[发明专利]一种环境友好型胺类阳离子捕收剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及选矿药剂，具体的说是一种易生物降解的胺类阳离子捕收剂，并阐述了其在 选矿浮选中的使用方法。

背景技术

就铁矿石浮选而言，国内外使用较为普遍的是阴离子型捕收剂，它们在铁矿石浮选中可 以作为正浮选捕收剂，也可以作为反浮选捕收剂，但存在的缺点是：阴离子反浮选工艺除使 用捕收剂以外，还需要抑制剂、活化剂及pH值调整剂，药剂品种多、耗量大、费用高。阳 离子反浮选与其相比，药剂制度简单，仅使用阳离子捕收剂就可以实现脱硅的目的，同时还 具有良好的耐低温性能，可在10℃左右实现工业生产。采用阳离子反浮选工艺可以节省大笔 加温费用，降低生产成本。所以，对于追求利润最大化的国内外企业来说，大多采用阳离子 反浮选工艺。

目前，国内外常用的胺类阳离子捕收剂主要有酰胺、醚胺、多胺、缩合胺及其盐等。国 内外近些年来也研制了不少高效选矿药剂，但往往因生产成本较高而不被矿山采用。但这些 药剂用量少，并可改善选矿指标，生产成本不一定比用老药剂大，如果再考虑到环保方面的 意义，这些新药剂就该大力推广使用。我国矿山所使用的选矿药剂大部分是高毒、高污染的 低档次品种，阳离子反浮选在我国相对较少。近年来，随着我国大力提倡发展集约型经济， 降低能耗、友好环境，阳离子捕收剂在我国得到了迅速的发展。但目前国内外常用的胺类阳 离子捕收剂存在以下缺点：常规的胺类阳离子捕收剂浮选前需用酸中和，以提高它在水中的 增浴作用，而在实际工业生产中，酸性环境一个明显缺点是易腐蚀设备；浮选时起泡量大， 泡沫发粘、难消泡、流动性差、泡沫产品难处理；胺类捕收剂的氨氮对水质有一定的污染， 在水体中难以自然降解。因此，积极开展高效低毒低污染生态型胺类阳离子捕收剂的研究具 有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：合成一种易生物降解，环境友好，药剂制度简单，不易 腐蚀设备，有良好捕收力和选择性的新型胺类阳离子捕收剂。提供易操作的制备该药剂的合 成方法，满足铁矿石反浮选除杂的实用性要求。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的环境友好型胺类阳离子捕收剂为ZJ，其为含双酯基的氯化铵阳离子表面活 性剂，其通式为：

通式中：R烷基碳链长度为C₆～C₁₈，R1烷基碳链长度为C₁～C₄，酯基个数为2个，季 铵基个数为1个。

本发明提供的上述环境友好型胺类阳离子捕收剂ZJ，其制备方法的步骤包括：

第一步进行酯化反应：先将装入容器中的脂肪酸在氮气的保护下升温到70～80℃，再取 出脂肪酸与三乙醇胺和催化剂一起一次性投入反应釜中，三者质量配比为1∶(1.4～2.2)∶ (0.005～0.15)，然后缓慢升温至160～180℃，反应4～6h，当测得生成物中无残余胺值时即为 反应终点，得到淡黄色透明液体，并且将反应生成的水在氮气的保护下带出，得到酯化产物；

所述的脂肪酸可以采用硬脂酸。所述的催化剂可以采用次磷酸。

第二步进行季铵化反应：将酯化产物与氯乙烷反应，二者摩尔比为1∶(0.9～1)，再将得 到的产物(脂肪酸双酯基季铵盐)降温至50～65℃，开始滴加氯乙烷，滴加时间2.5h～3.5h， 此过程是放热反应，滴加完毕后再升温至70～90℃，在回流状态下继续反应8～10h，降至室温， 排料，得到所述捕收剂。

本发明提供的上述环境友好型胺类阳离子捕收剂ZJ，其用于铁矿石的浮选。

将所述捕收剂用于铁矿石浮选的方法是：取矿样150～250g，得到矿浆浓度为25～30％， 然后加入淀粉250～350g/t作为铁矿石抑制剂，再加入捕收剂ZJ750～1250g/t，最后在常压下通 空气充分搅拌反浮选，获得品位为69％的精铁矿。

本发明可以采用二氧化碳生成量法即二氧化碳生成量作为所述捕收剂ZJ和传统药剂十 二胺的生物降解性的评价指标，结果是ZJ生物降解的最终降解率为≥83.32％，而十二胺的降 解率则≤60.27％。

本发明提供的胺类阳离子捕收剂为含酯基的氯化铵阳离子表而活性剂ZJ(以下简称ZJ 或药剂ZJ)，与传统胺类阳离子捕收剂药剂十二胺相比具有以下主要的优点：

其一.耐低温：可在10℃左右进行浮选，可以节省大笔加温费用。