本發明涉及鈦鐵礦浮選技術領域，具體涉及一種由混合脂肪酸等經改性、復配而成的鈦鐵礦浮選捕收劑及其制備方法和應用。
背景技術：
我國擁有非常豐富的原生鈦鐵礦礦物資源，這些原生鈦鐵礦資源是鈦工業的主要原料。鈦白粉是一種十分重要的化工原料，金屬鈦及鈦合金具有重量輕、強度高、耐腐蝕、耐高溫和可塑性好等一系列優良性能而日益顯示出其優越性。因此，研制出一種高效的鈦鐵礦浮選捕收劑具有重要的意義。
早期的鈦鐵礦浮選藥劑主要是氧化石蠟皂、苯乙烯膦酸、水楊羥肟酸、乳化塔爾油等，這些傳統捕收劑對難選礦針對性不強，同時存在用量大、選擇性一般、分散性不好、起泡性差等不足。
針對鈦鐵礦捕收劑的現狀，能否提供一種新型高效的鈦鐵礦組合捕收劑，既能克服現有捕收劑的不足又能改善對礦物的捕收效果、降低藥劑使用成本，對解決鈦鐵礦浮選的實際生產問題具有十分重要的意義。
技術實現要素：
本發明的目的在于解決現有鈦鐵礦捕收劑針對性弱、用量大成本高、選擇性分散性一般、需額外添加起泡劑等不足，提供一種由混合脂肪酸等經改性、復配而成的鈦鐵礦浮選捕收劑及其制備方法和應用。本發明為實現上述目的的技術方案如下：
一種鈦鐵礦浮選捕收劑，由以下按重量份數計的原料制備而成：棉油油角2-4.5份，混合脂肪酸3-5份，三乙烯四胺六甲叉膦酸0.2-0.5份，高級脂肪羥肟酸0.2-0.5份，強堿1-2份。
上述方案中，所述混合脂肪酸為月桂酸與棕櫚酸或硬脂酸的混合物；所述強堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀；所述高級脂肪羥肟酸由鹽酸羥肟溶于乙醇溶液，加入氫氧化鈉在冰鹽浴中進行游離后與脂肪酸甲酯反應提純所得。
上述鈦鐵礦浮選捕收劑的制備方法，包括以下步驟：a制備三乙烯四胺六甲叉膦酸；b制備高級脂肪羥肟酸；c將棉油油角、混合脂肪酸、三乙烯四胺六甲叉膦酸、高級脂肪羥肟酸、強堿和水按一定比例加入反應釜中在140-180℃反應2-5小時得膏狀物，接著將其配制成溶液。
按照上述方案，所述棉油油角、混合脂肪酸、三乙烯四胺六甲叉膦酸、高級脂肪羥肟酸、強堿的重量份數比為2-4.5:3-5:0.2-0.5:0.2-0.5:1-2，水的重量與棉油油角、混合脂肪酸、三乙烯四胺六甲叉膦酸、高級脂肪羥肟酸、強堿的總重量比為4:6。
上述鈦鐵礦浮選捕收劑的應用，包括以下步驟：(1)將浮硫后的尾礦礦漿抽濾后烘干，接著進行濕混分樣，向原礦中加水攪拌均勻制成漿料；(2)依次向漿料中加入一定量調整劑硫酸、所述鈦鐵礦浮選捕收劑，充氣鼓泡后浮選得TiO2精礦；(3)將尾礦抽濾烘干，將第一次浮選所得TiO2精礦加水調制成漿料，向漿料中補加一定量調整劑硫酸進行第二次浮選；(4)將中礦抽濾烘干，將第二次浮選所得TiO2精礦加水調制成漿料，向漿料中補加一定量調整劑硫酸進行第三次浮選，之后將中礦和精礦分別抽濾烘干。
按照上述方案，步驟(2)中調整劑硫酸的加入量為0.52-0.64Kg/t，鈦鐵礦浮選捕收劑的加入量為1.07-1.56Kg/t。
按照上述方案，步驟(3)中調整劑硫酸的加入量為0.2-0.3Kg/t。
按照上述方案，步驟(4)中調整劑硫酸的加入量為0.15-0.2Kg/t。
本發明的鈦鐵礦浮選捕收劑與傳統浮選捕收劑相比，具有以下有益效果：
1.制備工藝簡單，易于操作，生產制備和使用環節均沒有三廢排放，屬于綠色環保工藝，環境效益突出。
2.高級脂肪羥肟酸作為一種金屬絡合劑，大大增加了捕收劑對于鈦鐵礦的選擇性，棉油油角經過高溫皂化后具有很好的起泡性能，綜合運用可減少捕收劑的用量，降低浮選藥劑成本，具有廣闊的工業化前景。
3.該浮選捕收劑選擇性高、載礦能力強、起泡性好，在常溫下具有很好的分散性，能達到優良的浮選效果，針對鈦鐵礦浮選，精礦的回收率和選礦效率更高。
附圖說明
圖1為本發明鈦鐵礦浮選捕收劑浮選工藝示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖及具體實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅只局限于下面的實施例。
本發明所使用的棉油油角含60-70wt％的混合脂肪酸以及7-10wt％的植物甾醇，所述混合脂肪酸為月桂酸與棕櫚酸的混合物或月桂酸與硬脂酸的混合物(兩者以任意比混合)，所述強堿為分析純的氫氧化鈉或氫氧化鉀固體。
原料三乙烯四胺六甲叉膦酸的合成步驟如下：向裝有電動攪拌器、回流冷凝管、溫度計、平衡加料器的四口燒瓶中加入14.6g三乙烯四胺和適量水，攪拌溶解；然后加入49.2g亞磷酸，加熱升溫到40℃，向溶液中滴加50.0g甲醛溶液(37wt％)，在100-105℃恒溫反應兩個小時，最后將溶液旋蒸除水后得到三乙烯四胺六甲叉膦酸。
本發明的原料高級脂肪羥肟酸為混合脂肪羥肟酸，其合成步驟參考相關文獻如下：將鹽酸羥胺溶于乙醇溶液中，加入氫氧化鈉，在冰鹽浴中進行游離，得到游離的羥胺；向帶有電動攪拌裝置和溫度計的三口燒瓶中加入游離的鹽酸羥胺，在45℃-50℃攪拌條件下向溶液中滴加脂肪酸甲酯，滴加完成后反應2-3h，產物抽濾后將濾液減壓濃縮，待其冷卻后再抽濾得到高級脂肪羥肟酸。
實施例1
取40g高級脂肪羥肟酸，20g三乙烯四胺六甲叉膦酸，450g棉油油角，300g混合脂肪酸(月桂酸與棕櫚酸)，100gNaOH和607g水，加入到高壓反應釜內在140-180℃反應2-5個小時得棕黑色膏狀物，稱重計算其固含量，加水配成固含量2％的溶液即得。
以攀枝花某鈦鐵礦為礦樣，其化學組成為：
利用本實施例制備的捕收劑對該礦樣進行一粗兩精浮選，浮選工藝如圖1所示，具體過程如下：
(1)礦石前處理：取浮硫后的尾礦礦漿，抽濾烘干，濕混后分樣，其磨礦細度小于-200目的占82％，
(2)浮選富集：向浮選槽中加入166g原礦，再加入一定量的自來水調漿，充分攪勻按照0.54kg/t(調整劑/原礦)的比例加入調整劑硫酸，攪拌1min；然后按1.45kg/t的比例加入本實施例制得的捕收劑，攪拌4min；充氣鼓泡后常溫正浮選刮出TiO2礦物，刮板時間為6min。
(3)尾礦抽濾烘干，將步驟(2)所得粗精礦放入浮選槽內并加入自來水調漿，按0.2kg/t的比例補加調整劑硫酸，攪拌1min；充氣鼓泡后，進行精選刮出TiO2礦物，刮板時間為6min。
(4)中礦抽濾烘干，將步驟(3)所得精礦放入浮選槽內并加入自來水調漿，按0.15kg/t的比例補加調整劑硫酸，攪拌1min；充氣鼓泡后進行精選刮出TiO2礦物，刮板時間為6min，最后將中礦和精礦分別抽濾烘干。
采用本實施例制得的捕收劑及一粗兩精浮選工藝對該攀枝花鈦鐵礦原礦(TiO2含量18.73％)進行開路浮選，得到TiO2含量為47.84％的精礦，其產率為32.15％，回收率82.12％。相同條件下，攀枝花現正在使用的鈦鐵礦捕收劑MOH(需額外添加起泡劑柴油)，只能得到TiO2含量為46.55％的精礦，產率27.42％，回收率68.14％。
實施例2
取20g高級脂肪羥肟酸，30g三乙烯四胺六甲叉膦酸，300g棉油油角，500g混合脂肪酸(月桂酸與棕櫚酸)，150gNaOH和667g水，加入到高壓反應釜內在140-180℃反應2-5個小時得棕黑色膏狀物，稱重計算其固含量，加水配成固含量2％的溶液即得。
以承德某鈦鐵礦為礦樣，其化學組成為：
利用本實施例制備的捕收劑對該礦樣進行一粗兩精浮選，具體過程如下：
(1)礦石前處理：取浮硫后的尾礦礦漿，抽濾烘干，濕混后分樣，其磨礦細度小于-200目的占88.2％，
(2)浮選富集：向浮選槽中加入166g原礦，再加入一定量的自來水調漿，充分攪勻按照0.64kg/t的比例加入調整劑硫酸，攪拌1min；然后按1.07kg/t的比例加入本實施例制得的捕收劑，攪拌4min；充氣鼓泡后常溫正浮選刮出TiO2礦物，刮板時間為6min。
(3)尾礦抽濾烘干，將步驟(2)所得粗精礦放入浮選槽內并加入自來水調漿，按0.3kg/t的比例補加調整劑硫酸，攪拌1min；充氣鼓泡后，進行精選刮出TiO2礦物，刮板時間為6min。
(4)中礦抽濾烘干，將步驟(3)所得精礦放入浮選槽內并加入自來水調漿，按0.2kg/t的比例補加調整劑硫酸，攪拌1min；充氣鼓泡后進行精選刮出TiO2礦物，刮板時間為6min，最后將中礦和精礦分別抽濾烘干。
采用本實施例制得的捕收劑及一粗兩精浮選工藝對該承德鈦鐵礦原礦(TiO2含量20.13％)進行開路浮選，得到TiO2含量為48.77％的精礦，回收率為83.2％。
實施例3
取50g高級脂肪羥肟酸，50g三乙烯四胺六甲叉膦酸，200g棉油油角，400g混合脂肪酸(月桂酸與硬脂酸)，200gKOH和600g水，加入到高壓反應釜內在140-180℃反應2-5個小時得棕黑色膏狀物，稱重計算其固含量，加水配成固含量2％的溶液即得。
以廣東某鈦鐵礦為礦樣，其化學組成為：
利用本實施例制備的捕收劑對該礦樣進行一粗兩精浮選，具體過程如下：
(1)礦石前處理：取浮硫后的尾礦礦漿，抽濾烘干，濕混后分樣，其磨礦細度小于-200目的占90.3％，
(2)浮選富集：向浮選槽中加入166g原礦，再加入一定量的自來水調漿，充分攪勻按照0.52kg/t的比例加入調整劑硫酸，攪拌1min；然后按1.56kg/t的比例加入本實施例制得的捕收劑，攪拌4min；充氣鼓泡后常溫正浮選刮出TiO2礦物，刮板時間為6min。
(3)尾礦抽濾烘干，將步驟(2)所得粗精礦放入浮選槽內并加入自來水調漿，按0.25kg/t的比例補加調整劑硫酸，攪拌1min；充氣鼓泡后，進行精選刮出TiO2礦物，刮板時間為6min。
(4)中礦抽濾烘干，將步驟(3)所得精礦放入浮選槽內并加入自來水調漿，按0.15kg/t的比例補加調整劑硫酸，攪拌1min；充氣鼓泡后進行精選刮出TiO2礦物，刮板時間為6min，最后將中礦和精礦分別抽濾烘干。
采用本實施例制得的捕收劑及一粗兩精浮選工藝對該廣東鈦鐵礦原礦(TiO2含量22.05％)進行開路浮選，得到TiO2含量為49.35％的精礦，回收率為83.6％。