CN114082534B - 一种氧化矿物两性捕收剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种氧化矿两性捕收剂及其制备方法和应用，捕收剂结构为有机胺基羟基酸化合物。制备方法：胺类与二氯乙酸的摩尔比为1:1.1~1.5，反应温度70℃~100℃，在1~3 mol/L碳酸钠溶液中反应1h~8h，加入一定量的碱，在100℃~120℃条件下反应3h~6h，得到氧化矿两性捕收剂。本发明有机胺基羟基酸化合物可替代脂肪酸捕收剂作为铁矿、萤石矿和磷矿捕收剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化矿物两性捕收剂，属于选矿药剂技术领域。
背景技术
铁矿、萤石矿或磷矿等氧化矿物选矿企业为了实现“双碳”目标，迫切希望使用浮选温度低、捕收能力强和节能减排效果显著的捕收剂，促进企业向提质增效方向发展。目前，工业上用于这些氧化矿物浮选的捕收剂主要是脂肪酸类化合物，其中油酸应用范围和使用量最大。当降低浮选温度时，脂肪酸类捕收剂的溶解度变小和泡沫发粘，导致对氧化矿物的捕收能力变小，分选性变差，出现精矿品位偏低和尾矿偏高等不合格现象。所以，发明合成一种低温条件下捕收能力强和分选性好的捕收剂是关键，这种捕收剂在低温条件下应具有溶解度大，能与作用矿物表面离子之间能形成螯合环，捕收剂使用量少，捕收能力强和选择性高等特点。对推动选矿企业实现“双碳”目标，具有非常现实的指导意义。
发明内容
本发明的目的是提供了一种氧化矿物两性捕收剂及其制备方法和应用，在低温条件下对铁矿、萤石矿或磷矿氧化矿物作用强，分选性好，用量低。
本发明一方面提供了一种氧化矿物两性捕收剂，该捕收剂含有结构式为：R-NH-CH(OH)-COOM；其中M为Na+或K+中的一种；R为C5-15烷基或芳基。
本发明另一方面提供了氧化矿物两性捕收剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）以胺类为原料与二氯乙酸反应，生成如式R-NH-CH(Cl)-COOM所示结构的α-氯代胺基酸；
（2）α-氯代胺基酸与碱反应，生成如式R-NH-CH(OH)-COOM所示结构的氧化物两性捕收剂。
上述技术方案中，进一步地，步骤（1）胺类与二氯乙酸的摩尔比为1: 1.1~1.5，反应温度70℃~100℃，反应时间1h~8h。
上述技术方案中，进一步地，步骤（2）α-氯代胺基酸与碱的摩尔比为1:1.1~1.2，反应温度100℃~120℃，反应时间3h~6h。
本发明第三方面提供了两性捕收剂在铁矿、萤石矿和磷矿浮选中的应用。
进一步地，在上述应用中，所述氧化矿物两性捕收剂单独使用或与脂肪酸类捕收剂组合使用。
本发明有益效果：本发明提供的有机胺基羟基酸化合物的制备方法简单，原料来源广。制备的有机胺基羟基酸化合物在低温浮选时，对目的矿物作用强，分选性好，用量低。可以克服传统捕收剂浮选温度高，低温浮选分选性、用量大的缺点，对贫细杂铁矿、萤石矿或磷矿的开发利用具有重要意义。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1：
N-十二烷基-2-羟基乙氨基酸钠的制备：在反应釜中分别加入0.12 mol二氯乙酸和0.1mol十二胺混合，加入200ml2mol/L碳酸钠溶液，在80℃条件下搅拌反应6小时后，加入30ml4mol/LNaOH溶液，在110℃条件下水解反应4小时，得到无色澄清溶液即为N-十二烷基-2-羟基乙氨基酸钠捕收剂。
产品性能：
（1）采用一粗一精三扫浮选工艺流程评价药剂，与齐选工业使用铁矿捕收剂相比，浮选温度降低10℃，铁精矿品位提高0.22%，尾矿铁品位降低0.89%，药剂单耗提高9.86%；
（2）采用一粗七精浮选工艺流程评价药剂，与包钢宝山工业使用萤石捕收剂相比，浮选温度降低10℃，萤石精矿品位提高1.58%，尾矿品位降低1.12%，药剂单耗降低1.91%；
（3）采用一粗二精二扫浮选工艺流程评价药剂，与河钢柏泉工业使用磷矿捕收剂相比，磷矿精矿品位提高0.35%，尾矿品位降低0.13%，药剂单耗降低1.24%。
实施例2：
N-异十二烷基-2-羟基乙氨基酸钠的制备：在反应釜中分别加入0.12 mol二氯乙酸和0.1mol异十二胺混合，加入200ml2mol/L碳酸钠溶液，在80℃条件下搅拌反应6小时后，加入30ml4mol/LNaOH溶液，在110℃条件下水解反应4小时，得到无色澄清溶液即为N-异十二烷基-2-羟基乙氨基酸钠捕收剂。
产品性能：
（1）采用一粗一精三扫浮选工艺流程评价药剂，与齐选工业使用铁矿捕收剂相比，浮选温度降低10℃，铁精矿品位提高0.15%，尾矿铁品位降低1.01%，药剂单耗提高8.13%；
（2）采用一粗七精浮选工艺流程评价药剂，与包钢宝山工业使用萤石捕收剂相比，浮选温度降低10℃，萤石精矿品位提高1.09%，尾矿品位降低0.36%，药剂单耗降低0.87%；
（3）采用一粗二精二扫浮选工艺流程评价药剂，与河钢柏泉工业使用磷矿捕收剂相比，磷矿精矿品位提高0.32%，尾矿品位降低0.09%，药剂单耗降低1.65%。
实施例3：
N-苄基-2-羟基乙氨基酸钠的制备：在反应釜中分别加入0.12 mol二氯乙酸和0.1mol异十二胺混合，加入200ml2mol/L碳酸钠溶液，在80℃条件下搅拌反应6小时后，加入30ml4mol/LNaOH溶液，在110℃条件下水解反应4小时，得到无色澄清溶液即为N-苄基-2-羟基乙氨基酸钠捕收剂。
产品性能：
（1）采用一粗一精三扫浮选工艺流程评价药剂，与齐选工业使用铁矿捕收剂相比，浮选温度降低10℃，铁精矿品位提高0.28%，尾矿铁品位降低0.48%，药剂单耗提高5.26%；
（2）采用一粗七精浮选工艺流程评价药剂，与包钢宝山工业使用萤石捕收剂相比，浮选温度降低10℃，萤石精矿品位提高1.38%，尾矿品位降低1.05%，药剂单耗降低2.42%；
（3）采用一粗二精二扫浮选工艺流程评价药剂，与河钢柏泉工业使用磷矿捕收剂相比，磷矿精矿品位提高0.19%，尾矿品位降低0.20%，药剂单耗降低1.89%。
Claims (4)
1.一种氧化矿物两性捕收剂，其特征在于，所述捕收剂为含有式R-NH-CH(OH)-COOM所示结构的氧化物两性捕收剂；其中M为Na+或K+中的一种；R为C5-15烷烃基或芳基；
所述捕收剂的制备方法包括以下步骤：
（1）以胺类为原料与二氯乙酸反应，生成如式R-NH-CH(Cl)-COOM所示结构的α-氯代胺基酸；
（2）α-氯代胺基酸与碱反应，生成如式R-NH-CH(OH)-COOM所示结构的氧化物两性捕收剂；
所述捕收剂用于铁矿、萤石矿或磷矿浮选。
2.根据权利要求1所述的一种氧化矿物两性捕收剂，其特征在于，步骤（1）胺类与二氯乙酸的摩尔比为1: 1.1~1.5，反应温度70℃~100℃，反应时间1h~8h。
3.根据权利要求1所述的一种氧化矿物两性捕收剂，其特征在于，步骤（2）α-氯代胺基酸与碱的摩尔比为1:1.1~1.2，反应温度100℃~120℃，反应时间3h~6h。
4.根据权利要求3所述的一种氧化矿物两性捕收剂，其特征在于，所述氧化矿物两性捕收剂单独使用或与脂肪酸类捕收剂组合使用。
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