專利名稱：一種雙季銨鹽類化合物在硅酸鹽礦物浮選上的應(yīng)用的制作方法
專利說明一種雙季銨鹽類化合物在硅酸鹽礦物浮選上的應(yīng)用 [技術(shù)領(lǐng)域] 本發(fā)明涉及一種新穎的硅酸鹽礦物浮選捕收劑，特別是涉及雙季銨鹽類化合物在鋁土礦或鐵礦石反浮選脫硅中的應(yīng)用。
[背景技術(shù)] 在鐵礦石和鋁土礦的反浮選脫硅工藝中，研究新型高效的硅酸鹽礦物浮選捕收劑是提高選別指標(biāo)的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的硅酸鹽礦物浮選捕收劑包括脂肪酸類陰離子捕收劑和脂肪胺類陽離子捕收劑。目前，使用脂肪酸類陰離子型捕收劑進(jìn)行鐵礦石反浮選脫硅時，需調(diào)礦漿pH值至11以上，用鈣離子活化石英等硅酸鹽礦物，用淀粉、木質(zhì)素磺酸鹽或糊精等抑制鐵礦物，存在著藥劑種類多，用量大，生產(chǎn)成本較高等缺點(diǎn)，一般只適合于原礦品位高、礦物組成簡單、且硅酸鹽脈石礦物易浮的礦石。陽離子捕收劑反浮選脫硅是在淀粉、糊精等抑制劑存在的情況下添加脂肪胺類捕收劑浮選硅酸鹽礦物，使用的陽離子捕收劑主要有十二胺和十二烷基三甲基季銨鹽類等化合物，其特點(diǎn)是藥劑用量較少，浮選效率較高，目的礦物回收率以及精礦質(zhì)量均比陰離子捕收劑反浮選高，但存在著捕收劑對細(xì)粒硅酸鹽礦物捕收能力較弱，對礦泥敏感，一般需進(jìn)行脫泥處理等缺點(diǎn)。
目前，研究開發(fā)新型高效的陽離子捕收劑是實(shí)現(xiàn)鋁土礦和鐵礦石反浮選脫硅的關(guān)鍵所在。專利US3960715公開了使用十二烷基三甲基季銨鹽等陽離子捕收劑從鐵礦石中浮選分離硅礦物的泡沫浮選方法；專利ZL02113999.7公開了一種用于鋁土礦反浮選的取代胺類化合物，其結(jié)構(gòu)式為RY(CH2)2NH2其中Y為O或NH、R為含1～20個碳原子的直、支鏈烷基、環(huán)烷基、烯基或芳香基；專利ZL02139837.2公開了一種用于鐵礦石及鋁土礦反浮選的復(fù)合型季銨鹽類陽離子表面活性劑。上述公開的專利技術(shù)各有特點(diǎn)，但尚存在一定的不足，主要表現(xiàn)為捕收劑對細(xì)粒級硅酸鹽礦物捕收能力較差，影響了反浮選脫硅效果的進(jìn)一步提高。
本發(fā)明提供了一種新穎的硅酸鹽礦物浮選捕收劑，涉及雙季銨鹽類化合物在鋁土礦和鐵礦石反浮選脫硅中的應(yīng)用。雙季銨鹽類化合物是兩個傳統(tǒng)的季銨鹽表面活性劑分子通過特殊的連接基團(tuán)，以化學(xué)鍵方式連接而成一種新型的陽離子表面活性劑，又稱為二聚表面活性劑或Gemini表面活性劑。因其特有的雙疏水長碳鏈和雙親水基構(gòu)型，與傳統(tǒng)表面活性劑相比，呈現(xiàn)出許多獨(dú)特的性能，可用作為潤濕劑、增溶劑、殺菌劑、模板劑、抗粘接劑以及緩蝕驅(qū)油劑，但未見其應(yīng)用于硅酸鹽礦物浮選領(lǐng)域的報道。
[發(fā)明內(nèi)容] 本發(fā)明的目的是提供一種新的陽離子捕收劑應(yīng)用于鋁土礦和鐵礦石反浮選脫硅過程，用以增強(qiáng)對鋁土礦和鐵礦石中硅酸鹽礦物的捕收能力，從而實(shí)現(xiàn)目的礦物與其脈石礦物的反浮選分離。
本發(fā)明的目的是通過下述方式實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明將具有式I結(jié)構(gòu)式的雙季銨鹽類化合物應(yīng)用于硅酸鹽礦物浮選，用作鋁土礦和鐵礦石反浮選脫硅的陽離子捕收劑。

式I 式I中R1和R2為具有6～18個碳的烴基；R3、R4、R5、R6選自甲基、乙基、-(CH2CH2O)nH或?yàn)?(CH(CH3)CH2O)nH，其中n＝1～6；R7為含2～6個碳原子的亞烴基；X為Cl、Br或I。R3、R4、R5、R6可相同也可不同。
本發(fā)明所述的雙季銨鹽化合物通?？刹捎靡韵聨追N方法合成以二鹵代烷和烷基二甲胺為原料合成；以二鹵代烷和烷基二羥乙胺為原料合成；以N，N，N’，N’-四甲基烷基二胺和鹵代烷為原料合成。
下述實(shí)例可進(jìn)一步說明雙季銨鹽類化合物的結(jié)構(gòu)及其制備方法。
實(shí)例1當(dāng)R1和R2為十二烷基，R3、R4、R5、R6為甲基，R7為亞乙基，X為Br時，所述的雙季銨鹽類化合物為乙基-α，β-雙(二甲基十二烷基溴化銨)，其合成反應(yīng)式如下
實(shí)例2當(dāng)R1和R2為十二烷基，R3、R4、R5、R6為甲基，R7為亞丁基，X為Cl時，所述的雙季銨鹽類化合物為丁基-α，ω-雙(二甲基十二烷基氯化銨)，其合成反應(yīng)式如下
實(shí)例3當(dāng)R1和R2為十八烷基，R3、R4、R5、R6為羥乙基，R7為亞乙基，X為Br時，所述的雙季銨鹽類化合物為乙基-α，β-雙(二羥乙基十八烷基溴化銨)，其合成反應(yīng)式如下
實(shí)例4當(dāng)R1和R2為芐基，R3、R4、R5、R6為甲基，R7為亞乙基，X為Cl時，所述的雙季銨鹽類化合物為乙基-α，β-雙(二甲基芐基氯化銨)，其合成反應(yīng)式如下
本發(fā)明將雙季銨鹽類化合物用于作為石英、高嶺石、葉臘石、伊利石等硅酸鹽礦物浮選的陽離子捕收劑，適合于從鋁土礦、鐵礦石中反浮選分離硅酸鹽礦物，適用的浮選礦漿酸堿度范圍為pH5～13；礦石粒度為-0.074mm60～100％，無需預(yù)先脫泥處理；根據(jù)所處理礦石性質(zhì)及其硅酸鹽礦物含量的變化，可添加或不添加其它調(diào)整劑(如淀粉、糊精)，捕收劑用量在50～500克/噸之間。
本發(fā)明將雙季銨鹽類化合物應(yīng)用作為鋁土礦和鐵礦石反浮選脫硅中硅酸鹽浮選的捕收劑，其對石英、高嶺石、葉臘石、伊利石等硅酸鹽礦物具有優(yōu)良的捕收能力，尤其是對細(xì)粒硅酸鹽礦物具有強(qiáng)的捕收能力，可在不脫泥的條件下用于鋁土礦和鐵礦石的反浮選脫硅；同時可適應(yīng)更寬的礦漿酸堿度范圍，尤其是在弱堿性或堿性條件下能取得較好的浮選脫硅效率。
[具體實(shí)施方式
] 以下實(shí)施例旨在說明本發(fā)明而不是對本發(fā)明的進(jìn)一步限定。
實(shí)施例1將粒度為-0.074mm的硅酸鹽礦物(高嶺石、伊利石、葉臘石和石英)分別置于50mL浮選槽中，加入30mL蒸餾水，攪拌1min使其混合均勻，在pH值8.0，捕收劑用量為150g/t的條件下進(jìn)行浮選。本發(fā)明中的四種雙季銨鹽類陽離子捕收劑與常用的兩種捕收劑十二胺、十二烷基三甲基氯化銨的浮選對比試驗(yàn)結(jié)果見表1。由表可見，雙季銨鹽類化合物對高嶺石、伊利石、葉臘石和石英的捕收劑能力明顯強(qiáng)于常用的兩種陽離子捕收劑。
表1捕收劑對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果
實(shí)施例2河南某鋁土礦礦樣，原礦含Al2O362.63％，SiO210.68％，鋁硅比為5.86；將礦石磨礦至-0.074mm占80％，浮選礦漿濃度27％，用碳酸鈉調(diào)整礦漿pH為10；采用一次粗選三次精選流程，粗選加入可溶性淀粉300g/t，加入捕收劑丁基-α，ω-雙(二甲基十二烷基氯化銨)200g/t，精選加入捕收劑20g/t，可獲得Al2O368.51％，SiO26.09％的浮選精礦，精礦鋁硅比達(dá)到11.36，Al2O3回收率82.48％。
實(shí)施例3東北某磁鐵礦礦石，磨至-0.074mm占78％，加水調(diào)漿至25％的質(zhì)量濃度，添加碳酸鈉調(diào)節(jié)礦漿pH值為9.0左右，再添加十二胺、十二烷基三甲基氯化銨和本發(fā)明的雙季銨鹽類化合物化合物，經(jīng)一粗一精兩次反浮選開路試驗(yàn)，得到如表2所示的結(jié)果。
表2鐵礦反浮選試驗(yàn)結(jié)果
對比試驗(yàn)結(jié)果說明，采用雙季銨鹽類陽離子表面活性劑作為鋁土礦和鐵礦反浮選捕收劑，對脈石礦物高嶺石、伊利石、葉臘石和石英的浮選指標(biāo)明顯優(yōu)于其它陽離子表面活性劑，可實(shí)現(xiàn)鋁土礦和鐵礦的高效反浮選脫硅。
權(quán)利要求
1、一種雙季銨鹽類化合物在硅酸鹽礦物浮選上的應(yīng)用，其特征是將具有式I結(jié)構(gòu)式的雙季銨鹽類化合物用作鋁土礦或鐵礦石反浮選脫硅的捕收劑，
式I
式I中R1和R2為具有6～18個碳的烴基；R3、R4、R5、R6選自甲基、乙基、-(CH2CH2O)nH或?yàn)?(CH(CH3)CH2O)nH，其中n＝1～6；R7為含2～6個碳原子的亞烴基；X為Cl、Br或I。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙季銨鹽類化合物在硅酸鹽礦物浮選上的應(yīng)用，其特征在于將式I的化合物用于作為石英、高嶺石、葉臘石、伊利石礦物浮選的捕收劑，適合于從鋁土礦或鐵礦石中反浮選分離出硅酸鹽礦物，適宜的浮選礦漿酸堿度范圍為pH5～13，由礦石中硅酸鹽礦物含量的變化，其用量在50～500克/噸之間。
3、一種硅酸鹽礦物浮選捕收劑，其特征在于，鋁土礦或鐵礦石反浮選脫硅的捕收劑含有式I結(jié)構(gòu)式的雙季銨鹽類化合物
式I
式I中R1和R2為具有6～18個碳的烴基；R3、R4、R5、R6選自甲基、乙基、-(CH2CH2O)nH或?yàn)?(CH(CH3)CH2O)nH，其中n＝1～6；R7為含2～6個碳原子的亞烴基；X為Cl、Br或I。
全文摘要
一種雙季銨鹽類化合物在硅酸鹽礦物浮選上的應(yīng)用，將具有式I結(jié)構(gòu)式的雙季銨鹽類化合物用作鋁土礦或鐵礦石反浮選脫硅的捕收劑。式I中R1和R2為具有6～18個碳的烴基；R3、R4、R5、R6分別為甲基、乙基、-(CH2CH2O)nH或?yàn)?(CH(CH3)CH2O)nH，其中n＝1～6；R7為含2～6個碳原子的亞烴基；X為Cl、Br或I。本發(fā)明的捕收劑對石英、高嶺石、伊利石、葉臘石具有強(qiáng)捕收能力，適合于從鋁土礦或鐵礦石中反浮選分離出硅酸鹽礦物，適宜的浮選礦漿酸堿度范圍為pH5～13，根據(jù)礦石中硅酸鹽礦物含量的變化，其用量在50～500g/t之間。
文檔編號B03D1/004GK101337204SQ200810032069
公開日2009年1月7日 申請日期2008年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日
發(fā)明者宏 鐘, 劉廣義, 夏柳蔭 申請人:中南大學(xué)