專利名稱：一種用于赤鐵礦選礦的脫磷劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于赤鐵礦選礦的脫磷劑及其制備方法。本發(fā)明所要求脫磷劑包括50-90％的油脂，以C18硬脂酸鈉計(jì)的4-20％脂肪酸鹽及2-15％的游離有機(jī)酸。
背景技術(shù)：
赤鐵礦的化學(xué)成分為Fe2O3，晶體屬三方晶系的氧化物礦物。赤鐵礦是自然界分布極廣的鐵礦物，是重要的煉鐵原料，也可用作紅色顏料。多數(shù)重要的赤鐵礦礦床是變質(zhì)形成的，也有一些是熱液形成的，或大型水盆地中風(fēng)化和膠體沉淀形成的。在赤鐵礦中存在著很多高磷赤鐵礦，由高磷赤鐵礦直接得到鐵礦產(chǎn)品不能滿足鋼鐵工業(yè)技術(shù)指標(biāo)，而傳統(tǒng)的赤鐵礦脫磷技術(shù)由于受設(shè)備、效果、成本等條件限制，難以在實(shí)際生產(chǎn)中解決脫磷這一重要問(wèn)題。自上世紀(jì)五六十年代至今，人們一直在探索技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理的工藝方法，以將磷含量降低到一定程度，提高赤鐵礦品位(鐵含量55％～75％，磷含量0.2％～0.4％)，從而使赤鐵礦能作為高爐煉鐵的原料。但到目前仍未發(fā)現(xiàn)有實(shí)用價(jià)值的降低赤鐵礦中磷含量方法。
目前國(guó)內(nèi)外采用物理方法即增加磨礦細(xì)度再經(jīng)強(qiáng)磁分離，或用化學(xué)浮選捕收劑細(xì)粒脫磷，或是改善高爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)脫磷，或在煉鐵后爐外脫磷等，這些脫磷技術(shù)還處于探索階段，而且在設(shè)備、成本、能源、投資、效率、環(huán)保等方面都存在許多問(wèn)題。雖然不同種類的酸也是一種比較強(qiáng)烈的溶解劑，但是采用酸法處理赤鐵礦時(shí)，由于鐵礦粉顆粒較小，而且為氧化物，因此對(duì)酸類反應(yīng)敏感，在酸溶劑溶膠過(guò)程中鐵同時(shí)被溶解，造成鐵成分流失。顯然，用酸處理不能達(dá)到除硅脫磷同時(shí)保留鐵礦中鐵含量的目的，并且，酸處理還存在嚴(yán)重環(huán)境污染問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)赤鐵礦石，尤其是高磷赤鐵礦石的脫磷劑。本發(fā)明人經(jīng)研究現(xiàn)發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)植物油或植物油經(jīng)處理的殘余物進(jìn)行處理，可得到一種油脂混合物，該油脂混合物可有效脫除赤鐵礦石中的膦及其中的二氧化硅。本發(fā)明基于以上結(jié)果現(xiàn)以完成。
本發(fā)明第一方面涉及一種用于赤鐵礦的脫(除)磷劑，其包括50-90％油脂，4-20％以C18硬脂酸鈉計(jì)的脂肪酸鹽，2-15％游離有機(jī)酸。
本發(fā)明還涉及制備脫磷劑的方法，其包括對(duì)植物油或經(jīng)處理的植物油殘余物進(jìn)行如下處理a)用含脂肪酶的微生物進(jìn)行處理，或b)用脂肪酶進(jìn)行處理，或c)用酸進(jìn)行處理，或d)用堿進(jìn)行處理。
本發(fā)明還涉及50-90％油脂，4-20％以C18硬脂酸鈉計(jì)的脂肪酸鹽和2-15％游離有機(jī)酸在制備用于赤鐵礦脫磷的脫磷劑中用途。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明中“％”是指重量％。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明中植物油舉例講有大豆油、棉籽油、花生油、棕櫚油、椰子油、菜籽油、玉米油、葵花籽油、橄欖油、葡萄籽油或核桃油，優(yōu)選大豆油、棉籽油或花生油。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明中含脂肪酶微生物舉例講有少孢根霉、脆假單孢菌、銅綠假單孢菌、黑曲霉、戴爾根霉、日本根霉或半根霉。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明中脂肪酶舉例講有工業(yè)脂肪酶或含脂肪酶微生物的發(fā)酵粗脂肪酶提取液。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明制備脫磷劑方法中所用酸舉例講有鹽酸、硫酸；所用堿舉例講有碳酸氫鈉(鉀)，碳酸鈉(鉀)或氫氧化鈉(鉀)。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明油脂、脂肪酸鹽及游離有機(jī)酸的檢測(cè)方法，是根據(jù)國(guó)家關(guān)于植物來(lái)源油脂分析檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)，采用如下測(cè)定方法①油脂含量測(cè)定按國(guó)際植物油脂測(cè)定方法進(jìn)行。
②脂肪酸測(cè)定方法提取油脂，并在三氟化硼存在下，進(jìn)行甘油脂的皂化和游離脂肪酸的酯化，然后進(jìn)氣相色譜儀，用面積歸一化法測(cè)其組成。
③脂肪酸鹽測(cè)定按國(guó)際方法，以C18硬脂酸鈉計(jì)量。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明脫磷劑優(yōu)選含10-85％油脂，5-15％脂肪酸鹽(以C18硬脂酸計(jì))，5-10％游離有機(jī)酸。
本發(fā)明的脫磷劑在有效脫除赤鐵礦礦石中磷的同時(shí)，還可同時(shí)有效降低赤鐵礦石中的硅含量。例如，赤鐵礦礦原礦粉中Fe含量45-48％，磷含量0.8-2.0％，二氧化硅含量14-22％，經(jīng)本發(fā)明脫磷劑處理后，處理后的赤鐵礦礦粉成分為Fe60-63％、P0.1-0.3％、SiO23-4.6％。
根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明微生物處理法包括將植物油或其提取食品油后的油脂殘余物(大型榨油廠的大豆、棉籽、花生等來(lái)源的的產(chǎn)品)，加入生物反應(yīng)器中，加入占20-50％油脂體積的含1-5％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至60-75℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至35℃左右，加入10％油脂體積的經(jīng)誘變育種的黑曲霉菌的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的培養(yǎng)液，發(fā)酵3-8小時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)監(jiān)測(cè)油脂含量達(dá)70-85％；脂肪酸鹽含量達(dá)(以C18硬脂酸鈉計(jì))5-15％；游離有機(jī)酸含量達(dá)5-10％時(shí)，冷卻、凝固。除去水相，即得脫磷劑。此脫磷劑不溶于水、乙醇、使用時(shí)加溫熔化。
本發(fā)明酶處理法包括將植物油或其提取食品油后的油脂殘余物(大型榨油廠的大豆、棉籽、花生等來(lái)源的的產(chǎn)品)，加入生物反應(yīng)器中，加入20-50％油脂體積的含1-5％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至60-75℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至35℃左右，加入10％油脂體積的工業(yè)脂肪酶或微生物的粗提脂肪酶液(脂肪酶濃度為500～2000u/L)后開始反應(yīng)。在30℃±10℃反應(yīng)溫度條件下，攪拌反應(yīng)12-24小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)油脂含量達(dá)70-85％、脂肪酸鹽含量達(dá)(以C18硬脂酸鈉計(jì))4-15％、游離有機(jī)酸含量達(dá)3-10％，優(yōu)選含量是3-8％范圍時(shí)，除去水相，甩干、冷卻、凝固。即得高效除硅脫磷劑。此劑不溶于水、乙醇、使用時(shí)加溫熔化。
本發(fā)明酸催化法包括將植物油或其提取食品油后的油脂殘余物(大型榨油廠的大豆、棉籽、花生等來(lái)源的的產(chǎn)品)，加入生物反應(yīng)器中，加入20-50％油脂體積的含1-5％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至60-75℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至65-80℃左右，加入5％油脂體積的工業(yè)鹽酸溶液(每100公斤油脂加31％工業(yè)鹽酸1.6-6.3公斤)后開始反應(yīng)。在65-80℃℃反應(yīng)溫度條件下，攪拌反應(yīng)4-8小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)含量達(dá)70-85％、脂肪酸鹽含量達(dá)(以C18硬脂酸鈉計(jì))4-15％、游離有機(jī)酸含量達(dá)3-10％時(shí)，冷卻、除去水相，甩干、凝固。即得高效除硅脫磷劑。此劑不溶于水、乙醇、使用時(shí)加溫熔化。
本發(fā)明堿催化法包括將植物油或其提取食品油后的油脂殘余物(大型榨油廠的大豆、棉籽、花生等來(lái)源的的產(chǎn)品)，加入生物反應(yīng)器中，加入20-50％油脂體積的含1-5％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至60-75℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至65-80℃左右，加入5％油脂體積的工業(yè)純堿溶液(每100公斤油脂加工業(yè)純堿1.5-5.6公斤)后開始反應(yīng)。在45-60℃℃反應(yīng)溫度條件下，攪拌反應(yīng)4-8小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)含量達(dá)70-85％、脂肪酸鹽含量達(dá)(以C18硬脂酸鈉計(jì))4-15％、游離有機(jī)酸含量達(dá)3-10％時(shí)，調(diào)節(jié)pH至3-5，冷卻、除去水相，甩干、凝固。即得高效除硅脫磷劑。此劑不溶于水、乙醇、使用時(shí)加溫熔化。
本發(fā)明優(yōu)選利用植物油提取食品油后的油脂殘余物油脂再生、轉(zhuǎn)化而成，其原料充足，生產(chǎn)成本低，經(jīng)過(guò)測(cè)試，脫磷率達(dá)到54～75％，生產(chǎn)的赤鐵礦精礦粉含磷量控制在0.3％以下，達(dá)到了國(guó)家行業(yè)規(guī)定的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，值得強(qiáng)調(diào)的是用該脫磷劑對(duì)環(huán)境無(wú)影響，特別尾水正常潔凈，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是一種高效、節(jié)能、利于環(huán)保的產(chǎn)品。
具體實(shí)施方案下面的實(shí)施例用于進(jìn)一步描述本發(fā)明，但其不意味著對(duì)本發(fā)明的任何限制。
實(shí)施例1取植物油提取食品油后的油脂殘余物100公斤，加入生物反應(yīng)器中，加入30公斤3％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至68℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至35℃左右，加入10升經(jīng)誘變育種的黑曲霉菌的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的培養(yǎng)液，發(fā)酵6小時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)油脂含量達(dá)85％、脂肪酸鹽含量達(dá)(以C18硬脂酸鈉計(jì))8％、游離有機(jī)酸含量達(dá)6％。冷卻、凝固。除去水相，即得脫磷劑。
實(shí)施例2取花生提取食品油后的油脂殘余物150公斤，加入生物反應(yīng)器中，加入50公斤5％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至70℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至35℃左右，加入15公斤工業(yè)脂肪酶(脂肪酶濃度為1500u/L)后開始反應(yīng)。在35℃反應(yīng)溫度條件下，攪拌反應(yīng)20小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)油脂含量達(dá)80％、脂肪酸鹽含量達(dá)(以C18硬脂酸鈉計(jì))10％、游離有機(jī)酸含量達(dá)6％。除去水相，甩干、冷卻、凝固。即得高效除硅脫磷劑。此劑不溶于水、乙醇、使用時(shí)加溫熔化。
實(shí)施例3將棉籽油提取食品油后的油脂殘余物100公斤，加入生物反應(yīng)器中，升溫至70℃左右，加入5升31％工業(yè)鹽酸后開始反應(yīng)。在75℃反應(yīng)溫度條件下，攪拌反應(yīng)6小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)油脂含量達(dá)78％、脂肪酸鹽含量達(dá)(以C18硬脂酸鈉計(jì))5％、游離有機(jī)酸含量達(dá)8％時(shí)，冷卻、除去水相，甩干、凝固。即得高效除硅脫磷劑。
實(shí)施例4取棉籽總油脂提取食品油后的油脂殘余物200公斤，加入生物反應(yīng)器中，加入80公斤4％工業(yè)食鹽水，加熱升溫至70℃，緩慢攪拌混合均勻，降溫至室溫靜置分層，脫水除渣，然后升溫至75℃左右，加入6.5公斤工業(yè)純堿溶液后開始反應(yīng)。在55℃反應(yīng)溫度條件下，攪拌反應(yīng)4小時(shí)。反應(yīng)過(guò)程中，監(jiān)測(cè)油脂含量達(dá)75％；脂肪酸鹽含量達(dá)(以C18硬脂酸鈉計(jì))12％、游離有機(jī)酸含量達(dá)5％時(shí)，冷卻、除去水相，甩干、凝固。即得高效除硅脫磷劑。
實(shí)施例5實(shí)施例1脫磷劑在赤鐵礦礦石中的脫磷效果赤鐵礦礦石來(lái)源湖北秭歸，用脫磷劑處理，礦石預(yù)先粉碎成180-200目礦石顆粒。脫磷劑為實(shí)施例1制備的脫磷劑。脫磷劑與鐵礦石重量比例為0.37％。用實(shí)施例1脫磷劑對(duì)上述礦石進(jìn)行處理，測(cè)礦石處理前后的Fe和P含量，結(jié)果見下表樣品測(cè)試單位國(guó)土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心；

實(shí)施例6實(shí)施例2脫磷劑的脫磷效果按實(shí)施例5中方法，只是礦石來(lái)源為湖北五峰脫。磷劑為實(shí)施例4制備的，脫磷劑與鐵礦重量比例為0.4％。結(jié)果見下表樣品測(cè)試單位國(guó)土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心；

實(shí)施例7脫磷劑的脫磷效果礦石來(lái)源湖北長(zhǎng)陽(yáng)；脫磷劑為按實(shí)施例2酶法制備的油脂含量為86％、脂肪酸鹽含量為(以C18硬脂酸鈉計(jì))5％、游離有機(jī)酸含量為4％的脫磷劑，礦石按實(shí)施例5中處理，脫磷劑與鐵礦重量比例為0.36％。結(jié)果見下表樣品測(cè)試單位國(guó)土資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心；

實(shí)施例8由堿法制得的脫磷劑的脫磷效果礦石來(lái)源湖北秭歸；脫磷劑為油脂含量為80％、脂肪酸鹽含量為(以C18硬脂酸鈉計(jì))9％、游離有機(jī)酸含量為5％的脫磷劑)。按實(shí)施例5所述處理礦石，脫磷劑與鐵礦重量比例為0.4％。結(jié)果見下表。
樣品測(cè)試單位；武漢鋼鐵集團(tuán)開圣科技有限責(zé)任公司

上述試驗(yàn)結(jié)果的P分解剔除率達(dá)到54％-60％，P含量已控制在0.3％的標(biāo)準(zhǔn)以下；Si分選率達(dá)到60％以上，F(xiàn)e品位富集增加18％。生產(chǎn)出的精赤鐵礦礦粉Fe品位達(dá)到64％、P含量0.2-0.24％，其指標(biāo)均達(dá)到鋼鐵工業(yè)原料的TFe二級(jí)(≥62％)；PII級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(0.20-0.40％)。
權(quán)利要求
1.一種脫磷劑，其包括油脂50-90％，脂肪酸鹽(以C18硬脂酸鈉計(jì))4-20％，游離有機(jī)酸2-15％。
2.權(quán)利要求1的脫磷劑，其中油脂含量70-85％，脂肪酸鹽含量5-15％，游離有機(jī)酸含量5-10％。
3.權(quán)利要求1或2的脫磷劑，其是用于脫除赤鐵礦中磷的脫磷劑。
4.權(quán)利要求3的脫磷劑，所述脫磷劑還有效脫除赤鐵礦礦石中的二氧化硅。
5.制備權(quán)利要求1的脫磷劑的方法，其包括a)用含脂肪酶的微生物進(jìn)行處理，或b)用脂肪酶進(jìn)行處理，或c)用酸進(jìn)行處理，或d)用堿進(jìn)行處理。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其中植物油來(lái)源包括大豆、棉籽、花生、棕櫚、椰子、菜籽、玉米、葵花籽、橄欖、葡萄籽、核桃等，優(yōu)選來(lái)源是大豆、棉籽、花生。
7.權(quán)利要求5所述的方法，其中用于發(fā)酵的含脂肪酶微生物有少孢根霉、脆假單孢菌、銅綠假單孢菌、黑曲霉、戴爾根霉、日本根霉和米根霉等；用于發(fā)酵的脂肪酶為工業(yè)脂肪酶或上述微生物發(fā)酵粗脂肪酶提取液；采用的酸包括鹽酸、硫酸；采用的堿包括碳酸氫鈉(鉀)，碳酸鈉(鉀)或氫氧化鈉(鉀)。
8.油脂50-90％，脂肪酸鹽(以C18硬脂酸鈉計(jì))4-20％，游離有機(jī)酸2-15％在制備用于脫除赤鐵礦礦石中磷的脫磷劑中的用途。
9.權(quán)利要求8的用途，其中所述脫磷劑還有效脫除赤鐵礦中的二氧化硅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于赤鐵礦選礦的脫磷劑及其制備方法。本發(fā)明所要求脫磷劑包括50－90％的油脂，以C
文檔編號(hào)C22B1/00GK101078048SQ20061008155
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者黃林森, 邵金堤 申請(qǐng)人:湖北宜昌林森實(shí)業(yè)有限公司