CN101130181B - 铁矿浮选用捕集剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

铁矿浮选用捕集剂及其制备方法，捕集剂的结构式为RNH₂，其中R为C₈-C₁₈直链烷基，NH₂为伯胺基，产品中C₁₂含量为65-85％；捕集剂的凝固点为13-28℃，总胺值为265-285mg/g，仲胺值+叔胺值为9-14mg/g，碘值为6-12g/100g，色度≤300APHA，碳链分布组成：C₈≤4％、C₁₀≤4％、C₁₂：65-85％、C₁₄：4-10％、C₁₆：≤6％、C₁₈：≤6％；捕集剂是由以天然油脂为原料合成的C₈-C₁₈直链烷基胺(酸)混合复配而成。优选的天然油脂为天然椰子油。原料经水解、蒸馏和分馏后，分别得到精制椰油酸和精制十二酸，中间产品经复配得到最终产品，即C₁₂含量为65-85％质量百分比的捕集剂。本发明配方合理、工艺简单、选择性和捕收性好。

Description

铁矿浮选用捕集剂的制备方法 

一、技术领域

本发明涉及一种铁矿浮选用药剂，尤其是一种铁矿浮选用捕集剂及其制备方法。 

二、背景技术

浮选通常是指从混合物中将某一物质单独分离出来。阳离子浮选的机理是阳离子捕集剂产品在水中形成大量带正电荷的离子，并紧密地吸附在磨细成浆且带高密度负电荷的矿物表面上，使得矿物表面具有亲水性。如此通过加入捕集剂就可以从矿石中浮选出有用的矿物(正浮选)，或者从有用矿物中浮选出杂质(反浮选)，从而达到分离目的。 

常用的阳离子捕收剂主要有脂肪族伯胺、松香胺、二胺及多胺类以及各种季铵盐类表面活性剂等，这类捕集剂主要用于浮选石英、硅铝酸盐(绿柱石、锂辉石、长石、云母)、磷酸盐、碳酸盐、可溶性盐类(如钾盐矿)等，也可在含石英的氧化铁矿的反浮选，各种高温矿床的稀有金属矿浮选和氧化锌矿的浮选中用作捕收剂。该类捕收剂的一般应用方法是：用盐酸或醋酸对其加以中和配制成乳状液使用，亦在乳液中加入煤油、松节油、酒精等溶剂或起泡剂使用。 

实践证明，单一品种的捕集剂在使用过程中会遇到一些麻烦：水溶液粘稠、泡沫多且难以破沫，很难做到最佳选择性和捕收性的统一。 

三、发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种配方合理、工艺简单、选择性和捕收性好的铁矿浮选用捕集剂及其制备方法。 

本发明的铁矿浮选用捕集剂，结构式为RNH₂，其中R为C₈—C₁₈直链烷基，NH₂为伯胺基，产品中C₁₂含量为65—85％。 

本发明的铁矿浮选用捕集剂，外观无机械杂质，凝固点为13-28℃，总胺值为265—285mg/g，仲胺值+叔胺值为9—14mg/g，碘值为6-12g/100g，色度≤300 APHA，碳链分布组成：C₈≤4％、C₁₀≤4％、C₁₂：65—85％、C₁₄：4—10％、C₁₆：≤6％、C₁₈：≤6％。 

上述铁矿浮选用捕集剂，是由以天然油脂为原料合成的C₈—C₁₈直链烷基胺(酸)混合复配而成。 

优选的天然油脂为天然椰子油。 

上述捕集剂的制备方法，步骤如下： 

1)天然椰子油在压力为5—6MPa、温度180—230℃条件下无触媒水解10—18Hr， 得到粗椰油酸； 

2)粗椰油酸在压力为5—6MPa、温度180—230℃条件下，连续减压蒸馏得到精制椰油酸； 

3)粗椰油酸在压力为0.3—8KPa、温度120—200℃条件下，多塔连续减压分馏得到精制十二酸，即月桂酸； 

4)将30—60％质量百分比的精制椰油酸与40—70％质量百分比的精制十二酸相混合，得到C₁₂含量为65—85％的精制椰油酸与精制十二酸混合物； 

5)上述混合物在温度为240—260℃、压力为200—250KPa条件下，加入投料量5-10‰质量百分比的氧化锌作为催化剂，NH₃的通入量为800-1000Nm³/Hr，反应8—10Hr，得到混合腈； 

6)上述混合腈在温度为150—200℃、压力为2MPa条件下，加入投料量1-10‰质量百分比的骨架镍作为催化剂，H₂的通入量以维持2MPa反应压力为基准，反应4—6Hr，得到C₁₂含量65—85％质量百分比的混合直链烷基胺，即最终产品捕集剂。 

另一种上述捕集剂的制备方法，步骤(1)-(3)与上述步骤1)-3)相同，从步骤(4)起，操作如下： 

(4)精制椰油酸在温度为260—290℃、压力为200—250KPa条件下，加入投料量5-10‰质量百分比的氧化锌作为催化剂，NH₃的通入量为800-1000Nm³/Hr，反应8—10Hr，得到椰油腈；椰油腈在温度为150—200℃、压力为2MPa条件下，加入1-10‰投料量质量百分比的骨架镍作为催化剂，H₂的通入量以维持2MPa反应压力为基准，反应4—6Hr，得到椰油胺； 

(5)精制十二酸在温度为240—250℃、压力为200—250KPa条件下，加入投料量5-10‰质量百分比的氧化锌作为催化剂，NH₃的通入量为800-1000Nm³/Hr，NH₃的通入量为800-1000Nm³/Hr，反应8—10Hr，得到十二腈；十二腈在温度为160—210℃、压力为2MPa条件下，加入投料量1-10‰质量百分比的骨架镍作为催化剂，H₂的通入量以维持2MPa反应压力为基准，反应4—6Hr，得到十二胺； 

(6)以30—60％质量百分比的椰油胺与40—70％质量百分比的十二胺相混合，得到C₁₂含量为65—85％质量百分比的混合直链烷基胺，即最终产品捕集剂。 

该捕集剂产品是一种复配型药剂，在铁矿石阳离子反浮选中得到应用，在矿物浮选时，该新型捕集剂既可以单独使用，也可以与自然化合物(如燃料油)混合使用。 

该捕集剂根据组分中不同碳链长度本身的结构特点，分别发挥不同的作用，使复配后的药剂效能大幅度提高。 

性能验证试验： 

浮选药剂如表1所示：

表1 

  

商品名称	描述	密度g/cm3	烷基
				MG-70-AsMG-98-As伯胺A伯胺b本发明捕集剂	醚胺醋酸盐醚胺醋酸盐胺醋酸盐胺醋酸盐醋酸盐	0.890.850.8260.830.89	C10-C18烃氧基———C12含量65—85％其余为C8—C18

矿样： 

在所有浮选试验中使用47.10％Fe₂O₃和32.22％SiO₂的铁英岩样品，矿物学研究表明，在矿石磨至小于129μm时，98％的二氧化硅已单体解离。 

设备及方法： 

XFD型单槽浮选机，容积1L，转子转速1500r/min，PH为中性，搅拌时间5min和浮选矿浆固体浓度为30％。 

在研究条件下各种捕集剂分批浮选铁英岩的结果如表2所示： 

表2 

结果和讨论：

根据试验结果可知，使用该捕集剂不仅降低了尾矿的品位，提高了精矿的品位和回收率，同时还解决了原来单一药剂所具有的水溶液粘稠、泡沫多且难以破沫的弊端。使用该新型药剂——捕集剂时选择性好于伯胺、MG-A，中矿循环量明显减少；该新型药剂——捕集剂浮选温度较低，5—7℃时也可以发挥较好的浮选效果，对偏冷的北方地区降低生产成本有特殊意义。 

四、具体实施方式

实施例1：铁矿浮选用捕集剂，结构式为RNH₂，其中R为C₈—C₁₈直链烷基，NH₂为伯胺基，产品中C₁₂含量为65—85％。 

本发明的铁矿浮选用捕集剂，外观无机械杂质，凝固点为13-28℃，总胺值为265—285mg/g，仲胺值+叔胺值为9—14mg/g，碘值为6-12g/100g，色度≤300APHA，碳链分布组成：C₈≤4％、C₁₀≤4％、C₁₂：65—85％、C₁₄：4—10％、C₁₆：≤6％、C₁₈：≤6％。 

上述铁矿浮选用捕集剂，是由以天然油脂为原料合成的C₈—C₁₈直链烷基胺(酸)混合复配而成。 

优选的天然油脂为天然椰子油。 

上述捕集剂的制备方法，步骤如下： 

1)天然椰子油在压力为5—6MPa、温度180—230℃条件下无触媒水解10—18Hr，得到粗椰油酸； 

2)粗椰油酸在压力为5—6MPa、温度180—230℃条件下，连续减压蒸馏得到精制椰油酸； 

3)粗椰油酸在压力为0.3—8KPa、温度120—200℃条件下，多塔连续减压分馏得到精制十二酸，即月桂酸； 

4)将30—60％质量百分比的精制椰油酸与40—70％质量百分比的精制十二酸相混合，得到C₁₂含量为65—85％的精制椰油酸与精制十二酸混合物； 

5)上述混合物在温度为240—260℃、压力为200—250KPa条件下，加入投料量5-10‰质量百分比的氧化锌作为催化剂，NH₃的通入量为800-1000Nm³/Hr，反应8—10Hr，得到混合腈； 

6)上述混合睛在温度为150—200℃、压力为2MPa条件下，加入1-10‰投料量质量百分比的骨架镍作为催化剂，H₂的通入量以维持2MPa反应压力为基准，反应4—6Hr，得到C₁₂含量65—85％质量百分比的混合直链烷基胺，即最终产品捕集剂。 

另一种上述捕集剂的制备方法，步骤(1)-(3)与上述步骤1)-3)相同，从步骤(4)起，操作如下： 

(4)精制椰油酸在温度为260—290℃、压力为200—250KPa条件下，加入投料量5-10‰质量百分比的氧化锌作为催化剂，NH₃的通入量为800-1000Nm³/Hr，反应 8—10Hr，得到椰油腈；椰油腈在温度为150—200℃、压力为2MPa条件下，加入1-10‰投料量质量百分比的骨架镍作为催化剂，H₂的通入量以维持2MPa反应压力为基准，反应4—6Hr，得到椰油胺； 

(5)精制十二酸在温度为240—250℃、压力为200—250KPa条件下，加入投料量5-10‰质量百分比的氧化锌作为催化剂，NH₃的通入量为800-1000Nm³/Hr，反应8—10Hr，得到十二腈；十二腈在温度为160—210℃、压力为2MPa条件下，加入1-10‰投料量质量百分比的骨架镍作为催化剂，H₂的通入量以维持2MPa反应压力为基准，反应4—6Hr，得到十二胺； 

(6)以30—60％质量百分比的椰油胺与40—70％质量百分比的十二胺相混合，得到C₁₂含量为65—85％质量百分比的混合直链烷基胺，即最终产品捕集剂。 

实施例2：铁矿浮选用捕集剂及其制备方法与实施例1相同，不同的是：在步骤4)中，精制椰油酸与精制十二酸的质量百分比分别为45％和55％；在另一种制备方法中，椰油胺与十二胺的质量百分比分别为45％和55％。 

实施例3：铁矿浮选用捕集剂及其制备方法与实施例1相同，不同的是：在步骤4)中，精制椰油酸与精制十二酸的质量百分比分别为60％和70％；在另一种制备方法中，椰油胺与十二胺的质量百分比分别为60％和70％。

Claims (6)

1.一种铁矿浮选用捕集剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：

1)天然椰子油在压力为5-6MPa、温度180-230℃条件下无触媒水解10-18Hr，得到粗椰油酸；

2)粗椰油酸在压力为5-6MPa、温度180-230℃条件下，连续减压蒸馏得到精制椰油酸；

3)粗椰油酸在压力为0.3-8KPa、温度120-200℃条件下，多塔连续减压分馏得到精制十二酸，即月桂酸；

4)将30-60％质量百分比的精制椰油酸与40-70％质量百分比的精制十二酸相混合，得到C₁₂含量为65-85％的精制椰油酸与精制十二酸混合物；

5)上述混合物在温度为240-260℃、压力为200-250KPa条件下，加入催化剂氧化锌和NH₃，反应8-10Hr，得到混合腈；

6)上述混合睛在温度为150-200℃、压力为2MPa条件下，加入催化剂骨架镍和H₂，反应4-6Hr，得到C₁₂含量65-85％质量百分比的混合直链烷基胺，即最终产品捕集剂。

2.如权利要求1所述的铁矿浮选用捕集剂的制备方法，其特征在于，步骤5)中的催化剂氧化锌用量为投料量5-10‰的质量百分比，NH₃的加入量为800-1000Nm³/Hr。

3.如权利要求1所述的铁矿浮选用捕集剂的制备方法，其特征在于，步骤6)中的催化剂骨架镍用量为投料量1-10‰的质量百分比，H₂的加入量以维持2MPa反应压力为基准。

4.一种铁矿浮选用捕集剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：

(1)天然椰子油在压力为5-6MPa、温度180-230℃条件下无触媒水解10-18Hr，得到粗椰油酸；

(2)粗椰油酸在压力为5-6MPa、温度180-230℃条件下，连续减压蒸馏得到精制椰油酸；

(3)粗椰油酸在压力为0.3-8KPa、温度120-200℃条件下，多塔连续减压分馏得到精制十二酸，即月桂酸；

(4)精制椰油酸在温度为260-290℃、压力为200-250KPa条件下，加入催化剂氧化锌和NH₃，反应8-10Hr，得到椰油腈；椰油腈在温度为150-200℃、压力为2MPa条件下，加入催化剂骨架镍和H₂，反应4-6Hr，得到椰油胺；

(5)精制十二酸在温度为240-250℃、压力为200-250KPa条件下，加入催化剂氧化锌和NH₃，反应8-10Hr，得到十二腈；十二腈在温度为160-210℃、压力为2MPa条件下，加入催化剂骨架镍和H₂，反应4-6Hr，得到十二胺；

(6)以30-60％质量百分比的椰油胺与40-70％质量百分比的十二胺相混合，得到C₁₂含量为65-85％质量百分比的混合直链烷基胺，即最终产品捕集剂。

5.如权利要求4所述的铁矿浮选用捕集剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的制腈催化剂氧化锌加入量为投料量5-10‰的质量百分比，NH₃的加入量为800-1000Nm³/Hr；腈胺化的催化剂骨架镍加入量为投料量1-10‰的质量百分比，H₂的通入量以维持2MPa反应压力为基准。

6.如权利要求4所述的铁矿浮选用捕集剂的制备方法，其特征在于，上述步骤(5)中的制腈催化剂氧化锌加入量为投料量5-10‰的质量百分比，NH₃的加入量为800-1000Nm³/Hr；腈胺化的催化剂骨架镍加入量为投料量1-10‰的质量百分比，H₂的通入量以维持2MPa反应压力为基准。