CN1203046C - 一种用于铝土矿反浮选的取代胺类化合物 - Google Patents

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Abstract

一种用于铝土矿反浮选的取代胺类化合物。本发明采用胺基或者羟基化合物与共轭烯丙基化合物为原料，或者使用除丙烯腈外的其它共轭烯丙基化合物为原料，在一定温度下进行烷基化反应，然后进行还原，所得产物经酸化、碱析，减压蒸馏，真空干燥即得取代胺类化合物。采用取代胺类化合物替代十二胺作为铝土矿反浮选捕收剂，其对铝硅酸盐的捕收能力强。

Description

一种用于铝土矿反浮选的取代胺类化合物
[技术领域]本发明涉及一种替代十二胺作为一水硬铝石型铝土矿反浮选的有效捕收剂--取代胺类化合物，以及该化合物的制备方法。
[背景技术]一水硬铝石型铝土矿是我国铝土矿的主要资源，由于铝硅比低，我国现有的氧化铝生产方法主要有联合法、烧结法等工艺，其碱耗大、流程长、成本高的缺陷严重阻碍了我国铝工业的发展。采用“浮选脱硅—拜耳法”新工艺是我国铝工业发展的方向。
现在已基本定型的浮选方法是利用油酸等药剂采用正浮选工艺脱硅。但此法存在上浮量大、药剂消耗大等不足。采用反浮选工艺可以克服正浮选工艺存在的不足。目前在反浮选工艺中使用的捕收剂主要是十二胺。由于十二胺对铝硅酸盐捕收能力不强，致使铝土矿反脱硅工艺中铝硅酸盐矿物不能有效上浮。
[发明内容]本发明的目的是提供一种新的反浮选用捕收剂，以克服十二胺对一水硬铝石型铝土矿中脉石矿物——铝硅酸盐捕收能力不强的缺点。
本发明所述的替代十二胺用作捕收剂的化合物名称为取代胺类化合物，其分子式为：
RY(CH2)nNH2
其中：R为含1～20个碳原子的直、支链烷基、环烷基、芳香基或取代的直、支链烷基、环烷基、芳香基；
Y为NH或O，n等于1～3。
取代胺类化合物可通过以下方法制得。
在装有搅拌器、回流冷凝装置及恒压漏斗的反应器中，加入胺基或者羟基化合物，在室温和搅拌条件下，经恒压漏斗中缓慢滴加共轭烯丙基化合物，在10～100℃下进行烷基化反应。反应完毕后加入过量甲醇或乙醇，搅拌使之成为均相，再加入钠屑或钾屑在65～75℃条件下还原，或在Ranny Ni存在下，在加压条件下与氢气反应还原。
本发明还可使用除丙烯腈外的其它共轭烯丙基化合物为原料，烷基化反应则在50～60℃条件下进行，再用氨氨解，然后用金属氢化物还原，或用次氯酸钠加氢氧化钠霍夫曼降解。
上述所得产物经酸化、碱析，减压蒸馏，真空干燥即得取代胺类化合物。
所使用的胺基化合物，其化学通式为RNH2，式中R为含1～20个碳原子的直、支链烷基、环烷基、芳香基或取代的直、支链烷基、环烷基、芳香基；
所使用的羟基化合物，其化学通式为ROH，式中R为含1～20个碳原子的直、支链烷基、环烷基、芳香基或取代的直、支链烷基、环烷基、芳香基。
所使用的共轭烯丙基化合物，其化学通式为CH2＝CHX，式中X为-CN、-COOH、-COOCH3、-COOC2H5、-CONH2。
以胺基化合物、共轭烯丙基化合物为原料时，则其投料摩尔比为1∶0.9～1.1，最好为1∶1。
以羟基化合物、共轭烯丙基化合物为原料时，其投料摩尔比为1∶0.8～1.2，最好为1∶1。
采用取代胺类化合物替代十二胺作为铝土矿反浮选捕收剂，其对铝硅酸盐的捕收能力强，与十二胺相比结果如下表所示：
Figure C0211399900041
对比实验说明，DN12、DN14、DN16用于浮选铝硅酸盐类，所得指标明显优于十二胺。
[附图说明]
图1：为用胺基(羟基)化合物、共轭烯丙基化合物为原料，先经烷基化反应，再使用金属钠或钾和醇为还原剂，或用氢气为还原剂，Ranny Ni为催化剂，加压条件下还原合成取代胺类化合物的工艺流程图。
图2：为用胺基(羟基)化合物、共轭烯丙基化合物为原料，经烷基化反应，再使用氨氨解，再用金属氢化物还原，或用次氯酸钠和氢氧化钠霍夫曼降解，合成了取代胺类化合物的工艺流程图。
图1所示，在装有搅拌器、回流冷凝器及恒压漏斗的反应器中，加入胺基(羟基)化合物，用恒压漏斗滴加共轭烯丙基化合物，搅拌，在10～100℃下反应，直至烷基化反应完毕。再加入醇，和钠屑或钾屑，控温65～75℃，搅拌还原；或将亲核加成产物置于高压釜中，用RannyNi为催化剂，通入氢气还原。
图2所示，在装有搅拌器、回流冷凝器的反应釜中，加入胺基(羟基)化合物、共轭烯丙基化合物，在50～65℃条件下搅拌，烷基化反应直至完毕。再通入氨气氨化，加热蒸馏除水后，再加入金属氢化物还原。
[具体实施方式]
例1：在装有搅拌器、回流冷凝装置及恒压漏斗的500ml三颈瓶中，加入93克十二胺，加温使之熔化，在恒压漏斗中加入27克丙烯腈，边搅拌边滴加。滴加完毕后控温至30～35℃，搅拌回流5～7小时，升温至65～75℃，加入5摩尔乙醇，搅拌成均相，分数次加入3摩尔钠屑，搅拌回流4小时。停止搅拌和加热，加入少量水，减压蒸馏至干，加酸酸化至强酸性，除去固化物，再加碱，析出固相，抽滤，真空干燥，即得淡黄色或灰白色固体产品(DN12)，产率大于85％。取本品进行铝硅酸盐浮选实验，当其浓度为0.48g·L-1时，矿物上浮率分别为：高岭石86.03％、叶腊石72.88％、伊利石54.08％。
例2：在装有搅拌器、回流冷凝装置及恒压漏斗的500ml三颈瓶中，加入110克十四胺，稍升温使之熔融，在恒压漏斗中加入27克丙烯腈，边搅拌边缓慢滴加。滴加完毕后控温至35℃左右，搅拌回流7～9小时。将产物倾入高压反应釜中，用1mol乙醇溶解，再加入Ranny Ni，通入氢气升压还原，直至氢气量不再减少为止。将产物减压蒸馏，真空干燥，即得产品(DN14)。产率大于90％。取本品用0.54g·L-1浓度浮选铝硅酸盐矿物，矿物上浮率分别为：高岭石88.12％、叶腊石91.04％、伊利石57.96％。
例3：在装有搅拌器、回流冷凝装置及水分离器的500ml反应釜中，加入120克十六胺，45克丙烯酸甲酯，在50～65℃条件下搅拌回流9～12小时，通氨氨解，直至水不再分出为止，减压蒸馏除去多余水份，加入LiAlH4还原，将产物酸化，除去固化物，再碱析、抽滤，真空干燥得产品(DN16)。产率大于85％。取本品用0.6g·L-1浓度浮选铝硅酸盐矿物，矿物上浮率分别为：高岭石87.58％、叶腊石88.72％、伊利石58.03％。

Claims (4)

1.一种用于铝土矿反浮选的化合物，其特征在于：化合物名称为取代胺类化合物，分子式为：
RYCH2  CH2NH2
其中：R为含1～20个碳原子的直、支链烷基、环烷基、芳香基；
Y为NH或O。
2.一种制备权利要求1所述取代胺类化合物的方法，其特征在于：采用胺基或者羟基化合物与丙烯腈或丙烯酸或丙烯酸酯共轭烯丙基化合物为原料，首先进行烷基化反应，再经氨解，然后经霍夫曼降解反应得到产物。
3.一种制备权利要求1所述取代胺类化合物的方法，其特征在于：采用胺基或者羟基化合物与共轭烯丙基化合物丙烯酰胺为原料，首先进行烷基化反应，然后用霍夫曼降解反应得到产物。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所使用的胺基化合物，其化学通式为RNH2，式中R为含1～20个碳原子的直、支链烷基、环烷基、芳香基；
所使用的羟基化合物，其化学通式为ROH，式中R为含1～20个碳原子的直、支链烷基、环烷基、芳香基；
所使用的共轭烯丙基化合物，其化学通式为CH2＝CHX，式中X为-CN或-COOH或-COOCH3或-COOC2H5或-CONH2。
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