CN109647627A - 一种铜蓝与黄铁矿浮选分离捕收剂及制备方法 - Google Patents

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唐浪峰
李国尧
鲁军
印万忠
衷水平
丛颖
盛秋月
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Abstract

本发明提供一种铜蓝与黄铁矿浮选分离捕收剂黄原酸乙酸乙酯及其制备方法。其制备方法：以烷基黄原酸盐和氯乙酸乙酯为原料，在反应温度为10℃~70℃条件下，反应1~4小时，物料摩尔配比为0.95~1.25:1，生成黄原酸乙酸乙酯。该反应操作简单，只需简单水洗干燥即可得到高品质产品。本发明制备得到的该捕收剂对铜蓝的捕收性能优于丁铵黑药，且对黄铁矿的捕收性能明显弱于丁铵黑药，可以实现铜蓝与黄铁矿的有效分离。

Description

一种铜蓝与黄铁矿浮选分离捕收剂及制备方法
技术领域
本发明属于选矿技术领域，涉及一种铜蓝与黄铁矿浮选分离的捕收剂及其制备方法。
背景技术
随着经济的不断发展，对铜的需求量也在逐渐增加。我国铜矿产资源类型较多，主要为硫化铜矿，铜硫共生型矿石比较常见，因此提高铜硫浮选分离技术水平具有重要意义。铜蓝（CuS）作为一种典型的次生硫化铜矿，也是我国铜资源获取的主要来源之一。目前针对铜蓝和黄铁矿类矿石主要采取石灰高碱工艺下以丁铵黑药作为捕收剂的药剂制度，该方法采用石灰作为黄铁矿抑制剂，不利于铜及伴生贵金属的回收，同时对后续的选硫工作会造成影响，在铜资源日益枯竭的今天，其选别难度也在不断增大，丁铵黑药的捕收性能已略显不足，因此开发对铜蓝具有高捕收性和对黄铁矿具有高选择性的捕收剂有重要意义。
现有专利公开的相关硫化铜捕收剂的合成方法大致可分为两种体系：水相体系和有机溶剂体系。但水相体系下有机物和无机物无法充分反应，合成产品的纯度和收率得不到保证，有机溶剂体系则必须面对溶剂的分离及回收等问题。本发明采用一步合成法，经过严格控制反应速率，在水相体系下即可得到高品质产品。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种铜蓝与黄铁矿浮选分离的捕收剂，目的之二是提供该捕收剂的制备方法。
本发明的第一目的是这样实现的，一种铜蓝与黄铁矿浮选分离的捕收剂，其结构式如式（Ⅰ）所示：
式（Ⅰ）
其中R1为碳链2~4的烷基。
本发明的第二目的是这样实现的，所述硫化铜矿浮选捕收剂的制备方法，是以烷基黄原酸盐与氯乙酸乙酯发生取代反应。
具体步骤为：将烷基黄原酸盐配置成一定浓度水溶液，将一定量氯乙酸乙酯缓慢滴加到黄原酸盐水溶液中，在10℃~70℃反应1~4小时，黄原酸盐与氯乙酸乙酯的摩尔配比为0.95~1.25:1，得到目标产物，目标产物经多次水洗除去可溶性杂盐，再经无水硫酸镁干燥过夜后得到较纯产品。
本发明的显著优点在于：
（1）本发明所述捕收剂结构具有较宽极性基宽度，减弱了羰基官能团的拉电子诱导效应，增大了硫代羰基中硫原子的电子密度，减小了羰基中氧原子的电子密度，对铜蓝的捕收性强，对黄铁矿的捕收性弱，且原料非剧毒、合成方法简单、产品质量好，有利于经济环保与安全。
（2）本发明制备得到的该捕收剂对铜蓝的捕收性能优于丁铵黑药，且对黄铁矿的捕收性能明显弱于丁铵黑药，可以实现铜蓝与黄铁矿的有效分离。
附图说明
图1为乙基黄原酸乙酸乙酯的红外光谱图；
图2为乙基黄原酸乙酸乙酯的核磁共振谱图；（a)—1H NMR谱图；(b)—13C NMR）；
图3为异丙基黄原酸乙酸乙酯的红外光谱图；
图4为异丙基黄原酸乙酸乙酯的核磁共振谱图；（a)—1H NMR谱图；(b)—13C NMR）；
图5为异丁基黄原酸乙酸乙酯的红外光谱图；
图6为异丁基黄原酸乙酸乙酯的核磁共振谱图；（a)—1H NMR谱图；(b)—13C NMR）。
具体实施方式
以下结合具体实施实例对本发明作进一步说明：
实施例1铜蓝和黄铁矿单矿物的制备
试验所用单矿物的制备方法为：人工挑选高纯度铜蓝和黄铁矿矿块，经破碎，手选提纯，研磨，筛分后获得-0.014+0.045mm粒级的产品作为试验样品备用，其中，铜蓝研磨后经过多次摇床，自然晾干后获得高纯度产品。单矿物的化学分析结果如表1所示。
表1 单矿物化学分析结果
实施例2乙基黄原酸乙酸乙酯的合成
将19.1g乙基黄原酸钠加入250ml圆底三口烧瓶中配制成2mol/L水溶液，边搅拌边缓慢往里滴加10ml氯乙酸乙酯，滴加速度1~2滴/秒，搅拌速度400r/min，待氯乙酸乙酯全部滴完后在50℃下反应3小时，反应结束后，将浑浊液静置分层，下层油状液用蒸馏水清洗3次，并用无水硫酸镁干燥过夜后称重，得到产品18.8g。经分析测定产品含量98.7%，收率96.39%。产品的红外光谱分析和核磁共振分析谱图分别见图1和图2。
实施例3异丙基黄原酸乙酸乙酯的合成
将21.1g异丙基黄原酸钠加入250ml圆底三口烧瓶中配制成2mol/L水溶液，边搅拌边缓慢往里滴加10ml氯乙酸乙酯，滴加速度1~2滴/秒，搅拌速度400r/min，待氯乙酸乙酯全部滴完后在50℃下反应3小时，反应结束后，将浑浊液静置分层，下层油状液用蒸馏水清洗3次，并用无水硫酸镁干燥过夜后称重，得到产品19.7克。经分析测定产品含量98.69%，收率95.49%。产品的红外光谱分析和核磁共振分析谱图分别见图3和图4。
实施例4异丁基黄原酸乙酸乙酯的合成
将22.81g乙基黄原酸钠加入250ml圆底三口烧瓶中配制成2mol/L水溶液，边搅拌边缓慢往里滴加10ml氯乙酸乙酯，滴加速度1~2滴/秒，搅拌速度400r/min，待氯乙酸乙酯全部滴完后在50℃下反应3小时，反应结束后，将浑浊液静置分层，下层油状液用蒸馏水清洗3次，并用无水硫酸镁干燥过夜后称重，得到产品20.9克。经分析测定产品含量96.08%，收率95.44%。产品的红外光谱分析和核磁共振分析谱图分别见图5和图6。
实施例5单矿物试验
对铜蓝和黄铁矿单矿物进行一段粗选试验，试验每次称取单矿物2.0g，浮选前先用清水超声清洗10min，清洗完后倒去上层清液转移至浮选槽进行试验，盐酸和氢氧化钠为pH调整剂，2号油为起泡剂（用量7.5mg/L），进行捕收剂用量试验时固定pH值为自然pH，矿浆pH值条件试验时固定捕收剂用量为15mg/L。试验结果如表2~表5所示，由试验结果可知，相同用量下，新型捕收剂对铜蓝的捕收性能强于丁铵黑药，且对黄铁矿的捕收性能明显弱于丁铵黑药，可作为铜蓝与黄铁矿浮选分离的良好捕收剂。
表2不同用量捕收剂条件试验铜蓝回收率结果/%
表3 不同矿浆pH值条件试验铜蓝回收率结果/%
表4不同用量捕收剂条件试验黄铁矿回收率结果/%
表5 不同矿浆pH值条件试验黄铁矿回收率结果/%
实施例6人工混合矿试验
将铜蓝和黄铁矿单矿物按照1:6的质量比例进行混合，试验每次称取混合矿7g，用清水超声清洗10min后转移至浮选槽进行浮选试验，试验时固定pH=9，捕收剂用量15mg/L，2#油用量7.5mg/L，采用手工刮泡，刮泡时间3min，试验结果见表6。
表6 人工混合矿试验结果
表7黄原酸乙酸乙酯药剂的1H NMR核磁共振分析结果
表8黄原酸乙酸乙酯药剂的13C NMR核磁共振分析结果
表9黄原酸乙酸乙酯药剂的红外光谱吸收峰位置分析结果
（注：以上药剂名称使用简写，分别为乙基黄原酸乙酸乙酯（乙乙），异丙基黄原酸乙酸乙酯（异丙乙），异丁基黄原酸乙酸乙酯（异丁乙））。

Claims (7)

1.一种铜蓝与黄铁矿浮选分离捕收剂，其特征在于：所述捕收剂为黄原酸乙酸乙酯，其结构式为：
其中R1为碳链1~4的烷基。
2.根据权利要求1所述的铜蓝与黄铁矿浮选分离捕收剂，其特征在于，R1为乙基、异丙基、异丁基中的一种。
3.一种制备如权利要求1所述的铜蓝与黄铁矿浮选分离捕收剂的方法，其特征在于：以烷基黄原酸盐和氯乙酸酯为原料，反应制备黄原酸乙酸乙酯。
4.根据权利要求3所述的铜蓝与黄铁矿浮选分离捕收剂的制备方法，其特征在于：所述烷基黄原酸盐为：乙基黄原酸钠、异丙基黄原酸钠、异丁基黄原酸钠中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述的氯乙酸酯为氯乙酸乙酯。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：烷基黄原酸盐和氯乙酸乙酯的摩尔比为0.95~1.25: 1。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：反应温度为10℃~70℃，反应时间为1~4小时。
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