CN104028387B - 一种新型煤炭浮选剂的合成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型煤炭浮选剂的合成。本发明在邻苯二甲酸酐和正丁醇中缓慢滴加浓酸，反应混合物微沸，冷却到30‑70℃时，用碳酸钠溶液中和后至有机层呈中性，分离后用减压蒸馏除去过量的正丁醇和水，在油浴锅加热搅拌下缓慢滴加二乙醇胺，冷却后用减压蒸馏除去未反应的正丁醇和二乙醇胺，得到邻甲酸丁酯苯甲酸烷醇酰胺即新型煤炭浮选剂。本发明克服了现有的浮选剂只有单一的浮选功能，需要另外加入起泡剂的缺陷。本发明一种具有浮选兼起泡功能新型浮选剂，制备方法简单，成本低，浮选效率高。

Description

一种新型煤炭浮选剂的合成

技术领域

本发明属于煤炭分选领域，特别涉及一种新型煤炭浮选剂的合成。

背景技术

煤炭是世界上储量最丰富的化石燃料，煤炭资源的供需状况直接影响着世界经济结构变化以及社会民生。目前世界煤炭储量估计为1083Gt，按目前的煤炭消费水平来计算，足以可供开采200多年。但由于世界煤炭资源时空分布的不均一性及各国对于煤炭消费比重的不同，从而引起煤炭资源供需形势的变化与供需矛盾，直接影响了各国经济战略的发展。

煤炭是我国重要的基础能源。我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气，将我国煤炭资源与石油、天然气、水能和核能等一次能源资源相比，探明的资源储量折算为标准煤，煤炭占85％以上。我国能源禀赋并不乐观，主要的一次能源、石油、天然气、煤炭的储采比均低于世界平均水平。值得注意的是，尽管我国的一次能源禀赋结构被称为是“富煤，贫油、少气”，但既有的能源禀赋结构造成煤炭在我国一次能源消费结构中所占的绝对比重达到约70％，“以煤为主”的能源消费结构与欧美国家“石油为主，煤炭、天然气为辅，水电、核能为补充”的情况差别显著。

浮选是回收煤泥中精煤最有效的方法，一般浮选入料约占原煤入选量的10％～30％在精煤产品中约有1/5是浮选精煤，浮选对于选煤厂煤泥水处理起着重要的作用。随着采煤技术的发展，原煤中煤泥含量有所增加，同时用户和社会各方面要求进一步提高精煤的质量，因而浮选在选煤中的作用就变得尤为重要。浮选效果与浮选药剂有很大关系，所以合成新型浮选剂变得越来越重要。

随着科技的不断发展，煤炭浮选剂不断推陈出新，合成新型浮选剂也逐渐发展成为煤炭浮选剂的一项重要组成部分，如FS-201、FS-202捕收剂、BET煤用捕收剂、氯代环烷酸浮选药剂、环烷酸烷醇酰胺浮选药剂等。以上新型浮选剂 只有单一的浮选功能，需要另外加入起泡剂才能达到浮选效果。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，提供一种新型煤炭浮选剂的合成。

本发明的技术方案是：

一种新型煤炭浮选剂的合成，其主要技术特征在于步骤如下：将邻苯二甲酸酐和正丁醇加入三口烧瓶中，在振摇下缓慢滴加浓酸，缓慢升温，使反应混合物微沸，烧瓶内固体完全消失；反应液冷却到30-70℃时，将反应混合液倒入分液漏斗，用碳酸钠溶液中和后至有机层呈中性，分离出的油状物，用无水硫酸镁干燥至澄清，分离后用减压蒸馏除去过量的正丁醇和水，即得到邻苯二甲酸二丁酯；将邻苯二甲酸二丁酯，在油浴锅加热搅拌下缓慢滴加二乙醇胺，冷却后用减压蒸馏除去未反应的正丁醇和二乙醇胺，得到邻甲酸丁酯苯甲酸烷醇酰胺即新型煤炭浮选剂。

所述邻苯二甲酸酐和正丁醇的反应摩尔比为1∶2-5。

所述浓酸是指浓硫酸，浓盐酸，浓硝酸，且浓酸的质量为邻苯二甲酸酐质量分数的1-5％。

所述邻苯二甲酸酐和正丁醇的反应温度为100-160℃。

所述碳酸钠的浓度为1-5％。

所述邻苯二甲酸二丁酯与二乙醇胺的摩尔比为1-5∶1。

所述邻苯二甲酸二丁酯与二乙醇胺的反应温度为120-160℃。

所述邻苯二甲酸二丁酯与二乙醇胺的反应时间2-6h。

所述邻甲酸丁酯苯甲酸烷醇酰胺加入到煤泥中的重量百分数0.01-0.05％。

本发明的优点和效果在于开发了一种具有浮选兼起泡功能新型浮选剂，制备方法简单，成本低，浮选效率高。

本发明的其他具体详细的优点和效果将在下面继续说明。

具体实施方式

本发明涉及一种具有双功能作用的新型浮选剂合成，首先将邻苯二甲酸酐和 正丁醇通过酯化反应制得邻苯二甲酸二丁酯，然后再与二乙醇胺通过胺化反应制得邻甲酸丁酯苯甲酸烷醇酰胺，反应方程式如下所示：

实施例1：

在一个干燥250mL三口烧瓶中加入24g邻苯二甲酸酐、50mL正丁醇和几粒沸石，在振摇下缓慢滴加0.4mL浓硫酸。缓慢升温至120℃，使反应混合物微沸，约15min后，烧瓶内固体完全消失，此时逐渐有正丁醇和水的共沸物蒸出，经过冷凝在分水器的底部小水珠逐渐流到分水器的底部，水量不再增加时候停止加热。反应液冷却后，将反应混合液倒入分液漏斗，用5％碳酸钠溶液中和后至有机层呈中性，分离出的油状物，用无水硫酸镁干燥至澄清。过滤分离后的液体减压蒸去过量的正丁醇和微量的水，即得到邻苯二甲酸二丁酯，产率达到90％。

向250ml三口烧瓶中加入上述制备的14g邻苯二甲酸二丁酯，在油浴锅加热至120℃搅拌下缓慢滴加5g二乙醇胺。滴加过程中观察是否有正丁醇蒸出，然后加热至160℃反应2小时，冷却后减压蒸去正丁醇和二乙醇胺，得到邻甲酸丁酯苯甲酸烷醇酰胺，即本发明所述新型浮选剂，产率达到95％，。

实施例2：

在一个干燥250mL三口烧瓶中加入24g邻苯二甲酸酐、80mL正丁醇和几粒沸石，在振摇下缓慢滴加1.4mL浓硫酸。缓慢升温至160℃，使反应混合物微沸，约30min后，烧瓶内固体完全消失，此时逐渐有正丁醇和水的共沸物蒸出， 经过冷凝在分水器的底部小水珠逐渐流到分水器的底部，水量不再增加时候停止加热。反应液冷却后，将反应混合液倒入分液漏斗，用1％碳酸钠溶液中和后至有机层呈中性，分离出的油状物，用无水硫酸镁干燥至澄清。过滤分离后的液体减压蒸去过量的正丁醇和微量的水，即得到邻苯二甲酸二丁酯，产率达到95％。

向250ml三口烧瓶中加入上述制备的14g邻苯二甲酸二丁酯，在油浴锅加热至100℃搅拌下缓慢滴加2g二乙醇胺。滴加过程中观察是否有正丁醇蒸出，然后加热至120℃反应6小时，冷却后减压蒸去正丁醇和二乙醇胺，得到邻甲酸丁酯苯甲酸烷醇酰胺，即本发明所述新型浮选剂，产率达到95％。

实施例3：

涉及本发明的应用过程：

取100g煤泥，向其加入400ml水搅拌，静置后向其加入0.01g实施例1制备的浮选药剂并通入空气3min，静置30min，煤泥发生显著分层，上次为悬浮的煤炭，下层为泥土，煤泥浮选效率达到90％。

实施例4：

取100g煤泥，向其加入300ml水搅拌，静置后向其加入0.05g实施例1制备的浮选药剂并通入空气10min，静置60min，上次为悬浮的煤炭，下层为泥土，煤泥浮选效率达到96％。

实施例5：

取100g煤泥，向其加入800ml水搅拌，静置后向其加入0.03g实施例2制备的浮选药剂并通入空气1min，静置60min，上次为悬浮的煤炭，下层为泥土，煤泥浮选效率达到94％。

Claims (9)

1.一种新型煤炭浮选剂的合成方法，其特征在于步骤如下：将邻苯二甲酸酐和正丁醇加入三口烧瓶中，在振摇下缓慢滴加浓酸，缓慢升温，使反应混合物微沸，烧瓶内固体完全消失；反应液冷却到30-70℃时，将反应混合液倒入分液漏斗，用碳酸钠溶液中和后至有机层呈中性，分离出的油状物，用无水硫酸镁干燥至澄清，分离后用减压蒸馏除去过量的正丁醇和水，即得到邻苯二甲酸二丁酯；将邻苯二甲酸二丁酯，在油浴锅加热搅拌下缓慢滴加二乙醇胺，冷却后用减压蒸馏除去未反应的正丁醇和二乙醇胺，得到邻甲酸丁酯苯甲酸烷醇酰胺即新型煤炭浮选剂。

2.根据权利要求1所述的一种新型煤炭浮选剂的合成方法，其特征在于邻苯二甲酸酐和正丁醇的反应摩尔比为1∶2-5。

3.根据权利要求1所述的一种新型煤炭浮选剂的合成方法，其特征在于浓酸是指浓硫酸，浓盐酸，浓硝酸，且浓酸的质量为邻苯二甲酸酐质量分数的1-5％。

4.根据权利要求1所述的一种新型煤炭浮选剂的合成方法，其特征在于邻苯二甲酸酐和正丁醇的反应温度为100-160℃。

5.根据权利要求1所述的一种新型煤炭浮选剂的合成方法，其特征在于碳酸钠的质量浓度为1-5％。

6.根据权利要求1所述的一种新型煤炭浮选剂的合成方法，其特征在于邻苯二甲酸二丁酯与二乙醇胺的摩尔比为1-5∶1。

7.根据权利要求1所述的一种新型煤炭浮选剂的合成方法，其特征在于邻苯二甲酸二丁酯与二乙醇胺的反应温度为120-160℃。

8.根据权利要求1所述的一种新型煤炭浮选剂的合成方法，其特征在于邻苯二甲酸二丁酯与二乙醇胺的反应时间2-6h。

9.根据权利要求1所述的一种新型煤炭浮选剂的合成方法，其特征在于邻甲酸丁酯苯甲酸烷醇酰胺加入到煤泥中的重量百分数0.01-0.05％。