本發(fā)明涉及磷礦浮選捕收劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種植物脂肪酸皂-酒石酸烴基酯復(fù)配型磷礦浮選捕收劑的制備方法。
背景技術(shù)：
磷礦是生產(chǎn)磷肥、精細磷化工產(chǎn)品必不可少的基礎(chǔ)原料，是我國重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源。我國磷礦資源儲量豐富，但多為含磷量較低的中低品位磷礦，可直接利用的高品位磷礦石僅能維持十多年開采。中低品位膠磷礦由于各種礦物嵌鑲關(guān)系復(fù)雜、嵌布粒度細、解離性差，同時硅酸鹽、碳酸鹽礦物含量高等特點，其開發(fā)利用屬于世界性難題。
在磷礦浮選過程中，現(xiàn)有的捕收劑存在選擇性低、低溫浮選效果差、需要加溫浮選及浮選藥劑用量大等缺點，導(dǎo)致選礦成本較高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有膠磷礦浮選捕收劑存在的上述問題，針對我國磷礦資源的實際情況，開發(fā)了一種新型植物脂肪酸皂-酒石酸烴基酯復(fù)配型磷礦浮選捕收劑，該捕收劑具有制備方法較為簡單、原料廉價易得、使用方便、浮選效果好等優(yōu)點。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：
一種植物脂肪酸皂-酒石酸烴基酯復(fù)配型磷礦浮選捕收劑的制備方法，包括以下步驟：a以烴基醇和酒石酸為原料，進行酯化反應(yīng)得酒石酸烴基酯表面活性劑；b以植物脂肪酸為原料進行皂化反應(yīng)得植物脂肪酸皂；c將酒石酸烴基酯表面活性劑和植物脂肪酸皂混合均勻即得。
上述方案中，所述烴基醇包含碳鏈為8-16的烷基醇和烯烴醇。
上述方案中，原料烴基醇和酒石酸的摩爾比為5:4-2，酯化反應(yīng)溫度為140-180℃，反應(yīng)時間為45-120min，反應(yīng)完成后將溶液降溫至70-90℃。
上述方案中，皂化反應(yīng)所使用的堿為氫氧化鈉水溶液，溶質(zhì)氫氧化鈉與植物脂肪酸的質(zhì)量比為1:5，皂化反應(yīng)溫度為70-90℃，皂化反應(yīng)時間為20-30min。
上述方案中，酒石酸烴基酯表面活性劑和植物脂肪酸皂的質(zhì)量比為1:1-5，兩者混合后加熱至70-90℃攪拌10-20min。
優(yōu)選的，步驟a中以摩爾比為2:1的十二醇和酒石酸為原料，在160℃酯化反應(yīng)60min得酒石酸十二酯，降溫至85℃?zhèn)溆茫徊襟Eb中氫氧化鈉與植物脂肪酸按照1:5的質(zhì)量比在85℃皂化反應(yīng)20min，冷卻后獲得植物脂肪酸皂；步驟c中酒石酸十二酯與植物脂肪酸皂質(zhì)量比為1:5，混合后加熱至85℃，攪拌20min。
與現(xiàn)有捕收劑相比，本發(fā)明提供的復(fù)配型磷礦浮選捕收劑具有以下有益效果：
(1)植物脂肪酸皂-酒石酸烴基酯二者復(fù)配使用，由于酒石酸與烴基醇酯化產(chǎn)物有單酯和雙酯的存在，使其在較廣的pH范圍內(nèi)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)異的分散、增溶、增稠及潤滑作用，對脂肪酸皂捕收劑有增效作用，明顯提高了對磷的選擇性，降低了浮選的溫度，浮選效率更高。
(2)原料易購，價格低廉，在生產(chǎn)過程中完全不必考慮酯化所產(chǎn)生的單酯、雙酯的量，生產(chǎn)路線簡單、生產(chǎn)過程安全、無刺激性氣味，降低了選礦成本，克服現(xiàn)有技術(shù)前述的不足。
具體實施方式
為使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員充分理解本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果，以下結(jié)合具體實施例進行進一步充分說明。
植物脂肪酸皂-酒石酸烴基酯復(fù)配型磷礦浮選捕收劑的制備方法，包括以下步驟：首先按照摩爾比5:4-2的比例使烴基醇和酒石酸在140-180℃進行酯化反應(yīng)45-120min得酒石酸烴基酯表面活性劑；接著按照1:1的質(zhì)量比使植物脂肪酸與質(zhì)量濃度為20％的氫氧化鈉水溶液在70-90℃進行皂化反應(yīng)20-30min得植物脂肪酸皂；最后按照1:1-5的質(zhì)量比將酒石酸烴基酯表面活性劑和植物脂肪酸皂混合均勻，加熱至70-90℃攪拌反應(yīng)10-20min即得。上述過程涉及到的化學(xué)反應(yīng)主要包括：
①烴基醇與酒石酸的酯化反應(yīng)
ROH+HOOCCH(OH)CH(OH)COOH→HOOCCH(OH)CH(OH)COOR
其中ROH為8-16碳鏈的烷基醇或烯烴醇，這是由于碳鏈低于8的醇表面活性不足，而碳鏈大于16的醇水溶性較差。
②植物脂肪酸和氫氧化鈉皂化反應(yīng)
RCOOH+NaOH→RCOONa+H2O。
實施例1
1)稱取十二醇12.4g和酒石酸4.0g(摩爾比約5:2)置于燒瓶中，將燒瓶放入帶磁力攪拌的恒溫油浴鍋中，開啟攪拌并升溫至160℃，進行酯化反應(yīng)。反應(yīng)60min，得到酒石酸十二酯，降溫至70℃?zhèn)溆谩?/p>
2)稱取植物脂肪酸100g于燒杯中，加熱，溫度控制在70℃，稱取新配制的100g質(zhì)量濃度為20％氫氧化鈉溶液，溫度控制在70℃，開始攪拌并緩慢向植物脂肪酸中加入氫氧化鈉溶液。皂化反應(yīng)溫度控制在70℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20min，冷卻后獲得植物脂肪酸皂。
3)再稱取獲得的植物脂肪酸皂10g和酒石酸十二酯10g(質(zhì)量比1:1)于燒杯中，加熱，溫度控制在70℃，攪拌混勻，攪拌時間20min，冷卻后獲得植物脂肪酸皂-酒石酸十二酯復(fù)配捕收劑。
實施例2
1)稱取十二醇9.92g和酒石酸4g(摩爾比約2:1)于燒瓶中，將燒瓶放入帶磁力攪拌的恒溫油浴鍋中，開啟攪拌并升溫至160℃，進行酯化反應(yīng)。反應(yīng)60min，得到酒石酸十二酯，降溫至85℃?zhèn)溆谩?/p>
2)稱取植物脂肪酸100g于燒杯中，加熱，溫度控制在85℃，稱取新配制的100g質(zhì)量濃度為20％氫氧化鈉溶液，溫度控制在85℃，開始攪拌并緩慢向植物脂肪酸中加入氫氧化鈉溶液，皂化反應(yīng)溫度控制在85℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20min，冷卻后獲得植物脂肪酸皂。
3)再稱取獲得的植物脂肪酸皂20g和酒石酸十二酯4g(質(zhì)量比5:1)于燒杯中，加熱，溫度控制在85℃，攪拌混勻，攪拌時間20min，冷卻后獲得植物脂肪酸皂-酒石酸十二酯復(fù)配捕收劑。
實施例3
1)稱取十二醇9.92g和酒石酸4g(摩爾比約2:1)于燒瓶中，將燒瓶放入帶磁力攪拌的恒溫油浴鍋中，開啟攪拌并升溫至180℃，進行酯化反應(yīng)。反應(yīng)45min，得到酒石酸十二酯，降溫至90℃?zhèn)溆谩?/p>
2)稱取植物脂肪酸100g于燒杯中，加熱，溫度控制在90℃，稱取100g質(zhì)量濃度20％氫氧化鈉溶液，溫度控制在90℃，開始攪拌并緩慢向植物脂肪酸中加入氫氧化鈉溶液，皂化反應(yīng)溫度控制在90℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)30min，冷卻后獲得植物脂肪酸皂。
3)再稱取獲得的植物脂肪酸皂20g和酒石酸十二酯4g(質(zhì)量比5:1)于燒杯中，加熱，溫度控制在90℃，攪拌混勻，攪拌時間10min，冷卻后獲得植物脂肪酸酒石酸皂-十二酯復(fù)配捕收劑。
實施例4
1)稱取十二醇12.4g和酒石酸8g(摩爾比約5:4)于燒瓶中，將燒瓶放入帶磁力攪拌的恒溫油浴鍋中，開啟攪拌并升溫至140℃，進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)120min，得到酒石酸十二酯，降溫至85℃?zhèn)溆茫?/p>
2)稱取植物脂肪酸100g于燒杯中，加熱，溫度控制在85℃，稱取100g質(zhì)量濃度20％的氫氧化鈉溶液，溫度控制在85℃，開始攪拌并緩慢向植物脂肪酸中加入氫氧化鈉溶液，皂化反應(yīng)溫度控制在85℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20min，冷卻后獲得植物脂肪酸皂。
3)再稱取獲得的植物脂肪酸皂20g和酒石酸十二酯4g(質(zhì)量比5:1)于燒杯中，加熱，溫度控制在85℃，攪拌混勻，攪拌時間20min，冷卻后獲得植物脂肪酸皂-酒石酸-十二酯復(fù)配捕收劑。
實施例5
1)稱取正辛醇6.94g和酒石酸4g(摩爾比約2:1)于燒瓶中，將燒瓶放入帶磁力攪拌的恒溫油浴鍋中，開啟攪拌并升溫至160℃，進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)120min，得到酒石酸正辛酯，降溫至85℃?zhèn)溆茫?/p>
2)稱取植物脂肪酸100g于燒杯中，加熱，溫度控制在85℃，稱取100g質(zhì)量濃度20％的氫氧化鈉溶液，溫度控制在85℃，開始攪拌并緩慢向植物脂肪酸中加入氫氧化鈉溶液，皂化反應(yīng)溫度控制在85℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20min，冷卻后獲得植物脂肪酸皂。
3)再稱取獲得的植物脂肪酸皂20g和酒石酸正辛酯4g(質(zhì)量比5:1)于燒杯中，加熱，溫度控制在80℃，攪拌混勻，攪拌時間20min，冷卻后獲得植物脂肪酸皂-酒石酸-正辛酯復(fù)配捕收劑。
實施例6
1)稱取十六醇12.9g和酒石酸4g(摩爾比約2:1)于燒瓶中，將燒瓶放入帶磁力攪拌的恒溫油浴鍋中，開啟攪拌并升溫至160℃，進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)120min，得到酒石酸十六酯，降溫至85℃?zhèn)溆茫?/p>
2)稱取植物脂肪酸100g于燒杯中，加熱，溫度控制在85℃，稱取100g質(zhì)量濃度20％的氫氧化鈉溶液，溫度控制在85℃，開始攪拌并緩慢向植物脂肪酸中加入氫氧化鈉溶液，皂化反應(yīng)溫度控制在85℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)20min，冷卻后獲得植物脂肪酸皂。
3)再稱取獲得的植物脂肪酸皂20g和酒石酸十六酯4g(質(zhì)量比5:1)于燒杯中，加熱，溫度控制在80℃，攪拌混勻，攪拌時間20min，冷卻后獲得植物脂肪酸皂-酒石酸-十六酯復(fù)配捕收劑
為了進一步驗證本發(fā)明實施例1-6制備的復(fù)配型磷礦浮選捕收劑的性能，采用原礦品位為21.7％左右的四川某磷礦進行了浮選對比試驗，浮選溫度為20℃，在相同藥劑用量(碳酸鈉用量為6Kg/t、硅酸鈉用量為2Kg/t、捕收劑用量為0.6Kg/t)及磨礦細度(-0.074mm含量為92.6％)的條件下經(jīng)一次粗選結(jié)果如下：
上述浮選結(jié)果表明：由于捕收劑中引入了酯基和羧基(陰離子型表面活性劑)以及多元羥基基團，屬于混合型表面活性劑，所以它在浮選方面比某些單一表面活性劑優(yōu)越。由于多個親水極性基團的引入，與原料棉油酸相比，非離子型和陰離子型混合型植物脂肪酸皂-酒石酸烴基酯浮選劑具有較好的溶解性、分散性和抗硬性，常溫浮選效果較好，捕收能力強，經(jīng)過粗選所得磷精礦品位較高，回收率也較高，選礦效果有較大改善。