[0001] 本发明涉及使用脂肪酸作为捕收剂和肌氨酸盐作为助捕收剂借助浮选从原矿或者预浓缩液中分离含磷矿物质如磷灰石、磷钙石、细晶磷灰石等。

[0002] 含磷矿物质通常与无价值的脉石矿物质，例如硅酸盐矿物质和碳酸盐矿物质如方解石一起发现。脉石矿物质与含磷矿物质的分离通过浮选进行。浮选通常需要存在捕收剂。

[0003] 根据Winnacker and Kuchler：Chemische Technologie[化学技术]，第4卷(Metalle[金属])，第4版，Carl Hanser Verlag Munich，Vienna，1986年，第66页，捕收剂是除一个或多个非极性烃基之外，带有一个或多个能吸附在矿物质活性中心上且因此赋予后者疏水性的化学活性极性基团的有机化合物。

[0004] 已知的是，通过泡沫浮选进行浮选或选矿是广泛应用的矿物原料选拣方法，其中将一种或多种有价值的矿物质与无价值的矿物质分离。用于浮选的矿物质原料的制备通过将预粉碎的矿石干磨，但优选湿磨至合适的粒度而进行，所述粒度一方面取决于共生程度，即取决于矿物质聚集体中单独颗粒的尺寸，另一方面还取决于仍可进行浮选和由于矿物质可能极为不同的最大粒度。所使用的浮选机的类型也影响仍可进行浮选的最大粒度。尽管并非定律，然而通常的情况是良好结晶的岩浆磷酸盐矿石允许比海相沉积来源的那些(例如<0.15mm)更粗地研磨(例如<0.25mm)。制备浮选用磷酸盐矿石的其它步骤可一方面为预分离无价值的材料，例如通过重介质分离(分离除去相对粗的成分)，另一方面为手动脱浆(分离除去最细颗粒的淤浆)。借助磁力分离除去几乎总是存在于岩浆来源的磷酸盐矿石中的磁性矿物质也是一种可能的预浓缩方法。然而，本发明不限于之前存在任何预浓缩的浮选方法。

[0005] 就待在泡沫中采收的矿物质而言，必须区分两个程序。在正浮选中，在产生于浮选悬浮液表面上的泡沫中收集一种或多种有价值的矿物质，这要求其表面预先借助一种或多种捕收剂赋予疏水性。然后，无价值的矿物质存在于浮选尾矿中。在反浮选中，无价值的矿物质由捕收剂赋予疏水性，而浮选尾矿形成实际有价值的浓缩物。本发明涉及含磷矿物质的正浮选，然而其也可存在在先反浮选步骤，这例如体现为借助阳离子捕收剂浮选硅酸盐型矿物质。

[0006] 已知大量阴离子和两性化合物作为含磷矿物质的捕收剂，这些包括例如不饱和脂肪酸(油酸、亚油酸、亚麻酸)及其钠、钾或铵皂，单烷基和二烷基磷酸盐，链烷磺基羧酸，烷基芳基磺酸盐，酰基氨基羧酸和烷基氨基羧酸。此外，作为磺基琥珀酸加合物的捕收剂是已知的(参见例如US-4207178、US-4192739、US-4158623和US-4139481)。然而，许多这些类别的化合物具有不令人满意的选择性，这使得无法生产可销售的磷酸盐浓缩物或者必须使用相对大量的调节剂，尤其是脉石矿物质的抑制剂。

[0007] 在根据ZA-9009347使用脂肪酸浮选磷酸盐矿石中，现有技术是可通过除捕收剂(脂肪酸)之外使用分散剂，例如具有2-5摩尔氧化乙烯(EO)的壬基酚和包含2-4摩尔EO的具有C11-C15链长的脂族烷氧基化醇而提高浮选产量。如果将具有C1-C15链长的醇溶于所述分散剂中，则产生进一步的改进。该醇改进了分散剂的乳化性。

[0008] 然而，就环境保护和毒理学观点来看，烷氧基化壬基酚被视为有问题的。因此，存在避免在浮选操作中使用烷氧基化壬基酚且使用合适替代物的趋势。

[0009] 因此，本发明涉及发现烷氧基化壬基酚的替代物，其在磷酸盐矿石浮选中用作脂肪酸捕收剂的分散剂。该替代物应为毒理学可接受的且提高P2O5采收率和品位。

[0010] 令人惊讶地，现已发现肌氨酸盐可在所述应用中用作烷氧基化壬基酚的替代物。所述肌氨酸盐并非起分散剂作用，而是与脂肪酸一起起助捕收剂的作用，由此相对于使用烷氧基化壬基酚而言提高P2O5采收率和品位。

[0011] 因此，本发明提供了一种磷酸盐矿石的浮选剂，其包含捕收剂组合物，所述组合物含有至少一种脂肪酸和至少一种式(I)的肌氨酸盐：

[0012]

[0013] 其中，R为C7-C21烷基或烯基，所述肌氨酸盐可以以通过氮原子质子化所导致的由其衍生的阳离子形式存在。

[0014] 肌氨酸盐存在于浮选剂中的技术效果在于其为磷酸盐矿石的捕收剂和分散剂二者。在下文中，措辞“助捕收剂”或“分散剂”将会涉及所述肌氨酸盐。在式(I)中，R优选为C11-C19，更优选C13-C17残基。在另一优选实施方案中，R为具有1个双键的烯基残基。式(I)的最优选实施方案为油烯基肌氨酸盐，即R为C17烯基。

[0015] 脂肪酸存在于浮选剂中的技术效果在于其为磷酸盐矿石的捕收剂。构成根据本发明的浮选剂主要成分的脂肪酸优选为具有8-26个碳原子的直链或支链的单羧酸。出于此目的，可使用现有技术中已知的脂肪酸作为捕收剂。脂肪酸的量为浮选剂总重量的70-99重量％，特别是80-95重量％，尤其是85-90重量％。

[0016] 根据本发明的浮选剂包含1-30重量％，特别是5-20重量％，尤其是10-15重量％的所述肌氨酸盐助捕收剂，基于浮选剂总重量计。

[0017] 根据本发明的浮选剂优选以100-1000g/t用于磷酸盐矿石浮选的固体矿石的量使用。在捕收剂单独投料的情况下，根据本发明的助捕收剂的添加量优选为30-150g/t固体矿石，尤其为40-60g/t固体矿石。

[0018] 除所述脂肪酸和肌氨酸盐成分之外，根据本发明的浮选剂可包含抑制剂或由现有技术已知的其它成分。这样的成分例如为起泡剂和脂族聚二醇醚。此外，可以单独使用不同的抑制剂，例如水玻璃、苛性淀粉。

[0019] 本发明的另一方面是呈混合物形式的至少一种脂肪酸和至少一种式(I)化合物作为磷酸盐矿石浮选剂的用途。

[0020] 本发明的另一方面是用于浮选磷酸盐矿石的方法，所述方法包括将包含至少一种脂肪酸和至少一种式(I)化合物的浮选剂添加至所述矿石的含水悬浮液中并对如此获得的混合物曝气的步骤。实施例

[0021] 制备捕收剂配制剂

[0022] 将粗大豆油脂肪酸加热至约50℃，直至所有固体熔融，随后均质化。将85g经均质化的粗大豆油脂肪酸转移至25℃的烧杯中，并(在约100rpm的搅拌下)缓慢添加15g油烯基肌氨酸盐，并将所述混合物均质化30分钟。

[0023] 与应用有关的研究

[0024] 使用Denver实验室浮选槽进行泡沫浮选试验。通过用0.6升水在1100rpm下搅拌而对0.85kg研磨的矿石进行调节(浆的固含量为60重量％)。添加抑制剂(苛性玉米淀粉)、上述捕收剂和150g再循环浓缩物(较清洁的尾矿)，此后继续调节5分钟。通过添加水将浆的固含量调节至30％。将pH调节至9.5，并将所述混合物搅拌1分钟。

[0025] 打开空气进口，将所述矿石浮选3分钟，获得较粗的浓缩物(泡沫)和较粗的尾矿(槽中的残留矿石)。将所述较粗的浓缩物返回至浮选池中，并在不添加捕收剂下在1100rpm下再次浮选2分钟，获得清洁的浓缩物(磷酸盐浓缩物)和较清洁的尾矿。称量除较粗尾矿之外的清洁浓缩物和较清洁的尾矿(最终尾矿在105±5℃下干燥)并分析以确定它们的氧化镁和氧化钙品位。

[0026] 所用原料：

[0027] 分散剂1＝油烯基肌氨酸盐(Clariant S/A)

[0028] 分散剂2＝壬基酚乙氧基化物(Clariant S/A)(对比)

[0029] 脂肪酸＝粗大豆油脂肪酸(Almad S/A)

[0030] 实施例1

[0031] 将纯脂肪酸(组合物1)的功效与组合物2进行对比，组合物2为脂肪酸和分散剂1以所标明的重量比的混合物。相对于对比产品，脂肪酸的浓度可从100％降至75％，由此提高采收率并将P2O5保持在可接受的品位。可接受品位的P2O5意指≥35.8重量％P2O5的目标。

[0032] 表1—用于磷酸盐矿石(Pilha 1585)的组合物和浮选结果

[0033]

[0034] 实施例2

[0035] 将常规分散剂和助捕收剂(分散剂2)的功效与根据本发明的分散剂和助捕收剂(分散剂1)进行对比。使用根据本发明的分散剂和助捕收剂(分散剂1)(组合物7、8和