同步抑制磷石膏中有机质及硅的复合浮选抑制剂及其应用

本发明涉及磷石膏提纯，尤其涉及一种同步抑制磷石膏中有机质及硅的复合浮选抑制剂及其应用。

背景技术：

1、磷石膏是湿法制备磷酸工艺的副产物，通常每生产一吨磷酸即产生4.5～5.5吨磷石膏。据统计国内磷石膏累计堆存约6亿吨，且预计在未来5～20年内，磷石膏堆存总量将增长至现堆存量的两倍左右。目前，世界上的磷石膏综合利用率约为40％，大部分磷石膏均以露天堆存的方式进行处理，不仅占用了大量土地资源，造成地质风险，内含大量可溶性磷、氟、重金属等杂质的溶出还造成大面积土壤及水污染。

2、磷石膏主要组成部分为caso4·2h2o，同时含有多种杂质，主要有二氧化硅、有机质、可溶性磷、可溶性氟、重金属离子等，严重劣化磷石膏资源化产品的性能。目前磷石膏主要用于水泥、化工原料和土壤改良剂、路基等附加值较低的领域。磷石膏中caso4·2h2o纯度及白度是拓展其应用的重要技术指标，对磷石膏进行提纯增白，可以大幅提升其附加值。其中，影响磷石膏纯度及白度的主要杂质为二氧化硅和有机质。因此，实现磷石膏中二氧化硅和有机质杂质的高效去除，是实现其大宗化、高值化利用的关键。

3、磷石膏提纯增白主要有酸浸、重选、水洗、煅烧、浮选等工艺，专利cn111302377a公布了一种磷石膏除杂增白的方法，按照顺序采用了酸浸浮选重选的联合工艺，工艺流程复杂，而且其中涉及多段脱水，成本较高，且采用酸浸会产生大量废水需要处理；专利cn114605094a明公开了一种选冶联合提高磷石膏白度和纯度的方法，但是该方法在浮选后需要加入氯化铵进行研磨后煅烧，能耗较大，对环境造成较大危害。浮选法可以有效去除磷石膏中的有机物质和二氧化硅等杂质，使其纯度和白度大幅度提升。现阶段，主要通过分步抑制有机质及二氧化硅实现磷石膏提纯净化，工艺相对复杂，能耗及药剂消耗量高。亟需开发低成本、高效、绿色的磷石膏中有机质及二氧化硅同步抑制的药剂及方法。

4、综上所述，针对当前磷石膏提纯增白技术工艺流程复杂、成本高、环境污染严重，常规浮选抑制剂抑制效果差、能力单一等问题，开发一种同时能够对磷石膏的有机质和含硅杂质进行高效抑制，提高浮选工艺磷石膏产物的白度和产率的多功能抑制剂具有十分重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种无毒环保、适应性强、高效快速，且能够在浮选中同步抑制磷石膏中有机质及硅的复合浮选抑制剂及其应用，该抑制剂可提高磷石膏中caso4·2h2o与有机质、二氧化硅等杂质的可浮性差异，可同步有效提高磷石膏浮选产品的纯度和白度。

2、本发明的一种同步抑制磷石膏中有机质及硅的复合浮选抑制剂，复合浮选抑制剂包括巯基酸类抑制剂、巯基铵类抑制剂和硅酸钠。

3、进一步的，所述浮选抑制剂包括如下质量份数的组分：巯基酸类抑制剂1～2份、巯基铵类抑制剂1～2份、硅酸钠1～3份。

4、进一步的，所述巯基酸类抑制剂的碳链长度为2-16；所述巯基盐类抑制剂的碳链长度为2-16。

5、进一步的，所述巯基盐类抑制剂的盐类离子包括但不限于nh4+、na+、k+、fe2+。

6、进一步的，所述巯基酸类抑制剂包括：巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸、11-巯基十一烷酸、12-巯基十二酸、16-巯基十六酸中的一种或多种。

7、进一步的，所述巯基盐类抑制剂包括：巯基乙酸盐、巯基丙酸盐、巯基丁酸盐、11-巯基十一烷酸盐、12-巯基十二酸盐、16-巯基十六酸盐中的一种或多种。

8、一种如上述的复合浮选抑制剂的应用，将来自工业上湿法磷酸的副产物磷石膏进行粒度分级，-100～+350目粒级进入浮选作业；-100～+350目粒级的实际磷石膏进行调浆，调节矿浆浓度为15％-30％，加入调整剂调节ph值至1.8-2.5，加入复合浮选抑制剂的水溶液，依次加入捕收剂及起泡剂，进行浮选，得到精矿和尾矿。

9、复合浮选抑制剂的水溶液的制备方法具体为将原料和水按比例混合，低温快速搅拌一定时间即可得到用于浮选中同时抑制磷石膏中有机质及二氧化硅的多功能抑制剂。其中。搅拌速度为100～1500转/分钟；混合温度为0～60℃；搅拌时间为5～60分钟。

10、进一步的，所述捕收剂采用十二胺和盐酸配置而成。

11、进一步的，所述起泡剂为甲基异丁基甲醇。

12、根据前期对了改磷石膏的分析，该磷石膏的主要着色物质为有机质，主要杂质为金属氧化物和二氧化硅(多数磷石膏主要杂质都是这两种，只是含量不同)。硅酸钠在溶液中可以生成硅酸胶粒和hsio32-优先吸附在石英和硅酸盐矿物表面，抑制石英和硅酸盐矿物和捕收剂的结合；本发明采用巯基铵类抑制剂、巯基酸类抑制剂的抑制机理是通过与金属离子结合形成稳定的配合物，从而抑制金属酶的活性。在这个过程中，巯基铵类抑制剂、巯基酸类抑制剂中的巯基(-sh)起到了关键的作用，它们与金属离子形成了配合物，使得金属离子不能与底物结合，从而抑制了酶的催化作用。此外，巯基酸类抑制剂还可以通过提供氢离子来降低介质的ph值，从而进一步增强其抑制作用。同时，巯基酸类抑制剂作为有机试剂，根据相似相溶等原理，巯基酸类抑制剂会与大部分有机物进行附着或者包裹，抑制其浮出。通过调控三种抑制剂量，可以减少其位阻，起到协同作用，对多种杂质和着色物进行抑制，提高浮选产品白度。

13、与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

14、(1)本发明提供的复合浮选抑制剂制备工艺简单，生产成本较低，无特殊工艺，绿色环保；

15、(2)相对于现有硅酸钠、淀粉等抑制剂，本发明提供的复合浮选抑制剂可同步抑制磷石膏中二氧化硅及有机质，实现磷石膏中caso4·2h2o与有机质、二氧化硅等杂质的高效分离，同步大幅提升产品的白度和纯度；

16、(3)与传统两步法分别脱除有机质及二氧化硅的方法相比，使用本发明制备的复合浮选抑制剂进行浮选，工艺流程更短，药剂用量更少。

技术特征：

1.一种同步抑制磷石膏中有机质及硅的复合浮选抑制剂，其特征在于：复合浮选抑制剂包括巯基酸类抑制剂、巯基铵类抑制剂和硅酸钠。

2.如权利要求1所述的一种同步抑制磷石膏中有机质及硅的复合浮选抑制剂，其特征在于：所述浮选抑制剂包括如下质量份数的组分：巯基酸类抑制剂1～2份、巯基铵类抑制剂1～2份、硅酸钠1～3份。

3.如权利要求1所述的一种同步抑制磷石膏中有机质及硅的复合浮选抑制剂，其特征在于：所述巯基酸类抑制剂的碳链长度为2-16；所述巯基盐类抑制剂的碳链长度为2-16。

4.如权利要求1所述的一种同步抑制磷石膏中有机质及硅的复合浮选抑制剂，其特征在于：所述巯基盐类抑制剂的盐类离子包括但不限于nh4+、na+、k+、fe2+。

5.如权利要求1所述的一种同步抑制磷石膏中有机质及硅的复合浮选抑制剂，其特征在于：所述巯基酸类抑制剂包括：巯基乙酸、巯基丙酸、巯基丁酸、11-巯基十一烷酸、12-巯基十二酸、16-巯基十六酸中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的一种同步抑制磷石膏中有机质及硅的复合浮选抑制剂，其特征在于：所述巯基盐类抑制剂包括：巯基乙酸盐、巯基丙酸盐、巯基丁酸盐、11-巯基十一烷酸盐、12-巯基十二酸盐、16-巯基十六酸盐中的一种或多种。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的复合浮选抑制剂的应用，其特征在于：将来自工业上湿法磷酸的副产物磷石膏进行粒度分级，-100～+350目粒级进入浮选作业；-100～+350目粒级的实际磷石膏进行调浆，调节矿浆浓度为15％-30％，加入调整剂调节ph值至1.8-2.5，加入复合浮选抑制剂的水溶液，依次加入捕收剂及起泡剂，进行浮选，得到精矿和尾矿。

8.如权利要求7的复合浮选抑制剂的应用，其特征在于：所述捕收剂采用十二胺和盐酸配置而成。

9.如权利要求7的复合浮选抑制剂的应用，其特征在于：所述起泡剂为甲基异丁基甲醇。

技术总结
本发明公开了一种同步抑制磷石膏中有机质及硅的复合浮选抑制剂及其应用。复合浮选抑制剂包括巯基酸类抑制剂、巯基铵类抑制剂和硅酸钠。复合浮选抑制剂的应用如下：将来自工业上湿法磷酸的副产物磷石膏进行粒度分级，‑100～+350目粒级进入浮选作业；‑100～+350目粒级的实际磷石膏进行调浆，调节矿浆浓度为15％‑30％，加入调整剂调节pH值至1.8‑2.5，加入复合浮选抑制剂的水溶液，依次加入捕收剂及起泡剂，进行浮选，得到精矿和尾矿。本发明提供的复合浮选抑制剂可同步抑制磷石膏中二氧化硅及有机质，实现磷石膏中CaSO4·2H2O与有机质、二氧化硅等杂质的高效分离，同步大幅提升产品的白度和纯度。

技术研发人员：杨华明,李维峰,董雄波,王良杰,叶光利,李国海,牛梦圆,詹成晋,张诚,彭勇
受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16