CN101844109A

CN101844109A - 一种利用餐饮废油脂制备的浮选药剂及其应用

Info

Publication number: CN101844109A
Application number: CN201010154598A
Authority: CN
Inventors: 梅光军; 翁孝卿; 李勇; 宗杰
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2010-09-29

Abstract

本发明涉及利用餐饮废油脂制备的浮选药剂及其应用。按重量份计，该浮选药剂主要由以下原料制成：通过餐饮废油脂制备的阴离子捕收剂1～1.5份，NaOH 2份，淀粉0.67～1份，CaO 1份。该浮选药剂的制备步骤包括皂化、盐析和烘干，其中：在皂化反应时，将餐饮废油脂置于容器中与NaOH水浴加热进行皂化反应，碱液用量与废油脂的质量比为1∶(1.5～2，5)，皂化反应完成后取过量NaCl配成饱和溶液加入皂化产物中进行盐析；静置取出上层产物烘干，即得所述的浮选药剂。本发明制备的浮选药剂捕收能力强，选择性好，原料来源广泛，药剂成本低廉，实现了废油脂的回收和利用，具有较好的社会效益、环境效益和经济效益。

Description

一种利用餐饮废油脂制备的浮选药剂及其应用

技术领域

本发明涉及选矿药剂，具体的说是一种利用餐饮废油脂制备的浮选药剂，并阐述了其在选矿浮选中的应用。

背景技术

废油脂的前身是天然油脂，其主要成分是三甘油酯。三甘油酯皂化可以生成甘油及洗涤用的表面活性剂碱皂(如钠皂、钾皂等)。因此，废油脂的综合利用具有重要的现实意义，它可变废为宝、化害为利。但鲜见有关开发利用的报道。我国废油脂的产量很大，废弃油脂的量约占食用油总消费量的20％～30％。目前我国年均消费食用油2100万吨，每年产生的废油400～800万吨，可收集利用的废弃油脂约400万吨左右。日本每年使用约200万吨食用油，产生40～60万吨废食用油，其中有25～26万吨被回收再利用。目前，利用餐饮废油脂和动植物油下脚料的主要工业用途是生产动物饲料用油、肥皂、涂料及洗涤剂等化工产品，用废食用油脂添加的动物饲料存在严重的安全隐患，已经被严令禁止。根据国家***、工商总局、环保总局和***2002年联合颁布的《食品生产经营单位废弃食用油脂管理的规定》可知，废弃食用油脂是指食品生产经营过程中产生的不能再食用的动植物油脂，包括油脂使用后产生的不可再食用的油脂，餐饮业废弃油脂以及含油脂废水经油水分离器或者隔油池分离后产生的不可再食用的油脂。例如：煎炸废油，工业猪皮杂碎熬制的非食用猪油，潲水油，油烟机排放的废油脂等。用于生产化工产品存在工艺复杂、附加值低和费油的利用量少等问题。由于废油脂中含有大量水分和游离脂肪酸、聚合物及分解物等，而且颜色升班有臭味，因此不能直接作为制备工业用油脂原料。近年来，我国“地沟油”事件屡见不鲜，据有关部门估计，我国每年从餐饮业中产生的“地沟油”有2600多万吨。此外我国每年差不多有8000万吨至9000万吨的棉籽油、菜籽油、猪油等油脂找不到销路。为了彻底杜绝废食用油脂及动植物油下脚料的危害，提高其利用价值，寻找新的利用途径已成为当务之急。

由于传统的阴离子捕收剂主要是油酸钠和氧化石蜡皂等，他们有如下缺点；一是用量大，成本高。二是溶解性不好，必须在一定的条件下才能溶解。三是对温度要求高，冬天的时候用起来不方便。四是有些捕收剂，比如油酸钠很多用的是动植物油。这会导致与人的食用油竞争。目前，国内外已有废油脂回收再利用的相关报道，但尚未涉及矿石浮选领域。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种以餐饮废油脂为主要原料，适用于矿石浮选的捕收剂及其制备方法。该方法不但节能环保，成本低廉，捕收能力强，选择性好，尤其为废油脂的回收利用开辟了新途径。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的利用餐饮废油脂制备的浮选药剂，按重量份计，主要由以下原料制成：通过餐饮废油脂制备的阴离子捕收剂1～1.5份，NaOH 2份，淀粉0.67～1份，CaO 1份。

所述的餐饮废油脂是由餐饮废油、油烟机废油和家庭废油经静置分层通过分液漏斗分离油水后所得的混合废油脂。

本发明提供的上述浮选药剂，其制备步骤包括皂化、盐析和烘干，其中：在皂化反应时，将餐饮废油脂置于容器(例如三口烧瓶)中与NaOH水浴加热进行皂化反应，碱液用量与废油脂的质量比为1∶(1.5～2.5)，皂化反应完成后取过量NaCl配成饱和溶液加入皂化产物中进行盐析；静置取出上层产物烘干，即得所述的浮选药剂。

所述制备步骤具体如下：

(1)皂化：将餐饮废油脂与质量浓度为25～40％的NaOH水浴加热进行皂化反应，反应时间为4～6h，皂化温度为90～100℃，使pH值控制在9～10；

(2)盐析：将所得皂化产物进行盐析，盐析前先加入热水，热水用量为餐饮废油脂重量的10～15％，水温与油温相同或略高于油温；盐析时，加热煮沸并不停搅拌3～5min，盐的加入量为餐饮废油脂重量的10～15％；待水、皂清楚分层时，煮沸8～10min后静置0.5～1h，放出下层废水，得到粗皂基；

(3)浮选药剂的制备：往粗皂基中投入皂胶重量1.2～1.4倍的热水，加热搅拌，煮沸3～5min，静置沉淀分离，再水洗一次，第二次水洗加入皂胶重量0.5～1倍的热水，然后静置沉淀8～10h排出底部的黑水；肥皂逐渐凝固析出，取出，使其烘干后即得到目的产物高级脂肪酸钠，其为浮选药剂。

本发明提供的上述浮选药剂，其用于含硅赤铁矿或含硅磁铁矿进行脱硅反浮选。

反浮选的方法是：将皂化产物配置成重量百分比为1.5～3％的水溶液对铁矿样进行浮选试验研究，取铁矿样150～250g，得到重量浓度为25～30％和温度为24～26℃的矿浆，在矿浆中加入NaOH 1500～2000g/t，淀粉为抑制剂用量600～1000g/t，CaO为活化剂1000g/t，然后加入所得的高级脂肪酸钠作捕收剂用量为800～1500g/t，在给矿铁品位50.97％条件下进行反浮选。

反浮选后，可以获得精矿铁品位63～64％。

本发明具有以下主要的优点：

其一.由于废油脂经皂化后是一种常用的脂肪酸皂类捕收剂，实现了节能减排，降低了环境污染。

其二.合成的捕收剂溶解性好，对温度要求不高。

其三.合成的捕收剂用于铁矿石浮选，药剂用量少，捕收能力强，选择性好，可得到最优铁精矿品位64.23％的优良指标。

其四.原料来源广泛，价格低廉，实现了废油脂的回收再利用。

其五.易于操作，合成工艺路线简单，使其最终能够工业化创造了条件。

本发明为废油脂回收再利用开辟了新的途径，并为矿石浮选提供了价格更为低廉，原料来源更加广泛的阴离子捕收剂。

附图说明

图1为实施例1利用餐饮废油脂制备浮选药剂工艺流程图。

图2为实施例2-4用餐饮废油脂制备的浮选药剂用于矿石浮选流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明。

实施例1：

一种利用废油脂制备的浮选药剂。其工艺流程见图1，包括餐饮废油脂提炼、废油脂在碱性条件下水解皂化反应、皂化产物盐析、粗皂基水洗、烘干。

具体实施方法如下：

第一步进行皂化反应：称取废油脂50g，放入反应器中，水浴加热熔化，并启动搅拌器进行搅拌，在93℃恒温下慢慢滴加用25g氢氧化钠固体配制成的30％氢氧化钠溶液约60mL(氢氧化钠与废油脂质量比为1∶2)，进行3.5h水解皂化反应。加碱量开始和结束时要小，中间加入量要大。开始时要投入总碱量的1/4，反应时间为1h，原料形成乳化状态，此时再加入2/4的总碱量，反应2h后，加入剩余碱液。反应过程中要不断搅拌，同时检验和控制pH值在9～10。在皂化过程中水分不断蒸发，需适当补充水。实验中可以观察到，开始时反应物料形成乳化液，但在反应进行到接近完成时转化为固体。

其中皂化反应即为油脂的碱性水解。使用过量的碱，油脂可以完全水解并转化成脂肪酸盐和甘油。皂化反应是不可逆反应，其反应方程式为：

CH2OCOR

|

CHOCOR+3NaOH----＞3R-COONa+CH2OH-CHOH-CH2OH

|

CH2OCOR

第二步进行盐析：皂粒或皂胶形成后，趁热边搅拌边徐徐加入预先准备好的温热饱和食盐水进行盐析，继续搅拌加热一定时间，观察水皂分离情况。盐析的目的是加盐水于皂胶中，使皂胶和其他杂质的电荷被中和，促使游离胶聚物与水分开。盐析前先加入一定量的热水，其量约为油重的10％，水温与油温相同或略高于油温均可，其作用是促进盐的溶解，利于水、皂的分离。盐的加入量约为油重的10％，加热煮沸并不停搅拌5min，待水、皂清楚分层时，煮沸10min后静置0.5h，放出下层废水。

第三步进行水洗：盐析后制得的粗皂基含杂较多，颜色深，须通过水洗除掉，往制得的皂基中投入皂胶量1.2倍的热水，加热搅拌，煮沸5min，静置沉淀分离，再水洗一次，第二次水洗加入皂胶量0.5倍的热水，然后静置沉淀8h排出底部的黑水。肥皂逐渐凝固析出，取出，使其自然晾干后即得到目的产物高级脂肪酸钠，饱和食盐水可回收用来提取甘油。

实施例2：

将制得的高级脂肪酸钠做阴离子捕收剂用于铁矿石反浮选。采用湖南三安矿业公司矿样进行物相分析发现该矿石中有回收利用价值的元素主要是铁，铁品位为50.97％，铁矿物主要为赤褐铁，占38.93％，少量的磁性铁占10.93％以及少量的硅酸铁，碳酸铁和硫化铁。见表1。原矿粒度为-400um占90％，称取原矿200g，得到矿浆浓度为25～30％，在温度为25～30℃下进行反浮选，其浮选工艺流程见图2。加入NaOH2000g/t，淀粉1000g/t，CaO1000g/t采用制得的高级脂肪酸钠为阴离子捕收剂用量为1000g/t，进行铁矿石反浮选，得到铁精矿品位为59.23％，回收率为85.3％的浮选指标，见表2。

实施例3：

将制得的高级脂肪酸钠做阴离子捕收剂用于铁矿石反浮选。采用湖南三安矿业公司矿样进行物相分析发现该矿石中有回收利用价值的元素主要是铁，铁品位为50.97％，铁矿物主要为赤褐铁，占38.93％，少量的磁性铁占10.93％以及少量的硅酸铁，碳酸铁和硫化铁。见表1。原矿粒度为-400um占90％，称取原矿200g，得到矿浆浓度为25～30％，在温度为25～30℃下进行反浮选，其浮选工艺流程见图2。加入NaOH670g/t，淀粉1000g/t，CaO1000g/t采用制得的高级脂肪酸钠为阴离子捕收剂用量为1500g/t，进行铁矿石反浮选，得到铁精矿品位为64.23％，回收率为68.9％的浮选指标，见表3。

实施例4：

将制得的高级脂肪酸钠做阴离子捕收剂用于铁矿石反浮选。采用湖南三安矿业公司矿样进行物相分析发现该矿石中有回收利用价值的元素主要是铁，铁品位为50.97％，铁矿物主要为赤褐铁，占38.93％，少量的磁性铁占10.93％以及少量的硅酸铁，碳酸铁和硫化铁。见表1。原矿粒度为-400um占90％，称取原矿200g，得到矿浆浓度为25～30％，在温度为25～30℃下进行反浮选，其浮选工艺流程见图2。加入NaOH670g/t，淀粉1000g/t，CaO1000g/t采用制得的高级脂肪酸钠为阴离子捕收剂用量为1000g/t，进行铁矿石反浮选，得到铁精矿品位为63.08％，回收率为75.5％的浮选指标，见表4。

采用上述利用餐饮废油脂制备的浮选捕收剂，可看出在最优浮选条件NaOH用量670g/t，淀粉1000g/t，CaO1000g/t捕收剂用量为1500g/t时，精矿品位可达到64.23％的优良指标。这说明利用餐饮废油回收再利用制备的捕收剂捕收能力强，选择性好，可替代现有的油酸钠和氧化石蜡皂等阴离子捕收剂，用于多种含硅赤(磁)铁矿脱硅反浮选。

本实施例采用的浮选工艺流程见图2，其步骤如下：称取原矿200g，得到矿浆浓度为25～30％，在温度为25～30℃下加入NaOH670g/t调节pH值，然后再加入淀粉1000g/t抑制剂，最后加入CaO1000g/t作为活化剂，采用制得的高级脂肪酸钠为阴离子捕收剂用量为1500g/t，在常压下通空气充分搅拌反浮选。

附表

表1铁矿样物相分析

表2捕收剂药剂制度实验结果

表3捕收剂药剂制度实验结果

表4捕收剂药剂制度实验结果

Claims

1.一种利用餐饮废油脂制备的浮选药剂，其特征在于按重量份计，该浮选药剂主要由以下原料制成：通过餐饮废油脂制备的阴离子捕收剂1～1.5份，NaOH 2份，淀粉0.67～1份，CaO 1份。

2.根据权利要求1所述的浮选药剂，其特征在于餐饮废油脂是由餐饮废油、油烟机废油和家庭废油经静置分层通过分液漏斗分离油水后所得的混合废油脂。

3.权利要求1至2中任一权利要求所述浮选药剂的用途，其特征是用于含硅赤铁矿或含硅磁铁矿进行脱硅反浮选。

4.一种利用餐饮废油脂制备浮选药剂的方法，其特征是该方法包括皂化、盐析和烘干步骤，其中：在皂化反应时，将餐饮废油脂置于容器中与NaOH水浴加热进行皂化反应，碱液用量与废油脂的质量比为1∶(1.5～2.5)，皂化反应完成后取过量NaCl配成饱和溶液加入皂化产物中进行盐析；静置取出上层产物烘干，即得权利要求1或2所述的浮选药剂。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于利用餐饮废油脂制备浮选药剂步骤包括：

6.权利要求4至5中任一权利要求所述浮选药剂的用途，其特征是用于含硅赤铁矿或含硅磁铁矿进行脱硅反浮选。

7.根据权利要求6所述的用途，其特征在于将皂化产物配置成重量百分比为1.5～3％的水溶液对铁矿样进行浮选试验研究，取铁矿样150～250g，得到重量浓度为25～30％和温度为24～26℃的矿浆，在矿浆中加入NaOH 1500～2000g/t，淀粉为抑制剂用量600～1000g/t，CaO为活化剂1000g/t，然后加入所得的高级脂肪酸钠作捕收剂用量为800～1500g/t，在给矿铁品位50.97％条件下进行反浮选。

8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于反浮选后，获得精矿铁品位63～64％。