一种矿物浮选起泡剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种矿物浮选起泡剂及其制备方法和应用，矿物浮选起泡剂包括改性X油、C2～C4脂肪醇及C5～C8脂肪醇，所述改性X油包含的活性组分为磷酸酯、环己烯基环己酮、环己基环己酮和环己醚等，其制备方法以X油为原料依次与五氯化磷进行酯化反应，与水进行水解反应，得到改性X油，改性X油与C2～C4脂肪醇及C5～C8脂肪醇混合，即得矿物浮选起泡剂；该制备方法原料来源广、成本低、操作简单、工艺条件温和，制备的矿物浮选起泡剂用于矿物浮选，具有起泡性能好、用量少、气味低的优点，特别适应于金属硫化矿、金属氧化矿或非金属矿的浮选。

Mineral flotation foaming agent and preparation method and application thereof

The invention discloses a mineral flotation foaming agent and preparation method and application thereof, frother for mineral flotation including modified X oil, C2 ~ C4 and C5 ~ C8 fatty alcohol fatty alcohol, the activity of X group containing oil divided into phosphate, 2-cyclohexenylcyclohexanone, cyclohexyl cyclohexanone and ring hexyl ether, the preparation method of X oil as raw material by esterification reaction with phosphorus pentachloride, hydrolysis reaction with water, modified X oil, X oil modified with C2 ~ C4 and C5 ~ C8 fatty alcohol fatty alcohol mixture, the mineral flotation foaming agent; the preparation method of wide source of raw materials, low cost, simple operation, mild reaction conditions, preparation of mineral flotation foaming agent used in mineral flotation, has the advantages of good performance, foaming, less dosage, low odor, especially suitable for flotation of sulfide ore, metal oxide ore or non metallic minerals.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种矿物浮选起泡剂，具体涉及一种利用环己烷氧化副产物X油制备的矿物浮选起泡剂，特别适用于金属硫化矿、金属氧化矿或非金属矿等矿物的浮选，属于矿物浮选制剂

技术介绍
环己烷氧化制环己酮和环己醇的过程中，有一种副产物称为X油，其排出量约占环己酮产量的5％～8％。由于我国锦纶化纤工业的发展，环己酮的生产量迅速扩大，每年达10万t以上，副产品X油产量大。X油外观为棕黑色粘稠液体，目前主要作为燃料烧掉，应用范围较窄，国内也有一些关于X油利用的专利，但比较少，如专利CN104177218A公开了一种从环己酮副产物—X油中回收主要组分的方法,包括预处理、加氢、水解和常-减压精馏四部分，回收处理过程较为复杂。如果能实现X油的综合利用，提高其产品附加值，无论从环保角度还是经济效益角度都有很大意义。世界范围内的大多数矿产资源有用组分含量比较低，必须经过矿物资源加工才能提高其有用组分含量而加以后续利用，浮选又是矿物资源加工
中应用最广泛的方法。浮选起泡剂是矿物资源加工过程中最重要的浮选药剂之一，为了使有用矿物和脉石矿物有效分离，常常要使用起泡剂产生大量泡沫，形成大量气液界面，使有用矿物富集在气液界面上浮而与脉石分离，起泡剂的性能对浮选指标的影响十分显著。起泡剂一般是极性的表面活性物质，在分子结构中含有极性基团，亲水进入液相，如羟基、羧基、醚基等，分子的另一端为非极性基团，亲气进入气相，如烃基，这样使得起泡剂分子在气液界面上产生定向排列。国外使用比较广泛的浮选起泡剂是甲基异丁基甲醇(MIBC)。MIBC是以丙酮为原料缩合而成的，由于目前国内生产技术的限制，基本以进口为主，价格比较高，制约了MIBC在国内的应用。我国人工合成的起泡剂种类比较少，一直使用从松油中提炼的萜烯类化合物-松油醇，松油醇起泡剂存在不少缺陷，从浮选工艺特点来看，松油醇产生的泡沫偏中等尺寸，微泡较少，不利于细粒矿的附着，细粒回收率低。同时，松油醇气味很大，影响人体健康，随尾矿排放的松油醇，生物降解性差，对水生物和环境均有污染。新型起泡剂的研究方面，国内外已有大量的报道。中国专利CN1403206A公开了将带支链的醇与环氧乙烷或环氧丙烷按要求比例配料，并加入原料量总重量0.3％～1％的碱金属K、Na的氧化物做催化剂，在高压反应釜中于0.01～1.2MPa压力、170～190℃温度下反应2～3小时后降压到常压，冷却到50℃以下，过滤得到起泡剂的方法。中国专利CN102614994A公开了以一元醇和多元醇为原料，在催化剂的作用下于惰性环境中70～90℃反应1～3小时，降至室温后调节产物pH值至中性获得起泡剂的方法。中国专利CN103721854A公开了以1-丁醇(C4H10O)作为浮选主起泡剂，四甘醇(C8H18O5)为辅助起泡剂的方法。迄今为止，选矿生产实践中采用的起泡剂仍以松醇油和MIBC为主。松醇油来源于天然植物，成分复杂，普通松醇油产品的有效成分含量仅为50％左右。而MIBC价格昂贵，不利于推广应用。因此，将X油进行改性并应用于浮选起泡剂，有望促进X油的资源化利用和起泡剂的发展。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种气泡性能好、气味低、安全环保的矿物浮选起泡剂。本专利技术的另一个目的是在于提供一种原料来源广、成本低、操作简单、工艺条件温和的制备所述矿物浮选起泡剂的方法。本专利技术的第三个目的是在于提供一种矿物浮选起泡剂在矿物浮选中的应用，其具有起泡性能好、用量少、气味低的优点，特别适应于金属硫化矿、金属氧化矿或非金属矿的浮选。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种矿物浮选起泡剂，包括以下质量百分比组分：改性X油70％～85％；C2～C4脂肪醇10％～20％；C5～C8脂肪醇2％～10％；所述的改性X油中各活性组分的质量百分比含量为：磷酸酯4％～13％；环己烯基环己酮20％～30％；环己基环己酮2％～10％；环己醚20％～40％；所述的膦酸酯具有式1结构：其中，R1选自H、-OH或C1～C4烷基；R2和R3独立选自-OH或式2结构基团。优选的方案，所述的C2～C4脂肪醇选自异丁醇。优选的方案，所述的C5～C8脂肪醇选自异辛醇。本专利技术还提供了一种所述的矿物浮选起泡剂的制备方法，该方法包括以下步骤：1)五氯化磷与X油进行酯化反应后，与水进行水解反应，水解反应产物中和至中性，静置，进行油水分层，油层即为改性X油；2)所述的改性X油与C2～C4脂肪醇及C5～C8脂肪醇混合，即得矿物浮选起泡剂。优选的方案，所述的X油为环己烷氧化副产物，包括以下质量百分比组分：环己醇类衍生物5％～10％；环己烯基环己酮20％～30％；环己基环己酮2％～10％；环己醚20％～40％；余量为环己酮及低聚物。优选的方案，所述的酯化反应的条件为：反应温度为25～60℃，反应时间为1～3h。优选的方案，所述的水解反应的条件为：反应温度为25～60℃，反应时间为1～3h。优选的方案，所述的五氯化磷与X油的质量百分比为5％～20％:80％～95％。优选的方案，所述的水与X油的体积比为1:3～2:3。本专利技术还提供了所述的矿物浮选起泡剂的应用，将其应用于矿物浮选。优选的方案，所述的矿物为金属硫化矿、金属氧化矿、非金属矿中至少一种。优选的方案，浮选过程中，所述的矿物浮选起泡剂相对矿物的用量为10～100g/t。本专利技术的矿物浮选起泡剂的具体制备方法，包括以下步骤：1)将五氯化磷加入X油中，在25～60℃搅拌反应1～3h，再加入水，在25～60℃水解反应1～3h，得到含磷酸酯的混合物；2)含磷酸酯的混合物用碱性溶液调节产物pH至中性，静置至油水分层，油相即为改性X油；3)在改性X油中依次加入C2～C4脂肪醇、C5～C8脂肪醇，混合均匀，其重量份组成为改性X油70％～85％、C2～C4脂肪醇10％～20％、C5～C8脂肪醇2％～10％。本专利技术的浮选起泡剂制备过程中，主要发生的化学反应如下：ROH+PCl5→RCI+POCl3+HCI所述起泡剂包括3％～5％的环己酮及低聚物等组分。优选的方案，碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、碳酸钠溶液、饱和碳酸氢钠溶液中至少一种。优选饱和碳酸氢钠溶液。优选的方案，改性X油采用无水硫酸钠进行除水，无水硫酸钠的用量相对X油质量的2～10％。相对现有技术，本专利技术的技术方案带来的有益技术效果：1)本专利技术的技术方案以环己烷氧化副产X油为原料，X油目前难以回收利用，污染环境，一般作为燃料使用，本专利技术的技术方案将环己烷氧化副产物X油经过简单处理即可进行回收利用，生产出具有较高经济价值的矿物浮选起泡剂产品，不但解决了环保问题，同时产生了经济价值，具有较好的经济前景。2)本专利技术的技术方案制备矿物浮选起泡剂的方法简单、工艺条件温和，有利于降低反应能耗，同时便于反应进程的控制，且不需要对产品进行提纯，大大降低了生产成本。3)本专利技术的的技术方案制备的矿物浮选起泡剂气味低，不易燃，安全环保，且各组分之间的协同作用明显，起泡性能好，在使用过程中用量小，特别适用于金属硫化矿、金属氧化矿或非金属矿等矿物的浮选。附图说明【图1】是改性X油中磷酸酯的红外光谱图；【图2】是改性X油中磷酸酯的核磁共振磷谱图；【图3】是改性X油中磷酸酯的液质联用谱图；【图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿物浮选起泡剂，其特征在于：包括以下质量百分比组分：改性X油70％～85％；C2～C4脂肪醇10％～20％；C5～C8脂肪醇2％～10％；所述改性X油中各活性组分的质量百分比含量为：磷酸酯4％～13％；环己烯基环己酮20％～30％；环己基环己酮2％～10％；环己醚20％～40％；所述的膦酸酯具有式1结构：其中，R1选自H、‑OH或C1～C4烷基；R2和R3独立选自‑OH或式2结构基团。

【技术特征摘要】
1.一种矿物浮选起泡剂，其特征在于：包括以下质量百分比组分：改性X油70％～85％；C2～C4脂肪醇10％～20％；C5～C8脂肪醇2％～10％；所述改性X油中各活性组分的质量百分比含量为：磷酸酯4％～13％；环己烯基环己酮20％～30％；环己基环己酮2％～10％；环己醚20％～40％；所述的膦酸酯具有式1结构：其中，R1选自H、-OH或C1～C4烷基；R2和R3独立选自-OH或式2结构基团。2.根据权利要求1所述的矿物浮选起泡剂，其特征在于：所述的C2～C4脂肪醇选自异丁醇；所述的C5～C8脂肪醇选自异辛醇。3.权利要求1或2所述的矿物浮选起泡剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)五氯化磷与X油进行酯化反应后，与水进行水解反应，水解反应产物中和至中性，静置，进行油水分层，油层即为改性X油；2)所述的改性X油与C2～C4脂肪醇及C5～C8脂肪醇混合，即得矿物浮选起泡剂。4.根据权利要求3所述的矿物浮选起泡剂的制备方法，其特征在于：所述的X油为环己烷氧化副产物，包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟宏，李了艳，王帅，曹占芳，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43