CN108554643A - 癸基水杨羟肟酸及其应用 - Google Patents

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李方旭
张发明
林日孝
刘进
齐越超
张辉
蒋海勇
郑少冰
陈志杰
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Abstract

本发明公开了癸基水杨羟肟酸及其应用，其化学结构如1所示。癸基水杨羟肟酸分子结构中的癸基和苯环的超共轭结构，可使得苯环结构具有更强的电负性。上述双重因素使得羟肟酸分子的亲固基团的亲核能力更强，更宜于捕收剂分子在目标矿物表面吸附。更长的疏水结构使得捕收剂分子可更有效地改变目标矿物的亲疏水性质，增强气泡和矿物的黏附效率，对于难选氧化矿浮选，可降低硝酸铅或其他金属盐活化剂的用量，适用于钨矿、稀土矿和锡矿的浮选捕收剂。（1）。

Description

癸基水杨羟肟酸及其应用
技术领域
本发明涉及水杨羟肟酸化合物及其应用，特别涉及癸基水杨羟肟酸及其应用。
背景技术
羟肟酸（Hydroxamic acid）对金属离子（Cu、Cr、Co、Fe、Mn、W、Sn）具有很强的螯合能力，在矿物工程通常作为氧化铜矿、黑白钨矿、稀土和锡矿的浮选捕收剂来使用。
不难看出，对于难选高比重矿物，短碳链的羟肟酸为了更好地调节矿物疏水程度，必须通过增加捕收剂在矿物表面的吸附量而使得矿物足够的疏水。这就需要加大捕收剂的用量或增加原矿物表面定位离子的数量，而过量的捕收剂或矿物活化剂使用存在破坏环境的潜在危险。
发明内容
针对目前工业应用的苯甲羟肟酸、水杨羟肟酸和C5-9烷基羟肟酸的捕收能力不足的问题。本发明提供一种癸基水杨羟肟酸化合物，该化合物具有更长的疏水链和更强的富电子共轭结构，其捕收能力更强，药剂用量更低、更易实现矿物高效浮选分离。常温下呈褐黄粘稠状，能分散于碱液或溶剂油中，适用于钨矿、稀土矿和锡矿的浮选捕收剂。
本发明的癸基水杨羟肟酸，其结构如式（1）所示：
（1）
癸基水杨羟肟酸制备方法：
步骤（1）癸基水杨酸和甲醇按照物质摩尔比为1:8混合，再加入浓硫酸，在100℃下搅拌，回流，反应6小时，生产结构如（2）所示的癸基水杨酸甲酯。
步骤（2）反应产物癸基水杨酸甲酯、盐酸羟胺、氢氧化钠和水的物质摩尔数为1:1.1:3.1:20混合，反应温度为50℃，反应4小时，最后通过硫酸酸化得到癸基水杨酸羟肟酸。
实施例1~3的癸基水杨羟肟酸的红外吸收光谱图和质谱图如图1和图2所示。293cm-1和N-H和-OH的伸缩振动峰，2926和2854cm-1为-CH3和-CH2-的不对称伸缩振动峰，1656cm-1为碳基（C=0）伸缩振动峰，1600和1495cm-1为苯环的骨架的摆动峰，1456cm-1为C-NH伸缩振动峰。产物经过液相-质谱检测产物，发现癸基水杨酸的分子离子峰Mr:[M+1]294，MS：[M-32]261，为羟基和支链上甲基的峰。
本发明的癸基水杨羟肟酸作为选矿捕收剂应用具有以下优点：
（1）相对于现有苯甲羟肟酸、水杨羟肟酸和烷基羟肟酸（无共轭结构），癸基水杨羟肟酸分子结构中的癸基和苯环的超共轭结构，可使得苯环结构具有更强的电负性。上述双重因素使得羟肟酸分子的亲固基团的亲核能力更强，更宜于捕收剂分子在目标矿物表面吸附。
（2）相对于现有苯甲羟肟酸、水杨羟肟酸和烷基羟肟酸（C5-9），更长的疏水结构使得捕收剂分子可更有效地改变目标矿物的亲疏水性质，增强气泡和矿物的黏附效率。
（3）对于难选氧化矿浮选，可降低硝酸铅或其他金属盐活化剂的用量。
附图说明
图1为癸基水杨羟肟酸的红外光谱图；
图2为癸基水杨羟肟酸的质谱图；
图3为癸基水杨羟肟酸浮选黑钨的工艺流程图；
图4为癸基水杨羟肟酸浮选稀土的工艺流程图；
图5为癸基水杨羟肟酸浮选锡的工艺流程图。
具体实施方式
本发明由下列实施例进一步说明，但不受这些实施例的限制。
实施例1
癸基水杨羟肟酸对黑钨的浮选。
某钨矿浮硫尾矿（含黑钨和白钨），给矿含WO3 0.3~0.45 %，将矿石磨矿至-0.074mm占76%，浮选矿浆浓度40%，水玻璃1800g/t，硝酸铅300g/t，癸基水杨羟肟酸120g/t，进行浮硫尾矿粗选，扫选加入15g/t癸基水杨羟肟酸，二次扫选15g/t癸基水杨羟肟酸，一次精选加入酸化水玻璃800 g/t，二次水玻璃加入酸化水玻璃600g/t，三次精选加入酸化水玻璃500g/t，浮选工艺流程图见图3。与苯甲羟肟酸的浮选对比试验结果见表1。由表1可知，与苯甲羟肟酸相比，采用癸基水杨羟肟酸，黑钨浮硫尾矿中WO3的回收率提高了6.8%，药剂用量降低了51.67%，硝酸铅用量减少了40.00%。
表1 癸基水杨羟肟酸浮选黑钨的对比试验
实施例2
癸基水杨羟肟酸对稀土的浮选。
选用中国某地稀土原矿石，主要由氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、独居石、重晶石、萤石、方解石、正长石、石英、钠铁闪石、霓石、角闪石、铅硬锰矿，黑云母和高岭土等矿物组成，REO品位2.79%。将原矿经过棒磨机磨矿后，得到-0.075mm含量为80%的物料，经过强磁分选后得到REO品位23~24%的强磁精矿，用强磁精矿作为浮选入选物料。浮选矿浆浓度为30%，加入酸化水玻璃3000g/t，癸基水杨羟肟酸530 g/t和起泡剂煤油80g/t，进行浮选粗选，一次扫选加入癸基水杨羟肟酸150g/t，一次精选酸化水玻璃用量800g/t，二次精选酸化水玻璃用量600g/t，浮选工艺流程图见图4。与C5-9羟肟酸浮选对比试验结果见表2。由表2可知，与C5-9羟肟酸相比，采用癸基水杨羟肟酸，稀土精矿中REO的回收率提高了6.17%，药剂用量降低了66.00%。
表2 癸基水杨羟肟酸浮选稀土的对比试验
捕收剂（g/t） 产品 产率/% REO品位/% REO回收率/%
癸基水杨羟肟酸 稀土精矿 42.56 46.03 82.90
530+150 尾矿 57.44 7.03 17.10
精选+选扫 原矿 100 23.69 100
C5-9羟肟酸 稀土精矿 39.34 46.21 76.73
1600+400 尾矿 66.66 9.06 23.27
精选+选扫 原矿 100 23.61 100
实施例3
癸基水杨羟肟酸对锡的浮选。
某锡石细泥原矿锡品位0.5%，粒度尾-0.074mm占75%，加水调浆至30%的质量浓度，加入Na2CO3 300g/t，CMC 100g/t，癸基水杨羟肟酸150g/t，进行锡石细泥粗选浮选，一次扫选加入癸基水杨羟肟酸30g/t，二次扫选加入癸基水杨羟肟酸15g/t；一次精选加入CMC30g/t，二次精选加入CMC 20g/t，三次精选加入CMC 15g/t，浮选工艺流程图见图5。与水杨羟肟酸的浮选对比试验结果见表3。由表3可知，与水杨羟肟酸相比，采用癸基水杨羟肟酸，锡精矿的回收率提高了5.85%，药剂用量减少了61.00%。
表3 癸基水杨羟肟酸浮选锡的对比试验
捕收剂（g/t） 产品 产率/% Sn品位/% Sn回收率/%
癸基水杨羟肟酸 锡精矿 3.56 7.90 82.72
150+30+15 尾矿 96.44 0.06 17.28
精选+扫选+扫选 原矿 100 0.34 100
水杨羟肟酸 锡精矿 3.11 7.91 76.87
350+90+60 尾矿 96.99 0.08 23.12
精选+扫选+扫选 原矿 100 0.32 100

Claims (3)

1.癸基水杨羟肟酸，其特征在于，结构如（1）所示：
（1）。
2.权利要求1所述的癸基水杨羟肟酸作为选矿捕收剂的应用。
3.根据权利要求2所述的选矿捕收剂的应用，其特征在于所述捕收剂适用于钨矿、稀土矿或锡矿的浮选。
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