水溶性陽離子捕收劑及其制備方法及用途
【專利摘要】水溶性陽離子捕收劑及其制備方法及用途,其特點是該陽離子捕收劑為含有2個羥丙基或氯代羥丙基的烷基胺類表面活性劑;該陽離子捕收劑的制備過程為:連續(xù)攪拌下用無水乙醇將容器中的脂肪胺溶解;在25℃、回流狀態(tài)下,2.5-3.5h內(nèi)緩慢加入與脂肪胺物質(zhì)的量比為1:(2~3)的環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷,繼續(xù)反應(yīng)10h;將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至蒸餾系統(tǒng)中,在適宜蒸餾條件下蒸去未反應(yīng)的環(huán)氧丙烷或環(huán)氧氯丙烷和無水乙醇;將反應(yīng)體系降至室溫,即得所需捕收劑。該陽離子捕收劑水溶性好,可用于鐵礦石反浮選脫硅或硅酸鹽礦物浮選,將其用于赤鐵礦和石英按質(zhì)量比3:2組成的人工混合礦浮選時,在常溫下可得鐵品位大于65%的鐵精礦。
【專利說明】水溶性陽離子捕收劑及其制備方法及用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種選礦藥劑,特別是涉及一種水溶性好的胺類陽離子捕收劑及其制備方法及用途,屬選礦藥劑的制備【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明給出的這種水溶性陽離子捕收劑具有水溶性好、泡沫量適宜、不腐蝕設(shè)備、有良好捕收能力和選擇性等特點。
【背景技術(shù)】
[0002]礦業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展不可或缺的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。隨著我國礦產(chǎn)資源匱乏程度的日益加深以及我國有用礦產(chǎn)資源貧、細(xì)、雜的賦存特點,礦物加工的難度將日益加大。浮選作為一項專門的分選技術(shù),具有適應(yīng)性強(qiáng),分選效率高,適于細(xì)粒、復(fù)雜物料的處理等優(yōu)點,應(yīng)用該技術(shù)分選的礦物種類和數(shù)量在逐年增加。
[0003]浮選技術(shù)最關(guān)鍵、最核心的就是浮選藥劑的研究與運用。浮選藥劑的應(yīng)用及發(fā)展直接關(guān)系到浮選工藝發(fā)展效果的好壞,其中捕收劑是浮選藥劑中最重要的一種,其合理應(yīng)用使充分挖掘多金屬難選礦利用潛力、進(jìn)一步提高精礦質(zhì)量成為可能。陽離子捕收劑絕大部分都是含氮的有機(jī)化合物,只有極少部分是含硫、磷或硅的有機(jī)化合物。陽離子表面活性劑1933年開始用于浮選硅酸鹽礦物,但由于其合成成本高這一根本問題未能解決,直到1950年以后,脂肪胺作為浮選藥劑才真正在選礦工業(yè)上得到應(yīng)用,其通常作為硅酸鹽礦物、碳酸鹽礦物、氧化礦等的捕收劑。陽離子反浮選流程應(yīng)用過程中具有以下突出優(yōu)點:①能比較容易地得到高品質(zhì)的精礦;②與陰離子反浮選工藝相比藥劑制度簡單,僅使用陽離子捕收劑就可以實現(xiàn)脫硅的目的,藥劑品種少、耗量小陽離子捕收劑具有良好的耐低溫性能,可在10°C左右實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn),節(jié)省大筆加溫費用,降低生產(chǎn)成本。
[0004]近年來,隨著我國大力提倡發(fā)展集約型經(jīng)濟(jì)、節(jié)約成本、降低能耗,陽離子捕收劑在我國得到了迅速發(fā)展。但目前國內(nèi)外常用的胺類陽離子捕收劑在浮選前需要用酸中和,以提高其在水中的溶解度,而在實際工業(yè)生產(chǎn)中,酸性環(huán)境一個明顯的缺點是易腐蝕設(shè)備,嚴(yán)重阻礙了陽離子浮選工藝的應(yīng)用。因此,開發(fā)水溶性好、泡沫易碎的新型陽離子捕收劑,完善陽離子浮選工藝,對發(fā)展集約型經(jīng)濟(jì)、節(jié)約成本、降低能耗具有重要意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的就在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題,經(jīng)過大量試驗和篩選后,提供一類水溶性好、泡沫量適宜、不腐蝕設(shè)備、有良好捕收能力和選擇性的水溶性陽離子捕收劑及其制備方法及用途,以滿足礦物浮選脫硅的要求。
[0006]本發(fā)明給出的技術(shù)解決方案是。
[0007]這種水溶性陽離子捕收劑為N,N_雙(2-羥丙基)烷基胺(NLl)或N,N-雙(3-氯-2-羥丙基)烷基胺(NL2),其為含有羥丙基或氯代羥丙基的陽離子表面活性劑,其通式為:
【權(quán)利要求】
1.一類水溶性陽離子捕收劑,其特征在于為N,N-雙(2-羥丙基)烷基胺(NLl)或N,N-雙(3-氯-2-羥丙基)烷基胺(NL2),其為含有羥丙基或氯代羥丙基的陽離子表面活性劑,其通式為:
2.權(quán)利要求1所述水溶性陽離子捕收劑的制備方法,其特征在于當(dāng)所述的水溶性陽離子捕收劑為N,N-雙(2-羥丙基)烷基胺時,即NLl,其制備方法的步驟為: 在容器中加入脂肪胺并在連續(xù)攪拌下加入無水乙醇將其溶解,然后控制反應(yīng)溫度為25 0C ; 在回流狀態(tài)下緩慢加入環(huán)氧丙烷,脂肪胺與環(huán)氧丙烷的物質(zhì)的量比(摩爾比)為1: (2~3),滴加時間為2.5-3.5h,滴加完成后繼續(xù)連續(xù)反應(yīng)IOh ; 將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至蒸餾系統(tǒng)中,在35°C下連續(xù)蒸餾lh,以蒸去未反應(yīng)的環(huán)氧丙烷; 然后將溫度升至79°C,蒸去未反應(yīng)的無水乙醇;反應(yīng)完成后降至室溫,可得無色透明狀高粘性液體,即為所需捕收劑。
3.權(quán)利要求1所述水溶性陽離子捕收劑的制備方法,其特征在于當(dāng)所述的水溶性陽離子捕收劑為N,N-雙(3-氯-2-羥丙基)烷基胺時,即NL2,其制備方法的步驟為: 在容器中加入脂肪胺并在連續(xù)攪拌下加入無水乙醇將其溶解,然后控制反應(yīng)溫度為250C,在回流狀態(tài)下緩慢加入環(huán)氧氯丙烷,脂肪胺與環(huán)氧氯丙烷的物質(zhì)的量比(摩爾比)為1: (2~3),滴加時間為2.5-3.5h,滴加完成后繼續(xù)連續(xù)反應(yīng)IOh ; 將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至減壓蒸餾系統(tǒng)中,調(diào)節(jié)真空度為0.065MPa,在65°C下連續(xù)蒸餾lh,以蒸去無水乙醇; 然后將溫度升至78°C,蒸去未反應(yīng)的環(huán)氧丙烷;反應(yīng)完成后降至室溫,可得無色透明狀高粘性液體,即為所需捕收劑。
4.權(quán)利要求1所述水溶性陽離子捕收劑的用途,其特征在于作為鐵礦石反浮選脫硅或硅酸鹽礦物浮選捕收劑使用,其中用于赤鐵礦和石英按質(zhì)量比3:2組成的人工混合礦浮選的工藝流程為:在礦漿自然PH條件下,取礦樣50g,得到礦漿濃度為25%~30%,然后加入淀粉200-240g/t作為鐵礦石抑制劑,再加入捕收劑200-300g/t,在常溫下攪拌反浮選,可得鐵品位大于65%的鐵精礦。
【文檔編號】B03D1/01GK103769307SQ201310512616
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】劉文剛, 魏德洲, 劉文寶, 徐飛飛, 王本英, 沈巖柏 申請人:東北大學(xué)