[发明专利]胍类化合物在铝土矿反浮选中的应用及制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及一种新颖的铝土矿反浮选脱硅捕收剂——胍类化合物的应用，以及该类化合物的制备方法。

[背景技术]

我国铝土矿资源丰富，主要为一水硬铝石型铝土矿，由于铝硅比低，我国主要采用烧结法和混联法生产氧化铝，与处理高铝硅比铝土矿的拜耳法相比，这两种技术存在着生产能耗高、工艺流程长、建设投资大、吨产品成本高等缺点，严重制约了我国氧化铝工业的发展。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。正浮选脱硅已经能够达到拜耳法生产用铝土矿铝硅比的要求，但正浮选工艺流程存在药耗高、泡沫量大、精矿脱水困难等不足。采用反浮选工艺可克服正浮选工艺存在的不足。反浮选脱硅中，硅(铝)酸盐矿物强捕收剂的研发是技术关键之一。目前在反浮选工艺中使用的捕收剂主要是十二胺、季铵盐类化合物、取代胺类化合物RY(CH₂)₂NH₂(CN1203046C，Y为O或NH、R为含1～20个碳原子的直、支链烷基、环烷基、烯基或芳香基)和复合型季铵盐类阳离子捕收剂(CN1220555C)等。但现有的捕收剂仍需要提高选择性和捕收能力，且还存在着重不能适应的更宽的矿浆酸碱度范围等不足。

胍基化合物是具有生物活性的强有机碱之一，它在生理的pH介质中就能质子化，形成带正电荷的基团，能与底物形成静电荷相互作用；另外胍基上的氮原子和氢原子多，容易形成氢键作用，而且能形成具有几何构型的氢键结构；由于氨基和各种酸能生成水溶性的盐，所以含有胍基的药物不但容易在体内输送，而且使吸收、渗透更具有选择性。烷基胍类化合物同样为强有机碱，其常用作为杀菌剂、表面活性剂和阴离子萃取剂等，但未见其应用于浮选领域的报道。

[发明内容]

本发明的目的是提供一种胍类化合物作为新的反浮选脱硅用捕收剂，以克服十二胺、季铵盐等对铝土矿中脉石矿物——硅(铝)酸盐捕收能力不强和选择性较差的缺点。

本发明的另一目的旨在提供所述的胍类化合物的制备方法。

本发明的目的是通下述方式实现的：

由式I所示结构的单胍化合物，或式II所示结构的双胍化合物用作铝土矿反浮选捕收剂，

其中R¹为含6至20个碳原子的直、支链烷基、环烷基、烯基或芳香基；R²为H原子或含1至8个碳原子的直、支链烷基、环烷基、烯基或芳香基；H_nX为无机酸或有机酸，n＝1～3。

H_nX优选自醋酸、硫酸、盐酸、硝酸和磷酸等。

R¹为含8至18个碳原子的直、支链烷基、环烷基、烯基或芳香基，R²为H原子或含1至8个碳原子的直、支链烷基、环烷基、烯基或芳香基；R¹和R²的碳原子数之和为8～26。

胍类化合物可通过以下方法制得。

式I的单胍化合物制备过程为：将有机胺与单氰胺在酸性介质中进行反应，反应温度80～150℃，反应时间1～5小时，得到产物单胍化合物，产物不经提纯即可作为铝土矿反浮选捕收剂。其化学反应式见式(1)。

式I的单胍化合物的制备还可以通过有机胺与O-甲基异脲盐(包括硫酸盐、醋酸盐、盐酸盐)在乙醇和水作溶剂的条件下进行反应，反应温度30～100℃，反应时间2～8小时，反应完成后减压蒸馏脱除部分溶剂后得到单胍化合物产品，即可作为铝土矿反浮选捕收剂。其反应方程式见式(2)。

式II的双胍类化合物制备过程为：将有机胺与双氰胺在二价铜盐存在下进行反应，反应温度50～100℃，反应时间5～15小时；然后将反应混合物硫化脱除硫化铜，减压蒸馏脱除部分溶剂后得到双胍盐类化合物产品，即可用作铝土矿反浮选捕收剂。其化学反应式见式(3)。

所述的有机胺，其化学通式为R¹NHR²其中R¹为含6至20个碳原子的直、支链烷基、环烷基、烯基或芳香基；R²为H原子或含1至8个碳原子的直、支链烷基、环烷基、烯基或芳香基。

本发明所述铝土矿反浮选脱硅捕收剂的制备方法具有以下特点：制备过程简单，粗产物即可用作浮选捕收剂，其转化产率为75％～95％。