[发明专利]一种矿物浮选起泡剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于矿石浮选技术领域，具体涉及一种矿物浮选起泡剂。同时，本发明还涉及该起泡剂的制备方法。

背景技术

起泡剂是矿石浮选的主要药剂之一。我国矿山目前大量使用的起泡剂是松油醇，企业一般没有更多品种可供选择，因此，在考虑从药剂角度提高或改善选别指标时，人们往往注重从捕收剂、调整剂等方面做工作，而忽略了起泡剂的能动作用。长期的研究表明，起泡剂的性能对浮选指标的影响是显著的。起泡剂一般是异极性的表面活性物质。在分子结构中含有极性基团，如羟基-OH，在分子的另一端是非极性基，如烃基-R。由于起泡剂分子结构的不对称性，在有起泡剂的矿浆中充入大量空气后，起泡剂分子就会优先地吸附在气-水界面上。疏水的非极性基力图离开水中移入水面，而亲水的极性基部分，则力图进入水中。

由于醇类的化学活性远不如羧酸类活泼，故这类起泡剂不具有捕收性而只有起泡性。醇类起泡剂的溶解度一般较大，故起泡速度快，泡沫不粘，消泡容易，不具捕收性，不易夹带脉石细泥到泡沫中去，利于提高矿石品位。起泡剂中如含有羟基、醚基(两类理想的极性基团)，水化作用强，无捕收作用，pH值影响小，含有磺酸基，起泡能力强，亲固性强。合成带支链的经磺化、醚化的脂肪醇浮选起泡剂具有较好的起泡性能。

国外使用最广的一种浮选起泡剂是甲基异丁基甲醇，亦称甲基戊醇，代号MIBC。该产品是以丙酮为原料经缩合而成，由于丙酮需要由粮食发酵并经异丙苯法生产得到，不仅原料成本高，而且国内的生产技术也达不到要求。目前，MIBC浮选起泡剂在国内并无生产，全部依靠进口，高昂的成本使其应用受到很大限制。现有技术中，中国专利CN1403206A曾公开了“一种矿物起泡剂及其制备”，以含带支链的醇与环氧乙烷或环氧丙烷反应制备起泡剂。但该方法需要在高温、高压环境下进行，反应条件较为苛刻，且最终产品不带磺酸基，故发泡性能并不理想。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种反应条件温和、易于控制、转化率高、起泡性能好的矿物浮选起泡剂。

本发明的目的还在于提供一种制备所述矿物浮选起泡剂的方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

一种矿物浮选起泡剂，其特征在于：所述的起泡剂为一端带有-OH(羟基)、-SO₃H(磺酸基)的极性基，另一端有不同碳原子的直链或支链烃基的非极性基的脂肪醇醚磺酸盐。

所述矿物浮选起泡剂的制备方法，包括如下步骤：

1、将带支链的脂肪醇与环氧氯丙烷按照重量比1∶1～4混合，加入占混合物料重量0.1％～0.5％的三乙基苄基氯化铵或四丁基溴化铵作为催化剂，加入占混合物料重量10％～35％的、浓度为重量百分数30％～60％的氢氧化钠溶液，在50～90℃条件下搅拌反应2～5小时，冷却至室温，蒸馏去除未反应的环氧氯丙烷，得到氯代脂肪醇醚；所述的带支链的脂肪醇为异丙醇、异丁醇或叔丁醇中的一种；

2、将步骤(1)得到的氯代脂肪醇醚在室温下搅拌加入0.5～2mol/L的氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液加入量为氯代脂肪醇醚重量的10％～20％，搅拌0.5～1小时，得到脂肪醇环氧基醚；

3、将亚硫酸钠与亚硫酸氢钠按质量比5∶1混合后制成饱和溶液，再按照重量比1∶1～3与步骤(2)得到的脂肪醇环氧基醚混合均匀，在50～80℃温度下反应0.5～2小时，冷却至室温，在压力为0.06～0.08MPa条件下减压蒸发0.5～1小时，加入10～15ml异丙醇，静置18～30小时，滤出沉淀出来的无机盐，即得到所需的矿物浮选起泡剂。

同现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、虽然现有技术中有一些以化工原料为基础合成的浮选起泡剂的报道，但真正实现产业化和市场化的少之又少，原因要么是生产成本高，要么是生产工艺难控制、反应条件苛刻，或是原料受限等。本发明以带支链的脂肪醇和环氧氯丙烷为原料通过环氧化、磺化制备得到一种高效的浮选起泡剂，其原料来源广泛，价廉，合成工艺简单，合成条件温和，反应易控制，易产业化。

2、本发明的浮选起泡剂一端带有烃基的非极性基，另一端带有羟基、醚基和磺酸基的极性基团，使起泡剂具备良好的亲气和亲水性能，是一种性能优异、高效的浮选起泡剂。

3、该起泡剂是以脂肪醇为原料合成的，为链状结构，比环状结构的松油醇降解速度快，有利于环境保护。

4、由于该起泡剂的优异起泡性能，在矿物浮选中比一般起泡剂用量低，矿物回收率高出0.5％～2％；