一种新型磷矿选择性捕收剂的制备及应用 |
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| 申请号 | CN202410154253.8 | 申请日 | 2024-02-02 | 公开(公告)号 | CN117983412A | 公开(公告)日 | 2024-05-07 |
| 申请人 | 云南磷化集团有限公司; 昆明理工大学; | 发明人 | 杜令攀; 刘殿文; 曹沁波; 王孟来; 李江丽; 徐帅; 陈赐云; 何海涛; 刘鑫; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种新型磷矿选择性捕收剂的制备及应用，属于胶磷矿浮选技术领域。本发明胶磷矿低温反浮选捕收剂包括下述原料制备而成：包括 苯酚 和甘 氨 酸。本发明通过苯酚和甘氨酸反应生成COOH、NH基团的胶磷矿选择性药剂，与油酸捕收剂相比，该药剂可以优先 吸附 在白 云 石表面，并浮选白云石，而对 磷灰石 的捕收能 力 很弱，可以降低 硫酸 抑制剂 的用量30‑50％，而且磷灰石精矿中P2O5品位、回收率均显著提高。改捕收剂可以实现在pH5‑6的范围内浮选白云石，而且 泡沫 流动性强，易于操作。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种新型磷矿选择性捕收剂的制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下所述： |
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| 说明书全文 | 一种新型磷矿选择性捕收剂的制备及应用技术领域[0001] 本发明涉一种新型磷矿选择性捕收剂的制备及应用，属于胶磷矿浮选技术领域。 背景技术[0002] 胶磷矿中白云石常与磷灰石细粒、微细粒嵌布，两种矿物的分离较为困难，一般使用硫酸抑制白云石，用脂肪酸作为捕收浮选白云石的反浮选工艺，但由于脂肪酸对磷灰石、白云石的浮选没有选择性，导致硫酸抑制剂的用量很大。而且，硫酸高用量下，矿浆的pH在4‑5之间，酸性下脂肪酸的捕收能力变差，导致捕收剂的用量也较高，浮选泡沫的黏度也增大，给流程操作带来困难。此外，泡沫黏度的增加，也使得部分磷灰石由泡沫夹带进入尾矿，尾矿中P2O5的损失较大。 发明内容[0003] 针对现有捕收剂选择性差、用量大、泡沫黏性打的问题，本发明提供了一种新型的磷矿选择性捕收剂的制备，具体制备步骤如下所述： [0005] (2)将步骤(1)中得到的反应产物进行蒸馏，得到高选择性捕收剂，将其命名为LS捕收剂。 [0006] 优选的，步骤(1)中氯仿中苯酚的加入量为360‑480g/L、甘氨酸的加入量为120‑160g/mL。 [0007] 优选的，步骤(2)中蒸馏温度为80‑100℃。 [0008] 本发明的另一目的是提供一种LS捕收剂在分离白云石和磷灰石中的应用。 [0009] 优选的，通过一粗一精一扫的工艺从胶磷矿中分离白云石和磷灰石。 [0010] 优选的，在粗选和精选过程中都需要加入LS捕收剂。 [0011] 优选的，在粗选过程中LS捕收剂的加入量为1.4～1.6kg/t；在第一次精选过程中LS捕收剂的加入量0.7～0.8kg/t。 [0012] 本发明的原理：苯酚与甘氨酸反应生成COOH、NH基团，反应式如下所示： [0013] [0014] 捕收剂中的羧基可以和白云石、磷灰石表面的钙原子成键，但由于白云石和磷灰石表面原子组成和空间分布存在差异捕收剂中的NH基团可以和白云石表面CO3基团发生作用，形成氢键吸附，所以捕收剂可以在白云石表面优先吸附，从而优先浮选白云石。 [0015] 本发明的有益效果 [0016] (1)使用本发明制备的捕收剂，只需少量加入硫酸，就可以实现白云石和磷灰石的分离。 [0017] (2)由于硫酸的加入量减少，矿浆的pH在5‑6之间，泡沫的黏度下降，泡沫中磷灰石的夹带降低，精矿中P2O5的品位和回收率都提高。 [0018] (3)本发明首次使用苯酚和甘氨酸反应制备得到捕收剂。 [0021] 图2为实施例1中的LS捕收剂和对比例1中的混合脂肪酸泡沫稳定性测试结果。 [0022] 图3为反浮选工艺流程图。 具体实施方式[0023] 下面结合具体实施例本发明作进一步的详细说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容。 [0024] 实施例1 [0025] 一种新型磷矿选择性捕收剂的制备及应用，具体步骤如下所述： [0026] (1)捕收剂的制备：将18g苯酚和6g甘氨酸(质量比3：1)加入到50ml氯仿溶剂中，在60℃反应1小时，通过80℃蒸馏提纯，得到一种胶磷矿低温反浮选LS捕收剂。 [0027] (2)反浮选工艺：在反浮选温度为15℃，磨矿细度为‑0.074mm，质量分数占88.1％，采用如图1所述的一粗一扫一精反浮选中矿顺序返回的闭路流程，其中粗选加入12kg/t的硫酸，搅拌4min，加入1.4kg/t的LS捕收剂，搅拌3min，加入38g/t的2#油，搅拌1min；精选加入6kg/t的硫酸，搅拌4min，加入0.7kg/t的LS捕收剂，搅拌3min，加入19/t的2#油，搅拌1min，最终得到磷精矿和磷尾矿。 [0028] 结果如表1所示，精矿中P2O5的品位28.81％，P2O5回收率为86.75％[0029] 实施例2 [0030] 一种新型磷矿选择性捕收剂的制备及应用。具体步骤如下所述： [0031] (1)捕收剂的制备：将21g苯酚和7g甘氨酸加入到50mL氯仿中，在70℃反应1小时，通过90℃蒸馏提纯，得到一种胶磷矿低温反浮选捕收剂LS。 [0032] (2)反浮选工艺：在反浮选温度为15℃，磨矿细度为‑0.074mm，质量分数占88.1％，采用如图1所述的一粗一扫一精反浮选中矿顺序返回的闭路流程，其中粗选加入12kg/t的硫酸，搅拌4min，加入1.5kg/t的LS捕收剂，搅拌3min，加入38g/t的2#油，搅拌1min；精选加入6kg/t的硫酸，搅拌4min，加入0.75kg/t的LS捕收剂，搅拌3min，加入19/t的2#油，搅拌1min，最终得到磷精矿和磷尾矿。 [0033] 结果如表1所示，精矿中P2O5的品位29.55％，P2O5回收率为87.03％[0034] 实施例3 [0035] 一种新型磷矿选择性捕收剂的制备及应用，具体步骤如下所述： [0036] (1)捕收剂的制备：将24g苯酚和8g甘氨酸加入到5mL氯仿中，在80℃反应1小时，通过100℃蒸馏提纯，得到一种胶磷矿低温反浮选LS捕收剂。 [0037] (2)反浮选工艺：在反浮选温度为15℃，磨矿细度为‑0.074mm，质量分数占88.1％，采用如图1所述的一粗一扫一精反浮选中矿顺序返回的闭路流程，其中粗选加入12kg/t的硫酸，搅拌4min，加入1.6kg/t的LS捕收剂，搅拌3min，加入38g/t的2#油，搅拌1min；精选加入6kg/t的硫酸，搅拌4min，加入0.8kg/t的LS捕收剂，搅拌3min，加入19/t的2#油，搅拌1min，最终得到磷精矿和磷尾矿。 [0038] 结果如表1所示，精矿中P2O5的品位30.01％，P2O5回收率为87.51％[0039] 对比例1 [0040] 本实施例中所使用的捕收剂为2g亚油酸和2g亚麻酸混合得到的混合脂肪酸，浮选方法与实施例1一样，具体步骤如下所述： [0041] (1)捕收剂的制备：将2g亚油酸和2g亚麻酸混合得到的混合脂肪酸。 [0042] (2)反浮选工艺：在反浮选温度为15℃，磨矿细度为‑0.074mm，质量分数占88.1％，采用如图1所述的一粗一扫一精反浮选中矿顺序返回的闭路流程，其中粗选加入18kg/t的硫酸，搅拌4min，加入1.6kg/t的混合脂肪酸，搅拌3min，加入38g/t的2#油，搅拌1min；精选加入9kg/t的硫酸，搅拌4min，加入0.8kg/t的混合脂肪酸，搅拌3min，加入19/t的2#油，搅拌1min，最终得到磷精矿和磷尾矿。 [0043] 结果如表1所示，精矿中P2O5的品位28.35％，P2O5回收率为80.17％。 [0044] 表1不同捕收剂闭路流程结果 [0045]捕收剂样品 精矿P2O5品位/％ P2O5回收率/％ 实施例1 28.81 86.75 实施例2 29.55 87.03 实施例3 30.01 87.51 对比例1 28.35 80.17 [0046] 实施例1中反浮选药剂有显著的捕收能力，适用于磷矿的反浮选，原因是该捕收剂中的羧基可以和白云石、磷灰石表面的钙原子成键，但由于白云石和磷灰石表面原子组成和空间分布存在差异，LS捕收剂中的NH基团可以和白云石表面CO3基团发生作用，形成氢键吸附，所以LS捕收剂可以在白云石表面优先吸附，从而优先浮选白云石。使用LS捕收剂，只需少量加入硫酸，就可以实现白云石和磷灰石的分离，由于硫酸的加入量减少，矿浆的pH在5‑6之间，泡沫的黏度下降，泡沫中磷灰石的夹带降低，精矿中P2O5的品位和回收率都提高。 [0047] 实施例1和对比例1中所用捕收剂性能测试 [0048] 实施例1和对比例1中所用捕收剂样品的泡沫稳定性测试，泡沫稳定性试验包括如下步骤： [0049] (1)准备150ml的去离子水，将其装入1000ml的量筒中。 [0050] (2)再将量筒中加入250mg/L的实施例1和对比例1反浮选捕收剂，并使用空气充气(1.4L/min)，产生泡沫层。 [0051] (3)观察观测泡沫层厚度随时间的变化，从而反映出浮选过程中的泡沫层稳定性。 [0052] 泡沫稳定性测试结果如图2所示，从图2中可知，亚油酸和亚麻酸的混合脂肪酸作用下，泡沫层在前7分钟内都维持在30cm以上的厚度，且泡沫层厚度极为稳定，粘度较高；但实施例1所述胶磷矿低温反浮选LS捕收剂，泡沫层粘度降低且容易消泡，10分钟内已经从37cm降低至3cm，说明胶磷矿低温反浮选LS捕收剂的泡沫容易消泡，黏度较低，增强了泡沫产品的流动性。 [0053] 将实施例1中制备的LS捕收剂与对比例1中制备的捕收剂混合脂肪酸在磷灰石、白云石表面的吸附性进行检测，检测方法为：将2g纯矿物(38‑74微米)与50mL捕收剂溶液作用，通过TOC测定药剂浓度变化结果如图1所示，从图中可以看出选择性LS捕收剂对磷灰石和白云石的吸附性差异很大且更容易吸附白云石，而混合脂肪酸对磷灰石和白云石的吸附性差异不大。 [0054] 最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。 |
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