專利名稱：一種用于赤鐵礦選礦的脫磷劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于赤鐵礦選礦的脫磷劑及其制備方法。本發(fā)明所要求脫磷劑包括50-90％的油脂，以C18硬脂酸鈉計的4-20％脂肪酸鹽及2-15％的游離有機酸。
背景技術：
赤鐵礦的化學成分為Fe2O3，晶體屬三方晶系的氧化物礦物。赤鐵礦是自然界分布極廣的鐵礦物，是重要的煉鐵原料，也可用作紅色顏料。多數重要的赤鐵礦礦床是變質形成的，也有一些是熱液形成的，或大型水盆地中風化和膠體沉淀形成的。在赤鐵礦中存在著很多高磷赤鐵礦，由高磷赤鐵礦直接得到鐵礦產品不能滿足鋼鐵工業(yè)技術指標，而傳統(tǒng)的赤鐵礦脫磷技術由于受設備、效果、成本等條件限制，難以在實際生產中解決脫磷這一重要問題。自上世紀五六十年代至今，人們一直在探索技術上可靠、經濟上合理的工藝方法，以將磷含量降低到一定程度，提高赤鐵礦品位(鐵含量55％～75％，磷含量0.2％～0.4％)，從而使赤鐵礦能作為高爐煉鐵的原料。但到目前仍未發(fā)現(xiàn)有實用價值的降低赤鐵礦中磷含量方法。
目前國內外采用物理方法即增加磨礦細度再經強磁分離，或用化學浮選捕收劑細粒脫磷，或是改善高爐內化學反應脫磷，或在煉鐵后爐外脫磷等，這些脫磷技術還處于探索階段，而且在設備、成本、能源、投資、效率、環(huán)保等方面都存在許多問題。雖然不同種類的酸也是一種比較強烈的溶解劑，但是采用酸法處理赤鐵礦時，由于鐵礦粉顆粒較小，而且為氧化物，因此對酸類反應敏感，在酸溶劑溶膠過程中鐵同時被溶解，造成鐵成分流失。顯然，用酸處理不能達到除硅脫磷同時保留鐵礦中鐵含量的目的，并且，酸處理還存在嚴重環(huán)境污染問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種對赤鐵礦石，尤其是高磷赤鐵礦石的脫磷劑。本發(fā)明人經研究現(xiàn)發(fā)現(xiàn)通過對植物油或植物油經處理的殘余物進行處理，可得到一種油脂混合物，該油脂混合物可有效脫除赤鐵礦石中的膦及其中的二氧化硅。本發(fā)明基于以上結果現(xiàn)以完成。
本發(fā)明第一方面涉及一種用于赤鐵礦的脫(除)磷劑，其包括50-90％油脂，4-20％以C18硬脂酸鈉計的脂肪酸鹽，2-15％游離有機酸。
本發(fā)明還涉及制備脫磷劑的方法，其包括對植物油或經處理的植物油殘余物進行如下處理a)用含脂肪酶的微生物進行處理，或b)用脂肪酶進行處理，或c)用酸進行處理，或d)用堿進行處理。
本發(fā)明還涉及50-90％油脂，4-20％以C18硬脂酸鈉計的脂肪酸鹽和2-15％游離有機酸在制備用于赤鐵礦脫磷的脫磷劑中用途。
根據本發(fā)明，本發(fā)明中“％”是指重量％。
根據本發(fā)明，本發(fā)明中植物油舉例講有大豆油、棉籽油、花生油、棕櫚油、椰子油、菜籽油、玉米油、葵花籽油、橄欖油、葡萄籽油或核桃油，優(yōu)選大豆油、棉籽油或花生油。
根據本發(fā)明，本發(fā)明中含脂肪酶微生物舉例講有少孢根霉、脆假單孢菌、銅綠假單孢菌、黑曲霉、戴爾根霉、日本根霉或半根霉。
根據本發(fā)明，本發(fā)明中脂肪酶舉例講有工業(yè)脂肪酶或含脂肪酶微生物的發(fā)酵粗脂肪酶提取液。
根據本發(fā)明，本發(fā)明制備脫磷劑方法中所用酸舉例講有鹽酸、硫酸；所用堿舉例講有碳酸氫鈉(鉀)，碳酸鈉(鉀)或氫氧化鈉(鉀)。
根據本發(fā)明，本發(fā)明油脂、脂肪酸鹽及游離有機酸的檢測方法，是根據國家關于植物來源油脂分析檢測方法和標準，采用如下測定方法①油脂含量測定按國際植物油脂測定方法進行。
②脂肪酸測定方法提取油脂，并在三氟化硼存在下，進行甘油脂的皂化和游離脂肪酸的酯化，然后進氣相色譜儀，用面積歸一化法測其組成。
③脂肪酸鹽測定按國際方法，以C18硬脂酸鈉計量。
根據本發(fā)明，本發(fā)明脫磷劑優(yōu)選含10-85％油脂，5-15％脂肪酸鹽(以C18硬脂酸計)，5-10％游離有機酸。
本發(fā)明的脫磷劑在有效脫除赤鐵礦礦石中磷的同時，還可同時有效降低赤鐵礦石中的硅含量。例如，赤鐵礦礦原礦粉中Fe含量45-48％，磷含量0.8-2.0％，二氧化硅含量14-22％，經本發(fā)明脫磷劑處理后，處理后的赤鐵礦礦粉成分為Fe60-63％、P0.1-0.3％、SiO23-4.6％。
根據本發(fā)明，本發(fā)明微生物處理法包括將植物油或其提取食品油后的油脂殘余物(大型榨油廠的大豆、棉籽、花生等來源的的產品)，加入生物反應器中，加入占20-50％油脂體積的含1-5％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至60-75℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至35℃左右，加入10％油脂體積的經誘變育種的黑曲霉菌的對數生長期的培養(yǎng)液，發(fā)酵3-8小時，反應過程中，當監(jiān)測油脂含量達70-85％；脂肪酸鹽含量達(以C18硬脂酸鈉計)5-15％；游離有機酸含量達5-10％時，冷卻、凝固。除去水相，即得脫磷劑。此脫磷劑不溶于水、乙醇、使用時加溫熔化。
本發(fā)明酶處理法包括將植物油或其提取食品油后的油脂殘余物(大型榨油廠的大豆、棉籽、花生等來源的的產品)，加入生物反應器中，加入20-50％油脂體積的含1-5％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至60-75℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至35℃左右，加入10％油脂體積的工業(yè)脂肪酶或微生物的粗提脂肪酶液(脂肪酶濃度為500～2000u/L)后開始反應。在30℃±10℃反應溫度條件下，攪拌反應12-24小時。反應過程中，監(jiān)測油脂含量達70-85％、脂肪酸鹽含量達(以C18硬脂酸鈉計)4-15％、游離有機酸含量達3-10％，優(yōu)選含量是3-8％范圍時，除去水相，甩干、冷卻、凝固。即得高效除硅脫磷劑。此劑不溶于水、乙醇、使用時加溫熔化。
本發(fā)明酸催化法包括將植物油或其提取食品油后的油脂殘余物(大型榨油廠的大豆、棉籽、花生等來源的的產品)，加入生物反應器中，加入20-50％油脂體積的含1-5％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至60-75℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至65-80℃左右，加入5％油脂體積的工業(yè)鹽酸溶液(每100公斤油脂加31％工業(yè)鹽酸1.6-6.3公斤)后開始反應。在65-80℃℃反應溫度條件下，攪拌反應4-8小時。反應過程中，監(jiān)測含量達70-85％、脂肪酸鹽含量達(以C18硬脂酸鈉計)4-15％、游離有機酸含量達3-10％時，冷卻、除去水相，甩干、凝固。即得高效除硅脫磷劑。此劑不溶于水、乙醇、使用時加溫熔化。
本發(fā)明堿催化法包括將植物油或其提取食品油后的油脂殘余物(大型榨油廠的大豆、棉籽、花生等來源的的產品)，加入生物反應器中，加入20-50％油脂體積的含1-5％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至60-75℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至65-80℃左右，加入5％油脂體積的工業(yè)純堿溶液(每100公斤油脂加工業(yè)純堿1.5-5.6公斤)后開始反應。在45-60℃℃反應溫度條件下，攪拌反應4-8小時。反應過程中，監(jiān)測含量達70-85％、脂肪酸鹽含量達(以C18硬脂酸鈉計)4-15％、游離有機酸含量達3-10％時，調節(jié)pH至3-5，冷卻、除去水相，甩干、凝固。即得高效除硅脫磷劑。此劑不溶于水、乙醇、使用時加溫熔化。
本發(fā)明優(yōu)選利用植物油提取食品油后的油脂殘余物油脂再生、轉化而成，其原料充足，生產成本低，經過測試，脫磷率達到54～75％，生產的赤鐵礦精礦粉含磷量控制在0.3％以下，達到了國家行業(yè)規(guī)定的二級標準，值得強調的是用該脫磷劑對環(huán)境無影響，特別尾水正常潔凈，對環(huán)境無污染，是一種高效、節(jié)能、利于環(huán)保的產品。
具體實施方案下面的實施例用于進一步描述本發(fā)明，但其不意味著對本發(fā)明的任何限制。
實施例1取植物油提取食品油后的油脂殘余物100公斤，加入生物反應器中，加入30公斤3％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至68℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至35℃左右，加入10升經誘變育種的黑曲霉菌的對數生長期的培養(yǎng)液，發(fā)酵6小時，反應過程中，監(jiān)測油脂含量達85％、脂肪酸鹽含量達(以C18硬脂酸鈉計)8％、游離有機酸含量達6％。冷卻、凝固。除去水相，即得脫磷劑。
實施例2取花生提取食品油后的油脂殘余物150公斤，加入生物反應器中，加入50公斤5％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至70℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至35℃左右，加入15公斤工業(yè)脂肪酶(脂肪酶濃度為1500u/L)后開始反應。在35℃反應溫度條件下，攪拌反應20小時。反應過程中，監(jiān)測油脂含量達80％、脂肪酸鹽含量達(以C18硬脂酸鈉計)10％、游離有機酸含量達6％。除去水相，甩干、冷卻、凝固。即得高效除硅脫磷劑。此劑不溶于水、乙醇、使用時加溫熔化。
實施例3將棉籽油提取食品油后的油脂殘余物100公斤，加入生物反應器中，升溫至70℃左右，加入5升31％工業(yè)鹽酸后開始反應。在75℃反應溫度條件下，攪拌反應6小時。反應過程中，監(jiān)測油脂含量達78％、脂肪酸鹽含量達(以C18硬脂酸鈉計)5％、游離有機酸含量達8％時，冷卻、除去水相，甩干、凝固。即得高效除硅脫磷劑。
實施例4取棉籽總油脂提取食品油后的油脂殘余物200公斤，加入生物反應器中，加入80公斤4％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至70℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至75℃左右，加入6.5公斤工業(yè)純堿溶液后開始反應。在55℃反應溫度條件下，攪拌反應4小時。反應過程中，監(jiān)測油脂含量達75％；脂肪酸鹽含量達(以C18硬脂酸鈉計)12％、游離有機酸含量達5％時，冷卻、除去水相，甩干、凝固。即得高效除硅脫磷劑。
實施例5實施例1脫磷劑在赤鐵礦礦石中的脫磷效果赤鐵礦礦石來源湖北秭歸，用脫磷劑處理，礦石預先粉碎成180-200目礦石顆粒。脫磷劑為實施例1制備的脫磷劑。脫磷劑與鐵礦石重量比例為0.37％。用實施例1脫磷劑對上述礦石進行處理，測礦石處理前后的Fe和P含量，結果見下表樣品測試單位國土資源部中南礦產資源監(jiān)督檢測中心；

實施例6實施例2脫磷劑的脫磷效果按實施例5中方法，只是礦石來源為湖北五峰脫。磷劑為實施例4制備的，脫磷劑與鐵礦重量比例為0.4％。結果見下表樣品測試單位國土資源部中南礦產資源監(jiān)督檢測中心；

實施例7脫磷劑的脫磷效果礦石來源湖北長陽；脫磷劑為按實施例2酶法制備的油脂含量為86％、脂肪酸鹽含量為(以C18硬脂酸鈉計)5％、游離有機酸含量為4％的脫磷劑，礦石按實施例5中處理，脫磷劑與鐵礦重量比例為0.36％。結果見下表樣品測試單位國土資源部中南礦產資源監(jiān)督檢測中心；

實施例8由堿法制得的脫磷劑的脫磷效果礦石來源湖北秭歸；脫磷劑為油脂含量為80％、脂肪酸鹽含量為(以C18硬脂酸鈉計)9％、游離有機酸含量為5％的脫磷劑)。按實施例5所述處理礦石，脫磷劑與鐵礦重量比例為0.4％。結果見下表。
樣品測試單位；武漢鋼鐵集團開圣科技有限責任公司

上述試驗結果的P分解剔除率達到54％-60％，P含量已控制在0.3％的標準以下；Si分選率達到60％以上，F(xiàn)e品位富集增加18％。生產出的精赤鐵礦礦粉Fe品位達到64％、P含量0.2-0.24％，其指標均達到鋼鐵工業(yè)原料的TFe二級(≥62％)；PII級標準(0.20-0.40％)。
權利要求
1.一種脫磷劑，其包括油脂50-90％，脂肪酸鹽(以C18硬脂酸鈉計)4-20％，游離有機酸2-15％。
2.權利要求1的脫磷劑，其中油脂含量70-85％，脂肪酸鹽含量5-15％，游離有機酸含量5-10％。
3.權利要求1或2的脫磷劑，其是用于脫除赤鐵礦中磷的脫磷劑。
4.權利要求3的脫磷劑，所述脫磷劑還有效脫除赤鐵礦礦石中的二氧化硅。
5.制備權利要求1的脫磷劑的方法，其包括a)用含脂肪酶的微生物進行處理，或b)用脂肪酶進行處理，或c)用酸進行處理，或d)用堿進行處理。
6.權利要求5所述的方法，其中植物油來源包括大豆、棉籽、花生、棕櫚、椰子、菜籽、玉米、葵花籽、橄欖、葡萄籽、核桃等，優(yōu)選來源是大豆、棉籽、花生。
7.權利要求5所述的方法，其中用于發(fā)酵的含脂肪酶微生物有少孢根霉、脆假單孢菌、銅綠假單孢菌、黑曲霉、戴爾根霉、日本根霉和米根霉等；用于發(fā)酵的脂肪酶為工業(yè)脂肪酶或上述微生物發(fā)酵粗脂肪酶提取液；采用的酸包括鹽酸、硫酸；采用的堿包括碳酸氫鈉(鉀)，碳酸鈉(鉀)或氫氧化鈉(鉀)。
8.油脂50-90％，脂肪酸鹽(以C18硬脂酸鈉計)4-20％，游離有機酸2-15％在制備用于脫除赤鐵礦礦石中磷的脫磷劑中的用途。
9.權利要求8的用途，其中所述脫磷劑還有效脫除赤鐵礦中的二氧化硅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于赤鐵礦選礦的脫磷劑及其制備方法。本發(fā)明所要求脫磷劑包括50－90％的油脂，以C
文檔編號C22B1/00GK101078048SQ20061008155
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月26日 優(yōu)先權日2006年5月26日
發(fā)明者黃林森, 邵金堤 申請人:湖北宜昌林森實業(yè)有限公司