一种萤石低温捕收剂及其配制方法

技术领域

本发明属于萤石浮选领域，具体而言，涉及一种萤石捕收剂，特别是一种萤石低温捕收剂及其配制方法。

背景技术

萤石(CaF

为解决脂肪酸类捕收剂低温捕收性能不足的问题，相关研究人员提出了许多改良措施，例如中国专利CN114054213B公布的萤石捕收剂及其制备方法虽然一定程度上可以改善低温环境下萤石的回收率，但其适应的矿浆温度为10～20℃，而我国北方主要萤石产地冬季矿浆温度常常低于10℃，且该萤石捕收剂制备过程涉及复杂的化学反应，具有一定危险性和污染性，因此，该方法具有一定的局限性。中国专利CN113441285、CN104056726和CN102764700同样适用温度范围有限，且涉及复杂化学反应和化学试剂。中国专利CN1071382888公开的一种低温萤石捕收剂虽然制备方式简单，但温度适用下限还不够低。中国CN113102112公布的一种氧化矿捕获剂及其制备方法和应用，虽然具有较好的使用效果和较强的低温适应能力，但是其中的部分原料价格昂贵，来源有限，大规模应用会受到制约。

发明内容

本发明的目的在于提供一种萤石低温捕收剂及其配制方法，以解决脂肪酸类捕收剂低温环境下对萤石捕收性差的难题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种萤石低温捕收剂，其主要原料包括油酸钠、松香酸钠、平平加类表面活性剂和羧酸共聚物，且其原料的重量份数配比如下：油酸钠65～82份，松香酸钠10～20份，平平加类表面活性剂3～5份，羧酸共聚物5～10份。

所述油酸钠的结构式如式Ⅰ所示：

所述松香酸钠的结构式如式Ⅱ所示：

优选地，所述平平加类表面活性剂为非离子型表面活性剂，易溶于水，在硬水、酸液或碱液中性质稳定，具有良好的乳化、增溶、分散以及发泡能力。所述平平加类表面活性剂的结构通式为R-O(CH

进一步优选地，所述R为含碳原子数为16～18的碳氢链。疏水链较长，可提高萤石表面的疏水性，提高萤石的回收率。

优选地，所述羧酸共聚物为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物，马来酸-丙烯酸共聚物以及羧酸-磺酸-丙烯酸酯共聚物中的一种。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种萤石低温捕收剂的配制方法，包括如下步骤：

1)将油酸钠溶于水中配成质量浓度为5％～10％的油酸钠溶液；

2)向步骤1)的油酸钠溶液中依次加入松香酸钠、平平加类表面活性剂以及羧酸共聚物，得到混合物；

3)将步骤2)得到的混合物剪切搅拌5～10min，混合均匀，得到萤石低温捕收剂。

优选地，所述步骤1)中，将油酸钠溶于50～65℃热水中配成质量浓度为5％～10％的油酸钠溶液。

进一步优选地，所述步骤1)中，将油酸钠溶于50℃热水中配成质量浓度为5％的油酸钠溶液。低浓度下有助于油酸钠溶解和分散。

优选的，所述步骤2)中，在油酸钠溶液中依次间隔5min加入松香酸钠、平平加类表面活性剂以及羧酸共聚物。

下面对本发明做进一步的解释：

本发明捕收剂在不低于5℃的低温环境下对萤石都具有良好的捕收效果，保证萤石回收率的同时，还在一定程度上提高萤石精矿的品位，降低捕收剂用量。本发明的主要原理在于：

1、松香酸钠对萤石具有捕收作用，且松香酸钠具有环状烃结构，由亲水-亲油平衡理论可知，在亲水基同为羧基的情况下，松香酸钠中的烃链疏水性较油酸钠更弱。因此，松香酸钠的水溶性更好，分散性更好。同时，松香酸钠中的环状烃结构横截面更大，穿插在油酸钠分子之间，也可以防止低温环境下更多的油酸钠通过烃链间的分子间作用力而吸附在一起，进一步提高捕收剂的分散性。

2、平平加类表面活性剂性质稳定，具有良好的抗硬水性和耐酸碱性，可以促进油酸钠的低温溶解性、分散性以及起泡能力，与松香酸钠一起形成协同作用，可进一步提升油酸钠在低温下的捕收效果。平平加是常见的化工产品，原料易得，价格适当。

3、羧酸共聚物作为大分子物质，对细粒级萤石具有一定的絮凝作用，有助于微细粒萤石的捕收。同时，它们还具备较好的亲水性，可以选择性吸附在方解石等脉石矿物表面，保证最终的萤石精矿品质。

本发明的低温萤石捕收剂具有以下优点：

①本发明捕收剂是以油酸钠、松香酸钠、平平加类表面活性剂以及羧酸共聚体复配而成，油酸钠、松香酸钠、平平加类表面活性剂以及羧酸共聚体均为市场上常见的化工产品，原料易得，成本低廉，环境友好，易降解，具有较大的市场推广价值。

②松香酸钠和平平加表面活性剂通过不同的增效机制促进油酸钠的低温捕收能力，二者协同作用产生1+1＞2的效果。

③本发明提供的捕收剂与一般脂肪酸类捕收剂相比，低温捕收性能大幅度提升，可以大幅度提升萤石矿的回收率，降低捕收剂用量，且保证精矿的品质。

附图说明

图1为本发明萤石低温捕收剂应用于萤石矿浮选流程图。

具体实施方式

实施例1

本实施例萤石低温捕收剂，各原料的重量份数配比为：油酸钠82份，松香酸钠10份，平平加类表面活性剂3份(R为含碳原子数为18的碳氢链，n＝15～16)，羧酸-磺酸-丙烯酸酯共聚物5份。

本实施例萤石低温捕收剂的配制：①采用50℃的热水在搅拌桶中将油酸钠配制成5％的溶液；②在油酸钠溶液中依次间隔5min加入松香酸钠、平平加类表面活性剂以及羧酸共聚物；③采用乳化剪切机将混合物剪切搅拌10min，混合均匀，即完成萤石低温捕收剂的配制。

本实施例萤石捕收剂与现有技术萤石捕收剂的使用效果对比：

将本实施例制得的萤石低温捕收剂与现有技术萤石捕收剂分别应用于入选矿样品位为40.23％的萤石原矿CaF

表1浮选结果

由对比结果可知，在8℃的低温矿浆中，采用本实施例1捕收剂取得的萤石精矿较油酸钠提高约9％，萤石精矿品位仍然保持在97％以上，且捕收剂用量降低。添加单一的松香酸钠或者平平加可以一定程度上提升油酸钠的捕收能力，但是平平加起泡能力强导致萤石精矿下降。松香酸钠可以提升油酸钠分散性，但自身捕收能力有限，导致萤石回收率仍然不够高。二者结合，产生正协同作用，保证萤石品质的同时，提升低温萤石回收率。

实施例2

本实施例萤石低温捕收剂，各原料的重量份数配比为：油酸钠65份，松香酸钠20份，平平加类表面活性剂7份(R为含碳原子数为12的碳氢链，n＝15～16)，马来酸-丙烯酸共聚物8份。

本实施例萤石低温捕收剂的配制：①采用65℃的热水在搅拌桶中将油酸钠配制成10％的溶液；②在油酸钠溶液中依次间隔5min加入松香酸钠、平平加类表面活性剂以及羧酸共聚物；③采用乳化剪切机将混合物剪切搅拌10min，混合均匀，即完成萤石低温捕收剂的配制。

本实施例萤石捕收剂与现有技术萤石捕收剂的使用效果对比：

将本实施例制得的萤石低温捕收剂与现有技术萤石捕收剂分别应用于入选矿样品位为22.36％的萤石原矿CaF

表2浮选结果

由对比结果可知，在5℃的低温矿浆中，采用本实施例2捕收剂取得的萤石精矿较油酸钠提高约7％，萤石精矿品质依然更高，且捕收剂用量降低200g/t。平平加和松香酸钠同样存在正协同效应。与不添加共聚物相比，实施例1的品位和回收率有进一步提升，共聚物有利于细粒级萤石回收，且对脉石矿物有一定的抑制作用。

实施例3

本实施例萤石低温捕收剂，各原料的重量份数配比为：油酸钠75份，松香酸钠10份，平平加类表面活性剂5份(R为含碳原子数为12的碳氢链，n＝15～16)，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸共聚物10份。

本实施例萤石低温捕收剂的配制：①采用60℃的热水在搅拌桶中将油酸钠配制成5％的溶液；②在油酸钠溶液中依次间隔5min加入松香酸钠、平平加类表面活性剂以及羧酸共聚物；③采用乳化剪切机将混合物剪切搅拌10min，混合均匀，即完成低温萤石捕收剂的配制。

本实施例萤石捕收剂与现有技术萤石捕收剂的使用效果对比：

将本实施例制得的萤石低温捕收剂与现有技术萤石捕收剂分别应用于入选矿样品位为25.36％的萤石原矿CaF

表3浮选结果

由对比结果可知，在7℃的低温矿浆中，采用本实施例3捕收剂与常规萤石捕收剂相比，取得的萤石精矿至少提高约4％，萤石精矿品质依然保持较高水平。氧化石蜡皂因含有长烃链脂肪酸，低温效果最差；塔尔油因为含有松脂酸，具有较好的起泡能力，捕收能力相对较强，但萤石精矿品质稍低。