CN115837317B - 一种氧化矿室温浮选捕收剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种氧化矿室温浮选捕收剂及其应用，捕收剂结构式为R‑O‑(CH2CH2O)n‑CH2CH2COOM。制备方法：醇类与环氧乙烷的摩尔比为1:2.2~5.5，醋酸钠为醇质量百分比的0.02%~0.05%，反应温度50℃~90℃，反应时间3h~5h，脂肪醇聚氧乙烯醚与丙烯腈的摩尔比为1:1.0~1.2，碱为脂肪醇聚氧乙烯醚质量百分比的0.02%~0.08%，反应温度40℃~60℃，反应时间1h~3h，脂肪醇聚氧乙烯醚腈与酸的摩尔比为1:1.0~1.5，反应温度90℃~120℃，反应时间2h~6h，碱中和至碱性得到氧化矿室温浮选捕收剂。本发明捕收剂可作为铁矿、萤石矿和磷矿室温浮选捕收剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化矿室温浮选捕收剂，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资源全球需求量很大，高品位易选矿越来越少，贫杂细矿物越来越多，要获得符合工业需求的精矿和产量必须要经过浮选，浮选过程中决定选矿指标的关键核心技术是捕收剂种类、结构和性能。目前，工业上用于铁矿、萤石矿和磷矿浮选的捕收剂主要是含有羧基的脂肪族化合物，其中油酸应用范围和使用量最大。脂肪酸类捕收剂浮选时需要较高的温度才能获得合格的选矿指标，特别是北方冬季需要向矿浆中通入大量的蒸汽加热矿浆，才能使脂肪酸类捕收剂发挥较高的捕收能力和选择性，才能获得合格的精矿和高的产量。大量蒸汽需要消耗煤炭或天然气燃烧锅炉产生，燃烧锅炉不仅会产生大量二氧化碳，还会产生氮氧、硫氧等化合物污染空气。所以，发明合成一种一年四季室温浮选的捕收剂，尤其是冬季温度低时也不需要向矿浆中通入蒸汽，就能获得合格的精矿品位和高的产量，这是本目前捕收剂领域急需要解决的。
发明内容
本发明的目的是提供了一种氧化矿室温浮选捕收剂及其应用，在室温条件下对铁矿、萤石矿或磷矿氧化矿物浮选，能获得合格的精矿品位和高的产量，用量低。
本发明一方面提供了一种氧化矿室温浮选捕收剂，该捕收剂含有结构式为：R-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2COOM，其中M为Na+或K+中的一种；R为C5-10烃基，n为2-5。
本发明另一方面提供了氧化矿室温浮选捕收剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）以醋酸钠为催化剂，醇与环氧乙烷反应，生成如式R-O-(CH2CH2O)n-H所示结构的脂肪醇聚氧乙烯醚；
（2）以碱为催化剂，脂肪醇聚氧乙烯醚与丙烯腈反应，生成如式R-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2CN所示结构的脂肪醇聚氧乙烯醚腈；
（3）脂肪醇聚氧乙烯醚腈在酸性条件下水解，碱中和，生成如式R-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2COOM所示结构的氧化矿室温浮选捕收剂；
上述技术方案中，进一步地，步骤（1）醇类与环氧乙烷的摩尔比为1:2.2~5.5，醋酸钠为醇质量百分比的0.02%~0.05%，反应温度50℃~90℃，反应时间3h~5h。
上述技术方案中，进一步地，步骤（2）脂肪醇聚氧乙烯醚与丙烯腈的摩尔比为1:1.0~1.2，碱为脂肪醇聚氧乙烯醚质量百分比的0.02%~0.08%，反应温度40℃~60℃，反应时间1h~3h。
上述技术方案中，进一步地，步骤（3）脂肪醇聚氧乙烯醚腈与酸的摩尔比为1:1.0~1.2，反应温度90℃~120℃，反应时间2h~6h。
本发明第三方面提供了室温浮选捕收剂在铁矿、萤石矿和磷矿浮选中的应用。
进一步地，在上述应用中，所述氧化矿室温浮选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：本发明提供的室温浮选捕收剂的制备方法简单，原料来源广。制备的室温浮选捕收剂在室温浮选时，对目的矿物捕收能力和选择性强，能获得合格的精矿品位和产量高的产品，对“双碳”条件下铁矿、萤石矿或磷矿绿色开发具有重要意义。
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：
C5H11-O-(CH2CH2O)3-CH2CH2COONa的制备：在反应釜中分别加入0.20 mol戊醇-1和0.0053g醋酸钠混合，氮气置换，升温至70℃，通入0.66mol环氧乙烷，搅拌反应4小时后，冷却至50℃，加入0.0138g氢氧化钾和0.22mol丙烯腈，在50℃条件下反应2小时，然后加入重量百分比浓度为70%的硫酸15.5g，加热至110℃，搅拌水解4小时，加入碱中和至碱性，得到无色澄清溶液即为C5H11-O-(CH2CH2O)3-CH2CH2COONa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，浮选温度为15℃，与鞍钢集团矿山公司工业使用铁矿捕收剂相比，铁精矿品位提高0.14%，尾矿铁品位降低0.98%，铁矿石收率提高1.5%。
（2）采用一粗七精浮选工艺流程评价药剂，浮选温度为15℃，与包钢集团工业使用萤石捕收剂相比，萤石精矿品位提高1.43%，尾矿品位降低0.54%，萤石收率提高1.82%。
（3）采用一粗二精二扫浮选工艺流程评价药剂，浮选温度为15℃，与河钢集团柏泉选矿厂工业使用磷矿捕收剂相比，磷矿精矿品位提高0.40%，尾矿品位降低0.09%，磷矿收率提高1.21%。
实施例2：
C8H17-O-(CH2CH2O)3-CH2CH2COONa的制备：在反应釜中分别加入0.20 mol辛醇-1和0.0075g醋酸钠混合，氮气置换，升温至80℃，通入0.66mol环氧乙烷，搅拌反应3小时后，冷却至50℃，加入0.0152g氢氧化钾和0.22mol丙烯腈，在60℃条件下反应1.5小时，冷却后，加入重量百分比浓度为70%的硫酸16.8g，加热至100℃，搅拌水解5小时，加入碱中和至碱性，得到无色澄清溶液即为C8H17-O-(CH2CH2O)3-CH2CH2COONa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，浮选温度为20℃，与鞍钢集团矿山公司工业使用铁矿捕收剂相比，铁精矿品位提高0.12%，尾矿铁品位降低1.02%，铁矿石收率提高1.62%。
（2）采用一粗七精浮选工艺流程评价药剂，浮选温度为20℃，与包钢集团工业使用萤石捕收剂相比，萤石精矿品位提高1.50%，尾矿品位降低0.48%，萤石收率提高1.69%。
（3）采用一粗二精二扫浮选工艺流程评价药剂，浮选温度为20℃，与河钢集团柏泉选矿厂工业使用磷矿捕收剂相比，磷矿精矿品位提高0.36%，尾矿品位降低0.07%，磷矿收率提高1.05%。
实施例3：
C8H17-O-(CH2CH2O)5-CH2CH2COONa的制备：在反应釜中分别加入0.20 mol辛醇-1和0.0075g醋酸钠混合，氮气置换，升温至55℃，通入1.10mol环氧乙烷，搅拌反应6小时后，冷却至50℃，加入0.0165g氢氧化钾和0.22mol丙烯腈，在90℃条件下反应1小时，冷却后，加入重量百分比浓度为70%的硫酸16.3g，加热至100℃，搅拌水解6小时，加入碱中和至碱性，得到无色澄清溶液即为C8H17-O-(CH2CH2O)5-CH2CH2COONa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，浮选温度为25℃，与鞍钢集团矿山公司工业使用铁矿捕收剂相比，铁精矿品位提高0.05%，尾矿铁品位降低0.32%，铁矿石收率提高0.68%。
（2）采用一粗七精浮选工艺流程评价药剂，浮选温度为25℃，与包钢集团工业使用萤石捕收剂相比，萤石精矿品位提高0.36%，尾矿品位降低0.09%，萤石收率提高0.53%。
（3）采用一粗二精二扫浮选工艺流程评价药剂，浮选温度为25℃，与河钢集团柏泉选矿厂工业使用磷矿捕收剂相比，磷矿精矿品位提高0.56%，尾矿品位降低0.03%，磷矿收率提高0.47%。
实施例4：
C10H21-O-(CH2CH2O)5-CH2CH2COONa的制备：在反应釜中分别加入0.20 mol癸醇-1和0.0126g醋酸钠混合，氮气置换，升温至70℃，通入1.10mol环氧乙烷，搅拌反应4小时后，冷却至50℃，加入0.0175g氢氧化钾和0.22mol丙烯腈，在55℃条件下反应2小时，冷却后，加入重量百分比浓度为70%的硫酸16.3g，加热至120℃，搅拌水解2小时，加入碱中和至碱性，得到无色澄清溶液即为C10H21-O-(CH2CH2O)5-CH2CH2COONa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，浮选温度为10℃，与鞍钢集团矿山公司工业使用铁矿捕收剂相比，铁精矿品位提高0.13%，尾矿铁品位降低0.78%，铁矿石收率提高0.97%。
（2）采用一粗七精浮选工艺流程评价药剂，浮选温度为10℃，与包钢集团工业使用萤石捕收剂相比，萤石精矿品位提高0.21%，尾矿品位降低0.87%，萤石收率提高0.99%。
（3）采用一粗二精二扫浮选工艺流程评价药剂，浮选温度为10℃，与河钢集团柏泉选矿厂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0.01%，磷矿收率提高0.66%。
Claims (5)
1.一种氧化矿室温浮选捕收剂，其特征在于，所述捕收剂为含有式R-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2COOM所示结构的氧化矿室温浮选捕收剂；其中M为Na+或K+中的一种；R为C5-10烃基，n为2-5；
所述捕收剂的制备方法包括以下步骤：
（1）以醋酸钠为催化剂，醇与环氧乙烷反应，生成如式R-O-(CH2CH2O)n-H所示结构的脂肪醇聚氧乙烯醚；
（2）以碱为催化剂，脂肪醇聚氧乙烯醚与丙烯腈反应，生成如式R-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2CN所示结构的脂肪醇聚氧乙烯醚腈；
（3）脂肪醇聚氧乙烯醚腈在酸性条件下水解，碱中和，生成如式R-O-(CH2CH2O)n-CH2CH2COOM所示结构的氧化矿室温浮选捕收剂；
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所述的一种氧化矿室温浮选捕收剂，其特征在于，步骤（1）醇类与环氧乙烷的摩尔比为1:2.2~5.5，醋酸钠为醇质量百分比的0.02%~0.05%，反应温度50℃~90℃，反应时间3h~5h。
3.根据权利要求1所述的一种氧化矿室温浮选捕收剂，其特征在于，步骤（2）脂肪醇聚氧乙烯醚与丙烯腈的摩尔比为1:1.0~1.2，碱为脂肪醇聚氧乙烯醚质量百分比的0.02%~0.08%，反应温度40℃~60℃，反应时间1h~3h。
4.根据权利要求1所述的一种氧化矿室温浮选捕收剂，其特征在于，步骤（3）脂肪醇聚氧乙烯醚腈与酸的摩尔比为1:1.0~1.5，反应温度90℃~120℃，反应时间2h~6h。
5.根据权利要求4所述的一种氧化矿室温浮选捕收剂，其特征在于，所述氧化矿室温浮选捕收剂单独使用或与脂肪酸类捕收剂组合使用。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 杨向丰.无催化氧化煤油对低阶煤泥的浮选效果研究.《煤炭科学技术》.2016,第第46卷卷(第第46卷期),202-208. * |
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