CN105149108B - 长链脂肪烃基二甲基氧化胺在含钙矿物浮选中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种长链脂肪烃基二甲基氧化胺在含钙矿物浮选中的应用；该应用方法是将长链脂肪烃基二甲基氧化胺作为泡沫稳定剂应用于含钙矿物浮选，能够显著增强泡沫的强度以及稳定性，形成稳定的具有良好矿化性能的泡沫层，有效增强脂肪酸类捕收剂在酸性矿浆中对特定钙矿物的捕收能力，大大提高白钨矿、萤石等含钙矿物的浮选回收率。
Description
技术领域
本发明涉及一种长链脂肪烃基二甲基氧化胺在含钙矿物浮选中的应用，属于含钙矿石浮选分离的技术领域。
背景技术
含钙盐类矿物是工农业生产和国防建设所需要的重要原料，如白钨矿是制造钨合金钢的原料，磷灰石是农用肥料的原料，萤石是化工原料，方解石是建材原料等。含钙盐类矿物种类繁多，资源分布广，储量大，具有广阔的市场和重要的使用价值，广泛应用于涂料、橡胶、陶瓷、冶金、化工等行业中。
含钙盐类矿物之间的分离以及与石英等脉石矿物的分离是其浮选分离的主要任务，由于含钙盐类矿物与石英在组成、结构以及在浮选体系中的行为有很大差异，所以容易分离；而含钙盐类矿物之间则因表面存在相同活性的Ca2+浮选行为相似而难以分离。此外，含钙盐类矿物的溶解组分与矿物表面相互作用，导致其表面物化性质，乃至浮选行为发生转化，从而影响浮选剂的选择性作用；同时，溶解组分与浮选剂的相互作用及在矿物表面发生的竞争吸附，也将抑制含钙盐类矿物的浮选。含钙盐类矿物的浮选通常在碱性条件下采用脂肪酸类捕收剂(如油酸钠等)进行，由于油酸钠等捕收剂的选择性较差，加之矿物本身的性质复杂，浮选指标往往不尽人意。
在众多含钙盐类矿物中，白钨矿与方解石、萤石之间的浮选分离是目前研究最多，难点最大的课题。70年代起，白钨矿的浮选有了很大的发展，大多数选矿厂(如桑东、金岛、米特西尔等)都采用最典型的流程为通过碳酸钠(或氢氧化钠)调浆，水玻璃作为抑制剂，脂肪酸作捕收剂进行浮选，其特点是在高碱条件下抑制萤石和方解石等脉石矿物，浮选白钨矿，由于油酸钠选择性较差，对含钙脉石矿物的分离较困难，一般是先得到含钨的粗精矿再进一步选别。
现有技术中关于含钙盐类矿物浮选的研究，含钙盐类矿物浮选分离困难的主要原因可以归纳为以下几点：(1)具有相似的表面化学组成及与药剂作用的化学反应活性；(2)含钙盐类矿物溶解度大，矿浆pH值难以控制，溶解组分的作用复杂；(3)存在表面相互转化现象，使各矿物的浮选行为变得复杂化。针对含钙矿物分离困难的特点，国内外科研工作者开发了一系列含钙矿物抑制剂，例如水玻璃、酸化水玻璃、盐化水玻璃、羧甲基纤维素、烤胶、聚丙烯酸等，但是抑制剂的加入常常会引起泡沫性质的变化，导致起泡性变差、气泡强度低、易破碎等问题。
发明内容
针对现有技术中对含钙矿物浮选分离由于含钙矿物抑制剂的加入引起泡沫性质的变化，导致起泡性变差、气泡强度低、易破碎等问题，本发明的目的是在于提供一种长链脂肪烃基二甲基氧化胺在含钙矿物浮选过程中的应用，具有用量少、效果显著的特点，能够显著增强含钙矿物浮选分离过程中气泡的强度及稳定性的泡沫稳定剂，实现含钙矿物的选择性分离，提高目的矿物回收率；特别适应于方解石、萤石、磷灰石、白钨矿、白云石等矿物的浮选分离。
为了实现本发明的技术目的，本发明提供了长链脂肪烃基二甲基氧化胺在含钙矿物浮选中的应用，该应用方法是将具有式1结构的长链脂肪烃基二甲基氧化胺作为泡沫稳定剂应用于含钙矿物浮选；
其中，
式中R为C8～C18的烷烃基。
优选的应用方法中泡沫稳定剂中R优选为C8～C18的烷烃基；R最优选为C12、C14、C16或C18。
优选的应用方法中长链脂肪烃基二甲基氧化胺通过如下方法制备得到：将C8～C18长链脂肪烃基二甲基叔胺加热到65～80℃后，加入硫酸活化，再缓慢加入氧化剂，同时控制温度在70～80℃范围内，搅拌反应，即得。
优选的应用方法中氧化剂为臭氧、氧气或双氧水中的至少一种，氧化剂的用量以将叔胺氧化成氧化胺所需氧化剂摩尔量为理论计算，用量为理论量的1.5倍。
优选的应用方法中搅拌反应时间为3～4h。
优选的应用方法中搅拌速率为500～600r/min。
优选的应用方法中含钙矿物包括白钨矿、方解石、磷灰石、萤石、白云石中的至少一种。
优选的应用方法中泡沫稳定剂适应的浮选矿浆pH环境为2～12，温度在0～100℃范围内。
本发明的含钙矿物浮选过程是采用传统脂肪酸类捕收剂在酸性矿浆中进行浮选。
本发明的泡沫稳定剂的制备方法，先把C8～C18长链脂肪烃基二甲基叔胺加热到65～80℃，加入少量硫酸活化后，缓慢加入氧化剂，控制温度在70～80℃，在搅拌速率500～600r/min的搅拌条件下，反应3～4h，停止，即得C8～C18长链脂肪烃基二甲基氧化胺。
相对现有技术，本发明技术方案带来的有益技术效果是：首次将C8～C18长链脂肪烃基二甲基氧化胺作为泡沫稳定剂用于含钙矿物浮选分离，能有效解决在脂肪酸类捕收剂对含钙矿物浮选分离过程中由于含钙矿物抑制剂的加入引起的泡沫性质变化，而导致起泡性变差、气泡强度低、易破碎等问题。C8～C18长链脂肪烃基二甲基氧化胺能够显著增强含钙矿物浮选分离过程中气泡的强度及稳定性的泡沫稳定剂，能很好地实现含钙矿物的选择性分离，提高目的矿物回收率；特别适应于方解石、萤石、磷灰石、白钨矿、白云石等矿物的浮选分离。
附图说明
【图1】为实施例1中合成的十二烷基二甲基叔胺红外光谱。
【图2】为实施例1中精选对比试验流程图。
【图3】为实施例2中合成的十六烷基二甲基叔胺红外光谱。
【图4】为实施例2中钨粗选试验流程图。
具体实施方式
以下结合实施例旨在进一步说明本发明内容，而非限制本发明权利要求的保护范围。
实施例1
在装有搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的300mL三口烧瓶中加入100g十二烷基二甲基叔胺，并将其加热至70℃，然后加入10mL质量浓度为10％硫酸，搅拌5min，控制反应温度为70℃，搅拌速率500r/min，同时向容器中缓慢加入氧化剂双氧水(10％)100mL，反应时间为3h，反应结束后即得泡沫稳定剂脂肪烷基二甲基氧化胺，将其用郴氟萤石浮选工艺中。结果表明泡沫稳定剂的加入极大地提高了萤石回收率。
表1.精选对比试验结果
实施例2
在装有搅拌器、温度计、冷凝管和滴液漏斗的300mL三口烧瓶中加入100g十六烷基二甲基叔胺，并将其加热至80℃，然后加入10mL质量浓度为10％硫酸，搅拌5min，控制反应温度为80℃，搅拌速率600r/min，同时向容器中缓慢加入氧化剂氧气，反应时间为4h，反应结束后即得泡沫稳定剂脂肪烷基二甲基氧化胺，将其用柿竹园钨矿浮选工艺中。结果表明泡沫稳定剂的加入极大地提高了萤石回收率。
表2钨粗选试验结果
Claims (7)
1.长链脂肪烃基二甲基氧化胺在含钙矿物浮选中的应用，其特征在于，将具有式1结构的长链脂肪烃基二甲基氧化胺作为泡沫稳定剂应用于含钙矿物浮选；
其中，
式中R为C8～C18的烷烃基；
所述的泡沫稳定剂适应的浮选矿浆pH环境为2～12，温度在0～100℃范围内。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，R为C12、C14、C16或C18的烷烃基。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述的长链脂肪烃基二甲基氧化胺通过如下方法制备得到：将C8～C18长链脂肪烃基二甲基叔胺加热到65～80℃后，加入硫酸活化，再缓慢加入氧化剂，同时控制温度在70～80℃范围内，搅拌反应，即得。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的氧化剂为臭氧、氧气或双氧水中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，搅拌反应时间为3～4h。
6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，搅拌速率为500～600r/min。
7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的含钙矿物包括白钨矿、方解石、磷灰石、萤石、白云石中的至少一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |