油酸醯胺型浮選劑及其製備方法

2023-05-16 19:52:06 1

專利名稱：油酸醯胺型浮選劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種浮選劑，具體的是一種油酸醯胺型浮選劑及其製備方法。

背景技術：
我國磷礦資源儲量大，僅次於美國和摩洛哥，位於第三，並且磷礦的分布也比較集中。但富礦資源少，中低品位礦較多，易選礦少，開採難度大。因此，加強中低品位磷礦浮選技術的研究具有重要意義。傳統的一些磷礦浮選的方法主要採用高級脂肪酸鹽等陰離子表面活性劑作為捕收劑，在常溫下效果不是很好。其主要不足是選擇性差，常溫浮選指標低。針對脂肪酸類浮選劑的不足，目前趨向於採用多官能團化合物作為捕收劑，當分子上有兩個及以上極性官能團時浮選效果較好，而弱電離或非離子型表面活性劑在磷礦浮選方面備受關注。


發明內容
本發明所要解決的問題是針對上述現有技術提出一類油酸醯胺型浮選劑，溫度對其浮選效果影響小，而且原料價廉易得，浮選效果更好。
本發明的另一個目的是提出油酸醯胺型浮選劑的合成方法，其生產方法簡單。
本發明為解決上述提出的問題所採用的解決方案為油酸醯胺型浮選劑，其特徵在於包括有植物油酸和氨氣製備而成，各原料的摩爾比為植物油酸∶氨氣＝1∶2-3。
按上述方案，所述的油酸醯胺型浮選劑具有通式I所表示的結構式
其中R為碳數為17-20的帶有雙鍵的烴基。
按上述方案，還包括有氯氣，各原料的摩爾比為植物油酸∶氯氣∶氨氣＝1∶2-3∶2-3，所述的油酸醯胺型浮選劑具有通式II所表示的結構式
其中R為碳數為17-20的帶有雙鍵的烴基。
按上述方案，所述的植物油酸為大豆油酸或菜子油酸。
油酸醯胺型浮選劑的製備方法，包括有以下依次步驟 1)按植物油酸和氨氣的摩爾比為1∶2-3準備植物油酸和氨氣，備用； 2)油酸醯胺的合成取植物油酸於帶有分水器的三口燒瓶中，加入催化劑，通入氨氣，加熱攪拌升溫至160～170℃，持續反應10-12小時，即得油酸醯胺型浮選劑。
按上述方案，所述的催化劑為100-300目的矽膠或礬土。
α-氯代油酸醯胺型浮選劑的製備方法，包括有以下依次步驟 1)按植物油酸、氯氣和氨氣的摩爾比為1∶2-3∶2-3準備植物油酸、氯氣和氨氣，備用； 2)α-氯代油酸的合成取植物油酸於三口燒瓶中，加入催化劑，控制溫度105-115℃，連續通入氯氣10-12小時，即得α-氯代油酸； 3)α-氯代油酸醯胺的合成取步驟2)中所得的α-氯代油酸於帶有分水器的三口燒瓶中，加入催化劑，通入氨氣，加熱攪拌升溫至160～170℃，持續反應10-12小時，即得α-氯代油酸醯胺型浮選劑。
按上述方案，步驟2)所述的催化劑為紅磷。
使用時，將上述油酸醯胺型浮選劑或α-氯代油酸醯胺型浮選劑與助溶劑SDS、增溶劑SDBS、乳化劑T-40等一起按質量比例2∶1-1.5∶1-1.5∶2-3混配，進行浮選。
本發明與現有浮選劑相比具有以下優點與常規高級脂肪酸相比油酸醯胺型浮選劑的加入明顯提高了磷的選擇性，浮選效果更好，選礦綜合效率明顯提高；原料易得、價格低廉、合成路線簡單，降低了選礦成本，克服了現有技術的不足。



圖1為本發明實施例1所得α-氯代油酸醯胺的紅外吸收光譜圖。
碳-氧雙鍵的吸收帶應該在1690～1650cm-1，但由於α-氯代的影響，使得碳-氧雙鍵的頻率向高頻處移動10～30cm-1，故而在1719.36cm-1和1657.54cm-1之間有碳-氧雙鍵的強吸收峰，碳-氯鍵在732.45cm-1處有吸收峰。伯醯胺的N-H吸收峰應該在3350cm-1左右，紅外光譜上在3358.76cm-1處為醯胺的N-H強吸收峰。所以整個化合物結構的紅外吸收峰都得到證實。
圖2為本發明實施例1所得油酸醯胺的紅外吸收光譜圖。
碳-氧雙鍵的吸收帶應該在1690～1650cm-1，在1710.11cm-1和1659.83cm-1之間有碳-氧雙鍵的強吸收峰。伯醯胺的N-H吸收峰應該在3350cm-1左右，紅外光譜上在3357.50cm-1處為醯胺的N-H強吸收峰。所以整個化合物結構的紅外吸收峰都得到證實。

具體實施例方式 下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不能作為對本發明的限定。
實施例1 (1)α-氯代油酸醯胺的合成 ①稱取500g大豆油酸置於三口燒瓶中，一端用通有玻管(通氯氣)的塞子塞住(玻管插到燒瓶底部)，另一端用乾燥管接通尾氣，尾氣用氫氧化鈉吸收，保持裝置的氣密性。加少量紅磷1-2g作為催化劑，在機械攪拌下通入氯氣，並用減壓閥和流量計調節氯氣流量為80ml/min，控制溫度在110℃反應10小時。再將產物在130℃左右進行減壓抽濾，除去混有的HCl氣體和過量的Cl2氣，即得所需α-氯代油酸。
②取500mL的α-氯代油酸於1000mL的三口燒瓶(帶有分水器)中，加入4.5g矽膠(200-250目)作為催化劑，將三口燒瓶放在恆溫加熱磁力攪拌器上加熱，升溫至160℃，以100L/h的速度通入氨氣，反應12h即得棕黑色膏狀產物α-氯代油酸醯胺。
(2)油酸醯胺的合成 取500mL的大豆油酸於1000mL的三口燒瓶(帶有分水器)中，加入4.5g矽膠(200-250目)作催化劑，將三口燒瓶放在恆溫加熱磁力攪拌器上加熱，升溫至160℃，以100L/h的速度通入氨氣，反應12h即得棕黑色膏狀產物油酸醯胺。
實施例2 (1)α-氯代油酸醯胺的合成 取1000mL的α-氯代油酸(α-氯代油酸的製備同實施例1，但植物油酸採用用菜籽油酸)於2000mL的三口燒瓶(帶有分水器)中，加入10g矽膠作催化劑，將三口燒瓶放在油浴鍋上加熱，升溫至160℃，以100L/h的速度通入氨氣，反應12h即得棕黑色膏狀產物α-氯代油酸醯胺。
(2)油酸醯胺的合成 取1000mL的大豆油酸於2000mL的三口燒瓶(帶有分水器)中，加入10g矽膠作為催化劑，將三口燒瓶放在油浴鍋上加熱，升溫至160℃，以100L/h的速度通入氨氣，反應12h即得棕黑色膏狀產物油酸醯胺。
實施例3 (1)α-氯代油酸醯胺的合成 取1000mL的α-氯代油酸(α-氯代油酸的製備同實施例1)於2000mL的三口燒瓶(帶有分水器)中，加入10g矽膠作催化劑，將三口燒瓶放在油浴鍋上加熱，升溫至170℃，以100L/h的速度通入氨氣，反應10h即得棕黑色膏狀產物α-氯代油酸醯胺。
(2)油酸醯胺的合成 取1000mL的大豆油酸於2000mL的三口燒瓶(帶有分水器)中，加入10g矽膠作為催化劑，將三口燒瓶放在油浴鍋上加熱，升溫至170℃，以100L/h的速度通入氨氣，反應10h即得棕黑色膏狀產物油酸醯胺。
用實施例1所製得的α-氯代油酸醯胺及油酸醯胺浮選劑分別對某難選膠磷礦進行浮選，未浮選前幾種主要成分和百分含量 正浮選的方法加入碳酸鈉調節pH值並抑制Ca2+，Mg2+，矽酸鈉抑制SiO2，六偏磷酸鈉抑制各種金屬，再加入本發明的浮選劑，將有用的膠磷礦浮出。
經一次常溫粗選實驗得到數據
用實施例2所製得的α-氯代油酸醯胺及油酸醯胺浮選劑分別對某難選膠磷礦進行浮選，同理可得數據
由以上數據我們可以看到，常溫下的浮選所得精礦品位和回收率均取得較好的效果。
浮選結果表明由於捕收劑分子中引入了氨基，該捕收劑是非離子型表面活性劑，非離子表面活性劑在水中不電離，不以離子形式存在，所以它在浮選方面比某些離子型表面活性劑優越。非離子型的油酸醯胺型浮選劑，有較好的起泡性和分散性，在常溫下對磷礦的浮選效果較好，經一次粗選所得精礦品位較高，回收率也較高。
權利要求
1.油酸醯胺型浮選劑，其特徵在於包括有植物油酸和氨氣製備而成，各原料的摩爾比為植物油酸∶氨氣＝1∶2-3。
2.按權利要求1所述的油酸醯胺型浮選劑，其特徵在於所述的油酸醯胺型浮選劑具有通式I所表示的結構式
其中R為碳數為17-20的帶有雙鍵的烴基。
3.按權利要求1所述的油酸醯胺型浮選劑，其特徵在於還包括有氯氣，各原料的摩爾比為植物油酸∶氯氣∶氨氣＝1∶2-3∶2-3，所述的油酸醯胺型浮選劑具有通式II所表示的結構式
其中R為碳數為17-20的帶有雙鍵的烴基。
4.按權利要求1或2或3所述的油酸醯胺型浮選劑，其特徵在於所述的植物油酸為大豆油酸或菜子油酸。
5.權利要求1所述的油酸醯胺型浮選劑的製備方法，包括有以下依次步驟
1)按植物油酸和氨氣的摩爾比為1∶2-3準備植物油酸和氨氣，備用；
2)油酸醯胺的合成取植物油酸於帶有分水器的三口燒瓶中，加入催化劑，通入氨氣，加熱攪拌升溫至160～170℃，持續反應10-12小時，即得油酸醯胺型浮選劑。
6.按權利要求5所述的油酸醯胺型浮選劑的製備方法，其特徵在於所述的催化劑為100-300目的矽膠或礬土。
7.權利要求3所述的油酸醯胺型浮選劑的製備方法，包括有以下依次步驟
1)按植物油酸、氯氣和氨氣的摩爾比為1∶2-3∶2-3準備植物油酸、氯氣和氨氣，備用；
2)α-氯代油酸的合成取植物油酸於三口燒瓶中，加入催化劑，控制溫度105-115℃，連續通入氯氣10-12小時，即得α-氯代油酸；
3)α-氯代油酸醯胺的合成取步驟2)中所得的α-氯代油酸於帶有分水器的三口燒瓶中，加入催化劑，通入氨氣，加熱攪拌升溫至160～170℃，持續反應10-12小時，即得α-氯代油酸醯胺型浮選劑。
8.按權利要求7所述的油酸醯胺型浮選劑的製備方法，其特徵在於步驟2)所述的催化劑為紅磷。
9.按權利要求7或8所述的油酸醯胺型浮選劑的製備方法，其特徵在於步驟3)所述的催化劑為100-300目的矽膠或礬土。
全文摘要
本發明涉及一種油酸醯胺型浮選劑及其製備方法，包括有植物油酸和氨氣製備而成，各原料的摩爾比為植物油酸∶氨氣＝1∶2-3，或者還包括有氯氣，各原料的摩爾比為植物油酸∶氯氣∶氨氣＝1∶2-3∶2-3，包括有以下步驟1)準備植物油酸、氯氣和氨氣；2)取植物油酸於容器中，加入催化劑，連續通入氯氣，得α-氯代油酸；3)取步驟2)中所得的α-氯代油酸於容器中，加入催化劑，通入氨氣，加熱攪拌升溫，持續反應10-12小時，即可。本發明與常規高級脂肪酸相比油酸醯胺型浮選劑的加入明顯提高了磷的選擇性，浮選效果更好，選礦綜合效率明顯提高；原料易得、價格低廉、合成路線簡單，降低了選礦成本。
文檔編號B03D103/04GK101767063SQ201010028958
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月12日 優先權日2010年1月12日
發明者黃齊茂, 潘志權, 陳德明, 瞿定峰, 周紅, 胡學雷 申請人:武漢工程大學