本發明屬于磷礦浮選技術領域，具體涉及一種磺化脂肪酸磷礦反浮選捕收劑的制備方法。
背景技術：
磷礦是生產制造農業用化肥和工業用精細磷化工產品不可或缺的原料，屬于重要戰略資源，具有稀缺性和不可替代性的特點。對于中低品位的膠磷礦，由于其選礦較難，因此30多年以來一直以開采富礦為主。這種開采方式導致富礦越來越少，貧礦越來越多，也使得對中低品位難選膠磷礦的開發利用刻不容緩。
中低品位的膠磷礦絕大部分含有較高含量的有害雜質，如氧化鎂、碳酸鈣等，需要通過選礦富集才能加以利用。中低品位的高鎂膠磷礦一般采用反浮選工藝流程，這種膠磷礦中脈石礦物嵌布粒度細、難以解離，故對磨礦細度要求極高，這就導致了捕收劑對礦物的分選選擇性不高。為了提高中低品位膠磷礦的分選效果，需要研發出選擇性高的反選捕收劑。
目前國內外的中低品味膠磷礦的浮選采用的捕收劑主要為脂肪酸及其皂類，但是這類藥劑存在以下兩個問題：一是脂肪酸的捕收能力強，但選擇性較差；二是脂肪酸及其皂類在常溫下的水溶性不好，并且不易分散，浮選過程中往往需要對礦漿進行加熱才能達到良好的分選效果，大大增加了能源損耗，使生產成本偏高。為了解決上述問題，我們對脂肪酸進行改性，通過脂肪酸α位的磺化反應，增加捕收劑鈣鎂絡合的能力，同時也可達到增加捕收劑溶解性，從而使其抗低溫能力提高。
技術實現要素：
本發明的目的在于解決現有脂肪酸類捕收劑選擇性差、水溶性不好、不易分散、抗低溫性差等不足，提供一種磺化脂肪酸磷礦反浮選捕收劑的制備方法。該方法工藝流程簡單，常溫條件下反浮選效果優良，具有較好的推廣應用前景。
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下：
一種磺化脂肪酸磷礦反浮選捕收劑的制備方法，包括以下步驟：a將軟脂酸和硬脂酸按照一定比例配制成混合高級脂肪酸；b將混合高級脂肪酸與98wt％的濃硫酸反應制備α-磺化脂肪酸；c配制一定濃度的強堿溶液；d將α-磺化脂肪酸、飽和脂肪酸、強堿溶液置于高壓反應釜中，加熱并攪拌反應得基本物質；e向基本物質中加水配制成一定固含量的溶液。
按照上述方案，步驟a中軟脂酸與硬脂酸混合時的質量比為0.3-0.6：1。
按照上述方案，步驟b中混合高級脂肪酸與濃硫酸的質量比為1:0.1-0.8，混合時將濃硫酸緩慢滴加到混合高級脂肪酸中，調節反應溫度為80℃反應3-8h，反應產物經洗滌、攪拌、靜置分層得α-磺化脂肪酸。
按照上述方案，步驟c中強堿溶液為氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液，濃度為10-30wt％。
按照上述方案，步驟d中α-磺化脂肪酸、飽和脂肪酸與強堿溶液中強堿的質量比為3-6：1.5-4：1-3，各物質混合后加熱至140-180℃攪拌反應2-5h。
按照上述方案，步驟e中將基本物質配制成固含量2-30wt％的溶液，其具體固含量視實際使用情況可靈活變動。
上述方案中，所述飽和脂肪酸為月桂酸、軟脂酸、硬脂酸中的一種及其混合物。
與傳統脂肪酸類捕收劑相比，本發明提供的新型捕收劑具有以下有益效果：
(1)在引進磺酸基基團的基礎上進行復配。α-磺化脂肪酸的磺酸基團為極性基團，可以增強羧酸與鈣鎂等離子的絡合，形成穩定的配合物,達到脫除礦漿中脈石礦物的目的。
(2)高級脂肪酸α位引進的磺酸基團為親水性基團，可大大增加捕收劑的可溶性，尤其是在低溫下的溶解性，從而增強其抗低溫能力，使其在常溫下也能高效浮選，大大降低了浮選過程中的能耗。
(3)α-磺化脂肪酸經過與混合飽和脂肪酸的復配，減少了對主藥劑的需求量，降低了生產成本，同時因為復配藥劑中各種不同藥劑的協同作用，大大提高了磷礦生產指標。
(4)本發明提供的捕收劑合成及復配的工藝流程較為簡單，產品分散性及穩定性好，選擇性強，對中低品位的膠磷礦有較好的浮選效果。
具體實施方式
為使本領域普通技術人員充分理解本發明的技術方案和有益效果，下面結合具體實施例進行充分說明。
實施例1
按照軟脂酸與硬脂酸0.3：1的質量比配制混合高級脂肪酸備用。取286g混合高級脂肪酸置于1L的三口燒瓶中，于90℃條件下將其融化。通過恒壓滴定漏斗將29.18g濃硫酸(質量濃度為98％)緩慢滴加到三口燒瓶中，調節反應溫度至80℃反應3h。反應完成后向三口燒瓶中加入熱水并攪拌0.5h，接著用熱水洗滌至中性后靜置分層得到產物α-磺化脂肪酸。將200g氫氧化鈉配制成10wt％的氫氧化鈉溶液，將其與300gα-磺化脂肪酸和150g月桂酸一同加入到高壓反應釜中，調節反應溫度到140℃攪拌反應2h得基本物質。向基本物質中加水配制成固含量為2wt％的溶液，即得新型反浮選捕收劑。此處固含量＝原料除水總質量/捕收劑總質量，其范圍處于2-30wt％。
實施例2
按照軟脂酸與硬脂酸0.4：1的質量比配制混合高級脂肪酸備用。取286g混合高級脂肪酸置于1L的三口燒瓶中，于90℃條件下將其融化。通過恒壓滴定漏斗將116.73g濃硫酸緩慢滴加到三口燒瓶中，調節反應溫度至80℃反應5h。反應完成后向三口燒瓶中加入熱水并攪拌0.5h，接著用熱水洗滌至中性后靜置分層得到產物α-磺化脂肪酸。將300g氫氧化鈉配制成15wt％的氫氧化鈉溶液，將其與600gα-磺化脂肪酸和400g軟脂酸一同加入到高壓反應釜中，調節反應溫度到150℃攪拌反應3h得基本物質。向基本物質中加水配制成固含量為2wt％的溶液，即得新型反浮選捕收劑。
實施例3
按照軟脂酸與硬脂酸0.5：1的質量比配制混合高級脂肪酸備用。取286g混合高級脂肪酸置于1L的三口燒瓶中，于90℃條件下將其融化。通過恒壓滴定漏斗將175.10g濃硫酸緩慢滴加到三口燒瓶中，調節反應溫度至80℃反應6h。反應完成后向三口燒瓶中加入熱水并攪拌0.5h，接著用熱水洗滌至中性后靜置分層得到產物α-磺化脂肪酸。將100g氫氧化鈉配制成20wt％的氫氧化鈉溶液，將其與300gα-磺化脂肪酸和200g硬脂酸一同加入到高壓反應釜中，調節反應溫度到160℃攪拌反應4h得基本物質。向基本物質中加水配制成固含量為2wt％的溶液，即得新型反浮選捕收劑。
實施例4
按照軟脂酸與硬脂酸0.6：1的質量比配制混合高級脂肪酸備用。取286g混合高級脂肪酸置于1L的三口燒瓶中，于90℃條件下將其融化。通過恒壓滴定漏斗將233.47g濃硫酸緩慢滴加到三口燒瓶中，調節反應溫度至80℃反應8h。反應完成后向三口燒瓶中加入熱水并攪拌0.5h，接著用熱水洗滌至中性后靜置分層得到產物α-磺化脂肪酸。將200g氫氧化鈉配制成30wt％的氫氧化鈉溶液，將其與300gα-磺化脂肪酸和200g質量比為2：3的軟、硬脂酸混合飽和脂肪酸一同加入到高壓反應釜中，調節反應溫度到180℃攪拌反應5h得基本物質。向基本物質中加水配制成固含量為2wt％的溶液，即得新型反浮選捕收劑。
為進一步驗證本發明實施例1-4所制備的捕收劑浮選效果，選用宜昌某中低品位高鎂難選膠磷礦進行了試驗，該膠磷礦的原礦元素分析如下表所示：
該反浮選的工藝流程為：
(1)浮選前處理：將1000g的碎好的礦放入RK/ZQM(BM)型磨礦機里進行濕磨，磨礦固液比為1:1，磨礦時間為12分鐘。磨礦完成后通過濕式分樣機分為六份，其磨礦細度小于-200目的占92.5％。
(2)反浮選富集:向浮選槽中加入166g原礦，加適量的自來水調漿，待充分攪拌均勻后，加入硫酸(質量濃度為15％)13.5Kg/t作為PH調整劑，攪拌1分鐘，再加抑制劑磷酸(質量濃度為85％)5.1Kg/t,攪拌1分鐘，然后加入上述已配制好的質量濃度為2％捕收劑0.96Kg/t，攪拌5分鐘，充氣鼓泡后，常溫條件下反浮選泡沫浮選出脈石礦物，刮板時間為6分鐘。
常溫條件下，經一次粗選反浮選的實驗結果如下表所示：
由以上數據可以看出：在常溫條件下經過一次反浮選后，磷精礦的品位均達到了33％以上、氧化鎂1％以下，其品位、回收率和選礦效率相對于傳統脂肪酸類捕收劑的效果更好。且只需一步粗選即可達到精礦P2O5品位31％～32％、MgO品位1％以下、回收率89％～91％的浮選指標。