CN102716810A - 一种浮选用起泡剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浮选用起泡剂，包含化合物A，化合物A的化学通式为：R-O-[(CH2)n-O]m-H其中：R为C5～C11的烷基，n=2或3，m=1.0～3.0。该化合物A属于油溶性表面活性剂，浮选时分散性好、用量少；化合物可完全被生物降解，不会产生环境污染。特别适用于精煤的浮选，浮选精煤时，捕收剂选用煤油或柴油等烃类，能有效提高精煤的回收率，并降低精煤中灰份。

Description

一种浮选用起泡剂
技术领域
本发明涉及煤矿或金属矿的浮游选取领域，具体涉及一种矿物浮选用起泡剂。
背景技术
在金属矿和煤矿产业中，通常需要用浮选的方法对其进行精选处理，其作用原理是利用矿物中各组份亲油性(亦称疏水性)的差异，将待选取的物质与其他的物质进行分离，再用捕收剂加以捕收。由于需要进入浮选的矿物大多呈微小颗粒状，它与水在浮选设备中混合形成具有一定浓度的浆料，通过向料浆中加入起泡剂和捕收剂(或起泡剂与捕收剂的混合物、或起泡剂与捕收剂混合物的乳液)，以及从浮选设备的底部通入气体，这样在起泡剂和气体的作用下就会在料浆内形成大量气泡，这些气泡优先附着在浆料中亲油性较好的（如煤粉）颗粒表面，并将其带到浆料液面。这些颗粒在浆料液面被捕收、脱水、积聚成产品，而亲水性颗粒则沉积在设备底部被收集，从而实现待选物质和其他物质的选取分离。在反浮选工艺中，上述情况则相反。
浮选的效果与浮选过程中起泡剂产生泡沫的大小、脆韧性、以及起泡剂的亲水/亲油平衡值（HLB值）密切相关，只有综合性能在合适的范围内，才能对细小矿粉进行高效的浮选。
目前，在欧美等矿业发达国家，浮选过程中常用甲基异丁基甲醇（简称为MIBC）或以其为主成份的混合物作为起泡剂，但这类起泡剂在我国各洗煤厂或选矿厂中的精选效果并不明显，且价格较高，在我国并未被广泛使用。国内各洗煤厂目前常用的起泡剂主要是被称之为“杂醇油”的混合物，该类起泡剂是石油化工生产中产生的副产物而非专用的表面活性物质，其产品质量极为不稳定，导致精煤浮选的生产过程波动性很大，需要不断地进行工艺调整，而且精煤的回收率较低。金属矿的浮选起泡剂大多用松油醇，这类起泡剂在浮选过程中，泡沫的尺寸偏中，微泡较少、气味很重，精矿回收率偏低。严重影响工人健康，且在污水中的残留物生物降解性非常差，对环境造成很大污染。
另外，名称为“一种矿物浮选起泡剂”（CN1403206A）的中国专利文献记载了如下技术方案：一种矿物浮选起泡剂，是由含有带支链的低碳醇（异丙醇、异丁醇等）与环氧乙烷或环氧丙烷，按重量比1∶1～1：6，加入原料量总重量0.3%～1%的碱金属K、Na的氧化物作催化剂，在高压反应釜中于0.01～1.2MPa压力、170～190℃温度下反应2～3小时后降压到常压，冷却到50℃以下过滤得到。该起泡剂虽然具有良好的分散性，起泡量大，微泡多，但其属于水溶性表面活性物质，不溶于烃类等非极性溶剂。其亲水/亲油平衡值（HLB值）与本产品差别很大，适用于金属矿物的精选；对精煤的浮选效果不好，同时对捕收剂的选用有特殊要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种起泡剂，可溶于烃类非极性溶剂，分散性好，起泡量大，微泡多，可对煤矿、金属矿进行可靠的浮选。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种浮选用起泡剂，包含化合物A，化合物A的化学通式为：
R-O-[(CH2)n-O]m-H
其中：R为C5～C11的烷基，n=2或3，m=1.0～3.0。
该化合物A属于油溶性表面活性剂，浮选时分散性好、用量少；化合物可完全被生物降解，不会产生环境污染。特别适用于精煤的浮选，浮选精煤时，捕收剂选用煤油、柴油等烃类，可有效提高精煤的回收率，并降低精煤中的灰份。
另外本发明所限定的化合物A的化学通式还包括下列结构：
R-O-(CH2-CH2-O)m1-(CH3-CH3-CH2-O)m2-H和
R-O-(CH2-CH2-CH2-O)m1-(CH2-CH2-O)m2-H；
其中R为C5～C11的烷基，m1+m2=m=1.0～3.0。
同时，将化合物A和其他原料进行复配得到的起泡剂也应属于本发明所限定的范围内。
进一步的方案为：
所述化合物A是由摩尔比为1：（1.0～3.0）的C5～C11的烷基醇与环氧烷烃的混合物在碱性复合催化剂的作用下加成反应生成，所述的环氧烷烃为环氧乙烷、环氧丙烷中的一种或两种构成。所述的加成反应在温度为110℃～150℃，压力1.0～5.0kg/cm2的条件下进行。
加成反应的化学方程式为：
Figure BDA00001798379500031
其中R为C5～C11的烷基m1+m2=m=1.0～3.0，n=2或3。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明的内容。
实施例1
按照摩尔比为1：2.0称取戊醇待用，先将戊醇投入反应釜并加热，加入碱性催化剂并加热，然后再通入定量的环氧丙烷进行加成反应，控制反应温度为110℃～130℃，压力为（1.0～3.0）kg/cm2，待反应结束后再对混合液进行老化、降温处理，最后分离出化合物A。
实施例2
按照摩尔比为1：2.0称取己醇待用，先将己醇投入反应釜并加热，再加入碱性催化剂并加热，然后再通入定量的环氧乙烷进行加成反应，控制反应温度为110℃～130℃，压力为（1.0～3.0）kg/cm2，待反应结束后再对混合液进行老化、降温处理，最后分离出化合物A。
实施例3
按照摩尔比为1：2.5称取庚醇待用，先将庚醇投入反应釜并加热，再加入碱性催化剂并加热，然后再通入定量的环氧乙烷或环氧丙烷进行加成反应，控制反应温度为110℃～140℃，压力为（1.0～4.0）kg/cm2，待反应结束后再对混合液进行老化、降温处理，最后分离出化合物A。
实施例4
按照摩尔比为1：3.0称取癸醇待用，先将癸醇投入反应釜并加热，再加入碱性催化剂并加热，然后再通入定量的环氧乙烷和环氧丙烷进行加成反应，控制反应温度为110℃～150℃，压力为（1.0～5.0）kg/cm2，待反应结束后再对混合液进行老化、降温处理，最后分离出化合物A。
实施例5
分别取实施例1～4所制得的化合物A、MIBC、杂醇油作为起泡剂，按标准MT/T144-1997对同样的煤泥进行浮选测定，以每吨干煤泥为基数，使用1.0公斤工业级轻柴油作为捕收剂；对浮选所用的起泡剂用量、精煤回收率、精煤灰份进行比较。具体结果如下表：
  起泡剂的种类   起泡剂的用量   精煤回收率   精煤灰份
  MIBC   0.1公斤   73%   10.1%
  杂醇油   0.35公斤   64%   10.5%
  化合物A   0.1公斤   76%   8.8%

Claims (3)

1.一种浮选用起泡剂，包含化合物A，化合物A的化学式为：
R-O-[(CH2)n-O]m-H
其中：R为C5～C11的烷基，n=2或3，m=1.0～3.0。
2.如权利要求1所述的浮选用起泡剂，其特征在于：所述化合物A是由摩尔比为1：(1.0～3.0)的C5～C11的烷基醇与环氧烷烃的混合物在碱性复合催化剂的作用下加成反应生成，所述的环氧烷烃为环氧乙烷、环氧丙烷中的一种或两种构成。
3.如权利要求2所述的浮选用起泡剂，其特征在于：所述的加成反应在温度为100℃～150℃，压力（1.0～5.0）kg/cm2，在碱性催化剂作用的条件下进行。
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