磷矿浮选捕收剂作用原理 by Roderic

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磷矿浮选捕收剂的研究进展

磷矿浮选捕收剂的研究进展

第33卷第2期2011年02月武 汉 工 程 大 学 学 报J. Wuhan Inst. T ech.V ol.33 N o.2Feb. 2011收稿日期:2010-11-30基金项目:国家自然科学基金(21002076);国家自然科学基金重点项目(50834006);教育部创新团队项目(IRT 0974)作者简介:陈云峰(1978-),男,湖北仙桃人,教授,博士后.研究方向:有机合成,药物化学.文章编号:1674-2869(2011)02-0076-05磷矿浮选捕收剂的研究进展陈云峰1,2,黄齐茂1,2,潘志权1,2*(1.武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉430074;2.绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074)摘 要:综述了近年来国内外磷矿浮选捕收剂的文献资料.从捕收剂的组成和离子性质等方面对磷矿浮选捕收剂进行了简单分类,并详细介绍了其研究进展,同时提出了今后的研究方向.关键词:浮选;磷矿;浮选剂中图分类号:T D923+.1 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.1674 2869.2011.02.0210 引 言磷矿分选有多种方法,而浮选是选别磷矿石的最有效方法之一.国内外对磷矿浮选的研究主要集中在浮选工艺和浮选药剂的研究方面,而各种浮选工艺已趋于成熟,研究进展不大,故现在磷矿浮选的重点是针对浮选药剂的研究,尤其是对低品位磷矿的开发、选别和利用更能推动新型磷矿浮选药剂的研究和发展[1 3].在磷矿浮选药剂中,浮选捕收剂尤为重要,本文就近些年来浮选捕收剂的进展做简要综述.捕收剂的分类方式有很多种[4 6],其中最主要的是脂肪酸类浮选捕收剂.本文主要从捕收剂的组成,离子性质等方面来介绍磷矿浮选捕收剂.1 脂肪酸类脂肪酸是作为一类非常经典的浮选捕收剂广泛应用于磷矿的浮选.由于其来源广、价格低等优势而备受青睐,例如氧化石蜡皂、塔尔油等脂肪酸及其皂类捕收剂在国内外磷矿的浮选中具有重要的地位[7].在脂肪酸类捕收剂的研发中,为提高捕收剂的性能和效率,主要涉及两方面的改性:一是引入特定的功能团合成新型捕收剂,这也是目前的一个研究热点.因为传统的脂肪酸类捕收剂受到选择性差和适应性差等因素的影响,在使用和推广过程中受到很大的限制;二是利用现有的脂肪酸类捕收剂加入不同辅剂制成复合药剂[8 9].由于脂肪酸是一类结构相对简单的化合物,在对其进行修饰的过程中,主要针对羧基和 位的亚甲基,致力于改进捕收剂的适应性并提高其浮选效率.1.1 脂肪酸羧基改性根据羧基的反应性,主要通过引入一些不同的功能团以及通过改变羧酸分子的极性来改善捕收剂的水溶性和适应性.如将脂肪酸硫酸化制得磺酸脂肪酸类,将亲水的羧基衍生化为亲水性更强、极性更大的磺酸基,改变其水溶性、增强浮选的选择性和适应性以及捕收剂的抗低温能力.同时将脂肪酸作为一个功能团,与磷酸作用合成脂肪酸磷酸酯.据专利报道,前苏联研制了油酸的O,O 二烷基二硫代磷酸酯,浮选磷灰石效果良好.罗廉明等人[10 13]以合成的醚烷基磷酸酯[R m (OC 2H 4)n O]2P(O)OH 作为捕收剂,发现其抗硬水性能较好,具有常温浮选的优势.同时他们又利用普通脂肪酸为原料将脂肪酸酰基化或酰胺化,合成出酰基简单酸酯作为磷矿捕收剂,它具有较好的捕收性能、一定的选择性及适宜的起泡性.另外三烷基乙酰胺、烷基酰胺羧酸、烷基乙醇酰胺、N 甲基烷基酰胺羧酸、烷基琥珀酸 N 烷基单酰胺、磺化琥珀酸 N 烷基酰胺以及N 烷基,N 琥珀酸酯基磺化酰胺羧酸等都是具有酰基和酰胺基的化合物,均可看做是羧基衍生物的产物,且都有用于浮选的例子[14].脂肪酸酯化也是一类最常用的衍生化方法,在酯化过程中,通常有目的地将脂肪酸与木糖醇、季戊四醇以及甘露醇等缩合得到的脂肪酸多元醇单酯、脂肪酸聚甘油单酯以及脂肪酸聚氧乙烯酯等[15].这些功能化的脂肪酸酯分子中含有多个羟基功能团,增强了捕收剂的亲水第2期陈云峰,等:磷矿浮选捕收剂的研究进展77性能并能改善捕收效率.周贤等人[16 17]报道利用油酸为原料,经酯化、磺化及中和处理制得了一种新型的阴离子表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸钠(MES).研究表明将其用作磷矿捕收剂,其浮选性能与油酸钠基本相当,不同的是其选择性更好,抗硬水能力更强.1.2 脂肪酸 位亚甲基改性由于受到羰基的活化作用,脂肪酸 位的亚甲基容易进行功能化而得到不同的衍生物.例如制得的氯代环烷酸、全氟代羧酸、 烷基硝基脂肪酸、 硝基脂肪酸、 磺酸基羧酸都有作为捕收剂的例子[18].纵观所有的 位功能化,卤素、硝基、磺酸基等这些均是极性比较大的基团,这些大极性基团的引入对于增加羧酸分子的极性以及改变羧基的电荷分布具有一定的影响;同时对于提高羧酸负离子的稳定性,增强捕收剂亲水基与矿物的作用,改善捕收剂的水溶性具有很重要的影响.另外 位改性的脂肪酸浮选捕收剂对硬水的适应性增强,浮选效果较单纯的脂肪酸如塔尔油、氧化石蜡皂有显著的提高[19].黄齐茂等人[20 22]通过对各种不同官能团性质的研究以及功能团与金属离子鳌合作用机理的研究,研制了不同种类的新型 取代脂肪酸衍生物磷矿捕收剂,在磷矿的浮选过程中,表现出许多实在的优势.通过在 位引入氯原子,合成了多种含羧基的 氯代脂肪酸酯浮选捕收剂,以及 氨基脂肪酸类捕水剂并用于云南某磷矿的浮选.1.3 脂肪酸类混合型捕收剂在脂肪酸捕收剂的使用过程中,单一的脂肪酸捕收剂往往较难达到预期的浮选效果.为了提高浮选效果和效率,常将两种或多种脂肪酸衍生物混合使用,或者在脂肪酸衍生物中加入其它活性成分以提高脂肪酸捕收剂的浮选性能[23 27].早在1954年就有人提出将油酸和磺酸盐混台使用; 1955年,印度也曾报道用油酸铵与油酸钠(1:1)的混合物作为捕收剂,并在磷矿浮选中达到了很好的浮选效果.C14~18混合脂肪酸下脚与松香按1:1组合制成钠皂浮选磷矿,可获得约含P2O530%,磷回收率为78%的磷精矿的试验结果[28].另外氟化物是良好的表面活性剂,加入微量就可以降低溶液的表面能,在确保磷精矿质量的条件下,可以提高磷的回收率.在国内,刘长聚等人[29]研制的H907磷矿捕收剂,属于聚-复型捕收剂,它是由聚乙烯醋酸酯(PVAC)与磺化甲酯盐混合得到的复合物.该捕收剂已经成功用于莱州磷矿选矿生产,在较低温度(6 ~20 )和中性介质(pH 7)的条件下分选磷灰石型磷矿,取得了令人满意的结果,为我国磷灰岩的浮选开辟了一条新路.捕收剂Y901是植物油的皂化产品,另以混合羧酸作添加剂,成品为黄色疏松状固体,易溶于水,该捕收剂对黄麦岭磷矿石中最难选的B类矿具有较好的效果[30].磷块岩常温捕收剂Gd703是由黑色脂肪酸加分散剂和表面活性剂制成,它实现了朝阳磷矿南矿段硅质磷块岩的常温正-反浮选,其经济技术指标均等于或超过氧化石蜡皂的分选结果,有显著的经济效益[31].李冬莲等人[32]报道将十二烷基硫酸钠(SDS)与皂脚按照不同比例混合得到一类混合型的脂肪酸类浮选捕收剂,在较低的温度下(13 ~15 ),得到精矿的品位达到30.40%,回收率达到81.36%.WH L P4捕收剂是脂肪酸酯化产物与酰化产物按照一定比例混合形成的复合捕收剂,该捕收剂在反浮选碳酸盐(白云石)矿物时可达到富集磷矿物的效果,获得镁磷比较低的磷精矿[33].黄齐茂等人[34]在研究不同种类 取代的脂肪酸磷矿捕收剂中发现,将 氯代脂肪酸柠檬酸单酯与a 氯代脂肪酸钠配比得到复合捕收剂D SO A和D SO B系列,对于一些特定的磷矿浮选具有很强的优势.贵州大学的唐云等人[35]自制的磷矿浮选捕收剂TS,其主要成分是脂肪酸盐,再加入其它助剂制得,其特点是在酸性介质中就能很好地反浮选胶磷矿.2 阳离子胺类捕收剂阳离子胺类捕收剂在水相中,容易与水分子作用离解形成铵根阳离子,有很强的亲水性;而铵根上的烃基部分则具有疏水性,整个分子具有表面活性剂的功能,是有色金属氧化矿、长石、石英等铝硅酸盐等的捕收剂[36].从上世纪80年代起,陆续有利用阳离子胺类捕收剂反浮选磷矿的例子.尤其是针对硅质、钙质以及硅钙质含量较高的磷矿,反浮选性能较好[37],例如十二胺就是一种典型的反浮选脱硅磷矿捕收剂.同时环烷胺、塔尔油胺、聚氧乙烯基胺、烷氧基二胺、烷酰胺基二羟乙基乙胺、烷酰胺基聚胺、烷基苯醚胺等也可用于磷矿的反浮选.此外,叔胺氧化物可作为磷酸盐的捕收剂.寇珏等人[38]利用Georgia Pacific化学公司开发的系列阳离子胺类捕收剂605G83、605G91和605G94,在磷矿脱硅反浮选中有较强的优势.3 醚胺类捕收剂醚胺是一类阳离子型捕收剂,与一般的脂肪族胺类捕收剂不同的是醚胺因醚键氧的存在,分78武汉工程大学学报第33卷子性质发生了较大的变化.醚胺类捕收剂对硅质物的捕获能力非常强,通常用于反浮选工艺来捕收硅质物,用醚胺反浮选石英以提高磷精矿的品位,其效果比脂肪胺类捕收剂好[39].在美国西部磷矿反浮选工艺中,先用脂肪酸浮选碳酸盐,然后用不同的胺类捕收剂浮选硅质物,得到的磷精矿无论在磷的品位还是在磷的回收率方面,均是醚胺优于脂肪族胺.美国道化学公司使用烷基苯基醚胺反浮选硅质磷块岩,效果也优于一般捕收剂[40].4 两性捕收剂大多数脂肪酸类捕收剂为阴离子型捕收剂,而脂肪胺以及醚胺类为阳离子型捕收剂.由于捕收剂所带电荷的不同,导致其在实际浮选过程中的作用机制不同,阳离子型捕收剂大多用于反浮选工艺,以脱出矿石中的钙质和硅质[41].设计与合成两性捕收剂是一个亮点,它同时具有阴离子和阳离子的潜在功能,在浮选过程中表现出独特性质.大多数两性捕收剂的阳离子部分仍然为氨基片段,设计有氨基羧酸、氨基磺酸、氨基硫酸酯以及氨基磷酸酯等类型两性捕收剂.如芬兰成功地使用了烷基 N 甲基甘胺酸两性捕收剂,从方解石、白云石和云母中浮选磷灰石,对含P2O54%的原矿,经三次精选获得含P2O535%的精矿[42].前苏联以N 烷酰胺乙基、N 羧甲基、N 三羧甲基乙二胺盐作为高碳酸盐低品位磷矿的捕收剂,也有一定效果.法国和瑞典也有利用氨基酸以及氨基磺酸作为捕收剂的例子[43].在我国,如前所述,黄齐茂等人设计研发的a 氨基脂肪酸捕收剂具有很强的应用优势[21].同时,十二烷基亚氨基二次甲基膦酸是磷灰石和方解石的良好捕收剂[44].另外,还有其它的新型捕收剂,例如:烷基磷酸酯(盐)、烷胺丙酸、氧乙烯类捕收剂等[45].5 代号型捕收剂设计化工连云港研究院研制的反浮选碳酸盐捕收剂PA 31以及脱硅浮选剂SL 20为阳离子捕收剂,对于碳酸盐以及硅酸盐高的磷矿具有较理想的分选效果[46].同时他们研制的PA 8042磷矿捕收剂,经辽宁某磷矿以及江苏锦屏磷矿生产应用,发现其优于常规脂肪酸类捕收剂[47].P928为湖南化工研究院自行开发的产品,其主要成分为石油化工产品[48].谢建华报道[49]利用新型捕收剂P928可以实现大峪口以及金家河磷矿石的常温无碱浮选.在对湖北省宜昌地区南漳县红星磷矿的开发利用中,中化地质矿山总局地质研究院研制生产的K 01新型捕收剂[50],以硫酸替代磷酸作为抑制剂,可以低成本工业化生产出磷精矿.戴新宇和于克旭[51]报道了DY P捕收剂对中国北方一岩浆岩型磷矿具有广泛的适应性,受温度的影响小,并且能降低磷精矿中Fe的含量,达到降铁目的. W 01为氧化石蜡皂型捕收剂,由于浮选产生的尾矿泡沫粘性大,给尾矿消泡和尾矿输送带来许多困难.经过反复试验,瓮福磷矿选矿工程技术人员[52]研制了一种能选低品位胶磷矿的新捕收剂WF 01,解决了W 01的许多问题.同时张仁忠等人[53]也报道WF 01捕收剂用于沙特Al Jalam id 的磷矿选矿,且具有广泛的适应性.S 08是中蓝连海设计院研制的新型磷灰石捕收剂,它具有性能稳定、起泡性强、分选性好的特点,且合成的原料来源广,在新浦磷矿试验中获得了良好的选别指标[54].同时它们也研发了PA 808A、PA 808C、PA 900、PA 416A系列的磷矿捕收剂[55].将新型磷块岩常温捕收剂N 1用于贺兰山选矿厂取得了较好的分选效果,实现了磷块岩的常温浮选[56].新型410捕收剂是一种在酸性水中进行磷酸盐矿物浮选的优良捕收剂,其起泡沫性能好、不粘、药剂选择性好,而且对矿石性质的变化适应性比采用氧化石蜡皂强,是一类非脂肪酸型捕收剂[57].解田等人[58]报道利用BL碳酸盐捕收剂,是一种常见的脂肪酸类捕收剂,在硅钙质磷矿反浮选碳酸盐脉石中表现出较强的优势.6 结 语磷矿捕收剂种类多,难以用一个界限加以划分,随着新的实际问题的出现,越来越多的新型捕收剂应运而生.纵观磷矿浮选捕收剂的发展,不难看出新型捕收剂的研发都是基于对现有捕收剂分子的改性、现有捕收剂的浮选效果的评价以及一些实际的问题;采用取长补短、优势互补以及优势嫁接的原理,设计和开发出高效的、多功能的、高选择性的浮选捕收剂.另一方面,从矿物与捕收剂的作用机制着手,开发和设计新型的捕收剂,尤其是脱硅、钙、镁的反浮选捕收剂具有很强的理论和实际意义.同时如何从节省能耗、降低成本等方面寻找适当的捕收剂也是一个现实的问题.参考文献:[1] 骆兆军,王文潜.磷矿浮选进展[J].化工矿物与加工,1999,28(7):1-3,7.[2] H ouot R.Beneficiation of pho sphatic or es thro ug hflotation:R ev iew o f indust rial applications and第2期陈云峰,等:磷矿浮选捕收剂的研究进展79po tential developments International[J].Jo ur nal ofM ineral Pro cessing,1982,9(4):353-384.[3] M arabini A M,Cir iachi M,P lescia P,et al.Chelat ing r eagents fo r flo tatio n[J].M iner alsEng ineer ing,2007,20:1014-1025.[4] 李成吾,李勇,左继成,等.磷矿捕收剂研究进展[J].有色矿冶,2007,23(2):26-28,48.[5] 周杰强,陈建华,穆泉,等.磷矿浮选药剂的进展(上)[J].矿产保护与利用,2008(2):47-51.[6] 朱建光.2002年浮选药剂的进展[J].国外金属选矿,2003(2):7.[7] 郑居然.脂肪酸类捕收剂对大峪口磷矿选别效果的研究[J].化工矿物与加工,2003,32(6):8-10. 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中低品位胶磷矿复配低温捕收剂作用机理研究

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率 8 . 6 的优 良指 标 . 明这 种 捕 收剂 使 温 度 对 胶 磷 矿 浮选 的影 响 减 弱 , 利 于 冬 季 胶 磷 矿 的 浮 选 . 过 表 1 3 表 有 通 面 张力 、 对接 触 角 、 相 电位 和 吸 附量 研 究 表 明 : 种 捕 收剂 能 显 著 地 降低 矿 浆 溶 液 的 表 面 张 力 , 利 于 药 剂 此 有 的 分散 ; T=1 ~ 1 在 3 5℃ , H一 1 . p 0 5的条 件 下 , 易在 矿 物 表 面 发生 化 学 吸附 , 利 于 磷 矿 物 的 浮 选 . 容 有 关键 词 : 中低 品位 ; 磷 矿 ; 温捕 收剂 ; 理 研 究 胶 低 机
降低 , 决 的方 法是 加 热或 是增 加 捕 收剂 的用 量 , 解
可这 两种 方法 要么 造成 资 源浪 费要 么药剂 的选择 性降低 , 在现 有资源 愈 来愈 紧 张 的情况 下 , 然是 显 下下之 策 , 此开 发 研 究 低 温 捕 收 剂 是 解决 问题 因
的关键 .
捕收剂 的作用 机理进 行 了理 论上 的探讨 。
1 试样 及 其 性质
1 1 浮 选 试 样 的 性 质 及 制 备 .
剂的分散 性 和水 溶性 , 善其 捕 收性 能 , 能耗 增 改 但
加 , 资加 大 , 本 增 大 , 此 , 矿 工 作 者¨ ] 投 成 为 选 1 对
试 样 由宜 昌 中孚 化 工 有 限公 司提 供 , 颚式 用
中 低 品位胶 磷 矿 复 配低温 捕收 剂 作 用机 理研 究
李 冬莲, 央 张
( 汉 工 程 大 学 环 境 与城 市 建 设 学 院 , 北 武 汉 4 0 7 ) 武 湖 3 0 4
摘 要 : 用胶 磷 矿 的粗 选试 验筛 选 出 S S和 十 二 醇 作 为棉 油 皂 脚 的 增 效 剂 , 将 这 两 种 药 剂 与 棉 油 皂 脚 复 利 D 并 配 成低 温 捕 收 剂 D 用 于 宜 昌 丁东 磷 矿 正 一 反 浮选 闭路 试 验 中 ,3 1 WB 。 1 ~ 5℃ 时 , 得 了 P O。 0 4 , 收 获 3.0 回

捕收剂知识介绍

捕收剂知识介绍

捕收剂知识介绍一、捕收剂的作用:改变矿物表面的疏水性,使欲浮游的矿物粘附在气泡表面上浮起,以达到矿物分选的目的。

二、捕收剂的作用机理:捕收剂与矿物表面的作用分为:物理吸附、化学吸附、表面化学反应。

具体方式有各种看法,其中最主要的方式:非极性分子的物理吸附、双电层吸附、同名离子的交换吸附、分子吸附、化学吸附、捕收剂在矿物表面或矿浆中反应产物的吸附及表面化学反应等。

三、捕收剂的分类:根据捕收剂的性质与矿物作用的极性基的成分和构造等,捕收剂分为非极性油类捕收剂、异极性的离子型捕收剂,其中分为阴离子型、阳离子型和两性捕收剂、非离子型的酯类捕收剂,以及络合(或螯合)剂型捕收剂。

非极性烃类油捕收剂最早用于矿物浮选,早在公元400年就有运用,直到1898年后在工业中运用全油浮选。

1925~1926年,黄药和黑药运用到硫化矿的浮选中。

我国在五十年代就生产了液体乙基黄药、固体乙基黄药、液体丁基黄药和白药、固体丁基黄药及25号黑药、精制大豆油脂肪酸、戊基黄药及混合基黄药、31号黑药等。

60年代生产了阳离子型捕收剂—混合脂肪胺、试生产了羟肟酸钠和新型酯类捕收剂。

到目前为止,我国已能够生产黄药、黑药、硫氮9号、硫氨酯、混合脂肪酸、混合甲苯胂酸、羟肟酸、羟肟酸钠、大豆油脂肪酸硫酸化皂、氧化石蜡皂、油酸、油酸钠、十二胺等捕收剂。

四、磷矿浮选捕收剂:在磷矿浮选中,国内外普遍采用氧化石钠皂、塔尔油等脂肪酸类捕收剂,其选择性差,对硬水及低温的适应性差。

磷矿捕收剂采用的就是非硫化矿捕收剂。

常用的有阳离子捕收剂和阴离子捕收剂、两性捕收剂。

1.阳离子捕收剂:阳离子捕收剂主要为有机胺类,解离后,产生带有疏水烃基的胺基,是有色金属氧化矿、石英、长石等铝硅酸盐的有效捕收剂,对硅质、钙质、硅钙质磷矿都有分选性。

阳离子捕收剂除了具有捕收性能外,还具有起泡性。

特点:具有起泡性、选择性差、捕收能力强、对矿泥敏感。

代表性药物:十二胺。

2.阴离子捕收剂:阴离子捕收剂多为各种烃基含氧酸。

磷矿选矿废水中浮选药剂的回收与水深度处理的研究

磷矿选矿废水中浮选药剂的回收与水深度处理的研究

磷矿选矿废水中浮选药剂的回收与水深度处理的研究摘要:磷矿在浮选的过程中能够产生大量废水,这些废水中含有各种含磷、硫、镁等成分的离子,还有浮选药剂等等,对环境污染较厉害。

我们以某磷矿处理废水为例,对该矿的废水中浮选药剂回收及废水的处理进行研究。

其处理废水的工艺为:隔油-超滤-反渗透。

我们在处理过程中也发现,该工艺回收了大约90%的浮选药剂,且废水经过处理后也达到了排放污水的标准。

关键词:磷矿选矿废水处理浮选药剂回收我国既是农业大国,也是人口大国,农作物丰收的同时也消耗了大量的化肥,其中一大部分就是磷肥。

我国的磷矿资源储量位居世界的第三位,可谓是资源丰富,所以我国也是重要的加工生产磷矿产品的国家。

2010年的数据统计,我国在2010年时磷肥的产量已经达到了14.50Mt,较20年前(1990年)的产量提高了3倍,但是在磷矿进行浮选的过程时,每处理1吨左右的磷矿,我们就能产生近4吨的废水。

这些废水中矿物质含量较高,成分比较复杂,不能直接回收重复利用,浮选的效果比较差;如果这些废水直接进行排放,一方面对环境的污染比较大,另一方面,废水中还含有大量的浮选药剂,这也造成了资源的浪费。

膜分离在分离技术中是一种比较新型的技术,该技术使用起来装置简单,操作起来比较容易且能耗非常低,同时占地面积小,没有环境污染,效率非常高。

隔油-超滤-反渗透的工艺在处理废水时,隔油工艺能够将磷矿废水中分散的大部分浮选药剂分离并聚集在一起;超滤工艺则能将残留的浮选药剂进行分离,并且过滤废水中的颗粒物(主要是固体颗粒);最后,反渗透的工艺主要是针对废水中的盐分以及剩余的药剂进行分离。

这种工艺能够满足磷矿的在进行选矿时的需水,且还能对废水中浮选药剂进行回收利用,即节约了企业资源,同时也保护了环境不受废水的污染。

1、磷矿选矿废水的处理实验1.1、实验方法磷矿废水处理工艺流程:选矿废水→隔油池→超滤→反渗透→产水磷矿的选矿废水经过隔油池后能分离出浮选药剂,产水再进行超滤处理,然后再进入反渗透中。

选矿浮选药剂分类及机理..

选矿浮选药剂分类及机理..

选矿浮选药剂分类及机理浮选捕收剂(collectors)是能提高矿物表面疏水性的一类药剂,也是矿物浮选最主要的一类药剂。

由于浮选是利用捕收剂与矿物表面的活性点作用,从而使矿物表面疏水上浮的选矿方法,而自然界中,天然疏水性矿物(hydrophobic minerals)为数甚少,大部分矿物亲水或弱疏水,只有与捕收剂作用,增大其表面的疏水性,才具有一定的可浮性。

即使是天然疏水性矿物,为了有效浮选,也要适当添加非极性油类捕收剂,以提高其可浮性。

因此,捕收剂对浮选技术的发展起着关键的作用。

据统计,美国1985年浮选处理4.22x108t矿石,所用捕收剂就占全部浮选药剂费用的50%以上。

最初的捕收剂为杂酚油等油类,随后是油酸捕收剂。

可溶于水的捕收剂的发现是浮选药剂的一大进步,尤其是科勒尔发明的黄药。

上世纪30年代,浮选技术发展到处理非金属矿物,此时皂类捕收剂和阳离子胺类捕收剂与抑制剂一起使用。

至50年代,除哈里斯发明了Z-200外,浮选捕收剂研究进展不大。

随后,捕收剂的研究取得很大进展,研制了大豆油脂肪酸硫酸化皂、氧化石蜡皂等铁矿的捕收剂,合成了黄原酸酯类及硫代氨基甲酸酯类等选择性较好的捕收剂。

近些年,也出现了一系列高效捕收剂,如硫化矿捕收剂Y-89、T-2K、KM-109、PAC,氧化矿捕收剂GY、CF、MOS,硅酸盐浮选的胺类捕收剂等。

目前,捕收剂的研究,主要朝两个方向发展:一是开发研制高效、无毒(或低毒)、价廉、低耗、原料来源广泛的新型捕收剂;再就是对各种现有捕收剂进行合理搭配与组合使用。

前者一旦突破,将使选矿技术取得革命性进展,但研制周期长、难度大;后者见效快,容易在选矿实践中实现。

3.1 浮选捕收剂的分类与作用3.1.1 捕收剂的分类理论研究和浮选实践均已表明,对不同类型的矿石需要选用不同类型的捕收剂。

对捕收剂进行分类,可系统地、科学地认识各类捕收剂的共性和个性,有利于对药剂的掌握和发展,同时也有助于正确的选择和使用好各种药剂。

磷矿石浮选简介

磷矿石浮选简介

正反浮选
品位磷块岩。一般先采用 正浮选工艺,提磷抑硅, 正浮选精矿再采用反浮选 工艺对其进行处理,除镁 提磷。
影响正、反 浮选因素
反选中硫酸中和正浮选精矿中残存 的碳酸钠,使系统呈弱酸性。过少, 尾矿品位偏高。过多,造成反选泡 沫较少,不带矿,精矿氧化镁含量 过高。 磷酸部分作为pH调整,部分 作为抑制剂。过少,尾矿偏高,回 收率低,精矿低,氧化镁含量高。
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第三节.磷矿石浮选药剂
阴离子型捕收剂在矿物表面吸附示意图如下:
捕收剂
矿物
非极性基
亲固基
晶格键合
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第三节.磷矿石浮选药剂
抑制剂
■抑制剂作用机理:主要是在矿物表面吸附,形成亲水薄膜,在泡沫中能
够阻止或削弱非目的矿物对捕收剂的吸附或作用,增强矿物表面亲水性。
■抑制剂按其结构特征分类如下: 无机抑制剂 水玻璃

灰 石
磷矿石主要组成及分类
分 类

灰 岩

块 岩
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第二节.磷矿石简介
磷灰石
物理特性:
化学特性: 1.原矿P2O5含量很低,一般10%以下 2.原矿MgO含量1%以下 3.含铁量高,一般10%以上 4.白云母含量高
1.颜色较黑,呈片状金属光泽
2.硬度较低 3.晶体嵌布粒度较粗
4.目前占矿产储量的7%左右
正反浮选 根据工艺条件 将磷矿石工艺 分为三类
磷矿石浮选工艺分类
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第四节.磷矿石浮选工艺
■ 正浮选工艺主要适
直接正浮选
用与磷灰石与磷灰岩 ,一般在弱碱性条件 下进行。利用正浮选 捕收剂 选择性吸附磷 酸盐矿物并跟随泡沫 浮出,从而实现与硅 酸盐的分离。

氨基酸型磷矿低温浮选捕收剂的合成与应用

氨基酸型磷矿低温浮选捕收剂的合成与应用
关键词 :低品位磷矿 ;低温浮选 ;捕收剂 ;合成 ;应用 中图分类号 : TD971 文献标识码 :A
0 引言 我国磷矿资源丰富 ,但其中 90 %以上为中低
品位贫矿 ,必须通过选别提高品位才能达到磷资 源加工的要求 。浮选法作为最主要的选别磷矿石 的方法能够有效提高磷矿品位 ,目前磷酸盐矿石 的浮选多采用脂肪酸类捕收剂[1~3 ] 。但此类捕 收剂在常温下的可溶性和分散性较差 ,工业上需 采用加温浮选工艺 ,这导致磷精矿生产成本大幅 增加 。因此 ,研制耐低温性能好 ,且浮选性能优良 的新型捕收剂具有重要意义[4~6 ] 。理论上 ,通过 在脂肪酸链上引入胺基或酰胺基等极性基团后 , 可增加物质的溶解度 、离解度和耐盐性 ,提高药剂 离子的活性 ,降低浮选温度[7~8 ] 。本文以菜子油 下脚料为基本原料 ,通过化学修饰改性手段 ,制备 出了一种新型氨基酸型浮选捕收剂 ,对云南某中 低品位难选磷矿的浮选试验表明 ,该α- 氨基酸 型捕收剂在较低温度下 (10~12 ℃) 仍具有较好 的浮选性能 ,其合成与应用对于脂肪酸类捕收剂 衍生化研究及降低加温浮选选矿成本具有重要意 义。 1 捕收剂的合成
·3 ·
·试验研究· IM &P 化工矿物与加工 2009 年第 7 期
基团 (被脱离的氯负离子) ,二者的相互作用有助 于反应平衡往生成产物方向移动 ,因此乙醇作为 质子性极性溶剂利于氨取代反应的进行 ;以乙醚 为溶剂时 ,乙醚作为非质子性非极性溶剂不利于 亲核取代反应的进行 。
将所得脂肪酸置于三口烧瓶中 ,加入催化剂 五氧化二磷 (或二氯亚砜) ,120 ℃机械搅拌下通 入氯气进行氯代反应 ,通过减压阀及转子流量计 控制氯气流量至反应结束得黑色粘稠膏状物 ,减 压抽滤以除去少量 HCl 气体和过量的氯气 ,产物 为氯代脂肪酸 。 1. 2. 5 氨代单元

铁矿反浮选脱磷捕收剂分子设计及其作用机理

铁矿反浮选脱磷捕收剂分子设计及其作用机理

铁矿反浮选脱磷捕收剂分子设计及其作用机理余侃萍;余永富;杨国超【摘要】The influences of polar and non-polar groups of collectors on dephosphorization from iron ore were investigated by analyzing the collecting ability and structural relationship of common flotation collectors, and a conceptual design of collector molecular was provided further. The new-type collector molecular contains sulfonic acid ground and non-polar group does not contain unsaturated bond. With the Gaussian computation, the net charge distribution, dipole moment and orbital energy and compositions of the frontier orbital are obtained. The collecting ability of the collector on mineral was proved and molecular structure was optimized by comparing it with the common collector like oleic acid from the perspective of related quantum chemistry parameters derived by Gaussian software. The mechanism analysis resuts show that chelation will happen between the collector and Ca2+on the surface of collophane under the given pH condition to form a stable six-member circle and separate the dephosphorization from iron ore.% 从常用浮选捕收剂的捕收性能与其结构关系入手,分析捕收剂分子中极性基、非极性基结构对铁矿和胶磷矿捕收能力的影响,提出铁矿反浮选降磷捕收剂分子的设计构想,认为新型捕收剂分子中极性基部分应含有磺酸基,非极性基中应有不饱和键。

磷灰石常温浮选捕收剂DCH-1的性能及其作用机理

磷灰石常温浮选捕收剂DCH-1的性能及其作用机理

磷灰石常温浮选捕收剂DCH-1的性能及其作用机理朱一民;张婧;陈金鑫;张淑敏;李艳军【摘要】针对现阶段磷灰石浮选采用的脂肪酸类阴离子捕收剂需在较高矿浆温度下使用,造成生产能耗和成本上升的问题,东北大学研制了一种磷灰石新型、高效、常温捕收剂DCH-1.试验研究了该捕收剂浮选磷灰石纯矿物的工艺技术条件,并对DCH-1在磷灰石表面作用的机理进行了研究.结果表明:①DCH-1捕收磷灰石的最适宜矿浆pH=7.50,最佳用量为200 mg/L,最佳温度范围为16~30℃.②DCH-1用量从50 mg/L增至200 mg/L,磷灰石表面接触角逐渐增大,磷灰石回收率上升,这是由于磷灰石表面与DCH-1的极性基相互作用,而DCH-1的非极性基暴露在外,使磷灰石表面的亲水性降低,亲气性增强所致;DCH-1用量从200 mg/L增至250 mg/L,磷灰石表面接触角降至100.5°,DCH-1在磷灰石表面形成了多层吸附,从而使磷灰石的回收率降低.③在弱酸性至碱性条件下,DCH-1与磷灰石间没有发生静电吸附,而是键合吸附和氢键作用.%At present,the use of fatty acid anion collector for apatite flotation at this stage is required to be used at higher slurry temperature,resulting in the problem of energy consumption and costs raising. Northeastern University has developed a new type of high performance collector DCH-1 for apatite at room temperature. The flotation process conditions of apatite pure minerals were studied. The action mechanism of DCH-1 on the surface of apatite was studied. The results showed that:( 1 ) The optimum pH value,dosage and temperature of DCH-1 for c ollecting apatite is 7. 50,200 mg/L,and 16 ~ 30 ℃ respec-tively.② When the amount of DCH-1 is increased from 50 mg/L to 200 mg/L,the contact angle of apatite gradually increa-ses,and the recoveryrate of apatite increases. The reason is that, with the interaction of apatite surface with DCH-1 polar group,the exposure of non-polar group of DCH-1 decreases the hydrophilicity of apatite surface and enhances the aerophily of apatite. While,the dosage of DCH-1 is increased from 200mg/L to 250 mg/L,the surface c ontact angle is decreased to 100. 5 ° ,a multi-layer adsorption of DCH-1 in the apatite surface is formed,so that the recovery of apatite is reduced.③In the con-ditions from weak acid to alkaline,DCH-1 does not occur the electrostatic adsorption,but the bonding adsorption and hydrogen bonding action with apatite.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2017(000)008【总页数】4页(P109-112)【关键词】磷灰石;常温捕收剂DCH-1;机理研究【作者】朱一民;张婧;陈金鑫;张淑敏;李艳军【作者单位】东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学2011钢铁共性技术协同创新中心,辽宁沈阳110819;辽宁省难采选铁矿石高效开发利用技术工程实验室,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学2011钢铁共性技术协同创新中心,辽宁沈阳110819;辽宁省难采选铁矿石高效开发利用技术工程实验室,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110819;东北大学2011钢铁共性技术协同创新中心,辽宁沈阳110819;辽宁省难采选铁矿石高效开发利用技术工程实验室,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TD923+.13磷矿广泛用于化工、冶金以及尖端技术产业中,生产出的产品满足了人们生产、生活的需求。

磷矿石浮选简介(1)

磷矿石浮选简介(1)
了解矿石性质是我们有针对性的 设计实验方案、研发浮选药剂的 前提条件。目前我们严格遵循以 掌握相关矿石性质为基础,以满 足客户要求为条件,以为客户提 供合理的实验方案及浮选药剂为 目标,逐步完善浮选技术组能力。
磷矿石浮选简介(1)
第二节.磷矿石简介
磷矿石主要组成及分类
磷矿石
主 要 组 成
有效组分:氟(氯)磷
■抑制剂按其结构特征分类如下:
无机抑制剂
水玻璃

硅酸钠,是一种无机 胶体,它对石英、硅 酸盐等脉石矿物有良 好的抑制作用
硫酸、磷酸作为反浮 选中磷酸盐抑制剂
抑制剂
淀粉
有机抑制剂
木质素 糊精 萘磺酸盐
磷矿石浮选简介(1)
第三节.磷矿石浮选药剂
起泡剂
■起泡剂作用机理:在泡沫浮选中气泡既是各种矿物选择性分选的界面, 又是疏水性矿粒的载体和运输工具。气泡剂的作用就是促使矿浆中行程大 量大小适中和稳定的泡沫,使疏水矿物能顺利浮出。
低品位磷块岩: 1.原矿P2O5 10%~20% 2. MgO 2%~5%左右 3.硅酸盐含量20%以上
磷矿石浮选简介(1)
第三节.磷矿石浮选药剂
浮选药剂按其功能大概分为以下几类:
捕收剂
其中捕收剂最重要,其次是 抑制剂、起泡剂 和调整剂。
浮选 药剂
抑制剂 起泡剂
调整剂
磷矿石浮选简介(1)
第三节.磷矿石浮选药剂
碱性
Na2CO3 :一种强碱弱酸 盐,在矿浆中水解后得 到OH-、HCO3-和CO32等离子,对矿浆pH值 有缓冲作用。主要用于 正浮选中。
酸性
H2SO4、H3PO4:反浮选 中常用的酸性调整剂, 其中最常用的是H2SO4。
磷矿石浮选简介(1)

一种磷矿低温浮选捕收剂

一种磷矿低温浮选捕收剂

一种磷矿低温浮选捕收剂张央;李冬莲【摘要】探讨了一种自制的磷矿浮选捕收剂在低温(13~15℃)条件下的浮选效果,同时做了加温(28~30℃)条件下的对比试验.在低温条件下精矿的品位达到30.40%,回收率达到81.36%;在加温条件下精矿的品位达到30.55%,回收率达到82.37%,由此可知这种捕收剂受温度影响不大,能在不加温的条件下用于冬天生产.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2008(030)002【总页数】3页(P51-53)【关键词】磷矿;低温浮选;磷矿捕收剂【作者】张央;李冬莲【作者单位】武汉工程大学环境与城市建设学院,湖北,武汉,430074;武汉工程大学环境与城市建设学院,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TD9230 引言中低品位磷块岩(俗称胶磷矿)的浮选通常需要加温,目的在于提高脂肪酸类捕收剂的分散性和水溶性,改善其捕收性能.但是加温浮选会导致能耗增大,固定资产投资增多,选矿成本加大,如果能得到一种低温捕收剂就可以大大节约成本.李冬莲[1~6]等对磷矿常温浮选捕收剂做了大量的研究,得到了几种常温浮选捕收剂;而对磷矿的低温捕收剂研究报道则比较少[7,8].改善脂肪酸类捕收剂浮选效果的另一种方法是加入增效剂.其方法是通过乳化方法或在脂肪酸类捕收剂中加入少量其它种类的表面活性剂产生协同效应,提高捕收性能.这种协同效应称为增效作用(synergism),其含义是指两种或两种以上表面活性剂按一定比例所形成的复配体系的表面活性效果优于各个组分的性能.能明显改变溶液物理化学性质的少量表面活性剂称为增效剂.这种方法比较简单适用,本捕收剂是在前人的研究的基础上,在皂脚工业品中加入几种增效剂后经过系统试验得到的.1 试样及设备1.1 试验用矿样原矿试样由宜昌中孚化工有限公司提供.原矿化学多元素分析结果见表1.表1 原矿化学多元素分析Table 1 Analysis of primary elements of phosphorite组分P2O5SiO2CaOMgOCO2Fe2O3Al2O3F酸不溶物灼失量w/%16.8338.3725.271.543.573.167.561.8842.405.181.2 主要设备和药品XFD3-63型单槽浮选机;碳酸钠,工业纯;水玻璃,工业纯;棉油皂脚,工业品;十二烷基硫酸钠(SDS),分析纯;某极性有机物,分析纯.2 试验2.1 捕收剂的配制a. 将棉油皂脚配成2.0%(质量分数,下同)的溶液,标记为DWB0;b. 将SDS按皂脚质量的2.5%、5.0%、7.5%、10.0%分别与皂脚混合均匀后配成250 mL 2.0%的捕收剂溶液,分别记为(DWB1系列)DWB1-1,DWB1-2,DWB1-3,DWB1-4;c. 将10.0%的SDS和2.5%、5.0%、7.5%、10.0%的某极性有机物分别与皂脚混合均匀后配成250 mL2.0%的捕收剂溶液,分别记为(DWB2系列)DWB2-1、DWB2-2、DWB2-3、DWB2-4.2.2 粗选试验2.2.1 DWB0用量试验图1 粗选流程Fig.1 Flow chart of original flotation为了确定一个药剂用量基准点用于比较添加增效剂前后药剂的浮选效果(以回收率作为指标),做DWB0的用量试验.只做粗选试验,试验流程如图1,(试验的温度控制在13~15℃),试验结果见图2.图2 DWB0用量试验结果Fig.2 Result of dosage of DWB0试验结果讨论:从图2可以看出,随着DWB0用量增加,磷矿的回收率ε和选矿效率E也增加.当DWB0用量达到4.8 kg/t时,回收率达到97.54%,可以认为已经全部回收磷矿.选基点时药剂的用量太低,矿物的上浮量小不能达增效的效果;药剂的用量太高,则不能体现出增效作用.通过综合比较,选定DWB0的用量为2.4 kg/t.2.2.2 DWB1与DWB2系列药剂浮选试验工艺流程见图1(捕收剂用量为2.4 kg/t),结果见图3(以回收率作指标).图3 DWB1与DWB2药剂用量试验Fig.3 Result of dosage of DWB1 and DWB2从图3可看出,当在皂脚中加入SDS后,回收率有所增加,但是增加幅度较小;当把某极性有机物和SDS与皂脚配制成捕收剂用于低温浮选后,回收率有较大幅度的增加.在试验过程中发现:用DWB2-3时经过一次粗选可以使P2O5的品位达到21.94%,回收率达到89.91%;用DWB2-4时经过一次粗选可以使P2O5的品位达到21.74%回收率达到91.00%.因此做闭路试验时选用DWB2-3捕收剂.2.3 闭路对比试验把10.0%的SDS和某极性有机物与皂脚复配成的捕收剂用于闭路试验(温度确定为13~15℃和28~30℃),试验流程如图4.图4 闭路试验流程图Fig.4 Flow chart of closed-circuit flotation在闭路试验中确定捕收剂的最佳用量如下:当温度为13~15℃时,用量为2.4 kg/t,而温度为28~30℃时,用量为1.8 kg/t;试验结果如表2.表2 闭路试验结果表Table 2 Result of closed-circuit flotation温度/℃产品名称产率/%P2O5品位/%P2O5回收率/%13~15精矿48.9830.4081.36正浮选尾矿43.426.1714.65反浮选尾矿7.609.623.99原矿100.0018.30100.0028~30精矿48.7530.5582.37正浮选尾矿41.345.1411.76反浮选尾矿9.9110.715.87原矿100.0018.08100.00试验结果讨论:通过以上的闭路试验后,精矿的品位达到30%左右,回收率82%左右.在试验过程中发现反浮选时硫酸的用量较大,建议在以后的试验中用一定量的磷酸和硫酸以降低硫酸的用量.3 增效机理初探在实际应用的表面活性剂配方中,为了调节配方的应用性能,也常常加入极性有机物作为添加剂.少量有机物的存在,能导致表面活性剂在水溶液中的cmc发生很大的变化,同时也常常增加表面活性剂的表面活性,少量极性有机物的存在导致溶液表面张力有最低值.捕收剂溶液表面张力变化见图5.在t=10℃时测得pH=7.0的自来水的表面张力为72.16 mN/m,pH=10.5的自来水的表面张力为47.95 mN/m.从图5中可以发现:极性有机物与SDS复配比单纯使用SDS降低水的表面张力的能力强;当两者与皂脚复配,用量大于800 mg/L时,降低水的表面张力的能力更强.可能的增效机理是极性有机物和SDS与皂脚复配降低了水的表面张力增加了皂脚在水中得溶解和分散,有利于在矿石上吸附.具体的增效机理还有待于进一步研究.图5 几种药剂降低水的表面张力的能力Fig.5 Ability of several collector reducing the surface tension of waterB-7.5%的某极性有机物和10%的SDS与皂脚复配;C-10%的SDS与皂脚复配;D-皂脚溶液;E-10%的SDS溶液;F-7.5%的某极性有机物与10%的SDS复配.参考文献:[1]谢恒星,李冬莲,张傲时,等. 增效作用对胶磷矿浮选行为的影响[J]. 武汉化工学院学报,1998,20(4): 33-36.[2]李冬莲,彭儒. 胶磷矿、方解石捕收剂研究[J]. 化工矿山技术,1991,20(5):22-24.[3]李冬莲,卢寿慈,谢恒星. 磷灰石常温浮选溶液化学的研究[J]. 矿业工程,1999,19(1): 35-37.[4]李冬莲,卢寿慈. 磷灰石浮选增效剂作用机理研究[J]. 国外金属矿选矿,1999,(8):19-21.[5]谢恒星,李冬莲,张傲时. 增效剂Tween80对磷灰石浮选特性的影响[J]. 金属矿山,1998,(9):32-33.[6]李冬莲. 脂肪酸增效剂在浮选中的应用[J]. 武汉化工学院学报,1999,21(3):41-45.[7]徐金书. 新浦磷矿低温捕收剂的选择[J]. 化工矿物与加工,2005,(12):21-23.[8]罗廉明,乐华斌,刘鑫. 一种新型磷矿低温浮选捕收剂.化工矿物与加工,2005,(12):3-4.。

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针对硅质、钙质以及硅钙质含量较高的磷矿,可选用阳离子胺类
捕收剂,如环烷胺、塔尔油胺、聚氧乙烯基胺等,采用反浮选工艺流
程脱硅回收含磷矿物。类似作用原理的还有醚胺类捕收剂。
近年来国内不少研究者对使用表面活性剂作为脂肪酸及其皂类捕
收剂的增效剂 做了大量研究,对复合捕收剂(即捕收剂+增效剂 )进行
了一些探索,目的是降低浮选温度,在药剂用量同等条件下,提高浮选效 果,从而节约选矿成本,并取得了明显的进展。
RCOO-和(RCOO)2-两种形式存在。
2.2、油酸的吸附机理
在强酸性条件下,油酸主要以分子状态在溶液中存在并在矿物表面吸附;在 弱酸性条件下,主要以油酸离子吸附在矿物表面;在中性和碱性条件下,主要是以 油酸离子、双油酸离子缔合物以及部分油酸分子—离子缔合物吸附于矿物表面,其 比例与油酸总浓度和具体的PH值有关。
在PH<5时,溶液中的主要平衡是方程式(1.1),此时溶液中主要以溶解的油 酸分子为主;PH在5至7之间时,溶液中以油酸根离子RCOO-为主,同时含有部分油 酸根离子缔合物; PH在7—10之间,溶液中除油酸根离子RCOO-和油酸根离子缔合 物外,还有部分“(RCOO)2H-”分子—离子缔合物; PH>10的溶液中,油酸主要以
将吸附密度的结果与理论计算的结果相对比得出,在PH=8.0的条件下,油 酸主要以油酸分子的物理吸附为主,吸附量可以高于一个单分子层,而在PH=9.5 的条件下,油酸的化学吸附十分紧密,在矿物表面形成了紧凑的单分子层结构。 在37℃和65℃的试验也得到了相同的结论。通过红外光谱的漫反射技术证实,在 PH=8.0的条件下磷灰石表面主要以油酸分子的物理吸附为主,伴随有少量的油酸 化学吸附。
的研宄主要集中于油酸的溶液化学行为和吸附机理两方面。
2.1、油酸的溶液化学行为
油酸/油酸钠是典型的磷矿浮选药剂,目前在使用的改性捕收剂大多是在油 酸药剂的基础上卤化,羟基化而得到的,另外油酸分子在溶液中的存在状态是捕 收剂吸附机理的前提。油酸作为一种弱电解质,在水溶液中存在如下所示的反应 平衡:
通过以上的解离平衡方程式,可以计算出任一浓度下,油酸在不同PH条件下 的存在形式。
但在PH>10的强碱性条件下,由于部分油酸离子形成缔合物,在矿物表面很 容易形成类似胶束结构的吸附形式,一部分油酸离子的亲水基朝向溶液内部,因 此矿物表面疏水性的提高有限,不利于浮选的进行。
对于油酸在酸性条件下和偏中性条件下的吸附机理,国内外学者都进行了详 尽的研宄。Yongqiang Lu等使用红外光谱的全反射衰减光谱和漫反射技术研究了 油酸在不同PH、浓度和温度下的吸附机制。结果表明,20℃时,在PH=8的条件下, 随着油酸药剂浓度的升高,磷灰石表面的药剂吸附密度一直呈现增加的趋势,而 在PH=9.5左右,吸附密度首先随着药剂量的增加而增加,然后达到一个稳定的值, PH=8.0时药剂的最大吸附密度是PH=9.5时的两倍。
在强碱性条件下,除了油酸离子外,主要是双油酸离子缔合物。对于磷矿浮 选而言,在酸性、中性和偏碱性条件下,油酸分子或离子都可以在磷矿表面吸附使 得矿物表面疏水,尤其是在偏碱性的条件下,一部分油酸分子—离子缔合物的出现, 使得油酸离子在矿物表面吸附的同时,一部分油酸分子同样可以在矿物表面吸附, 从而增加药剂在矿物表面的吸附量,同时提高矿物表面的疏水性。
第四部分 磷矿浮选捕收剂作用原理
目录
CONTENTS
1
磷矿浮选捕收剂概述
2
脂肪酸类捕收剂作用原理
2.1
油酸的溶液化学行为
2.2
油酸的吸附机理
一、磷矿浮选捕收剂概述
浮选是选别磷矿的最有效手段之一,磷矿石浮选最广泛使用的捕
收剂是油酸盐、氧化石蜡皂等脂肪酸类捕收剂。脂肪酸类捕收剂在磷
灰石的浮选过程中主要依赖于羧酸根离子与矿石表面的钙离子结合而 使目的矿物疏水。
混合捕收剂:它是两种或多种脂肪酸与其衍生物或其它药剂按一 定比例组合而成。早在上世纪40年代,印度就报道了把油酸与煤油的组 合物作为磷矿浮选捕收剂,对磷灰石进行浮选试验,获得了含P2O5达40% 的优质磷精矿。
二、脂肪酸类捕收剂作用原理
以油酸 为例说明脂肪酸类捕收剂的作用原理。
油酸的分子式为CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH,其亲固基团为羧基 “COOH”,实际应用中为了提高酸的水溶性,在浮选时,常用氧氧 化钠将油酸皂化生成油酸钠。油酸或油酸钠在水溶液中解离后,其亲 固基变为“COO—”,其中带负电荷的氧原子具有很强的化学活性,可 以与磷矿表面的钙原子结合而使捕收剂吸附。对于油酸浮选磷矿机理
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