陰離子捕收劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種陰離子捕收劑，主要由以下重量份原料制成：石油磺酸鈉25～30份，地溝油20～25份，三乙醇胺2～3份，鄰苯二甲酸二甲酯3～4份，pH值為10的水35～40份。獲得的陰離子捕收劑，成功以石油磺酸鈉和地溝油兩種成本低廉的廢棄副產(chǎn)品作為主原料，極大降低了陰離子捕收劑的成本，更提高了磷捕收率，可使磷尾礦經(jīng)本發(fā)明的陰離子捕收劑浮選后殘存的磷品位降至極低，高效回收尾礦中的磷。本發(fā)明的制備方法不需對(duì)原料進(jìn)行分離、純化處理，反應(yīng)產(chǎn)物均用作陰離子捕收劑，無(wú)廢棄物，反應(yīng)溫度要求低，不僅有效利用了廢棄資源，還能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，適于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】
陰離子捕收劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及浮選礦石技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種陰離子捕收劑，以及該陰離子捕收 劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦石的開(kāi)采主要采用浮選工藝，即利用礦物表面潤(rùn)濕性的差異對(duì)礦物進(jìn)行分離， 在浮選工藝中，通常使用浮選藥劑來(lái)改變礦物表面物理化學(xué)性質(zhì)或創(chuàng)造條件調(diào)節(jié)礦物的可 浮性，按作用機(jī)理可將浮選藥劑分為三類，即捕收劑、起泡劑和調(diào)節(jié)劑，其中捕收劑決定礦 物的可浮性，因此在浮選工藝中占有舉足輕重的地位。捕收劑按分子結(jié)構(gòu)，可以分為極性捕 收劑和非極性捕收劑，其中極性捕收劑根據(jù)藥劑在水溶液中的解離性質(zhì)，可分為離子型和 非離子型，而離子型捕收劑又根據(jù)起捕收作用的疏水離子的電性，分為陰離子型、陽(yáng)離子型 以及兩性捕收劑。
[0003] 磷鐵礦，主要用做工業(yè)生產(chǎn)磷化肥或煉鐵的原料，以前作為廢礦難以利用，后經(jīng)技 術(shù)突破才開(kāi)始大量礦業(yè)利用。磷鐵礦的開(kāi)采一般先經(jīng)鐵(磁)選將鐵分離，剩下含磷尾礦，尾 礦中磷品味一般較低，約為3%~7%，由于磷尾礦中磷的含量低，如不能將浮選后磷尾礦中 的磷降到1.2%以下將造成資源的浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)效益的損失。因此在對(duì)磷尾礦浮選時(shí)對(duì)捕收 劑的要求較高。磷浮選多使用陰離子捕收劑，常用的陰離子捕收劑原料來(lái)源于動(dòng)植物油脂 以及石油化工產(chǎn)品，受有限資源使用量增加的影響，原料價(jià)格持續(xù)上漲，致使陰離子捕收劑 生產(chǎn)成本提高，從而制約對(duì)磷尾礦的有效回收。
[0004] 為降低陰離子捕收劑的價(jià)格，人們嘗試將廢棄副產(chǎn)品作為原料開(kāi)發(fā)新的陰離子捕 收劑，應(yīng)用于礦石的浮選工藝中。地溝油，泛指在生活中存在的各類劣質(zhì)油，主要有三個(gè)來(lái) 源:一是將下水道中的油膩漂浮物或者將賓館、酒樓的剩飯、剩菜經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單加工、提煉出的 油；二是劣質(zhì)豬肉、豬內(nèi)臟、豬皮加工以及提煉后產(chǎn)出的油;三是用于油炸食品的油使用超 過(guò)一定次數(shù)后，再被重復(fù)使用或往其中添加一些新油后重新使用的油。因地溝油對(duì)人體的 危害極大，已被明令禁止用于餐飲，作為餐飲廢棄品，現(xiàn)在一般用于低附加值產(chǎn)品的生產(chǎn)如 生物柴油、飼料油等。中國(guó)專利申請(qǐng)CN102179311A公開(kāi)了一種地溝油制備陰離子捕收劑，將 地溝油用于礦石浮選，極大降低了陰離子捕收劑的原料成本，但地溝油成份復(fù)雜，雜質(zhì)含量 高，所以對(duì)地溝油的皂化處理流程繁雜，而且獲得的捕收劑在選擇性和捕收率方面都不盡 如人意。石油磺酸鈉，是石化行業(yè)在煉油過(guò)程中生產(chǎn)的一種副產(chǎn)品，因沒(méi)有有效的利用途徑 而造成該產(chǎn)品的大量積壓，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。中國(guó)專利申請(qǐng)CN103920596A公開(kāi)了 一種膠磷礦組合浮選捕收劑，以石油磺酸鈉與油酸皂、脂肪酸多元醇酯作為原料制備捕收 劑，但該捕收劑需以純度高的油酸皂作為主原料，產(chǎn)品成本高，不適于磷尾礦的應(yīng)用。雖然 現(xiàn)有技術(shù)中均已將地溝油、石油磺酸鈉兩種物質(zhì)分別單獨(dú)用作捕收劑的原料，但由于兩物 質(zhì)都屬于廢棄副產(chǎn)品，雜質(zhì)多，成分復(fù)雜，而且物質(zhì)比重差異大，兩物質(zhì)混合時(shí)存在無(wú)法相 容，并且導(dǎo)致各自作用產(chǎn)生抵銷反而降低了捕收效果，無(wú)法共同用做捕收劑的原料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種陰離子捕收劑，以成本低廉的 廢棄物石油磺酸鈉和地溝油作為主原料，獲得可提高磷捕收率，進(jìn)一步降低磷品位的陰離 子捕收劑，并針對(duì)磷鐵礦經(jīng)鐵浮選后得到的含磷尾礦，有效回收尾礦中的磷。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的陰離子捕收劑，主要由以下重量份原料制成:石油磺酸 鈉25~30份，地溝油20~25份，三乙醇胺2~3份，鄰苯二甲酸二甲酯3~4份，pH值為10的水 35~40份。
[0007]本發(fā)明的陰離子捕收劑，根據(jù)磷鐵礦經(jīng)鐵浮選后得到的含磷尾礦的性能，以石油 磺酸鈉和地溝油兩種成本低廉的廢棄副產(chǎn)品作為主原料，針對(duì)石油磺酸鈉與地溝油混合后 存在分層、不相容的問(wèn)題，通過(guò)選用三乙醇胺與鄰苯二甲酸二甲酯兩種表面活性劑作為石 油磺酸鈉與地溝油的協(xié)調(diào)因子，先通過(guò)復(fù)配使各原料間充分融合，再利用原料間的皂化反 應(yīng)，從而生成均勻半透明的陰離子捕收劑，使石油磺酸鈉與地溝油發(fā)揮兩者的協(xié)同作用，不 僅極大降低了陰離子捕收劑的成本，更提高了磷捕收率，使磷尾礦經(jīng)本發(fā)明的陰離子捕收 劑浮選后殘存的磷品位降至極低，可高效回收尾礦中的磷。
[0008] 作為對(duì)上述方式的限定，石油磺酸鈉28份，地溝油23.8份，三乙醇胺2.7份，鄰苯二 甲酸二甲酯3.5份，pH值為10的水40份。
[0009] 作為對(duì)上述方式的限定，所述陰離子捕收劑的原料還包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸 鈉2~3份。
[0010] 作為對(duì)上述方式的限定，所述陰離子捕收劑的原料還包括α-磺基脂肪酸甲酯鈉鹽 2~3份。
[0011] 在上述原料配方的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加入表面活性劑脂肪醇聚氧乙稀醚硫酸鈉 (AES)或α-磺基脂肪酸甲酯鈉鹽(MES)，可以使獲得的陰離子捕收劑性能更好。
[0012] 同時(shí)，本發(fā)明還提供了如上所述的陰離子捕收劑的制備方法，包括以下步驟：
[0013]先將地溝油攪拌升溫至35~38°C，然后加入石油磺酸鈉，繼續(xù)攪拌升溫至55~58 °C，再依次加入三乙醇胺和鄰苯二甲酸二甲酯，不斷攪拌，控制溫度不超過(guò)60°C，待各原料 充分融合成均勻溶液后，加入溫度為40 ± 2°C的pH值為10的水，邊攪拌邊加熱，控制溫度在 65°C~80°C下進(jìn)行皂化反應(yīng)20~30分鐘，然后調(diào)pH至7.5±0.1，降至室溫，得到陰離子捕收 劑。
[0014] 制備過(guò)程中各原料的混合順序?qū)τ陉庪x子捕收劑的制備至關(guān)重要，各原料的添加 順序必須按既定順序加入以保證先加入的兩種原料反應(yīng)后生成的物質(zhì)再與下一種原料進(jìn) 行反應(yīng)，在各原料充分融合的前提下，進(jìn)一步控制溫度進(jìn)行皂化反應(yīng)，待反應(yīng)完成，最后還 需要嚴(yán)格調(diào)控產(chǎn)物的PH，以避免制備的陰離子捕收劑出現(xiàn)分層問(wèn)題。本發(fā)明的制備方法中 各條件因素是相互影響相互制約的，只有各條件因素達(dá)到協(xié)調(diào)，才能獲得可發(fā)揮石油磺酸 鈉與地溝油協(xié)同作用的陰離子捕收劑，否則原料混合后會(huì)生成黑色粘稠廢棄物或造成產(chǎn)品 分層，無(wú)法應(yīng)用于磷尾礦浮選。此外，本發(fā)明的制備過(guò)程不需對(duì)原料進(jìn)行分離、純化處理，而 且反應(yīng)中無(wú)廢棄物，反應(yīng)溫度要求低，不僅有效利用了廢棄資源，還能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效 益，適于大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。
[0015] 作為對(duì)上述方式的限定，所述制備方法中，在皂化反應(yīng)完成后未調(diào)pH前再加入脂 肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉或α-磺基脂肪酸甲酯鈉鹽，然后攪拌均勻，調(diào)pH至7.5 ±0.1，降至室 溫，得到陰離子捕收劑。
[0016] 作為對(duì)上述方式的限定，所述pH值為10的水通過(guò)向水中加入氫氧化鈉制得。
[0017] 作為對(duì)上述方式的限定，所述加熱方式采用間接蒸汽加熱。
[0018] 采用間接蒸汽加熱方式，避免因原料直接受熱造成局部受熱過(guò)大而影響產(chǎn)物性 能。
[0019] 綜上所述，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，獲得的陰離子捕收劑，成功以石油磺酸鈉和地 溝油兩種成本低廉的廢棄副產(chǎn)品作為主原料，解決了石油磺酸鈉與地溝油混合后存在分 層、不相容的問(wèn)題，極大降低了陰離子捕收劑的成本，更提高了磷捕收率，可使磷尾礦經(jīng)本 發(fā)明的陰離子捕收劑浮選后殘存的磷品位降至極低，高效回收尾礦中的磷。本發(fā)明的制備 方法不需對(duì)原料進(jìn)行分離、純化處理，反應(yīng)產(chǎn)物均用作陰離子捕收劑，無(wú)廢棄物，反應(yīng)溫度 低，不僅有效利用了廢棄資源，還能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，適于工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí) 施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0021 ]圖1為本發(fā)明實(shí)施例二所述的浮選試驗(yàn)流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】 [0022] 實(shí)施例一
[0023]本實(shí)施例涉及本發(fā)明所述的陰離子捕收劑及其制備。
[0024]制備方法如下：將原料按既定順序加入，先將地溝油攪拌升溫至35~38°C，然后加 入石油磺酸鈉，繼續(xù)攪拌升溫至55~58 °C，再依次加入三乙醇胺和鄰苯二甲酸二甲酯，不斷 攪拌，控制溫度不超過(guò)60°C，待各原料充分融合成均勻溶液后，加入溫度為40± TC的pH值 為10的水，邊攪拌邊加熱，控制溫度在65 °C~80 °C下進(jìn)行皂化反應(yīng)20~30分鐘，待反應(yīng)至物 料呈半透明狀，再加入表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)或α-磺基脂肪酸甲酯鈉 鹽(MES)，然后再攪拌lOmin至均勻后，調(diào)pH至7.5±0.1，降至室溫，得到陰離子捕收劑。所述 各原料配比如下表所示：
[0025]
[0026] 按上述原料配比及制備方法制備陰離子捕收劑，將獲得的陰離子捕收劑用于后續(xù) 實(shí)施例。
[0027]實(shí)施例二
[0028]本實(shí)施例涉及本發(fā)明所述的陰離子捕收劑的性能評(píng)價(jià)。
[0029] 將實(shí)施例一的陰離子捕收劑用于對(duì)磷鐵礦經(jīng)鐵浮選后得到的含磷尾礦進(jìn)行浮選， 浮選操作步驟如下：
[0030] (1)對(duì)某礦業(yè)現(xiàn)場(chǎng)磷鐵礦經(jīng)浮選之后的含磷尾礦取其礦漿，濕式混勻后分成若干 份，并化驗(yàn)其含磷品位；
[0031] (2)利用實(shí)驗(yàn)室1.5L浮選機(jī)，粗選、掃選葉輪轉(zhuǎn)速調(diào)至2000轉(zhuǎn)/分，精選葉輪轉(zhuǎn)速調(diào) 至1500轉(zhuǎn)/分；
[0032] (3)按照?qǐng)D1所示的試驗(yàn)流程及順序加藥，形成閉路試驗(yàn)流程;其中粗選、掃選浮選 時(shí)間為3min，精一浮選時(shí)間為2min，精二、精三浮選時(shí)間均為1.5min;
[0033] (4)捕收劑濃度10%，捕收劑在水浴恒溫下加熱至70°，保證藥劑充分溶解;水玻璃 濃度5%，水玻璃模數(shù)3.2;保證試驗(yàn)過(guò)程在常溫下進(jìn)行;其中捕收劑按照實(shí)施例1.1~1.5作 為試驗(yàn)變量，水玻璃用量、加藥順序等其他試驗(yàn)條件不變。
[0034] 對(duì)待浮選磷尾礦及浮選后獲得的精礦稱重及化驗(yàn)品位，并計(jì)算各種捕收劑的回收 率，結(jié)果如下表所示：
[0035]
[0036] 由上表可見(jiàn)，使用本發(fā)明的陰離子捕收劑，對(duì)含磷尾礦有高效的捕收能力和選擇 性，對(duì)整個(gè)尾礦中磷礦的回收效果好，對(duì)資源的再次回收作用明顯，尤其是對(duì)現(xiàn)存的低品位 尾礦資源作用明顯;獲得的產(chǎn)品質(zhì)量高，即獲得的精礦品位指標(biāo)優(yōu)秀，可為下游化工作業(yè)提 供高質(zhì)量原材料。
[0037] 實(shí)施例三
[0038] 本實(shí)施例涉及本發(fā)明所述的陰離子捕收劑與現(xiàn)有陰離子捕收劑的性能對(duì)比。
[0039] 將本發(fā)明所述的陰離子捕收劑與現(xiàn)有的陰離子捕收劑，用于同樣的浮選實(shí)驗(yàn)，對(duì) 磷鐵礦經(jīng)鐵浮選后得到的含磷尾礦進(jìn)行浮選，浮選工藝同實(shí)施例二，浮選結(jié)果為：
[0040]
?〇〇4?~由上表結(jié)果可見(jiàn)，本發(fā)明的陰離子捕收劑；用于對(duì)磷鐵礦經(jīng)鐵浮選后得到的含磷_ 尾礦進(jìn)行浮選，能夠提高磷捕收率，提高獲得的精礦品位，使磷尾礦經(jīng)本發(fā)明的陰離子捕收 劑浮選后殘存的磷品位降至極低，高效回收尾礦中的磷。而且，捕收劑原材料來(lái)源方便且對(duì) 環(huán)境有較大保護(hù)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種陰離子捕收劑，其特征在于，所述陰離子捕收劑主要由以下重量份原料制成:石 油磺酸鈉25~30份，地溝油20~25份，三乙醇胺2~3份，鄰苯二甲酸二甲酯3~4份，pH值為 10的水35~40份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰離子捕收劑，其特征在于:所述陰離子捕收劑主要由以下重 量份原料制成:石油磺酸鈉28份，地溝油23.8份，三乙醇胺2.7份，鄰苯二甲酸二甲酯3.5份， pH值為10的水40份。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陰離子捕收劑，其特征在于:所述陰離子捕收劑的原料還 包括脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉2~3份。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的陰離子捕收劑，其特征在于:所述陰離子捕收劑的原料還 包括α-磺基脂肪酸甲酯鈉鹽2~3份。5. -種如權(quán)利要求1所述的陰離子捕收劑的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以 下步驟： 先將地溝油攪拌升溫至35~38°C，然后加入石油磺酸鈉，繼續(xù)攪拌升溫至55~58°C，再 依次加入三乙醇胺和鄰苯二甲酸二甲酯，不斷攪拌，控制溫度不超過(guò)60°C，待各原料充分融 合成均勻溶液后，加入溫度為40 ± 2°C的pH值為10的水，邊攪拌邊加熱，控制溫度在65°C~ 80°C下進(jìn)行皂化反應(yīng)20~30分鐘，然后調(diào)pH至7.5±0.1，降至室溫，得到陰離子捕收劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的陰離子捕收劑的制備方法，其特征在于:所述制備方法中，在 皂化反應(yīng)完成后未調(diào)pH前再加入脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉或α-磺基脂肪酸甲酯鈉鹽，然后 攪拌均勻，調(diào)pH至7.5 ± 0.1，降至室溫，得到陰離子捕收劑。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的陰離子捕收劑的制備方法，其特征在于:所述pH值為10的水通 過(guò)向水中加入氫氧化鈉制得。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的陰離子捕收劑的制備方法，其特征在于:所述加熱方式采用間 接蒸汽加熱。
【文檔編號(hào)】B03D103/06GK105855063SQ201610203282
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月1日
【發(fā)明人】張建群, 韓榮彬, 韓連彬
【申請(qǐng)人】河北舜嘉礦產(chǎn)品科技有限公司