CN113262882B - 阳离子捕收剂、制备方法及在磷矿反浮选中的应用 - Google Patents

阳离子捕收剂、制备方法及在磷矿反浮选中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113262882B
CN113262882B CN202110822367.1A CN202110822367A CN113262882B CN 113262882 B CN113262882 B CN 113262882B CN 202110822367 A CN202110822367 A CN 202110822367A CN 113262882 B CN113262882 B CN 113262882B
Authority
CN
China
Prior art keywords
substituted
unsubstituted
collector
cationic collector
ore
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110822367.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113262882A (zh
Inventor
朱阳戈
胡晓星
刘崇峻
李松清
郑桂兵
吴桂叶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy
Original Assignee
Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy filed Critical Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy
Priority to CN202110822367.1A priority Critical patent/CN113262882B/zh
Publication of CN113262882A publication Critical patent/CN113262882A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113262882B publication Critical patent/CN113262882B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/001—Flotation agents
    • B03D1/004—Organic compounds
    • B03D1/01—Organic compounds containing nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/001—Flotation agents
    • B03D1/004—Organic compounds
    • B03D1/012—Organic compounds containing sulfur
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D2201/00—Specified effects produced by the flotation agents
    • B03D2201/02—Collectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D2203/00—Specified materials treated by the flotation agents; specified applications
    • B03D2203/02—Ores
    • B03D2203/04—Non-sulfide ores
    • B03D2203/06—Phosphate ores

Abstract

本发明提供一种阳离子捕收剂、制备方法及在磷矿反浮选中的应用，具体涉及矿物浮选技术领域。本发明提供的阳离子捕收剂由卤代烃与茶碱类化合物反应得到，茶碱类化合物与卤代烃的摩尔比为1:1‑3，反应的温度为10‑80℃，反应的时间为5‑72h。本发明提供的阳离子捕收剂，可以在矿浆中可以形成阳离子，与矿物表面的负电荷结合形成静电吸附，并使矿物表面疏水化，使矿粒浮选，提高精矿的质量，该阳离子捕收剂具有捕收能力强和选择性好的优点，可提升矿产中资源的综合利用率，适合大规模推广使用。

Description

阳离子捕收剂、制备方法及在磷矿反浮选中的应用
技术领域
本发明涉及矿物浮选技术领域，尤其是涉及一种阳离子捕收剂、制备方法及在磷矿反浮选中的应用。
背景技术
目前，阳离子捕收剂主要是十二胺等长碳链脂肪胺为主，同时研究开发出了多元胺、多元醚胺、叔胺类、季铵盐、烷基胍等，极大的推动了阳离子捕收剂的发展，但是目前阳离子捕收剂的研究主要集中于醚胺和季胺盐的研究。
现有的醚胺和季胺盐类阳离子捕收剂主要存在选择性差的缺陷。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种阳离子捕收剂，以缓解现有的技术中阳离子捕收剂选择性差的技术问题。
本发明的目的之二在于提供一种阳离子捕收剂的制备方法，该制备方法操作简便，原料来源广，产品质量稳定，适合大规模工业化生产。
本发明的目的之三在于提供一种阳离子捕收剂在矿物浮选中的应用，该应用提高了精矿的回收率和品位，提升了矿资源的综合利用率。
为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供了一种阳离子捕收剂，所述的阳离子捕收剂具有式Ⅰ所示结构：
Figure P_210720112435603_603110001
式Ⅰ
式Ⅰ中，R1、R3、R4各自独立地选自氢、卤素、羟基、氨基、巯基、C1-C12取代或非取代的烷基、C1-C12取代或非取代的烷硫基或C1-C12取代或非取代的烷氧基。
R2选自C1-C20取代或非取代的饱和或不饱和烷基或C3-C20取代或非取代的环烷基。
可选地，所述R1、R3、R4各自独立地选自氢、卤素、羟基、氨基、巯基、C1-C4取代或非取代的烷基、C1-C4取代或非取代的烷硫基或C1-C4取代或非取代的烷氧基。
优选地，R2选自C1-C12取代或非取代的饱和烷基、C1-C12取代或非取代的不饱和烷基或C3-C12取代或非取代的环烷基。
本发明的第二方面提供了阳离子捕收剂的制备方法，所述阳离子捕收剂主要由卤代烃与茶碱类化合物反应得到。
优选地，所述卤代烃中卤素包括Cl、Br或I。
可选地，所述茶碱类化合物与所述卤代烃的摩尔比为1:1-3。
可选地，将所述卤代烃与所述茶碱类化合物在溶剂中进行反应。
优选地，所述溶剂包括N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或四氢呋喃。
优选地，所述溶剂与茶碱类化合物的体积摩尔比为5-50mL/mol。
可选地，所述反应的pH为9-11下进行。
优选地，在溶剂中加入碱调节pH。
优选地，所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠中的至少一种。
优选地，所述茶碱类化合物、所述卤代烃与所述碱三者的摩尔比为1:1-3:1-3。
可选地，所述反应的温度为10-80℃。
优选地，所述反应的时间为5-72h。
本发明的第三方面提供了阳离子捕收剂在磷矿反浮选中的应用。
可选地，所述磷矿包括胶磷矿。
可选地，所述胶磷矿包括硅质胶磷矿、镁质胶磷矿、硅钙质胶磷矿和碳酸盐型胶磷矿。
优选地，所述胶磷矿为硅钙质胶磷矿。
本发明提供的阳离子捕收剂，在选矿时能形成阳离子，与矿物表面的负电荷结合形成静电吸附，并使矿物表面疏水化，使矿粒浮选，提高精矿的质量。本发明提供的阳离子捕收剂具有捕收能力强和选择性好的优点。
本发明提供的阳离子捕收剂的制备方法，操作简单，制备原料来源广泛，产品质量稳定，适合大规模工业化生产。
本发明提供的阳离子捕收剂的在矿物浮选中的应用，能有效减少精矿在泡沫中的损失，提升精矿的品位和回收率，提升矿产中资源的综合利用率，可广泛应用在矿物浮选领域。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
目前，国内阳离子捕收剂主要以十二胺等长碳链脂肪胺为主，同时经过多年研究已经开发出了多元胺、多元醚胺、叔胺类、季铵盐、烷基胍等。但是现有的阳离子捕收剂种类偏少，浮选过程中药剂配置不便、泡沫黏性大、选择性差，严重阻碍了阳离子捕收剂的推广和应用。而且国内对于阳离子捕收剂的研究主要集中于醚胺和季胺盐的研究，这些阳离子捕收剂具有合成困难、成本高等缺点。
阳离子捕收剂在磷矿脱硅中至关重要。我国磷矿资源尽管丰富，但是原矿质量不高，富矿和易选矿少，多是贫矿和难选矿，硅钙质型胶磷矿占我国磷块岩矿石总储量的80%。与磷矿物-磷灰石伴生的脉石矿物主要为硅酸盐矿物、白云石、方解石等。磷灰石布粒度很细，与脉石矿物的单体解离较困难，特别是硅酸盐脉石。硅酸盐脉石的脱除效率是制约硅钙质胶磷矿利用的主要瓶颈。
硅酸盐脉石矿的脱除有正浮选和反浮选两种方式，正浮选工艺主要是采用硅酸钠等抑制剂抑制硅酸盐类脉石，采用阴离子捕收剂浮选磷酸盐矿物；反浮选工艺采用阳离子捕收剂浮选硅酸盐类矿物。两种方式都存在一定的不足，其中正浮选脱硅工艺浮选精矿上浮量太大，药剂消耗量大，且脂肪酸类阴离子捕收剂受温度影响大，一般需要对矿浆进行加温；采用反浮选工艺脱硅，符合“浮少抑多”浮选原则，但缺乏高效、经济的捕收剂，且浮选泡沫难以控制。相比之下，反浮选脱硅更具优势，是磷矿浮选发展的重要方向。
根据本发明第一方面提供的阳离子捕收剂，所述的阳离子捕收剂具有式Ⅰ所示结构：
Figure P_210720112435649_649591001
式Ⅰ
式Ⅰ中，R1、R3、R4各自独立地选自氢、卤素、羟基、氨基、巯基、C1-C12取代或非取代的烷基、C1-C12取代或非取代的烷硫基或C1-C12取代或非取代的烷氧基。
R2选自C1-C20取代或非取代的饱和或不饱和烷基或C3-C20取代或非取代的环烷基。
本发明提供的阳离子捕收剂，在选矿时能形成阳离子，与矿物表面的负电荷结合形成静电吸附，并使矿物表面疏水化，使矿粒浮选，提高精矿的质量。本发明提供的阳离子捕收剂具有捕收能力强、选择性好，易于合成和成本低的优点。
可选地，所述R1、R3、R4各自独立地选自氢、卤素、羟基、氨基、巯基、C1-C4取代或非取代的烷基、C1-C4取代或非取代的烷硫基或C1-C4取代或非取代的烷氧基。
在本发明的一些实施方式中，所述C1-C4取代或非取代的烷基包括但不限于C1、C2、C3或C4的取代或非取代的烷基。
在本发明的一些实施方式中，所述C1-C4取代或非取代的烷硫基包括但不限于C1、C2、C3或C4的取代或非取代的烷硫基。
在本发明的一些实施方式中，所述C1-C4取代或非取代的烷氧基包括但不限于C1、C2、C3或C4的取代或非取代的烷氧基。
优选地，R2选自C1-C12取代或非取代的饱和烷基、C1-C12取代或非取代的不饱和烷基或C3-C12取代或非取代的环烷基。
在本发明的一些实施方式中，所述C1-C12取代或非取代的饱和烷基包括但不限于C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12的取代或非取代的饱和烷基。
在本发明的一些实施方式中，所述C1-C12取代或非取代的不饱和烷基包括但不限于C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12的取代或非取代的不饱和烷基。
在本发明的一些实施方式中，所述C3-C12取代或非取代的环烷基包括但不限于C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12的取代或非取代的环烷基。
在本发明的一些优选实施方式中，饱和烷基典型但非限制性的为甲基、亚甲基、乙基、亚乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、环戊基或环己基。
在本发明的一些优选实施方式中，R2选自甲基、乙基、丙基、正丁基和异丁基中的一种。
本发明的第二方面提供了所述阳离子捕收剂的制备方法，由卤代烃与茶碱类化合物反应得到。
所述卤代烃的通式如式Ⅱ所示：
Figure P_210720112435711_711675001
式Ⅱ
式Ⅱ中，X为卤族元素。
优选地，X包括Cl、Br或I。
式Ⅱ中，R2选自C1-C20取代或非取代的饱和或不饱和烷基或C3-C20取代或非取代的环烷基。
所述茶碱类化合物结构如式Ⅲ所示：
Figure P_210720112435760_760442001
式Ⅲ
式Ⅲ中，R1、R3、R4各自独立地选自氢、卤素、羟基、氨基、三氟甲氧基、巯基、C1-C10取代或非取代的烷基、C1-C10取代或非取代的烷硫基或C1-C10取代或非取代的烷氧基。
优选地，R1、R3、R4各自独立地选自氢、卤素、羟基、氨基、三氟甲氧基、巯基、C1-C4取代或非取代的烷基、C1-C4取代或非取代的烷硫基或C1-C4取代或非取代的烷氧基。
R2选自C1-C20取代或非取代的饱和或不饱和烷基或C3-C20取代或非取代的环烷基。
优选地，R2选自C1-C12取代或非取代的饱和烷基、C1-C12取代或非取代的不饱和烷基或C3-C12取代或非取代的环烷基。
所述阳离子捕收剂通过如下反应式制备得到：
Figure P_210720112435807_807279001
本发明提供的阳离子捕收剂的制备方法，操作简单，制备原料来源广泛，产品质量稳定，适合大规模工业化生产。
茶碱(TP，CAS号No.58-55-9)，化学名为二氧二甲基嘌呤或者1，3-二甲基-3，7-二氢-1H-嘌呤-2，6-二酮。白色至淡黄色结晶粉末。
茶碱类化合物是在茶碱的基础上衍生出的一类化合物。
卤代烃是指烃化合物分子中的氢原子被卤素原子取代后的化合物称为卤代烃。
可选地，所述茶碱类化合物与所述卤代烃的摩尔比为1:1-3。
在本发明的一些实施方式中，茶碱类化合物与所述卤代烃的摩尔比典型但非限制性的为1:1，1:1.5，1:2，1:2.5或1:3。
可选地，将所述卤代烃与所述茶碱类化合物在溶剂中进行反应。
溶剂是可以溶化茶碱类化合物和卤代烃，是二者在溶液中进行反应。
优选地，所述溶剂包括N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜或四氢呋喃。
N，N-二甲基甲酰胺是一种有机化合物，分子式为C3H7NO，为无色透明液体。对茶碱类化合物和卤代烃有良好的溶解能力。
二甲亚砜是一种含硫有机化合物，分子式为C2H6OS，常温下为无色无臭的透明液体，是一种吸湿性的可燃液体。具有高极性、高沸点、热稳定性好、非质子、与水混溶的特性，对茶碱类化合物和卤代烃有良好的溶解能力。
四氢呋喃是一个杂环有机化合物，分子式为C4H8O，属于醚类，是芳香族化合物呋喃的完全氢化产物，是一种无色、可与水混溶、在常温常压下有较小粘稠度的有机液体。由于它的液态范围很长，对茶碱类化合物和卤代烃有良好的溶解能力。
优选地，所述溶剂与茶碱类化合物的体积摩尔比为5-50mL/mol。
在本发明的一些实施方式中，溶剂与茶碱类化合物的体积摩尔比典型但非限制性的为5mL/mol、10mL/mol、15mL/mol、20mL/mol、25mL/mol、30mL/mol、35mL/mol、40mL/mol、45mL/mol或50mL/mol。
可选地，所述反应在pH为9-11下进行。
优选地，在溶剂中加入碱调节pH。
优选地，所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠。
在本发明的一些实施方式中，碱典型但非限制性的为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠。
优选地，所述茶碱类化合物、所述卤代烃与所述碱三者的摩尔比为1:1-3:1-3。
在本发明的一些实施方式中，茶碱类化合物、卤代烃和碱三者的摩尔比典型但非限制性的为1:1:1、1:1:1.5、1:1:2、1:1:2.5、1:1:3、1:1.5:1、1:2:1、1:2.5:1、1:3:1、1:2:1.5、1:2:2、1:2:2.5、1:2:3、1:2.5:1、1:2.5:1.5、1:2.5:2、1:3:1.5、1:3:2、1:3:2.5或1:3:3。
可选地，所述反应的温度为10-80℃。
在本发明的一些实施方式中，反应的温度典型但非限制性的为10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、50℃、60℃、70℃或80℃。
在本发明的一些优选实施方式中，反应的温度为50-70℃。
优选地，所述反应的时间为5-72h。
在本发明的一些实施方式中，反应的时间典型但非限制性的为5h、12h、18h、24h、30h、36h、48h、60h或72h。
在本发明的一些优选实施方式中，反应的时间为24-60h。
优选地，还包括反应结束后对阳离子捕收剂的收集过程。
优选地，加入水进行收集。
需要说明的是，反应生成的阳离子捕收剂在溶剂中的溶解度较大，当加入其他溶剂使原溶剂浓度减小，阳离子捕收剂会快速析出形成沉淀，方便收集。加入的其他溶剂叫溶析剂，溶析剂典型但非限制性的为水。
本发明的第三方面提供了所述阳离子捕收剂在磷矿反浮选中的应用。
本发明提供的阳离子捕收剂的在磷矿反浮选中的应用，能有效减少磷精矿在泡沫中的损失，提升磷精矿的品位和回收率，提升矿产中资源的综合利用率，可广泛应用在磷矿反浮选领域。
可选地，所述磷矿包括胶磷矿。
可选地，所述胶磷矿包括硅质胶磷矿、镁质胶磷矿、硅钙质胶磷矿和碳酸盐型胶磷矿。
优选地，所述胶磷矿为硅钙质胶磷矿。
下面结合实施例，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
本实施例提供一种阳离子捕收剂，制备步骤如下：
（1）在烧瓶中加入10mLN，N-二甲基甲酰胺，在搅拌状态下加入1mol的茶碱，使其溶解。
（2）溶解完成后，在烧瓶中加入1mol的辛基溴和1mol的碳酸钾。将烧瓶水浴加热保持水浴温度为50℃，继续搅拌反应8h。
（3）在烧瓶中加入50mL水，等烧瓶中不再出现沉淀后过滤，收集沉淀物烘干得到阳离子捕收剂A1，产率为85%。
1HNMR(500MHz，CDCl3)：δ0.87(3H，t，J=7.0Hz)，1.19-1.36(8H，1.26(quint，J=6.6Hz)，1.28(h，J=7.0Hz)，1.23(tt，J=6.9，6.6Hz)，1.32(quint，J=6.6Hz))，1.24(2H，tt，J=7.0，6.9Hz)，1.81(2H，tt，J=7.4，6.6Hz)，3.30(3H，s)，3.31(3H，s)，4.04(2H，t，J=7.4Hz)，7.63(1H，s).；LC-MS(ESI，M+H+)m/z292.4.
实施例2
本实施例提供一种阳离子捕收剂，与实施例1不同的是，N，N-二甲基甲酰胺用量为20mL，辛基溴的用量为1.5mol，碳酸钾的用量为1.2mol；水浴温度为30℃，反应时间为48h，其余步骤均与实施例1相同，在此不再赘述，本实施例得到阳离子捕收剂A2，产率为70%。
1HNMR(500MHz，CDCl3)：δ0.87(3H，t，J=7.0Hz)，1.19-1.36(8H，1.26(quint，J=6.6Hz)，1.28(h，J=7.0Hz)，1.23(tt，J=6.9，6.6Hz)，1.32(quint，J=6.6Hz))，1.24(2H，tt，J=7.0，6.9Hz)，1.81(2H，tt，J=7.4，6.6Hz)，3.30(3H，s)，3.31(3H，s)，4.04(2H，t，J=7.4Hz)，7.63(1H，s).；LC-MS(ESI，M+H+)m/z292.4.
实施例3
本实施例提供一种阳离子捕收剂，与实施例1不同的是，N，N-二甲基甲酰胺用量为30mL，辛基溴的用量为3mol，碳酸钾的用量为1.5mol；水浴温度为80℃，反应时间为5h，其余步骤均与实施例1相同，在此不再赘述，本实施例得到阳离子捕收剂A3，产率为82%。
1HNMR(500MHz，CDCl3)：δ0.87(3H，t，J=7.0Hz)，1.19-1.36(8H，1.26(quint，J=6.6Hz)，1.28(h，J=7.0Hz)，1.23(tt，J=6.9，6.6Hz)，1.32(quint，J=6.6Hz))，1.24(2H，tt，J=7.0，6.9Hz)，1.81(2H，tt，J=7.4，6.6Hz)，3.30(3H，s)，3.31(3H，s)，4.04(2H，t，J=7.4Hz)，7.63(1H，s).；LC-MS(ESI，M+H+)m/z292.4.
实施例4
本实施例提供一种阳离子捕收剂，与实施例1不同的是，N，N-二甲基甲酰胺用量为50mL，辛基溴的用量为1.6mol，碳酸钾的用量为3mol；水浴温度为15℃，反应时间为72h，其余步骤均与实施例1相同，在此不再赘述，本实施例得到阳离子捕收剂A4，产率为65%。
1HNMR(500MHz，CDCl3)：δ0.87(3H，t，J=7.0Hz)，1.19-1.36(8H，1.26(quint，J=6.6Hz)，1.28(h，J=7.0Hz)，1.23(tt，J=6.9，6.6Hz)，1.32(quint，J=6.6Hz))，1.24(2H，tt，J=7.0，6.9Hz)，1.81(2H，tt，J=7.4，6.6Hz)，3.30(3H，s)，3.31(3H，s)，4.04(2H，t，J=7.4Hz)，7.63(1H，s).；LC-MS(ESI，M+H+)m/z292.4.
实施例5
1HNMR(500MHz，CDCl3)：δ0.87(3H，t，J=7.0Hz)，1.19-1.36(8H，1.26(quint，J=6.6Hz)，1.28(h，J=7.0Hz)，1.23(tt，J=6.9，6.6Hz)，1.32(quint，J=6.6Hz))，1.24(2H，tt，J=7.0，6.9Hz)，1.81(2H，tt，J=7.4，6.6Hz)，3.30(3H，s)，3.31(3H，s)，4.04(2H，t，J=7.4Hz)，7.63(1H，s).；LC-MS(ESI，M+H+)m/z292.4.
实施例6
本实施例提供一种阳离子捕收剂，制备步骤如下：
（1）在烧瓶中加入10mL二甲亚砜，在搅拌状态下加入1mol的茶碱，使其溶解。
（2）溶解完成后，在烧瓶中加入2mol的溴己烷和2mol的氢氧化钠。将烧瓶水浴加热中保持水浴温度为50℃，继续搅拌反应48h。
（3）在烧瓶中加入50mL水，等烧瓶中不再出现沉淀后过滤，收集沉淀物烘干得到阳离子捕收剂A6，产率为76%。
1HNMR(500MHz，CDCl3)：1HNMR:δ0.87(3H，t，J=7.0Hz)，1.25(2H，tt，J=6.9，6.6Hz)，1.24-1.36(4H，1.32(quint，J=6.6Hz)，1.28(qt，J=7.0，6.9Hz))，1.81(2H，tt，J=7.4，6.6Hz)，3.31-3.32(6H，3.31(s)，3.31(s))，4.02(2H，t，J=7.4Hz)，7.63(1H，s).;LC-MS(ESI，M+H+)m/z265.60.
实施例7
本实施例提供一种阳离子捕收剂，与实施例6不同的是，溶剂使用的是30mL的四氢呋喃，其余步骤均与实施例6相同，在此不再赘述，本实施例得到阳离子捕收剂A7，产率为65%。
1HNMR(500MHz，CDCl3)：1HNMR:δ0.87(3H，t，J=7.0Hz)，1.25(2H，tt，J=6.9，6.6Hz)，1.24-1.36(4H，1.32(quint，J=6.6Hz)，1.28(qt，J=7.0，6.9Hz))，1.81(2H，tt，J=7.4，6.6Hz)，3.31-3.32(6H，3.31(s)，3.31(s))，4.02(2H，t，J=7.4Hz)，7.63(1H，s).；LC-MS(ESI，M+H+)m/z265.60.
实施例8
本实施例提供一种阳离子捕收剂，与实施例6不同的是，使用的卤代烃为四氯甲烷，其余步骤均与实施例6相同，在此不再赘述，本实施例得到阳离子捕收剂A8，产率为72%。
1HNMR(500MHz，CDCl3)：1HNMR:δδ0.87(3H，t，J=7.0Hz)，1.25(2H，tt，J=6.9，6.6Hz)，1.24-1.36(4H，1.32(quint，J=6.6Hz)，1.28(qt，J=7.0，6.9Hz))，1.81(2H，tt，J=7.4，6.6Hz)，3.31-3.32(6H，3.31(s)，3.31(s))，4.02(2H，t，J=7.4Hz)，7.63(1H，s).；LC-MS(ESI，M+H+)m/z265.60.
实施例9
本实施例提供一种阳离子捕收剂，与实施例6不同的是，使用的卤代烃为碘丙烷，其余步骤均与实施例6相同，在此不再赘述，本实施例得到阳离子捕收剂A9，产率为74%。
1HNMR(500MHz，CDCl3)：1HNMR:δ0.87(3H，t，J=7.0Hz)，1.25(2H，tt，J=6.9，6.6Hz)，1.24-1.36(4H，1.32(quint，J=6.6Hz)，1.28(qt，J=7.0，6.9Hz))，1.81(2H，tt，J=7.4，6.6Hz)，3.31-3.32(6H，3.31(s)，3.31(s))，4.02(2H，t，J=7.4Hz)，7.63(1H，s).；LC-MS(ESI，M+H+)m/z265.60.
实施例10
本实施例提供一种阳离子捕收剂，与实施例6不同的是，使用的茶碱类化合物为8-氯茶碱，其结构式为式Ⅳ所示：
Figure P_210720112435885_885482001
式Ⅳ
其余步骤均与实施例6相同，在此不再赘述，本实施例得到阳离子捕收剂A10，产率为75%。
1HNMR(500MHz，CDCl3)：δ0.87(3H，t，J=6.6Hz)，1.25(2H，tt，J=6.9，6.5Hz)，1.24-1.36(4H，1.32(tt，J=7.5，6.5Hz)，1.28(tq，J=6.9，6.6Hz))，1.76(2H，tt，J=7.5，7.4Hz)，3.30(3H，s)，3.35(3H，s)，4.14(2H，t，J=7.4Hz).；LC-MS(ESI，M+H+)m/z300.10.
实施例11
本实施例提供一种阳离子捕收剂，与实施例6不同的是，使用的茶碱类化合物为1，3-二乙基-7H-嘌呤-2，6(1H，3H)-二酮，其结构式为式Ⅴ所示：
Figure P_210720112435933_933704001
式Ⅴ
其余步骤均与实施例6相同，在此不再赘述，本实施例得到阳离子捕收剂A11，产率为72%。
1HNMR(500MHz，CDCl3)：δ0.87(3H，t，J=7.0Hz)，1.19-1.36(13H，1.26(quint，J=6.6Hz)，1.23(t，J=7.1Hz)，1.28(h，J=7.0Hz)，1.24(tt，J=7.0，6.9Hz)，1.23(tt，J=6.9，6.6Hz)，1.32(quint，J=6.6Hz))，1.23(3H，t，J=7.1Hz)，1.81(2H，tt，J=7.4，6.6Hz)，3.78-3.85(4H，3.83(q，J=7.1Hz)，3.80(q，J=7.1Hz))，3.99(2H，t，J=7.4Hz)，7.63(1H，s).；LC-MS(ESI，M+H+)m/z292.19.
对比例1
本对比例提供一种阳离子捕收剂十二胺，通过市售购买得到。生产厂家为阿拉丁，含量为95%。
对比例2
本对比例提供一种阳离子捕收剂醚胺，通过市售购买得到。生产厂家为北矿化学，规格为分析纯，含量为98.5%。
对比例3
本对比例提供一种阳离子捕收剂十六烷基三甲基氯化铵，通过市售购买得到。生产厂家为阿拉丁，规格为分析纯，含量为97%。
试验例1
将实施例1-11和对比例1-3提供的阳离子捕收剂对我国中部某大型磷矿进行反浮选脱硅实验。
原矿中P2O5含量为24.77%，SiO2含量为18.95%，MgO含量为4.17%，CaO含量为34.64%，Al2O3含量为3.98%，Fe2O3含量为0.87%，烧失量为12.62%。
将原矿磨至细度小于0.074mm占65%，矿浆浓度为27%的条件下，加入阳离子捕收剂进行一次粗浮选，阳离子捕收剂的加入量为300g/t得到的浮选结果如表1所示。
表1阳离子捕收剂浮选精矿性能数据表
磷精矿品位/% 磷精矿回收率/%
实施例1 30.22 70.33
实施例2 30.78 67.45
实施例3 30.35 69.98
实施例4 29.78 72.04
实施例5 31.08 68.97
实施例6 31.55 69.12
实施例7 30.62 68.78
实施例8 29.87 73.65
实施例9 31.06 70.19
对比例1 28.09 62.87
对比例2 29.56 59.34
对比例3 27.99 61.97
由表1结果可看出，相较于使用传统十二胺、醚胺和季铵盐作为捕收剂，本发明提供的阳离子捕收剂在磷矿反浮选中具有和良好的效果。浮选过程中明显减少了磷精矿在泡沫中的损失，一次粗浮选得到的磷矿品位高达30%左右，磷矿的回收率高达70%左右。由此可见，本发明提供的阳离子捕收剂具有捕收能力强、选择性好的优点，在矿石浮选过程中，可以有效替代十二胺等常规药剂，广泛应用于磷矿脱硅或其他硅酸盐矿石的浮选，提升矿石资源的综合利用率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种阳离子捕收剂，其特征在于，所述的阳离子捕收剂具有式Ⅰ所示结构：
Figure P_210720112432711_711611001
式Ⅰ
式Ⅰ中，R1、R3、R4各自独立地选自氢、卤素、羟基、氨基、巯基、C1-C12取代或非取代的烷基、C1-C12取代或非取代的烷硫基或C1-C12取代或非取代的烷氧基；
R2选自C1-C20取代或非取代的饱和或不饱和烷基或C3-C20取代或非取代的环烷基。
2.根据权利要求1所述的阳离子捕收剂，其特征在于，所述R1、R3、R4各自独立地选自氢、卤素、羟基、氨基、巯基、C1-C4取代或非取代的烷基、C1-C4取代或非取代的烷硫基或C1-C4取代或非取代的烷氧基。
3.根据权利要求1或2所述的阳离子捕收剂的制备方法，其特征在于，所述阳离子捕收剂主要由卤代烃与茶碱类化合物反应得到。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述茶碱类化合物与所述卤代烃的摩尔比为1:1-3。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将所述卤代烃与所述茶碱类化合物在溶剂中进行反应。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述反应在pH为9-11下进行。
7.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为10-80℃。
8.根据权利要求1或2所述的阳离子捕收剂或权利要求3-7任一项所述的制备方法制备得到的阳离子捕收剂在磷矿反浮选中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述磷矿包括胶磷矿。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述胶磷矿包括硅质胶磷矿、镁质胶磷矿、硅钙质胶磷矿和碳酸盐型胶磷矿。
CN202110822367.1A 2021-07-21 2021-07-21 阳离子捕收剂、制备方法及在磷矿反浮选中的应用 Active CN113262882B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110822367.1A CN113262882B (zh) 2021-07-21 2021-07-21 阳离子捕收剂、制备方法及在磷矿反浮选中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110822367.1A CN113262882B (zh) 2021-07-21 2021-07-21 阳离子捕收剂、制备方法及在磷矿反浮选中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113262882A CN113262882A (zh) 2021-08-17
CN113262882B true CN113262882B (zh) 2021-09-17

Family

ID=77236989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110822367.1A Active CN113262882B (zh) 2021-07-21 2021-07-21 阳离子捕收剂、制备方法及在磷矿反浮选中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113262882B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113834890B (zh) * 2021-09-30 2023-06-09 中南大学 一种精准定量分析浮选过程中矿物表面油酸钠捕收剂吸附量的方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5642956A (en) * 1979-09-17 1981-04-21 Hitachi Maxell Ltd Alkaline battery
CN86101573A (zh) * 1985-11-29 1987-06-03 陶氏化学公司 用于矿物泡沫浮选的新型收集剂
CN1894250A (zh) * 2003-08-25 2007-01-10 腺苷治疗有限责任公司 取代的8－杂芳基黄嘌呤
CN101103030A (zh) * 2004-02-14 2008-01-09 史密丝克莱恩比彻姆公司 具有hm74a受体活性的药物
CN101575704A (zh) * 2009-06-12 2009-11-11 林原标 铜及铜合金表面处理剂
CN104919062A (zh) * 2012-11-28 2015-09-16 佐治亚-太平洋化工品有限公司 混合的捕收剂组合物
CN109967263A (zh) * 2019-04-10 2019-07-05 西部矿业股份有限公司 一种用于含金斑岩型硫化铜矿的选金高效捕收剂及其应用

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5642956A (en) * 1979-09-17 1981-04-21 Hitachi Maxell Ltd Alkaline battery
CN86101573A (zh) * 1985-11-29 1987-06-03 陶氏化学公司 用于矿物泡沫浮选的新型收集剂
CN1894250A (zh) * 2003-08-25 2007-01-10 腺苷治疗有限责任公司 取代的8－杂芳基黄嘌呤
CN101103030A (zh) * 2004-02-14 2008-01-09 史密丝克莱恩比彻姆公司 具有hm74a受体活性的药物
CN101575704A (zh) * 2009-06-12 2009-11-11 林原标 铜及铜合金表面处理剂
CN104919062A (zh) * 2012-11-28 2015-09-16 佐治亚-太平洋化工品有限公司 混合的捕收剂组合物
CN109967263A (zh) * 2019-04-10 2019-07-05 西部矿业股份有限公司 一种用于含金斑岩型硫化铜矿的选金高效捕收剂及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN113262882A (zh) 2021-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101735372B (zh) 一种螯合树脂及其生产方法与应用
CN113262882B (zh) 阳离子捕收剂、制备方法及在磷矿反浮选中的应用
US8795614B2 (en) Method for economical extraction of magnesium, boron and calcium from lithium bearing solution
CN112898299B (zh) 一种帕布昔利布中间体的制备方法
CN101959891A (zh) 合成四氢生物蝶呤的方法
CN103240184A (zh) 稀土矿捕收剂、制备方法及低品位难选稀土矿的选矿工艺
CN102532079A (zh) Corey Lactone 3-benzoate 的制备方法
CN103506157A (zh) 一种用于合成碳酸甲乙酯的固体催化剂及其制备方法
CN101176861A (zh) 胍类化合物在铝土矿反浮选中的应用及制备方法
CN103122044A (zh) 磺酸型大孔离子交换树脂及其制备方法
CN109575028A (zh) 一种利用阳离子交换树脂催化-分离耦合技术水解腺嘌呤核苷的方法
CN101104621A (zh) 制备高纯度硫酸头孢匹罗的工艺
CN102205277B (zh) 一类焦粉浮选捕收剂的应用方法
CN114192285B (zh) 一种具有羧基-羟肟基结构捕收剂及其制备和在浮选中的应用
CN103483409A (zh) 一种制备奈拉滨的合成方法
PT91205B (pt) Processo para a preparacao de 2-aminopurina
CN102603603A (zh) 一种制备（s）-奥拉西坦的方法
CN109794358B (zh) 一种用于铜冶炼渣的捕收剂的制备方法
CN101544659A (zh) 一种头孢替唑及其中间体的制备方法
US4313838A (en) Preparation and use of xanthogen chloropropyl formate flotation reagents
CN101811007A (zh) 环氧丙基封端聚醚在消泡剂中的应用
JPS6157254A (ja) 捕収剤組成物
CN102492130A (zh) 一种碱性催化一步法制备的封端聚醚及其制备方法
CN107417815B (zh) 一种固载化离子液体及其制备方法
JP2021115561A (ja) 有価金属吸着材及び有価金属の回収方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant