長鏈脂肪烴基二甲基氧化胺在含鈣礦物浮選中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種長鏈脂肪烴基二甲基氧化胺在含鈣礦物浮選中的應(yīng)用，屬于含鈣 礦石浮選分離的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 含鈣鹽類礦物是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)所需要的重要原料，如白鎢礦是制造鎢合 金鋼的原料，磷灰石是農(nóng)用肥料的原料，螢石是化工原料，方解石是建材原料等。含鈣鹽類 礦物種類繁多，資源分布廣，儲量大，具有廣闊的市場和重要的使用價值，廣泛應(yīng)用于涂料、 橡膠、陶瓷、冶金、化工等行業(yè)中。
[0003] 含鈣鹽類礦物之間的分離以及與石英等脈石礦物的分離是其浮選分離的主要任 務(wù)，由于含鈣鹽類礦物與石英在組成、結(jié)構(gòu)以及在浮選體系中的行為有很大差異，所以容易 分離；而含鈣鹽類礦物之間則因表面存在相同活性的Ca2+浮選行為相似而難以分離。此外， 含鈣鹽類礦物的溶解組分與礦物表面相互作用，導(dǎo)致其表面物化性質(zhì)，乃至浮選行為發(fā)生 轉(zhuǎn)化，從而影響浮選劑的選擇性作用；同時，溶解組分與浮選劑的相互作用及在礦物表面發(fā) 生的競爭吸附，也將抑制含鈣鹽類礦物的浮選。含鈣鹽類礦物的浮選通常在堿性條件下采 用脂肪酸類捕收劑（如油酸鈉等）進行，由于油酸鈉等捕收劑的選擇性較差，加之礦物本身 的性質(zhì)復(fù)雜，浮選指標往往不盡人意。
[0004] 在眾多含鈣鹽類礦物中，白鎢礦與方解石、螢石之間的浮選分離是目前研究最多， 難點最大的課題。70年代起，白鎢礦的浮選有了很大的發(fā)展，大多數(shù)選礦廠（如桑東、金島、 米特西爾等）都采用最典型的流程為通過碳酸鈉（或氫氧化鈉）調(diào)漿，水玻璃作為抑制劑， 脂肪酸作捕收劑進行浮選，其特點是在高堿條件下抑制螢石和方解石等脈石礦物，浮選白 鎢礦，由于油酸鈉選擇性較差，對含鈣脈石礦物的分離較困難，一般是先得到含鎢的粗精礦 再進一步選別。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于含鈣鹽類礦物浮選的研究，含鈣鹽類礦物浮選分離困難的主要原 因可以歸納為以下幾點：（1)具有相似的表面化學(xué)組成及與藥劑作用的化學(xué)反應(yīng)活性；（2) 含鈣鹽類礦物溶解度大，礦漿pH值難以控制，溶解組分的作用復(fù)雜；(3)存在表面相互轉(zhuǎn)化 現(xiàn)象，使各礦物的浮選行為變得復(fù)雜化。針對含鈣礦物分離困難的特點，國內(nèi)外科研工作 者開發(fā)了一系列含鈣礦物抑制劑，例如水玻璃、酸化水玻璃、鹽化水玻璃、羧甲基纖維素、烤 膠、聚丙烯酸等，但是抑制劑的加入常常會引起泡沫性質(zhì)的變化，導(dǎo)致起泡性變差、氣泡強 度低、易破碎等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)中對含鈣礦物浮選分離由于含鈣礦物抑制劑的加入引起泡沫性質(zhì) 的變化，導(dǎo)致起泡性變差、氣泡強度低、易破碎等問題，本發(fā)明的目的是在于提供一種長鏈 脂肪烴基二甲基氧化胺在含鈣礦物浮選過程中的應(yīng)用，具有用量少、效果顯著的特點，能夠 顯著增強含鈣礦物浮選分離過程中氣泡的強度及穩(wěn)定性的泡沫穩(wěn)定劑，實現(xiàn)含鈣礦物的選 擇性分離，提高目的礦物回收率；特別適應(yīng)于方解石、螢石、磷灰石、白鎢礦、白云石等礦物 的浮選分離。
[0007] 為了實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的，本發(fā)明提供了長鏈脂肪烴基二甲基氧化胺在含鈣礦 物浮選中的應(yīng)用，該應(yīng)用方法是將具有式1結(jié)構(gòu)的長鏈脂肪烴基二甲基氧化胺作為泡沫穩(wěn) 定劑應(yīng)用于含鈣礦物浮選；
[0009] 其中，
[0010] 式中R為cs~C18的烷烴基。
[0011] 優(yōu)選的應(yīng)用方法中泡沫穩(wěn)定劑中R優(yōu)選為cs~C 18的烷烴基；R最優(yōu)選為C 12、C14、 C16 或 C 18 〇
[0012] 優(yōu)選的應(yīng)用方法中長鏈脂肪烴基二甲基氧化胺通過如下方法制備得到：將Cs~ C18長鏈脂肪烴基二甲基叔胺加熱到65~80°C后，加入硫酸活化，再緩慢加入氧化劑，同時 控制溫度在70~80°C范圍內(nèi)，攪拌反應(yīng)，即得。
[0013] 優(yōu)選的應(yīng)用方法中氧化劑為臭氧、氧氣或雙氧水中的至少一種，氧化劑的用量以 將叔胺氧化成氧化胺所需氧化劑摩爾量為理論計算，用量為理論量的1. 5倍。
[0014] 優(yōu)選的應(yīng)用方法中攪拌反應(yīng)時間為3~4h。
[0015] 優(yōu)選的應(yīng)用方法中攪拌速率為500~600r/min。
[0016] 優(yōu)選的應(yīng)用方法中含鈣礦物包括白鎢礦、方解石、磷灰石、螢石、白云石中的至少 一種。
[0017] 優(yōu)選的應(yīng)用方法中泡沫穩(wěn)定劑適應(yīng)的浮選礦漿pH環(huán)境為2~12,溫度在0~ 100°C范圍內(nèi)。
[0018] 本發(fā)明的含鈣礦物浮選過程是采用傳統(tǒng)脂肪酸類捕收劑在酸性礦漿中進行浮選。
[0019] 本發(fā)明的泡沫穩(wěn)定劑的制備方法，先把Cs~C 18長鏈脂肪烴基二甲基叔胺加熱 到65~80°C，加入少量硫酸活化后，緩慢加入氧化劑，控制溫度在70~80°C，在攪拌速率 500~600r/min的攪拌條件下，反應(yīng)3~4h，停止，即得Cs~C 18長鏈脂肪經(jīng)基二甲基氧化 胺。
[0020] 相對現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明技術(shù)方案帶來的有益技術(shù)效果是：首次將cs~C18長鏈脂肪 烴基二甲基氧化胺作為泡沫穩(wěn)定劑用于含鈣礦物浮選分離，能有效解決在脂肪酸類捕收劑 對含鈣礦物浮選分離過程中由于含鈣礦物抑制劑的加入引起的泡沫性質(zhì)變化，而導(dǎo)致起泡 性變差、氣泡強度低、易破碎等問題。Cs~C 18長鏈脂肪烴基二甲基氧化胺能夠顯著增強含 鈣礦物浮選分離過程中氣泡的強度及穩(wěn)定性的泡沫穩(wěn)定劑，能很好地實現(xiàn)含鈣礦物的選擇 性分離，提高目的礦物回收率；特別適應(yīng)于方解石、螢石、磷灰石、白鎢礦、白云石等礦物的 浮選分離。
【附圖說明】
[0021] 【圖1】為實施例1中合成的十二烷基二甲基叔胺紅外光譜。
[0022] 【圖2】為實施例1中精選對比試驗流程圖。
[0023] 【圖3】為實施例2中合成的十六烷基二甲基叔胺紅外光譜。
[0024] 【圖4】為實施例2中鎢粗選試驗流程圖。
【具體實施方式】
[0025] 以下結(jié)合實施例旨在進一步說明本
【發(fā)明內(nèi)容】
，而非限制本發(fā)明權(quán)利要求的保護范 圍。
[0026] 實施例1
[0027] 在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管和滴液漏斗的300mL三口燒瓶中加入100g十二烷 基二甲基叔胺，并將其加熱至70°C，然后加入IOmL質(zhì)量濃度為10 %硫酸，攪拌5min，控制反 應(yīng)溫度為70°C，攪拌速率500r/min，同時向容器中緩慢加入氧化劑雙氧水（10% ) 100mL，反 應(yīng)時間為3h，反應(yīng)結(jié)束后即得泡沫穩(wěn)定劑脂肪烷基二甲基氧化胺，將其用郴氟螢石浮選工 藝中。結(jié)果表明泡沫穩(wěn)定劑的加入極大地提高了螢石回收率。
[0028] 表1.精選對比試驗結(jié)果
[0030] 實施例2
[0031] 在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管和滴液漏斗的300mL三口燒瓶中加入100g十六烷 基二甲基叔胺，并將其加熱至80°C，然后加入IOmL質(zhì)量濃度為10 %硫酸，攪拌5min，控制反 應(yīng)溫度為80 °C，攪拌速率600r/min，同時向容器中緩慢加入氧化劑氧氣，反應(yīng)時間為4h，反 應(yīng)結(jié)束后即得泡沫穩(wěn)定劑脂肪烷基二甲基氧化胺，將其用柿竹園鎢礦浮選工藝中。結(jié)果表 明泡沫穩(wěn)定劑的加入極大地提高了螢石回收率。
[0032] 表2鎢粗選試驗結(jié)果
[0033] CN 105149108 A 說明書 4/4 頁
【主權(quán)項】
1. 長鏈脂肪烴基二甲基氧化胺在含鈣礦物浮選中的應(yīng)用，其特征在于，將具有式1結(jié) 構(gòu)的長鏈脂肪烴基二甲基氧化胺作為泡沫穩(wěn)定劑應(yīng)用于含鈣礦物浮選；其中， 式中R為cs~C18的烷烴基。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，R為C s~C 18的烷烴基。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于，R為C 12、C14、C16或C 18。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的長鏈脂肪烴基二甲基氧 化胺通過如下方法制備得到：將Cs~C 18長鏈脂肪烴基二甲基叔胺加熱到65~80°C后，加 入硫酸活化，再緩慢加入氧化劑，同時控制溫度在70~80°C范圍內(nèi)，攪拌反應(yīng)，即得。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的氧化劑為臭氧、氧氣或雙氧水中的 至少一種。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，攪拌反應(yīng)時間為3~4h。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，攪拌速率為500~600r/min。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的含鈣礦物包括白鎢礦、方解石、磷 灰石、螢石、白云石中的至少一種。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的泡沫穩(wěn)定劑適應(yīng)的浮選礦漿pH環(huán) 境為2~12,溫度在0~100°C范圍內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種長鏈脂肪烴基二甲基氧化胺在含鈣礦物浮選中的應(yīng)用；該應(yīng)用方法是將長鏈脂肪烴基二甲基氧化胺作為泡沫穩(wěn)定劑應(yīng)用于含鈣礦物浮選，能夠顯著增強泡沫的強度以及穩(wěn)定性，形成穩(wěn)定的具有良好礦化性能的泡沫層，有效增強脂肪酸類捕收劑在酸性礦漿中對特定鈣礦物的捕收能力，大大提高白鎢礦、螢石等含鈣礦物的浮選回收率。
【IPC分類】B03D103/04, B03D1/02, B03D1/016, B03D101/04
【公開號】CN105149108
【申請?zhí)枴緾N201510408627
【發(fā)明人】胡岳華, 孫偉, 韓海生, 陳臣, 耿志強
【申請人】中南大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月13日