專利名稱：：氨代脂肪酸浮選劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種浮選劑，具體的是涉及一種氨代脂肪酸浮選劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：我國(guó)磷礦資源豐富，但其中90%以上為中低品位貧礦，必須通過選別提高品位才能達(dá)到磷資源加工的要求。浮選法作為最主要的選別磷礦石的方法能夠有效的提高磷礦品位，目前磷酸鹽礦石的浮選多采用脂肪酸類捕收劑。但此類捕收劑在常溫下的可溶性和分散性較差，工業(yè)上需采用加溫浮選工藝，這導(dǎo)致磷精礦生產(chǎn)成本大幅增加。因此，研制耐低溫性能好，且浮選性能優(yōu)良的新型捕收劑具有重要的意義。近幾年浮選藥劑的研制或選用的主要趨向是多官能團(tuán)化、官能團(tuán)中心多樣化、聚氧乙烯基化、異極性即兩性化、弱解離或非離子化以及混合協(xié)同化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種氨代脂肪酸浮選劑，其水溶性好，溫度對(duì)其浮選效果影響小，浮選劑產(chǎn)品成本低。本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提出氨代脂肪酸浮選劑的制備方法。本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用解決方案為氨代脂肪酸浮選劑，其特征在于其主要由菜籽油、強(qiáng)堿溶液、濃硫酸、氯氣和氨氣制備而成，各原料的摩爾比為菜籽油強(qiáng)堿溶液:濃硫酸氯氣氨氣=1:4.0_5.3:2.0_3.2:9-12:9_12，所述的強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。按上述方案，優(yōu)選的各原料的摩爾比為菜籽油強(qiáng)堿溶液濃硫酸:氯氣:氨氣=1:5:2.5:10:10。氨代脂肪酸浮選劑制備方法采用的解決方案為氨代脂肪酸浮選劑的制備方法，包括有以下依次步驟1)按菜籽油、強(qiáng)堿溶液、濃硫酸、氯氣、氨氣的摩爾比為1:4.0-5.3:2.0-3.2:9-12:9-12準(zhǔn)備菜籽油、強(qiáng)堿溶液、濃硫酸、氯氣和氨氣，備用，所述的強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液；2)在80-10(TC下，用強(qiáng)堿溶液皂化菜籽油，待反應(yīng)結(jié)束后，將所得的皂化物加入NaCl進(jìn)行鹽析，然后進(jìn)行水洗，抽濾得皂化產(chǎn)物，所得的皂化產(chǎn)物在常溫下加入濃硫酸，在80-100'C下機(jī)械攪拌1.5-3h，分液，熱水洗滌，干燥后得到無水脂肪酸；3)將步驟2)所得無水脂肪酸置于反應(yīng)容器中，催化劑作用下，90-10(TC下通入氯氣8-123小時(shí)后，得到a-氯代脂肪酸；4)將所得ct-氯代脂肪酸置于高壓反應(yīng)釜中，以無水乙醇為溶劑，再加入催化劑，然后充入氨氣，在65-75'C下機(jī)械攪拌反應(yīng)48個(gè)小時(shí)，期間不間斷補(bǔ)充氨氣，待反應(yīng)結(jié)束后取出反應(yīng)液并蒸掉乙醇，得到氨代脂肪酸浮選劑。按上述方案，步驟3)所述的催化劑為二氯亞砜或五氯化磷。按上述方案，步驟4)所述的催化劑為碳酸鈉或碳酸鉀。按上述方案，所述的強(qiáng)堿溶液的濃度為12-18mol/L按上述方案，所述的濃硫酸溶液的濃度為8-12mol/L。本發(fā)明的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)通式為RWH29一OHI式中R是為碳原子數(shù)為10-22的氯代烴，由于原料為菜籽油，皂化酸解后的脂肪酸為混合脂肪酸，其碳鏈最短的和最長(zhǎng)的分別為花生酸和亞麻酸，所以R為碳原子數(shù)為10-22的氯代烴，羧酸a位取代基為-NH2基。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)由于羧酸的a取代增強(qiáng)了陰離子的活性，提高浮選劑的水溶性，增加了化合物的電導(dǎo)率，降低了表面張力，增加了泡沫性能，改善了表面活性；增加對(duì)Ca2+，Mg2+等離子的適應(yīng)性,使浮選可在較低溫度下和硬水中進(jìn)行；同時(shí)兩個(gè)極性基處于鄰位，使浮選劑極性基一端斷面增加，可增強(qiáng)藥劑的選擇性，a位引入親水極性基后，浮選劑在水中的溶解性增加了，使其對(duì)溫度的依賴性大大降低。圖1為本發(fā)明氨代脂肪酸浮選劑的紅外吸收光譜圖。如圖l,在1462.96cm—1和1412.35cm—1的強(qiáng)吸收峰是COO-的吸收帶，由于a-氨代的結(jié)果而使得碳-氧雙鍵的頻率向高頻處移動(dòng)1020cm"，故而在1731.35cm—1處有碳-氧雙鍵的強(qiáng)吸收峰，在3331.76cm—1和3190.93cm—1處氮-氫鍵的兩個(gè)吸收帶是氨基的特征帶，在1248.62cm"處是碳-氮鍵的吸收峰，所以整個(gè)化合物結(jié)構(gòu)在紅外吸收峰都得到證實(shí)。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不能作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例11L燒杯中加入菜籽油0.3mol，機(jī)械攪拌并加熱，8(TC下加入NaOH溶液80ml(15mol/L)，90-100。C保溫反應(yīng)至取少量產(chǎn)品于冷水中無油花出現(xiàn)即得皂化物，加入8(TC水100ml和NaOH溶液20ml(15mol/L)繼續(xù)保溫反應(yīng)半小時(shí)，加入NaCl靜置鹽析5小時(shí)，取上層皂化物水洗(水量不可多至產(chǎn)生膠狀物)抽濾得皂化產(chǎn)物，所得的皂化產(chǎn)物在常溫下加入濃硫酸溶液60ml(12mol/L)，9010(TC保溫機(jī)械攪拌反應(yīng)3小時(shí)，靜置分液，取上層油狀物80。C水洗2次，干燥得無水脂肪酸；所得無水脂肪酸置于1L三口燒瓶中，加入催化劑二氯亞砜，加溫至卯-10(TC通氯氣(0.1L/min)3mo1，反應(yīng)完畢后在ll(TC下減壓抽去氯化氫和過量的氯氣，即得到a-氯代脂肪酸。將所得a-氯代脂肪酸置于高壓反應(yīng)釜中，以適量無水乙醇為溶劑，再加入少量的碳酸鈉作催化劑，然后充入2-3MPa的氨氣，在65-75'C下機(jī)械攪拌反應(yīng)48個(gè)小時(shí)，期間不間斷補(bǔ)充氨氣，總共通入氨氣3md，待反應(yīng)結(jié)束后取出反應(yīng)液并蒸掉乙醇，得到a-氨基酸型低溫浮選捕收劑，即是本發(fā)明的氨代脂肪酸浮選劑。實(shí)施例22L燒杯中加入菜籽油0.6mo1，機(jī)械攪拌并加熱，90。C下加入NaOH溶液200ml(12mol/L)，90-10(TC保溫反應(yīng)至取少量產(chǎn)品于冷水中無油花出現(xiàn)即得皂化物，加入8(TC水200ml和NaOH溶液50ml(12mol/L)繼續(xù)保溫反應(yīng)半小時(shí)，加入NaCl靜置鹽析5小時(shí)，取上層皂化物水洗(水量不可多至產(chǎn)生膠狀物)抽濾得皂化產(chǎn)物，所得的皂化產(chǎn)物在常溫下加入濃硫酸185ml(8mol/L)，90100。C保溫機(jī)械攪拌反應(yīng)3小時(shí)，靜置分液，取上層油狀物70-90。C水洗2次，干燥得無水脂肪酸；所得無水脂肪酸置于2L三口燒瓶中，加入催化劑二氯亞砜，加溫至90-10(TC通氯氣(0.1L/min)6mol，反應(yīng)完畢后在110。C下減壓抽去氯化氫和過量的氯氣，即得到氯代脂肪酸。將所得a-氯代脂肪酸置于高壓反應(yīng)釜中，以適量無水乙醇為溶劑，再加入少量的碳酸鉀做催化劑，然后充入2-3MPa的氨氣，在65-75'C下機(jī)械攪拌反應(yīng)48個(gè)小時(shí)，期間不間斷補(bǔ)充氨氣，總共通入氨氣6mo1，待反應(yīng)結(jié)束后取出反應(yīng)液并蒸掉乙醇，即得到本發(fā)明的氨代脂肪酸浮選劑。實(shí)施例32L燒杯中加入菜籽油0.6mo1,機(jī)械攪拌并加熱，90。C下加入KOH溶液200ml(12mol/L)，90-10(TC保溫反應(yīng)至取少量產(chǎn)品于冷水中無油花出現(xiàn)即得皂化物，加入8(TC水200ml和KOH溶液50ml(12mol/L)繼續(xù)保溫反應(yīng)半小時(shí)，加入適量NaCl靜置鹽析5小時(shí)，取上層皂化物水洗(水量不可多至產(chǎn)生膠狀物)抽濾得皂化產(chǎn)物，所得的皂化產(chǎn)物在常溫下加入濃硫酸185ml(8mol/L)，卯100。C保溫機(jī)械攪拌反應(yīng)3小時(shí)，靜置分液，取上層油狀物70-90"水洗2次，干燥得無水脂肪酸；所得無水脂肪酸置于2L三口燒瓶中，加入催化劑五氯化磷，加溫至90-10(TC通氯氣(0.1L/min)6mo1，反應(yīng)完畢后在ll(TC下減壓抽去氯化氫和過量的氯氣，即得到氯代脂肪酸。再將氯代脂肪酸置于高壓反應(yīng)釜中，以適量的無水乙醇為溶劑，充入2-3MPa的氨氣，在催化劑碳酸鉀作用下，70'C左右機(jī)械攪拌反應(yīng)48個(gè)小時(shí)，期間不間斷補(bǔ)充氨氣，總共通入氨氣6mo1，待反應(yīng)結(jié)朿后取出反應(yīng)液并蒸掉乙醇，即得到本發(fā)明的氨代脂肪酸浮選劑。用實(shí)施例1所制得的氨代脂肪酸浮選劑對(duì)云南某中低品位難選膠磷礦進(jìn)行浮選，其礦石化學(xué)組成為<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>正浮選的方法加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值并抑制Ca2+,Mg",硅酸鈉抑制硅酸鹽，六偏磷酸鈉起一個(gè)分散劑的作用，阻止細(xì)礦粒聚集，同時(shí)與其他金屬離子絡(luò)合，再加入本浮選劑-氨代脂肪酸，將有用的膠磷礦浮選出來。下表是在不同溫度下通過一粗二精一掃一再的簡(jiǎn)單正浮閉路流程實(shí)驗(yàn)后得到數(shù)據(jù):<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由以上數(shù)據(jù)我們可以看到在常溫下精礦品位可以達(dá)到28.72%,回收率達(dá)到81.50%，在低溫條件下精礦品位可以達(dá)到28.57%,回收率達(dá)到76.11%，都取得較好的效果?？芍獪囟葘?duì)本浮選劑影響小，從10-33'C之間品位和回收率都比較穩(wěn)定，而且效果比較好。表明此浮選劑常溫低溫水溶性好，在磷礦礦漿中的分散性得到了明顯的改善，使其對(duì)溫度的依賴性大大減小，節(jié)約了浮選劑的用量和加溫浮選所需的能耗，其效果明顯優(yōu)于一般油酸類浮選劑。本發(fā)明所列舉的各原料都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，以及各原料的上下限取值、區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明；在此不一一列舉實(shí)施例。本發(fā)明的工藝參數(shù)(如溫度、時(shí)間等)的上下限取值、區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實(shí)施例。權(quán)利要求1、氨代脂肪酸浮選劑，其特征在于其主要由菜籽油、強(qiáng)堿溶液、濃硫酸、氯氣和氨氣制備而成，各原料的摩爾比為菜籽油∶強(qiáng)堿溶液∶濃硫酸∶氯氣∶氨氣＝1∶4.0-5.3∶2.0-3.2∶9-12∶9-12，所述的強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。2、按權(quán)利要求1所述的氨代脂肪酸浮選劑，其特征在于各原料的摩爾比為菜籽油強(qiáng)堿溶液濃硫酸氯氣氨氣=1:5:2.5:10:10。3、權(quán)利要求1所述的氨代脂肪酸浮選劑的制備方法，其特征在于包括有以下依次步驟1)按菜籽油、強(qiáng)堿溶液、濃硫酸、氯氣、氨氣的摩爾比為1:4.0-5.3:2.0-3.2:9-12:9-12準(zhǔn)備菜籽油、強(qiáng)堿溶液、濃硫酸、氯氣和氨氣，備用，所述的強(qiáng)堿溶液為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液；2)在80-10(TC下，用強(qiáng)堿溶液皂化菜籽油，待反應(yīng)結(jié)束后，將所得的皂化物加入NaCl進(jìn)行鹽析，然后進(jìn)行水洗，抽濾得皂化產(chǎn)物，所得的皂化產(chǎn)物在常溫下加入濃硫酸，在80-100。C下機(jī)械攪拌1.5-3h，分液，熱水洗滌，干燥后得到無水脂肪酸；3)將步驟2)所得無水脂肪酸置于反應(yīng)容器中，催化劑作用下，90-10(TC下通入氯氣8-12小時(shí)后，得到a-氯代脂肪酸；4)將所得ci-氯代脂肪酸置于高壓反應(yīng)釜中，以無水乙醇為溶劑，再加入催化劑，然后充入氨氣，在65-75'C下機(jī)械攪拌反應(yīng)48個(gè)小時(shí)，期間不間斷補(bǔ)充氨氣，待反應(yīng)結(jié)束后取出反應(yīng)液并蒸掉乙醇，得到氨代脂肪酸浮選劑。4、按權(quán)利要求3所述的氨代脂肪酸浮選劑的制備方法，其特征在于步驟3)所述的催化劑為二氯亞砜或五氯化磷。5、按權(quán)利要求3或4所述的氨代脂肪酸浮選劑的制備方法，其特征在于步驟4)所述的催化劑為碳酸鈉或碳酸鉀。6、按權(quán)利要求3或4所述的氨代脂肪酸浮選劑的制備方法，其特征在于所述的強(qiáng)堿溶液的濃度為12-18mol/L。7、按權(quán)利要求3或4所述的氨代脂肪酸浮選劑的制備方法，其特征在于所述的濃硫酸溶液的濃度為8-12mol/L。全文摘要本發(fā)明涉及一種氨代脂肪酸浮選劑及其制備方法，包括有以下依次步驟1)按菜籽油、強(qiáng)堿溶液、濃硫酸、氯氣、氨氣反應(yīng)摩爾比取料備用；2)用強(qiáng)堿溶液皂化菜籽油，反應(yīng)結(jié)束，皂化物加入NaCl進(jìn)行鹽析，水洗，抽濾，所得的皂化產(chǎn)物加入濃硫酸，攪拌，分液，熱水洗滌，干燥后得到無水脂肪酸；3)無水脂肪酸置于反應(yīng)容器中，催化劑作用下，通入氯氣，得到α-氯代脂肪酸；4)將氯代脂肪酸其置于高壓反應(yīng)釜中，加入催化劑，然后充入氨氣，攪拌，反應(yīng)結(jié)束取出反應(yīng)液并蒸掉乙醇，得到氨代脂肪酸浮選劑。本發(fā)明提高了浮選劑的水溶性，增加了化合物的電導(dǎo)率，改善了表面活性；浮選可在較低溫度下和硬水中進(jìn)行；其對(duì)溫度的依賴性大大降低。文檔編號(hào)C07C227/00GK101531605SQ20091006170公開日2009年9月16日申請(qǐng)日期2009年4月21日優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日發(fā)明者潘志權(quán),馬雄偉,黃齊茂申請(qǐng)人:武漢工程大學(xué)