一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂及其应用制造技术

本申请公开一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂及其应用，具体由以下重量份的原料组成：乙烯基三甲氧基硅烷40‑60份，醚胺10‑20份，脂肪醇20‑25份，十二胺10‑15份，其中醚胺的化学通式为R‑O‑CH

【技术实现步骤摘要】
一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂及其应用
本专利技术属于磷化工固废处理
，具体涉及一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂及其应用。
技术介绍
磷石膏是磷化工的主要固体废弃物，一般生产1吨磷酸会产生4.5-5.5t磷石膏。目前全世界每年约产生2.8亿吨磷石膏，而磷石膏的综合利用率仅在40%左右。白度是影响磷石膏应用的一种重要因素。磷石膏因含有磷酸及其盐、氟化物、有机物、石英及铁镁氧化物等杂质而成灰色或灰黑色，导致其只能应用于水泥、化工原料和土壤改良剂、路基等低附加值领域。对磷石膏进行除杂增白，可以极大的提高其利用价值，还可以替代储量有限的天然石膏，减少固废堆存对生态环境造成的破坏，提高资源利用率。专利CN111302377A公布了一种磷石膏除杂增白的方法，分别采用了酸浸-浮选-重选等，工艺流程长且复杂，涉及多段脱水，成本高。专利CN111792663A公布了一种采用煅烧-酸浸-洗涤提高磷石膏白度的方法，但是该方法加入煅烧助剂碳酸铵、碳酸氢铵、氯化钠等，能耗高且煅烧过程中可能会损害炉体。此外，采用硫酸酸浸和漂白法会产生大量废水需要处理。浮选法可以有效去除磷石膏中的有机物质和石英等杂质，使其白度大幅度提升。浮选捕收剂是决定浮选效果的关键。综上所述，针对当前磷石膏增白技术流程长且复杂、成本高、环境污染严重，常规浮选药剂耐酸性和选择性差、捕收能力不强等问题，开发一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂及其应用，本专利技术的浮选捕收剂具有以下优点：（1）可同时捕获有机物和硅酸盐杂质；（2）兼具起泡剂性能；（3）性能稳定，捕收能力强；（4）浮选速度快，用量低。基于上述目的，本专利技术采取如下技术方案：一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂，由以下重量份的原料组成：乙烯基三甲氧基硅烷40-60份，醚胺10-20份，脂肪醇20-25份，十二胺10-15份。进一步地，所述醚胺的化学通式为R-O-CH2CH2CH2NH2，式中R为C10~16直链烷基。进一步地，所述脂肪醇的化学通式为R-OH，式中R为C5~8直链烷基。上述浮选捕收剂在对磷矿进行浮选生产磷石膏中的应用，过程如下：（1）将磷矿加入温度为50-90℃、浓度为22-32wt%磷酸溶液中，恒温反应0.5h-6.0h得到磷酸二氢钙悬浮液；（2）反应结束后，将磷酸二氢钙悬浮液直接转移到搅拌桶内，加入捕收剂搅拌调浆2min-10min，捕收剂用量按磷矿质量计为50~150g/t；（3）将调浆后的悬浮液转入浮选柱内，浮选柱充气量为20-200ml/min，浮选时间为5min-20min；（4）浮选结束后，将浮选柱内剩余溶液转入反应器内，并将反应器内悬浮液加热到55-85℃后，先加入二水硫酸钙作为晶种，再加入浓硫酸，55-85℃恒温反应1.0h-5.0h；（5）反应结束后，将反应器内悬浮液进行过滤，滤液返回至步骤（1），滤饼继续洗涤-过滤并烘干，即得。进一步地，步骤（1）中：磷矿为湿法磷化工所用原料；磷矿和磷酸溶液固液比为1:5-11。进一步地，步骤（4）中：二水硫酸钙晶种的添加量为磷矿质量分数的2%-10%；所用的浓硫酸为质量分数98%的浓硫酸，硫酸化学计量比为1.02-1.15。进一步地，步骤（5）中：滤饼至少用水洗涤-过滤2次，60℃烘干。硫酸法分解磷矿制取磷酸在湿法磷酸工艺中最为成熟，使用最为广泛。该反应分为两步，第一步是采用磷酸分解磷矿，即磷矿与循环料浆中的磷酸在分解槽中进行预分解：Ca5F(PO4)3+7H3PO4=5Ca(H2PO4)2+HF↑第二步加入浓硫酸与第一步生成的Ca(H2PO4)2反应生成不溶于液相的CaSO4沉淀与H3PO4：Ca(H2PO4)2+5H2SO4+5nH2O=5CaSO4·nH2O↓+10H3PO4根据这两步反应，直接对第一步产生的磷酸二氢钙悬浮液进行浮选除杂（有机物质和未反应的石英等杂质），可以从源头去除磷石膏中的有机物质及石英等杂质，避免有色物质和杂质进入液相磷酸和副产物磷石膏中，提高副产物磷石膏的白度。捕收剂是浮选除杂过程的关键，本专利技术提供一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂，可以极强适应磷酸二氢钙悬浮液强酸环境，同时捕获有机物和硅酸盐杂质，显著提高副产物磷石膏的白度和纯度。进一步的，所述一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂，是将所述重量的各种组份不分先后倒入同一容器，在常温和800-1500rpm转速下，搅拌35-90min混合均匀后即得所述的浮选捕收剂。本专利技术的乙烯基三甲氧基硅烷可以通过氢键和脱水缩合的方式与磷石膏中的有机质及石英、硅灰石等杂质结合，使其疏水性提高；醚胺和十二胺也可与石英、硅灰石等杂质结合，进一步提高其疏水性；脂肪醇是一种起泡剂，主要是为了促使空气在料浆中形成小气泡，增强小气泡对疏水性有机质及石英、硅灰石等杂质的捕获能力，提高杂质的去除率。本专利技术各组分的组合及各组分的重量份范围，是大量实验基础上确定的，上述组分及重量份范围能充分发挥各组分之间的协同增强效应。与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：a）本专利技术提供的一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂是直接用于湿法磷化工磷酸二氢钙悬浮液浮选除杂中，从源头去除有色物质及杂质，提高副产物磷石膏的白度与纯度。b)本专利技术提供的一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂适应强酸环境，具有可同时捕获有机物和硅酸盐杂质，兼具起泡剂性能，性能稳定，捕收能力强，浮选速度快和用量低等优点。c)本专利技术提供的一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂用于磷酸二氢钙悬浮液浮选除杂，磷酸产率和品质几乎不受影响，副产物磷石膏经过洗涤之后，白度大于85%，可直接用于PVC填料和建筑墙体材料。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明图1是使用实施例1的浮选捕收剂在120ml/min的充气量，浮选6min后的样品图；图2是使用实施例1的浮选捕收剂对磷矿进行浮选得到的磷石膏；图3是使用实施例1的浮选捕收剂对磷矿进行浮选得到的磷石膏的光学显微镜照片；图4是使用对比例1的浮选捕收剂对磷矿进行浮选得到的磷石膏的光学显微镜照片，图3、图4中的标尺均为10μm。具体实施方式在以下实施例中，在不改变所述捕收剂制备方法的前提下，只对原料组分的重量份进行改变。在以下实施例中，都采用贵州某地区磷矿，主要化学成分含量为P2O533.49wt%、CaO46.97wt%、SiO27.87wt%和MgO0.89wt%等。先将质量分数为27%的磷酸溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂，其特征在于：由以下重量份的原料组成：/n乙烯基三甲氧基硅烷 40-60份；/n醚胺 10-20份；/n脂肪醇 20-25份；/n十二胺 10-15份。/n

【技术特征摘要】
1.一种通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂，其特征在于：由以下重量份的原料组成：
乙烯基三甲氧基硅烷40-60份；
醚胺10-20份；
脂肪醇20-25份；
十二胺10-15份。


2.根据权利要求1所述通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂，其特征在于，醚胺的化学通式为R-O-CH2CH2CH2NH2，式中R为C10~16直链烷基。


3.根据权利要求1所述通过浮选法除杂提高磷石膏白度的浮选捕收剂，其特征在于，脂肪醇的化学通式为R-OH，式中R为C5~8直链烷基。


4.根据权利要求1至3任一所述浮选捕收剂在对磷矿进行浮选生产磷石膏中的应用，其特征在于，过程如下：
（1）将磷矿加入温度为50-90℃、浓度为22-32wt%磷酸溶液中，恒温反应0.5h-6.0h得到磷酸二氢钙悬浮液；
（2）反应结束后，将磷酸二氢钙悬浮液直接转移到搅拌桶内，加入捕收剂搅拌调浆2min-10min，捕...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭伟军，曹亦俊，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41