一種礦物浮選起泡劑及其製備方法
2023-05-09 18:14:06
專利名稱：一種礦物浮選起泡劑及其製備方法
技術領域：
本發明屬於礦石浮選技術領域，具體涉及一種礦物浮選起泡劑。同時，本發明還涉 及該起泡劑的製備方法。
背景技術：
起泡劑是礦石浮選的主要藥劑之一。我國礦山目前大量使用的起泡劑是松油醇， 企業一般沒有更多品種可供選擇，因此，在考慮從藥劑角度提高或改善選別指標時，人們往 往注重從捕收劑、調整劑等方面做工作，而忽略了起泡劑的能動作用。長期的研究表明，起 泡劑的性能對浮選指標的影響是顯著的。起泡劑一般是異極性的表面活性物質。在分子 結構中含有極性基團，如羥基-0H，在分子的另一端是非極性基，如烴基-R。由於起泡劑分 子結構的不對稱性，在有起泡劑的礦漿中充入大量空氣後，起泡劑分子就會優先地吸附在 氣-水界面上。疏水的非極性基力圖離開水中移入水面，而親水的極性基部分，則力圖進入 水中。由於醇類的化學活性遠不如羧酸類活潑，故這類起泡劑不具有捕收性而只有起泡 性。醇類起泡劑的溶解度一般較大，故起泡速度快，泡沫不粘，消泡容易，不具捕收性，不易 夾帶脈石細泥到泡沫中去，利於提高礦石品位。起泡劑中如含有羥基、醚基(兩類理想的極 性基團)，水化作用強，無捕收作用，PH值影響小，含有磺酸基，起泡能力強，親固性強。合成 帶支鏈的經磺化、醚化的脂肪醇浮選起泡劑具有較好的起泡性能。國外使用最廣的一種浮選起泡劑是甲基異丁基甲醇，亦稱甲基戊醇，代號MIBC。該 產品是以丙酮為原料經縮合而成，由於丙酮需要由糧食發酵並經異丙苯法生產得到，不僅 原料成本高，而且國內的生產技術也達不到要求。目前，MIBC浮選起泡劑在國內並無生產， 全部依靠進口，高昂的成本使其應用受到很大限制。現有技術中，中國專利CN1403206A曾 公開了 「一種礦物起泡劑及其製備」，以含帶支鏈的醇與環氧乙烷或環氧丙烷反應製備起泡 劑。但該方法需要在高溫、高壓環境下進行，反應條件較為苛刻，且最終產品不帶磺酸基，故 發泡性能並不理想。
發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種反應條件溫和、易於控制、轉化 率高、起泡性能好的礦物浮選起泡劑。本發明的目的還在於提供一種製備所述礦物浮選起泡劑的方法。本發明的目的通過以下技術方案予以實現。除非另有說明，本發明所採用的百分數均為重量百分數。一種礦物浮選起泡劑，其特徵在於所述的起泡劑為一端帶有-OH(羥 基)、-S03H(磺酸基)的極性基，另一端有不同碳原子的直鏈或支鏈烴基的非極性基的脂肪 醇醚磺酸鹽。所述礦物浮選起泡劑的製備方法，包括如下步驟
1、將帶支鏈的脂肪醇與環氧氯丙烷按照重量比1 1 4混合，加入佔混合物料 重量0. 0.5%的三乙基苄基氯化銨或四丁基溴化銨作為催化劑，加入佔混合物料重 量10% 35%的、濃度為重量百分數30% 60%的氫氧化鈉溶液，在50 90°C條件下攪 拌反應2 5小時，冷卻至室溫，蒸餾去除未反應的環氧氯丙烷，得到氯代脂肪醇醚；所述的 帶支鏈的脂肪醇為異丙醇、異丁醇或叔丁醇中的一種；2、將步驟(1)得到的氯代脂肪醇醚在室溫下攪拌加入0. 5 2mol/L的氫氧化鈉 溶液，氫氧化鈉溶液加入量為氯代脂肪醇醚重量的10% 20%，攪拌0. 5 1小時，得到脂
肪醇環氧基醚；3、將亞硫酸鈉與亞硫酸氫鈉按質量比5 1混合後製成飽和溶液，再按照重量比 1 1 3與步驟(2)得到的脂肪醇環氧基醚混合均勻，在50 80°C溫度下反應0. 5 2 小時，冷卻至室溫，在壓力為0. 06 0. 08MPa條件下減壓蒸發0. 5 1小時，加入10 15ml 異丙醇，靜置18 30小時，濾出沉澱出來的無機鹽，即得到所需的礦物浮選起泡劑。同現有技術相比，本發明具有以下優點1、雖然現有技術中有一些以化工原料為基礎合成的浮選起泡劑的報導，但真正實 現產業化和市場化的少之又少，原因要麼是生產成本高，要麼是生產工藝難控制、反應條件 苛刻，或是原料受限等。本發明以帶支鏈的脂肪醇和環氧氯丙烷為原料通過環氧化、磺化制 備得到一種高效的浮選起泡劑，其原料來源廣泛，價廉，合成工藝簡單，合成條件溫和，反應 易控制，易產業化。2、本發明的浮選起泡劑一端帶有烴基的非極性基，另一端帶有羥基、醚基和磺酸 基的極性基團，使起泡劑具備良好的親氣和親水性能，是一種性能優異、高效的浮選起泡 劑。3、該起泡劑是以脂肪醇為原料合成的，為鏈狀結構，比環狀結構的松油醇降解速 度快，有利於環境保護。4、由於該起泡劑的優異起泡性能，在礦物浮選中比一般起泡劑用量低，礦物回收 率高出0. 5% 2% ；5、由於原料價格、生產工藝、產品性能等方面的優勢，在礦物得到相同回收率情況 下，本發明的浮選起泡劑比同類產品的使用成本低10% 20%。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的保護範圍並不限於 此。實施例1取異丙醇IOg和環氧氯丙烷30g置150ml的圓底燒瓶中，攪拌混勻，依次加入三乙 基苄基氯化銨0. IOg和質量濃度為40%的氫氧化鈉溶液12ml，加熱到60 65°C，繼續攪 拌3小時，反應結束將反應產物冷卻至室溫。而後將反應產物置於旋轉蒸發儀減壓蒸餾出 未反應完的環氧氯丙烷，得產物氯代脂肪醇醚。取氯代脂肪醇醚30g置IOOml的圓底燒瓶 中，攪拌並緩慢加入1. Omol/L的氫氧化鈉溶液5g，室溫下攪拌反應50min，得到脂肪醇環氧 基醚。將亞硫酸鈉與亞硫酸氫鈉按質量比5 1混合後製成飽和溶液。取脂肪醇環氧基 醚10g、亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉飽和溶液20g依次加入到IOOml的圓底燒瓶中，攪拌加熱至
455 60°C，繼續攪拌1小時，反應完後冷卻至室溫，並把反應產物置於旋轉蒸發儀中，在壓 力為0. 08ΜΙ^條件下減壓蒸發40min，蒸出75% 85%的水分。濃縮產物加入IOml異丙醇 攪拌，靜置M小時，過濾除去沉澱物，即得脂肪醇醚磺酸鹽起泡劑產品。該產品起泡性能穩 定，適用于于一般的硫化銅礦、銅尾礦的浮選。實施例2取異丁醇12g和環氧氯丙烷30g置150ml的圓底燒瓶中，攪拌混勻，依次加入四丁 基溴化銨0. IOg和質量濃度為50%的氫氧化鈉溶液15ml，加熱到70 75°C，繼續攪拌4 小時，反應結束將反應產物冷卻至室溫。而後將反應產物置於旋轉蒸發儀減壓蒸餾出未反 應完的環氧氯丙烷，得產物氯代脂肪醇醚。取氯代脂肪醇醚30g置IOOml的圓底燒瓶中，攪 拌並緩慢加入0. 8mol/L的氫氧化鈉溶液6g，室溫下攪拌反應60min，得到脂肪醇環氧基醚。 將亞硫酸鈉與亞硫酸氫鈉按質量比5 1混合後製成飽和溶液。取脂肪醇環氧基醚10g、 亞硫酸鈉與亞硫酸氫鈉飽和溶液25g依次加入到IOOml的圓底燒瓶中，攪拌加熱至60 65°C，繼續攪拌1.5小時，反應完後冷卻至室溫，並把反應產物至旋轉蒸發儀中，在壓力為
0.07ΜΙ^條件下減壓蒸發50min，蒸出75% 85%的水分；濃縮產物加入12ml異丙醇攪拌， 靜置18小時，過濾除去沉澱物，即得脂肪醇醚磺酸鹽起泡劑產品。該產品微細氣泡較多，起 泡高度高，適用於鉛鋅礦、銅精礦的浮選。實施例3取叔丁醇IOg和環氧氯丙烷25g置150ml的圓底燒瓶中，攪拌混勻，依次加入四丁 基溴化銨0. 15g和質量濃度為60%的氫氧化鈉溶液15ml，加熱到80 85°C，繼續攪拌5小 時，反應結束將反應產物冷卻至室溫。而後將反應產物置旋轉蒸發儀減壓蒸餾出未反應完 的環氧氯丙烷，得產物氯代脂肪醇醚。取氯代脂肪醇醚25g置IOOml的圓底燒瓶中，攪拌並 緩慢加入0. 5mol/L的氫氧化鈉溶液2. 5g，室溫下攪拌反應30min，得到脂肪醇環氧基醚。將 亞硫酸鈉與亞硫酸氫鈉按質量比5 1混合後製成飽和溶液，取上述脂肪醇環氧基醚12g、 飽和溶液36g依次加入到150ml的圓底燒瓶中，攪拌加熱至60 65°C，繼續攪拌0. 5小時， 反應完後冷卻至室溫，並把反應產物置於旋轉蒸發儀中，在壓力為0. OSMPa條件下減壓蒸 發60min，蒸出75% 85%的水分；將濃縮產物加入15ml異丙醇攪拌，靜置30小時，過濾 除去沉澱物，即得脂肪醇醚磺酸鹽起泡劑產品。該產品起泡性能好，穩定性較好，可用於硫 化銅、氧化銅礦的浮選。應用實施例本發明實施例3所得浮選起泡劑與松油醇(2#油)、MIBC浮選礦的對比結果見表
1、表 表1實施例3與松油醇(2#油)浮選某銅礦的結果
權利要求
1.一種礦物浮選起泡劑，其特徵在於所述的起泡劑為一端帶有羥基、磺酸基的極性 基，另一端有不同碳原子的直鏈或支鏈烴基的非極性基的脂肪醇醚磺酸鹽。
2.製備權利要求1所述礦物浮選起泡劑的方法，包括如下步驟(1)將帶支鏈的脂肪醇與環氧氯丙烷按照重量比1 1 4混合，加入佔混合物料重 量0. 0.5%的三乙基苄基氯化銨或四丁基溴化銨作為催化劑，加入佔混合物料重量 10% 35%的、濃度為重量百分數30% 60%的氫氧化鈉溶液，在50 90°C條件下攪拌 反應2 5小時，冷卻至室溫，蒸餾去除未反應的環氧氯丙烷，得到氯代脂肪醇醚；所述的帶 支鏈的脂肪醇為異丙醇、異丁醇或叔丁醇中的一種；(2)將步驟(1)得到的氯代脂肪醇醚在室溫下攪拌加入0.5 2mol/L的氫氧化鈉溶 液，氫氧化鈉溶液加入量為氯代脂肪醇醚重量的10% 20%，攪拌0. 5 1小時，得到脂肪 醇環氧基醚；(3)將亞硫酸鈉與亞硫酸氫鈉按質量比5 1混合後製成飽和溶液，再按照重量比 1 1 3與步驟(2)得到的脂肪醇環氧基醚混合均勻，在50 80°C溫度下反應0. 5 2 小時，冷卻至室溫，在壓力為0. 06 0. 08MPa條件下減壓蒸發0. 5 1小時，加入10 15ml 異丙醇，靜置18 30小時，濾出沉澱出來的無機鹽，即得到所需的礦物浮選起泡劑。
全文摘要
本發明公開了一種礦物浮選起泡劑及其製備方法。以帶支鏈的脂肪醇和環氧氯丙烷為原料通過環氧化、磺化製備得到。該起泡劑為一端帶有-OH、-SO3H的極性基，另一端有不同碳原子的直鏈或支鏈烴基的非極性基的脂肪醇醚磺酸鹽。其原料來源廣泛，價廉，合成工藝簡單，合成條件溫和，反應易控制，易產業化。該起泡劑具備良好的親氣和親水性能，起泡性能優異。比環狀結構的松油醇降解速度快，有利於環境保護。與現有產品相比，礦物回收率高出0.5％～2％，而使用成本則降低10％～20％。
文檔編號B03D103/02GK102120197SQ201010560020
公開日2011年7月13日 申請日期2010年11月26日 優先權日2010年11月26日
發明者劉謀盛, 楊亞玲, 鄭偉, 鄭天宇 申請人:昆明孚銳特經貿有限公司