次浮选后的粗产物还需要精选5次，每次精选需加入水玻璃0.25kg/t和已制 得的捕收剂〇.15kg/t。
[0034] 经过以上浮选工艺之后，精矿品位为98.05 %，产率为18.9 %，回收率达到66.2 % 的良好浮选指标。
[0035] 实施例3
[0036] 取植物沥青560g(约2mol)，浓硫酸100g(lm〇l)。先将植物沥青加入到三口烧瓶中， 再缓慢滴加浓硫酸，在机械搅拌下控制反应温度为95°C，反应4h，冷却得到植物沥青磺化 物。将植物沥青磺化物静置分层，分离出油相产物。将油相产物置于高压反应釜内，再加入 260gNa0H(6.5mol)和800g水，中速搅拌，设置反应温度110°C，反应5.5h后取出。趁热向所得 产物中加入0.15mo 1 2号油，在机械搅拌下混合均匀。将反应产物与水按1:50的质量比混合 均匀得到萤石矿浮选捕收剂。
[0037]以河北某萤石矿为矿样，其原矿主要成分化学组成为：
[0039] 利用该捕收剂对矿样进行浮选，浮选工艺如下：
[0040] (1)矿石前处理：对原矿碎矿，磨矿时间15min，其中磨矿细度小于-200目的占 96·5%〇
[0041] (2)浮选：向浮选槽中加入166g原矿，加一定量的自来水调衆，充分搅勾后按照 1.3kg/t的比例加入碳酸钠，搅拌2min;然后按5kg/t的比例加入水玻璃，再搅拌2min;最后 按照〇.7kg/t的比例加入上述已制得的捕收剂，搅拌5min，充气鼓泡后常温浮选，刮板时间 为4min。第一次浮选后的粗产物还需要精选5次，每次精选需加入水玻璃0.28kg/t和已制得 的捕收剂〇.15kg/t。
[0042] 经过以上浮选工艺之后，精矿品位为98.3%，产率为19.5%，回收率达到65.7%的 良好浮选指标。
【主权项】
1. 一种基于植物沥青的萤石矿浮选捕收剂，其特征在于由基本物质和水组成，所述基 本物质由植物沥青、硫酸、强碱、2号油或11号油按照1.2-2:1:3.5-6.5:0.05-0.15的摩尔比 制备而成。2. 如权利要求1所述的萤石矿浮选捕收剂，其特征在于:所述植物沥青来自植物油加工 过程中的废渣，所述强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。3. 如权利要求1所述的萤石矿浮选捕收剂，其特征在于:所述萤石矿浮选捕收剂中基本 物质与水的质量比为1:50。4. 权利要求1所述基于植物沥青的萤石矿浮选捕收剂的制备方法，其特征在于包括以 下步骤:①将植物沥青置于反应器中，向其中缓慢滴加一定量浓硫酸并搅拌均匀得中间产 物植物沥青磺化物;②将植物沥青磺化物静置分层，分离出油相产物;③将油相产物转移至 高压反应釜内，再加入一定量强碱和水，搅拌进行反应;④待步骤③反应完成后，趁热加入 一定量11号油或2号油并搅拌均匀得基本物质；⑤将基本物质与水按一定比例混合均匀即 得捕收剂。5. 如权利要求4所述的萤石矿浮选捕收剂的制备方法，其特征在于:步骤①中使用的浓 硫酸质量分数为98%，反应温度为70-95°C，反应时间为2.5-4h。6. 如权利要求4所述的萤石矿浮选捕收剂的制备方法，其特征在于:步骤③所述强碱为 氢氧化钠或氢氧化钾，反应温度为110-150°C，反应时间为2.5-5.5h。7. 如权利要求4所述的萤石矿浮选捕收剂的制备方法，其特征在于:植物沥青、硫酸、强 碱、2号油或11号油的摩尔比为1.2-2:1:3.5-6.5:0.05-0.15,基本物质与水混合时的质量 比为1:50。8. 权利要求1所述的基于植物沥青的萤石矿浮选捕收剂的应用，其特征在于包括以下 步骤:a.将原矿粉碎，加水并搅拌均匀得浆料;b.向浆料中加入一定量的碳酸钠、水玻璃和 萤石矿浮选捕收剂进行浮选;c.浮选所得粗产物采用一定量水玻璃和萤石矿浮选捕收剂精 选多次。9. 如权利要求8所述的基于植物沥青的萤石矿浮选捕收剂的应用，其特征在于：步骤b 中碳酸钠的加入量为1.1-1.3Kg/t，水玻璃的加入量为4.8-5Kg/t，所述萤石矿浮选捕收剂 的加入量为0.6-0.7Kg/t。10. 如权利要求8所述的基于植物沥青的萤石矿浮选捕收剂的应用，其特征在于:步骤c 中水玻璃的加入量为〇. 24-0.28Kg/t，所述萤石矿浮选捕收剂的加入量为0.12-0.15Kg/t， 精选次数为5次。
【文档编号】B03D1/016GK106076652SQ201610424880
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】黄齐茂, 刘宝贵, 周泽富, 冯瑾瑾
【申请人】武汉工程大学