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 梅建庭1,2，曹  翠2，陳  敏2，楊  威2

 （1．大連艦艇學(xué)院，遼寧大連116018；2．鞍山市天翔油脂有限公司，遼寧鞍山114032）

摘要：為了提高二聚酸副產(chǎn)物單體酸的價(jià)值，分析了單體酸成分，主要含有飽和、不飽和和異構(gòu)脂肪酸。采用尿素包合法獲得含量較高的異構(gòu)脂肪酸，分別與原料、油酸復(fù)配后構(gòu)成了一系列捕收劑，并用于鞍山齊大山鐵礦石浮選試驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)路和閉路浮選試驗(yàn)結(jié)果表明：浮選溫度為250C時(shí)，精礦鐵品位66. 38%，尾礦鐵品位14. 90%，鐵回收率84.  19%。與KS-Ⅱ浮選藥劑相比，在降尾、鐵回收率和降低藥劑用量方面有優(yōu)勢(shì)。

 關(guān)鍵詞：鐵礦石；單體酸；反浮選

 中圖分類號(hào)：TD951 文章編號(hào)：1004-4051(2016)04-0126-03

 二聚酸(Dimer Acid)是C18不飽和脂肪酸二聚酸的簡(jiǎn)稱，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物一單體酸（也叫單酸），據(jù)統(tǒng)計(jì)某些工廠每生產(chǎn)It二聚酸就會(huì)產(chǎn)生0. 45t左右的單體酸，每年大約會(huì)產(chǎn)生萬(wàn)余噸的單體酸副產(chǎn)品。目前，這些單體酸副產(chǎn)品主要用于肥皂和化妝品生產(chǎn)過(guò)程中的中間體，其價(jià)格低，使用量及其有限，從而造成單體酸的積壓庫(kù)存和資源浪費(fèi)。隨著對(duì)單體酸組分分析的深入，單體酸中含有多種飽和、異構(gòu)化和不飽和的脂肪酸，這些脂肪酸具有作為捕收劑的基團(tuán)，可以用于陰離子反浮選捕收劑。特別是近年來(lái)鐵礦石呈現(xiàn)

“貧、細(xì)、雜”難選的趨勢(shì)，對(duì)鐵礦石浮選藥劑的要求越來(lái)越高，迫切希望開(kāi)發(fā)具有浮選溫度低、抗泥化、選擇性高和捕收能力強(qiáng)等特點(diǎn)的捕收劑。采用價(jià)格昂貴的精細(xì)化學(xué)品合成的捕收劑雖然具有一定的性能優(yōu)勢(shì)，但由于成本問(wèn)題難以在工業(yè)上推廣應(yīng)用。本文通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)單體酸中含有異構(gòu)化的脂肪酸，在以前的研究中未發(fā)現(xiàn)使用該種脂肪酸用于浮選試驗(yàn)，通過(guò)研究單體酸及其復(fù)配物作為鞍山式鐵礦石捕收劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室開(kāi)路和閉路浮選試驗(yàn)，該類捕收劑具有浮選溫度低、藥劑用量少等特點(diǎn)，可以作為鐵礦石捕收劑使用。

1  單體酸捕收劑和試驗(yàn)礦樣組成分析

1.1  單體酸來(lái)源及成分

 單體酸由江蘇永林化工有限公司提供的二聚酸副產(chǎn)物，外觀呈乳白色的柔軟狀膏體，將單體酸甲酯化后用GC-MS分析其組成，共鑒定出十多種脂肪酸，采用色譜圖進(jìn)行面積歸一化法測(cè)定了各組  分的含量，結(jié)果見(jiàn)表1。

  1.2  尿素包合法處理單體酸

 為了降低單體酸的凝固點(diǎn)，提高單體酸捕收劑的浮選性能，采用尿素包合法除去單體酸中的飽和脂肪酸，提高單體酸中異構(gòu)酸、不飽和酸等含量，最后得到外觀呈淡黃色的透明液體。該方法所用尿素量較少，溶劑可以循環(huán)使用，費(fèi)用方面增加20%左右，總成本低于油酸的價(jià)格，具有一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

1.3鐵礦石結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

 鞍鋼齊大山鐵礦石屬于貧鐵、高硅、微量硫、磷和錳的鞍山式難選赤鐵礦石，地表氧化程度較深，其鐵礦石以赤鐵礦、假象赤鐵礦、半假象赤鐵礦和磁鐵礦為主，脈石主要以石英為主，另有少量的硅酸鹽類礦物，這種礦物以綠泥石為主。齊大山鐵礦石平均全鐵含量30. 62%，其中表內(nèi)礦平均全鐵含量31. 57%，表外礦（低品位礦石）平均全鐵含量23.83%。隨著礦山開(kāi)采的不斷深入，綠泥石和褐鐵礦的含量有所增加，并引起了磨礦過(guò)程中的泥化現(xiàn)象。試驗(yàn)礦樣化學(xué)多元素分析如表1所示，鐵物相分析見(jiàn)表2。

1.4浮選試驗(yàn)

 實(shí)驗(yàn)室浮選試驗(yàn)依照工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采用的“一粗一精三掃”浮選工藝流程（圖1）。浮選過(guò)程所用的調(diào)整劑是Na OH，抑制劑是苛化玉米淀粉，活化劑是C aO。

2浮選試驗(yàn)

2.1  低溫開(kāi)路浮選試驗(yàn)

 采用齊大山混磁精給礦，控制浮選礦漿溫度為25℃，對(duì)捕收劑、抑制劑、活化劑和調(diào)節(jié)劑等開(kāi)展了系統(tǒng)的優(yōu)化試驗(yàn)。首先開(kāi)展了單因素條件試驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展了適宜范圍內(nèi)的優(yōu)化試驗(yàn)，每個(gè)影響因素設(shè)三個(gè)水平。條件試驗(yàn)的流程為“一粗一精三掃”的開(kāi)路流程，最后獲得浮選試驗(yàn)最佳條件。單體酸、尿素處理、單體酸：油酸、尿素處理：油酸捕收劑對(duì)齊大山鐵礦石開(kāi)路浮選結(jié)果見(jiàn)表3。單體酸直接用于低溫浮選試驗(yàn)，存在精礦不高、尾礦偏高和藥劑用量大等不足，主要原因是單體酸中硬脂酸的含量太高所致。采用尿素包合處理后，硬脂酸的含量大幅度降低，捕收劑的選擇性和捕收能力明顯提高，初步分析是由于異構(gòu)酸的含量提高引起的。

2.2低溫閉路浮選試驗(yàn)

 根據(jù)開(kāi)路浮選條件優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果，采用齊大山混磁精給礦，依照工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)采用的“一粗一精三掃”浮選工藝流程，對(duì)捕收劑開(kāi)展閉路流程試驗(yàn)。浮選礦漿溫度為25℃，調(diào)整劑為Na OH、抑制劑為玉米淀粉、活化劑為C a O，對(duì)單體酸、尿素處理、單體酸：油酸、尿素處理：油酸捕收劑進(jìn)行了閉路浮選試驗(yàn)，結(jié)果如表4所示。齊大山選礦廠現(xiàn)場(chǎng)使用的KS-Ⅱ捕收劑，浮選礦漿溫度為40℃左右。閉路試驗(yàn)結(jié)果表明：?jiǎn)误w酸直接作為捕收劑使用，浮選指標(biāo)比尿素包合處理、工業(yè)油酸等差一些，經(jīng)尿素包合處理浮選指標(biāo)有明顯提高。特別是與工業(yè)油酸復(fù)配后，精礦品位達(dá)到66. 38%、尾礦品位達(dá)到14. 90%，回收率為84. 19%。

2.3單體酸藥劑浮選性能分析

 單體酸中含有大量飽和脂肪酸、異構(gòu)脂肪酸和不飽和脂肪酸，由于異構(gòu)脂肪酸支鏈的存在，空間位阻使得捕收劑分子之間不能緊密靠攏，烴鏈間相互吸引的范德華力減弱，與直鏈脂肪酸相比，異構(gòu)脂肪酸具有更好的溶解性。這一特性有利于改善藥劑的分散性、水溶性和耐低溫性能。因此，含單體酸的藥劑能適應(yīng)低溫浮選，有較強(qiáng)的捕收能力。另外，異構(gòu)脂肪酸的烴基橫斷面較大，在礦物表面吸附罩蓋的面積較寬，無(wú)選擇性地增大捕收劑的罩蓋面積，使捕收劑用量降低的同時(shí)，也降低了捕收劑的選擇性。

3結(jié)  論

 生產(chǎn)二聚體過(guò)程中的單體酸可以作為捕收劑使用，特別是單體酸中的異構(gòu)脂肪酸，可以作為捕收劑的主要功能成分，改進(jìn)捕收劑的發(fā)泡分散性能，提高捕收劑的捕收能力和選擇性，以適應(yīng)捕收劑低溫化的趨勢(shì)。為二聚體副產(chǎn)品單體酸的綜合利用開(kāi)辟一條新的道路，有助于減少單體酸的庫(kù)存，提高資源的利用率。