CN110898997B - 一种锂辉石捕收剂及其使用方法与用途 - Google Patents

一种锂辉石捕收剂及其使用方法与用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂辉石捕收剂，捕收剂中含有化合物
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
或
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE004A
；式（
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE006
）、（II）中：R1、R2为C1~C20的烷烃基、烯烃基、环烷基或芳香基；M为H，Na，K或NH4。该捕收剂为酰胺醚羧酸类化合物，其水溶性好、分散性好和抗冻能力强等特点。用作锂辉石矿捕收剂，具有选择好，回收率高等优点。

Description

一种锂辉石捕收剂及其使用方法与用途
技术领域
本发明属于矿物浮选领域，涉及一种新型锂辉石捕收剂；本发明还涉及锂辉石捕收剂在锂辉石浮选中使用方法与用途。
背景技术
金属锂具有重量轻，负电位高，比热大，质地软等优点，可广泛的用于电池、核工业、陶瓷、玻璃等行业，被称为“能源金属”和“推动世界前进的重要元素”。锂辉石矿是锂化学制剂的主要原料，我国锂辉石资源比较丰富，但锂辉石粒度细，泥化比较严重，脉石矿物繁多，导致利用效率并不高。
目前，浮选方法是锂辉石矿的主要选别方法，采用的捕收剂主要为油酸皂、环烷酸、氧化石蜡皂等脂肪酸类捕收剂。这类捕收剂对我国低品位锂辉石矿选择性较差，使得锂辉石的回收率较低，造成了锂资源的大量浪费。同时这类捕收剂水溶性较差，捕收剂用量较大。因此，开发高效锂辉石捕收剂对于锂资源的利用和可持续发展具有重要意义。
目前有关酰胺醚羧酸类化合物的报道，其主要是作为一种温和表面活性剂，用于日用化工领域，酰胺醚羧酸类化合物作为锂辉石浮选捕收剂还未见报道。在锂辉石浮选中使用时，化合物分子中羧基和酰胺基对目的矿物具有协同吸附作用，可提高捕收剂对目的矿物的选择性，在化合物分子中引入醚基有利于改善其亲水性和分散性，降低捕收剂的用量。酰胺醚羧酸类化合物用于日用化工领域对纯度要求较高，合成过程比较复杂，合成条件比较苛刻，合成后需要提纯。若将酰胺醚羧酸类化合物用于锂辉石捕收剂，可以脂肪酸或脂肪酸甲酯为起始原料，合成脂肪酸单乙醇酰胺，再将脂肪酸单乙醇酰胺羧基化即得，制备过程中的脂肪酸和脂肪酸单乙醇酰胺也可作为锂辉石捕收剂，对浮选有利，酰胺醚羧酸类化合物作为捕收剂对纯度要求不高，因此合成的物质不需要提纯，可直接用于浮选，且合成条件不再苛刻，使化合物的制备成本大大降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对目前锂辉石常用捕收剂油酸类及氧化石蜡存在选择性不好，用量大等不足，提供一类具有酰胺基和醚基的羧酸化合物，用作锂辉石浮选捕收剂，其选择性好，用量小。
本发明所要解决的另一个技术问题是公开了前述锂辉石矿捕收剂的用途。
本发明所要解决的再一个技术问题是公开了前述锂辉石矿捕收剂的使用方法。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种锂辉石矿捕收剂，其特点是，捕收剂中含有式（
Figure DEST_PATH_IMAGE002
）与/或（II）所示结构的化合物（酰胺醚羧酸类化合物）:
Figure DEST_PATH_IMAGE004
（
Figure DEST_PATH_IMAGE006
）
Figure DEST_PATH_IMAGE008
（II）
式（
Figure 383099DEST_PATH_IMAGE002
）、（II）中：R1、R2为C1~C20的烷烃基、烯烃基、环烷基或芳香基；M为H，Na，K或NH4。R1优选C10~C18的烷烃基或烯烃基，R2优选甲基、乙基或苯基。
本发明还公开了所述锂辉石矿捕收剂的用途，该用途为式（
Figure 769081DEST_PATH_IMAGE002
）与/或（II）所示结构的化合物在锂辉石矿浮选中用作锂辉石捕收剂。作为锂辉石捕收剂时，式（
Figure 17659DEST_PATH_IMAGE002
）或（II）所示结构的化合物单独作为捕收剂使用，或者与其它矿捕收剂组合使用。所述的其它矿捕收剂优选自油酸、油酸皂、环烷酸、环烷酸皂或氧化石蜡皂中的一种或几种。组合使用时，式（
Figure 705929DEST_PATH_IMAGE002
）或（II）所示结构的化合物的比例不少于捕收剂总质量的10%。
本发明还公开了前述捕收剂在锂辉石浮选中的使用方法，其特点是，在锂辉石浮选作业中，先加入调整剂和活化剂调浆，然后加入以上所述的锂辉石矿捕收剂，调浆后进行锂辉石粗选作业，粗精矿加入调整剂和活化剂调浆后进行1~10次精选。所述的调整剂优选为氢氧化钠和碳酸钠，所述活化剂优选为氯化钙。
本发明用于锂辉石矿捕收剂中的酰胺醚羧酸类化合物可通过以下方法制得：脂肪酸与单乙醇胺或二乙醇酰胺先合成醇酰胺中间体，再将中间体与氯乙酸钠，氯乙酸钾、氯乙酸铵或对氯苯甲酸在催化剂氢氧化钠或强氧化钾的催化下羧基化即得。
与现有技术相比，本发明首次将酰胺醚羧酸类化合物用于锂辉石矿浮选捕收剂，该捕收剂水溶性好，使用方便，用量少，对目的矿选择性好。
附图说明
图1为锂辉石矿的浮选方法流程图。
具体实施方式
本发明由以下实施例进一步说明，但不受这些实施例的限制。实施例中所有份数和百分数除另有规定外均指质量。
实施例1，一种锂辉石矿捕收剂，捕收剂中含有式（
Figure 723564DEST_PATH_IMAGE002
）与/或（II）所示结构的化合物:
Figure DEST_PATH_IMAGE004A
（
Figure 952551DEST_PATH_IMAGE006
）
Figure DEST_PATH_IMAGE008A
（II）
式（
Figure 626109DEST_PATH_IMAGE002
）、（II）中：R1、R2为C1~C20的烷烃基、烯烃基、环烷基或芳香基；M为H，Na，K或NH4。
实施例2，一种锂辉石矿捕收剂，捕收剂中含有式（
Figure 559430DEST_PATH_IMAGE002
）与/或（II）所示结构的化合物:
Figure DEST_PATH_IMAGE004AA
（
Figure 634833DEST_PATH_IMAGE006
）
Figure DEST_PATH_IMAGE008AA
（II）
式（
Figure 34721DEST_PATH_IMAGE002
）、（II）中：R1为C10~C18的烷烃基或烯烃基，R2为甲基、乙基或苯基。
式（
Figure 992313DEST_PATH_IMAGE002
）与/或（II）所示结构的化合物可以在锂辉石矿浮选中用作锂辉石捕收剂。作为锂辉石捕收剂时，式（
Figure 198167DEST_PATH_IMAGE002
）或（II）所示结构的化合物单独作为捕收剂使用，或者与其它矿捕收剂组合使用。所述的其它矿捕收剂选自油酸、油酸皂、环烷酸、环烷酸皂或氧化石蜡皂中的一种或几种。组合使用时，式（
Figure 190393DEST_PATH_IMAGE002
）与/或（II）所示结构的化合物的比例不少于捕收剂总质量的10%。
实施例3，捕收剂在锂辉石浮选中使用方法，在锂辉石浮选作业中，先加入调整剂和活化剂调浆，然后加实施例1或2所述的锂辉石矿捕收剂，调浆后进行锂辉石粗选作业，粗精矿加入调整剂和活化剂调浆后进行1~10次精选。所述的调整剂为氢氧化钠和碳酸钠，所述活化剂为氯化钙。
实施例4，月桂酸单乙醇酰胺醚羧酸钠的制备实验：
将200份月桂酸加入到带搅拌装置的反应器中，向反应器中加入61份单乙醇胺，升至170℃反应得到月桂酸单乙醇胺时。向反应器中加入80份氢氧化钠，0.5L甲苯和116.5份氯乙酸钠，在60℃下反应结束后减压蒸馏除去甲苯即得捕收剂月桂酸单乙醇酰胺醚羧酸钠SM-12。
实施例5，含月桂酸单乙醇酰胺醚羧酸钠混合捕收剂的制备实验：
将60份油酸皂加入到带搅拌装置的反应器中，加热至80℃以上，加入40份实施例4合成的捕收剂SM-12，搅拌均匀即得混合捕收剂PS-64。
实施例6，油酸二乙醇酰胺双醚羧酸钠的制备实验：
将282份油酸加入到带搅拌装置的反应器中，向反应器中加入105份二乙醇胺，升至150℃反应得到油酸二乙醇酰胺时。向反应器中加入160份氢氧化钠，0.6L甲苯和233份氯乙酸钠，在60℃下反应结束后减压蒸馏除去甲苯即得捕收剂油酸二乙醇酰胺双醚羧酸钠LM-12。
实施例7：含油酸二乙醇酰胺双醚羧酸钠混合捕收剂的制备实验：
将80份氧化石蜡皂加入到带搅拌装置的反应器中，加热至80℃以上，加入20份实施例6合成的捕收剂LM-12，搅拌均匀即得混合捕收剂PL-82。
对比例1：捕收剂SM-12、PS-64和油酸皂在某锂辉石的浮选对比试验
某锂辉石矿样，入选原矿品位Li2O为0.81%，使用图1的浮选流程和条件，其中捕收剂用量SM-12为600g/t，PS-64为600g/t，油酸皂为900g/t。通过一次粗选两次精选，使用捕收剂SM-12可获得品位含Li2O 5.32％、回收率为85.31％锂辉石精矿；使用捕收剂PS-64可获得品位含Li2O 5.06％、回收率为86.73％锂辉石精矿；使用捕收剂油酸皂可获得品位含Li2O 4.63％、回收率为71.12％锂辉石精矿。
对比例2：捕收剂LM-12、PL-82和油酸皂在某锂辉石的浮选对比试验
某锂辉石矿样，入选原矿品位Li2O为0.93%，使用图1的浮选流程和条件，其中捕收剂用量LM-12为600g/t，PL-82为700g/t，油酸皂为1000g/t。通过一次粗选两次精选，使用捕收剂LM-12可获得品位含Li2O 5.65％、回收率为83.26％锂辉石精矿；使用捕收剂PL-82可获得品位含Li2O 5.13％、回收率为85.32％锂辉石精矿；使用捕收剂油酸皂可获得品位含Li2O 4.93％、回收率为76.35％锂辉石精矿。
对比例3：捕收剂SM-12、PS-64和氧化石蜡皂在锂辉石的浮选对比试验
某锂辉石矿样，入选原矿品位Li2O为1.36%，使用图1的浮选流程和条件，其中捕收剂用量SM-12为800g/t，PS-64为800g/t，氧化石蜡皂为1100g/t。通过一次粗选两次精选，使用捕收剂SM-12可获得品位含Li2O 6.18％、回收率为86.34％锂辉石精矿；使用捕收剂PS-64可获得品位含Li2O 5.96％、回收率为87.35％锂辉石精矿；使用捕收剂氧化石蜡皂可获得品位含Li2O 5.36％、回收率为73.25％锂辉石精矿。
对比例4：捕收剂M-12、PL-82和氧化石蜡皂在锂辉石的浮选对比试验
某锂辉石矿样，入选原矿品位Li2O为1.16%，使用图1的浮选流程和条件，其中捕收剂用量LM-12为650g/t，PL-82为800g/t，油酸皂为1000g/t。通过一次粗选两次精选，使用捕收剂LM-12可获得品位含Li2O 5.98％、回收率为85.31％锂辉石精矿；使用捕收剂PL-82可获得品位含Li2O 5.86％、回收率为86.12％锂辉石精矿；使用捕收剂氧化石蜡皂可获得品位含Li2O 5.26％、回收率为75.31％锂辉石精矿。
通过锂辉石对比浮选试验数据可以看出，捕收剂中含有酰胺醚羧酸化合物，捕收剂的用量降低，锂辉石精矿品位和回收率提高，说明了酰胺醚羧酸化合物可改善捕收剂的捕收性和分选性。

Claims (7)

1.一种捕收剂的用途，其特征在于，该用途为式（I）与/或（II）所示结构的化合物在锂辉石矿浮选中用作锂辉石捕收剂；
Figure 849148DEST_PATH_IMAGE001
式（I）、（II）中：R1、R2为C1~C20的烷烃基、烯烃基、环烷基或芳香基；M为H，Na，K或NH4。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，R1为C10~C18的烷烃基或烯烃基，R2为甲基、乙基或苯基。
3.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，作为锂辉石捕收剂时，式（I）或（II）所示结构的化合物单独作为捕收剂使用，或者与其它矿捕收剂组合使用。
4.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，所述的其它矿捕收剂选自油酸、油酸皂、环烷酸、环烷酸皂或氧化石蜡皂中的一种或几种。
5.根据权利要求3或 4所述的用途，其特征在于，组合使用时，式（I）或（II）所示结构的化合物的比例不少于捕收剂总质量的10%。
6.权利要求1-4中任何一项所述的用途，其特征在于，锂辉石捕收剂在锂辉石浮选中的使用方法是：在锂辉石浮选作业中，先加入调整剂和活化剂调浆，然后加入锂辉石捕收剂，调浆后进行锂辉石粗选作业，粗精矿加入调整剂和活化剂调浆后进行1~10次精选。
7.根据权利要求6所述捕收剂的用途，其特征在于：所述的调整剂为氢氧化钠和碳酸钠，所述活化剂为氯化钙。
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