CN111330742A - 一种阳离子型浮选捕收剂及其用途 - Google Patents

Abstract

一种阳离子型浮选捕收剂，该浮选捕收剂含有式（

）所示的咪唑啉季铵盐化合物。本发明还公开了前述阳离子型浮选捕收剂的用途，所述的用途为将式（

Description

一种阳离子型浮选捕收剂及其用途

技术领域

本发明属于选矿药剂领域，具体涉及一种阳离子型浮选捕收剂，本发明还涉及其该阳离子型浮选捕收剂的应用。

背景技术

阳离子捕收剂是一种重要的选矿药剂，自美国以脂肪胺阳离子为捕收剂成功实现了铁矿的反浮选脱硅后，阳离子捕收剂在铝土矿、磷矿石等矿中也实现了浮选脱硅除杂，而且在钾盐浮选和氧化锌浮选中得到了工业应用。目前为止，脂肪胺仍然是最为常用的阳离子型捕收剂，其特点是药剂用量少，工艺流程简单。但是脂肪胺不溶于水，在使用时需要加酸配置，对矿泥特别敏感，泡沫容易跑槽，选择性差，使得脂肪胺类捕收剂未能在工业上广泛使用。

针对脂肪胺类捕收剂的问题，中国公开专利文献CN103769307A公开了一种水溶性的阳离子捕收剂。美国公开专利文献US3960715公开了以十二烷基三甲基季铵盐化合物为捕收剂在铁矿中反浮选脱个硅的方法。中国公开专利文献CN 106238215A公开一种含有多个羟基和多氨基新型季铵盐阳离子捕收剂，可用于胶磷矿的反浮选脱硅。中国公开专利文献CN102698876A公开以烷基多胺醚为主体的阳离子捕收剂，在铁矿反浮选脱硅中有较好的效果。上述公开专利文献公开的阳离子捕收剂，与脂肪胺类捕收剂相比，均有改进，但是存在一定的不足，在细粒级较多的硅酸盐浮选中，泡沫较粘，分选性有待提高。

咪唑啉季铵盐是近年来研发的一种新型高效的阳离子表面活性剂。分子结构中有含氮五元杂环，不同碳链的烷基憎水支链以及亲水支链，杂环上的氮、氧等极性杂原子，其核外层所带有的孤对电子具备向金属d轨道提供电子的能力，通过它的反键轨道，能够形成具有反馈键结构的稳定化合物。如果分子中含有苯环，其上所含有的大π键带有π电子，能进入金属表面空的d轨道，而反π轨道同时接受d轨道的电子，形成的反馈键可产生多中心化学吸附，可在酸性、中性和碱性介质中稳定使用。目前，咪唑啉季铵盐化合物在石油行业中广泛的用作缓蚀剂，同时在塑料加工、印染、皮革、医疗卫生等行业中也有应用，但在选矿药剂领域，用作浮选捕收剂还未见报道。

发明内容

本发明针对现有阳离子捕收剂的缺点，提供一种咪唑啉季铵盐阳离子捕收剂，用于硅酸盐矿物的浮选或钾盐矿的浮选。

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。本发明是一种阳离子型浮选捕收剂，其特点是，该浮选捕收剂含有式（

）所示的咪唑啉季铵盐化合物：

式I中：

R₁为C₄-C₂₀的烷烃基、烯烃基、环烷基或芳香基；

R₂为H、CH₃、CH₂COOH、CH₂COONa或C₆H₅CH₂；

R₃为多胺乙基或羟乙基；

X为F、Cl、Br或1/2SO₄ ^2-。

本发明还公开了以上所述的阳离子型浮选捕收剂的用途，其点是：所述的用途为将式（

）所示的咪唑啉季铵盐化合物用作氧化矿中硅酸盐捕收剂或钾盐浮选捕收剂。式（

）所示的咪唑啉季铵盐化合物作为捕收剂主要用于铁矿、磷矿和铝土矿中反浮选用作反浮选脱硅捕收剂脱除硅酸盐杂质，或者用于钾矿浮选用作氯化钾捕收剂浮选分离氯化钾。式（

）所示的咪唑啉季铵盐化合物作为捕收剂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脂肪胺类、醚胺类、或烷基季铵盐类中的一种或几种。

本发明所述的咪唑啉季铵盐阳离子捕收剂，由于分子结构中有含氮五元杂环，杂环上的氮、氧等极性杂原子其核外层所带有的孤对电子具备向金属提供电子的能力，具有比脂肪胺具有更好的选择性。本发明的捕收剂与脂肪胺相比，配置方便，加水可直接溶解，浮选时泡沫消除较快，还具有捕收性强、选择性好的优点。

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。实施例中所有份数为摩尔分数。

实施例1，一种阳离子型浮选捕收剂：月桂酸、乙二胺和氯化苄为原料制备捕收剂，在反应釜中加入1份的月桂酸和1.1份的乙二胺，在150℃下反应1.5小时，然后在220℃下保温反应2小时，加入1份氯化苄回流反应2小时得捕收剂SCI-12。

实施例2，一种阳离子型浮选捕收剂：以环烷酸(碳链长度18)、三乙烯四胺和氯乙酸钠为原料按实施例1合成方法得捕收剂SCH-18。

实施例3，一种阳离子型浮选捕收剂：以苯乙酸、四乙烯五胺和氯乙酸钠为原料按实施例1合成方法得相应的捕收剂。

实施例4，一种阳离子型浮选捕收剂：以辛酸、N-（2-羟乙基）乙二胺和硫酸二甲酯为原料按实施例合成方法得相应的捕收剂。

实施例5，一种阳离子型浮选捕收剂：以棕榈酸、二乙烯三胺和氯化苄为原料按实施例合成方法得相应的捕收剂。

实施例6，一种阳离子型浮选捕收剂：以芳香酸（苯环含有C12的取代基）、二乙烯三胺和氯乙酸钠为原料按实施例合成方法得相应的捕收剂。

实施例7，一种阳离子型浮选捕收剂：以松香酸、四乙烯五胺和硫酸二甲酯为原料按实施例合成方法得相应的捕收剂。

实施例8，一种阳离子型浮选捕收剂：以硬脂酸、乙二胺和氯乙酸钠为原料按实施例合成方法得相应的捕收剂。

实施例9，浮选捕收剂浮选试验对比实验例1：

采用SCI-12，SCH-18和十二胺为捕收剂对石英、高岭石、蒙脱石、云母石的纯矿物进行单矿物浮选试验。浮选试验中矿浆的pH为9左右，捕收剂浓度为350mg/L，不同捕收剂的浮选结果见表1。由表1可见，本发明的两种捕收剂对石英、高岭石、蒙脱石和云母石的浮选回收率均优于传统捕收剂十二胺。

表1 单矿物对比浮选结果

实施例10，浮选捕收剂浮选试验对比实验例2：

用实施例1和实施例2中的捕收剂对河北某选厂的赤铁矿（原矿铁品位32.25%）进行浮选试验，浮选试验中以玉米淀粉为抑制剂，用量300g/t，对比例采用十二胺为捕收剂，其他浮选条件相同。使用SCI-12 为捕收剂，用量350g/t，一次粗选可获得铁精矿品位53.65%，回收率73.25%。使用SCH-18 为捕收剂，用量350g/t，一次粗选可获得铁精矿品位55.76%，回收率69.87%。

使用十二胺为捕收剂，用量350g/t，一次粗选可获得铁精矿品位50.23%，回收率68.63%。

实施例11，浮选捕收剂浮选试验对比实验例3：

用实施例1和实施例2中的捕收剂对湖北某胶磷矿进行反浮选脱硅试验，入选给矿为脱镁粗精矿，粗精矿P₂O₅品位为25.46%，SiO₂为24%。浮选试验中碳酸钠调浆，用量2.0 kg/t，对比例采用十二胺为捕收剂，其他浮选条件相同。使用SCI-12 为捕收剂，用量500g/t，经过一次粗选可获得P₂O₅品位为30.53%，回收率为81.93%的磷精矿。使用SCH-18 为捕收剂，用量500g/t，经过一次粗选可获得P₂O₅品位为31.27%，回收率为77.89%的磷精矿。

使用十二胺为捕收剂，用量500g/t，浮选时泡沫发粘，无法正常进行浮选试验。

实施例12，浮选捕收剂浮选试验对比实验例4：

用实施例1和实施例2中的捕收剂对青海某钾盐矿进行浮选试验，原矿含氯化钾9.32%，氯化钠43.21%。浮选中松醇油为起泡剂，用量50g/t，对比例采用十八胺为捕收剂，其他浮选条件相同。使用SCI-12 为捕收剂，用量180g/t，经过一次粗选可获得精矿含氯化钾为49.65%，回收率为92.35%。使用SCH-18 为捕收剂，用量180g/t，经过一次粗选精矿含氯化钾为51.23%，回收率为88.62%。

使用十八胺为捕收剂，用量180g/t，经过一次粗选可获得精矿含氯化钾为46.21%，回收率为88.58%。

Claims (5)

1.一种阳离子型浮选捕收剂，其特征在于，该浮选捕收剂含有式（

）所示的咪唑啉季铵盐化合物：

式I中：

R₁为C₄-C₂₀的烷烃基、烯烃基、环烷基或芳香基；

R₂为H、CH₃、CH₂COOH、CH₂COONa或C₆H₅CH₂；

R₃为多胺乙基或羟乙基；

X为F、Cl、Br或1/2SO₄ ^2-。

2.权利要求1所述的阳离子型浮选捕收剂的用途，其特征在于：所述的用途为将式（

）所示的咪唑啉季铵盐化合物用作氧化矿中硅酸盐捕收剂或钾盐浮选捕收剂。

3.根据权要求2所述的用途，其特征在于：式（

）所示的咪唑啉季铵盐化合物作为捕收剂主要用于铁矿、磷矿和铝土矿中反浮选脱除硅酸盐杂质，或者用于浮选分离氯化钾。

4.根据权要求2或3所述的用途，其特征在于：式（

）所示的咪唑啉季铵盐化合物作为捕收剂单独作为捕收剂使用，或者与其它矿捕收剂组合使用。

5.根据权利要求4所述的用途，其特征在于：所述的其它矿捕收剂选自脂肪胺类、醚胺类、或烷基季铵盐类中的一种或几种。