CN109794358B

CN109794358B - 一种用于铜冶炼渣的捕收剂的制备方法

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Publication number: CN109794358B
Application number: CN201910223347.5A
Authority: CN
Inventors: 迟晓鹏; 郭芸杉
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2019-03-22
Publication date: 2021-03-30
Anticipated expiration: 2039-03-22
Also published as: CN109794358A

Abstract

本发明公开了一种用于铜冶炼渣的新型捕收剂的制备方法，其是将黄原酸盐于蒸馏水中加热溶解后，加入一定量的二氯代烷进行反应，将所得的反应产物用蒸馏水进行清洗后干燥、过滤，而最终制得。本发明制备的捕收剂能够很好的实现铜冶炼渣中铜的提取，很大程度上实现了铜冶炼渣中铜的回收率的提高，且其成本较低，操作流程简单，可降低浮选工艺的投资成本。

Description

一种用于铜冶炼渣的捕收剂的制备方法

技术领域

本发明属于有机药剂合成技术领域，具体涉及一种用于铜冶炼渣的新型捕收剂的制备方法。

背景技术

硫化矿捕收剂的特点是分子内部含有对硫化矿物具有捕收作用的硫原子，其对脉石矿物，如石英和方解石则没有捕收作用，所以，用这类捕收剂浮选硫化矿时，易将石英和方解石等脉石分离除去。

硫化矿捕收剂按类型可分两种，一种可溶于水，电离出含有硫原子的阴离子，这种阴离子对硫化矿物有捕收作用，属阴离子捕收剂，如黄药、黑药、硫氮等；另一种是在水中不能电离的极性油类化合物，它们是黄药、黑药、硫氮的衍生物，如双黄药、黄原酸酯、硫氨酯、双黑药、黑药酯，一般来说，它们的捕收能力比黄药弱，但选择性好。

目前现场浮选主要采用的是黄药和黑药类硫化矿捕收剂。铜冶炼渣中含有大量的硫化矿物，但将这些捕收剂用在铜冶炼渣的浮选过程中时，由于选择性较弱的原因，往往浮选效果不够理想，所得的精矿产品中含有大量其他矿物成分，从而使所得浮选产品的品质较差，也使得进一步地提铜工艺更难进行。而采用其他选择性相对较强的浮选药剂，如硫氨酯、黑药酯、硫氮酯等，又存在着药剂成本过高的问题。

基于以上原因，有必要研究一种在铜冶炼渣浮选过程中，既能很好回收铜冶炼中的铜，又可尽可能降低药剂成本的新药剂及其合成方法，从而在保证铜冶炼渣浮选产品质量的同时，还可以降低铜冶炼渣浮选的工艺成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于铜冶炼渣的新型捕收剂的制备方法，以解决现有铜冶炼渣浮选中常规捕收剂选择性较弱，很难实现铜冶炼中铜和砷元素的分离，从而使得铜冶炼渣的浮选过程过长的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于铜冶炼渣的捕收剂的制备方法，其包括以下步骤：

（1）将黄原酸盐加入到蒸馏水中，水浴加热搅拌溶解，得到黄原酸盐溶液；

（2）向步骤（1）所得黄原酸盐溶液中加入一定量的二氯代烷，反应一段时间；

（3）反应结束后，将步骤（2）所得料液转移到分液漏斗中静置，取有机层用蒸馏水清洗3次以上；

（4）在步骤（3）清洗后的产品中加入无水硫酸镁并进行干燥，再经过滤，得到油状的最终产品。

其中，所用二氯代烷为二氯乙烷、二氯丙烷、二氯丁烷、二氯异丁烷、二氯戊烷、二氯异戊烷、二氯新戊烷中的任意一种；

所用黄原酸盐为乙基黄原酸钠、丙基黄原酸钠、丁基黄原酸钠、异丁基黄原酸钠、戊基黄原酸钠、异戊基黄原酸钠、新戊基黄原酸钠中的一种或两种。

当只采用一种黄原酸盐时，其与所加入二氯代烷的摩尔比为2~2.5:1；当采用两种黄原酸盐时，两种黄原酸盐混合的摩尔比为1:1，其与所加入二氯代烷的摩尔比为2:1。所用二氯代烷可以是任意含有两个氯的烷类，考虑到所合成捕收剂的溶解性，尽量使用碳链较少的二氯代烷。

步骤（1）中水浴加热的温度为25~70℃，搅拌速度为250r/min，加热时间为30~60min。

步骤（2）中二氯代烷的滴加速度为1~2s/滴，以免过于剧烈而使温度得不到控制。

步骤（2）中反应控制在25~70℃，反应时间控制在30~60min。

步骤（3）中静置时间为90~120min。

步骤（4）中干燥的温度为25~80℃，时间为12~14h。

与现有技术相比，本发明铜冶炼渣用新型捕收剂的合成与运用的有益技术效果为：本发明捕收剂的制备工艺条件简单、易操作，所得捕收剂结构中含有2个-OCSS-基团，将该捕收剂运用到铜冶炼渣的浮选时，能够实现铜冶炼渣中铜和砷的浮选分离，使得铜渣中的铜得到高效回收，从而可控制浮选精矿产品中砷含量，提高铜冶炼渣浮选产品的品质。

具体实施方式

本发明提供了一种铜冶炼渣用新型捕收剂的制备方法，其包括以下步骤：

（1）将黄原酸盐放于烧杯中，加入蒸馏水，在搅拌条件下水浴加热使黄原酸盐快速并彻底溶解；

（2）向溶解好的黄原酸盐溶液中加入一定量的二氯代烷，使黄原酸和二氯代烷发生取代反应，生成新型药剂，其反应式如下：

，其中，R、R^/、R^//各自独立选自C₂-C₅的烷基，如乙基、丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、新戊基；

（3）由于反应得到的新型药剂中还含有大量的黄原酸盐，以及反应生成的NaCl，因此，需将反应产物移到分液漏斗中静置一段时间，使得反应产物和多余的反应物能够尽可能的进行分离；由于产物含有大量的烷基，不溶于水，因而对反应油层使用蒸馏水进行冲洗，从而洗去生成的NaCl和剩余的黄原酸盐等水溶性杂质；

（4）为使产品的纯度尽可能的高，向分离后的油层中加入干燥剂无水硫酸镁，并进行干燥处理，得到纯度较高的油状产品。

步骤（1）中，水浴加热的温度为25~70℃，若温度过高，会使黄原酸盐结构发生改变，从而不能确保实验的准确性，而温度过低则会降低黄原酸盐的溶解速度。搅拌能够加速黄原酸盐的溶解，并使黄原酸的溶解更为彻底，故设定搅拌器的搅拌速度为250r/min，加热时间由黄原酸盐的溶解情况决定，一般为30~60min。

在步骤（2）中，考虑到最终合成的捕收剂的溶解性，所加二氯代烷所含碳链尽量较少。

在步骤（2）中，由于所进行的反应是一个放热反应，所以在滴加二氯代烷时，二氯代烷的滴加速度尽量控制在1~2秒/滴，以免反应过于剧烈，从而使得温度不受控制，从而不能对反应进行很好的检测。

在步骤（2）中，反应温度尽量控制在25~70℃，如果温度过高，会使得反应生成大量的副产品，从而降低目的产品的产率，而温度过低则会使反应不能正常进行。反应时间一般控制在30~60min，可以适当延长反应时间，从而使得反应进行得更为彻底。

所用二氯代烷为二氯乙烷、二氯丙烷、二氯丁烷、二氯异丁烷、二氯戊烷、二氯异戊烷、二氯新戊烷中的任意一种；所用黄原酸盐为乙基黄原酸钠、丙基黄原酸钠、丁基黄原酸钠、异丁基黄原酸钠、戊基黄原酸钠、异戊基黄原酸钠、新戊基黄原酸钠中的一种或两种；在步骤（2）中，当只采用一种黄原酸盐时，其与所加入二氯代烷的摩尔比为2~2.5:1；当采用两种黄原酸盐时，两种黄原酸盐混合的摩尔比为1:1，其与所加入二氯代烷的摩尔比为2:1。所加黄原酸盐可以适当过量，从而使得反应进行的尽量彻底。

在步骤（3）中，静置的时间为90~120min，静置的目的是使产品和其他成分能够尽可能的初步自然分离，静置时间可以根据实际情况进行调整；分液后，使用蒸馏水对油层进行清洗3次以上，尽可能地保证产品的纯度。

在步骤（4）中，产品在经蒸馏水清洗之后，大量的蒸馏水还会残留在油层中，因此向油层中加入干燥剂无水硫酸镁进行处理，所加无水硫酸镁的量视实际情况而定，一般加至油层中出现无水碳酸镁粉末，并不再溶解为止。

在步骤（4）中，在加入无水碳酸镁后，还需对油层进行干燥处理，一般干燥温度为25~80℃，干燥时间一般为12~14h，干燥时间可以适当进行延长。在干燥过后，还需对所得产品进行过滤处理，得到纯度较高的最终产品。

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

将0.013mol丁基黄原酸钠放入500ml的烧杯中，加入蒸馏水，在磁力搅拌速度为250r/min、温度50℃的条件下水浴加热溶解40min，配得丁基黄原酸钠溶液。然后以2秒/滴的速度向溶液中滴加0.0065mol的1,2-二氯乙烷溶液，维持反应温度为60℃、磁力搅拌器搅拌速度为250r/min的条件下反应60min。将反应过后的产品转移至分液漏斗中静置100min，然后取油层，用蒸馏水对油层进行3次洗涤。再向过滤后的油层中加入无水碳酸镁，直至碳酸镁呈粉末形式析出并且不再溶解为止，之后将油层于70℃的条件下进行干燥处理，干燥14h后，对所得油层进行过滤，得到药剂的纯度达到97.62%，产率为92.54%。

某冶炼铜渣，铜含量4.56%，粒度为0.30mm以下的铜渣占95%。用该药剂对该冶炼铜渣处理后，铜的回收率达到91.75%，铜精矿品位达到23.65%。而直接用丁基黄原酸钠对该冶炼铜渣处理后，铜的回收率为88.63%，铜精矿品位为18.34%。

实施例2

将0.014mol丁基黄原酸钠放入500ml的烧杯中，加入蒸馏水，在磁力搅拌速度为250r/min、温度55℃的条件下水浴加热溶解38min，配得丁基黄原酸钠溶液。然后以2秒/滴的速度向溶液中滴加0.0065mol的1,2-二氯乙烷溶液，维持反应温度为60℃、磁力搅拌器搅拌速度为250r/min的条件下反应60min。将反应过后的产品转移至分液漏斗中静置100min，然后取油层，用蒸馏水对油层进行3次洗涤。再向过滤后的油层中加入无水碳酸镁，直至碳酸镁呈粉末形式析出并且不再溶解为止，之后将油层于70℃的条件下进行干燥处理，干燥14h后，对所得油层进行过滤，得到药剂的纯度达到95.54%，产率为91.63%。

某冶炼铜渣，铜含量4.25%，粒度为0.20mm以下的铜渣占95%。用该药剂对该冶炼铜渣处理后，铜的回收率达到92.80%，铜精矿品位达到23.27%。而直接用丁基黄原酸钠对该冶炼铜渣处理后，铜的回收率为87.59%，铜精矿品位为17.53%。

实施例3

将0.0065mol丁基黄原酸钠和0.0065mol丙基黄原酸钠放入500ml的烧杯中，加入蒸馏水，在磁力搅拌速度为250r/min、温度45℃的条件下水浴加热溶解50min，配得丁基黄原酸钠溶液。然后以2秒/滴的速度向溶液中滴加0.0065mol的1,2-二氯乙烷溶液，维持反应温度为60℃、磁力搅拌器搅拌速度为250r/min的条件下反应60min。将反应过后的产品转移至分液漏斗中静置100min，然后取油层，用蒸馏水对油层进行3次洗涤。再向过滤后的油层中加入无水碳酸镁，直至碳酸镁呈粉末形式析出并且不再溶解为止，之后将油层于70℃的条件下进行干燥处理，干燥14h后，对所得油层进行过滤，得到药剂的纯度达到96.37%，产率为90.85%。

某冶炼铜渣，铜含量4.62%，粒度为0.20mm以下的铜渣占95%。用该药剂对该冶炼铜渣处理后，铜的回收率达到91.64%，铜精矿品位达到21.37%。而用丁基黄原酸钠和丙基黄原酸钠等摩尔混合物对该冶炼铜渣处理后，铜的回收率为88.73%，铜精矿品位为18.46%。

实施例4

将0.0065mol丁基黄原酸钠和0.0065mol戊基黄原酸钠放入500ml的烧杯中，加入蒸馏水，在磁力搅拌速度为250r/min、温度50℃的条件下水浴加热溶解40min，配得丁基黄原酸钠溶液。然后以2秒/滴的速度向溶液中滴加0.0065mol的1,2-二氯乙烷溶液，维持反应温度为60℃、磁力搅拌器搅拌速度为250r/min的条件下反应60min。将反应过后的产品转移至分液漏斗中静置100min，然后取油层，用蒸馏水对油层进行3次洗涤。再向过滤后的油层中加入无水碳酸镁，直至碳酸镁呈粉末形式析出并且不再溶解为止，之后将油层于70℃的条件下进行干燥处理，干燥14h后，对所得油层进行过滤，得到药剂的纯度达到98.64%，产率为91.98%。

某冶炼铜渣，铜含量4.37%，粒度为0.20mm以下的铜渣占95%。用该药剂对该冶炼铜渣处理后，铜的回收率达到90.75%，铜精矿品位达到20.46%。而用丁基黄原酸钠和戊基黄原酸钠等摩尔混合物对该冶炼铜渣处理后，铜的回收率为87.93%，铜精矿品位为17.87%。

本发明捕收剂的制备工艺条件简单、易操作，将其运用到铜冶炼渣的浮选时，能够实现铜冶炼渣中铜和砷的浮选分离，使得铜渣中的铜得到高效回收，从而可控制浮选精矿产品中砷含量，提高铜冶炼渣浮选产品的品质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种用于铜冶炼渣的捕收剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（3）反应结束后，将步骤（2）所得料液转移到分液漏斗中静置，取有机层用蒸馏水清洗；

（4）在步骤（3）清洗后的产品中加入无水硫酸镁并进行干燥，再经过滤，得到油状的最终产品；

所用黄原酸盐为乙基黄原酸钠、丙基黄原酸钠、丁基黄原酸钠、异丁基黄原酸钠、戊基黄原酸钠、异戊基黄原酸钠、新戊基黄原酸钠中的任意一种或两种；

所用二氯代烷为二氯乙烷、二氯丙烷、二氯丁烷、二氯异丁烷、二氯戊烷、二氯异戊烷、二氯新戊烷中的任意一种；

当只采用一种黄原酸盐时，其与所加入二氯代烷的摩尔比为2~2.5:1；当采用两种黄原酸盐时，两种黄原酸盐混合的摩尔比为1:1，其与所加入二氯代烷的摩尔比为2:1。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中水浴加热的温度为25~70℃，搅拌速度为250r/min，加热时间为30~60min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中二氯代烷的滴加速度为1~2s/滴。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中反应控制在25~70℃，反应时间控制在30~60min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中静置时间为90~120min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中干燥的温度为25~80℃，时间为12~14h。