[发明专利]一种阳离子型浮选捕收剂及其制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及一种阳离子型浮选捕收剂——有机硅铵盐化合物及其制备方法。

[背景技术]

上世纪50年代，美国使用脂肪伯胺阳离子浮选捕收剂成功实现了铁矿石的反浮选脱硅。自此以来，阳离子型捕收剂作为一种重要的浮选药剂一直深受重视，不仅在铁矿石、铝土矿、磷灰石等氧化矿的反浮选脱硅除杂中获得成功应用，而且在氧化锌矿石的浮选、氯化钾与氯化钠的浮选分离等方面也获得工业应用。目前所使用的阳离子型捕收剂主要为脂肪胺类化合物，以十二胺和十八胺为典型代表，其特点是捕收剂捕收能力强，药剂用量较少，浮选效率较高，工艺流程简单，易于工业应用。但也存在着捕收剂对矿泥敏感，选择性较差，一般需进行脱泥处理等缺点。

针对脂肪胺阳离子型捕收剂存在的问题和不足，专利US3960715公开了使用十二烷基三甲基季铵盐等阳离子捕收剂从铁矿石中浮选分离硅矿物的泡沫浮选方法；专利ZL02113999.7公开了一种用于铝土矿反浮选的取代胺类化合物，其结构式为RY(CH₂)₂NH₂，其中Y为O或NH、R为含1～20个碳原子的直、支链烷基、环烷基、烯基或芳香基；专利ZL02139837.2公开了一种用于铁矿石及铝土矿反浮选的复合型季铵盐类阳离子表面活性剂。上述公开的专利技术各有特点，但尚存在一定的不足，主要表现为捕收剂对细粒级硅酸盐矿物捕收能力较差，其捕收能力和选择性和仍需要进一步提高。

本发明提出了一种新的阳离子型捕收剂——有机硅铵盐化合物用作氧化矿及盐类矿物浮选的捕收剂，以及该类化合物的制备方法。有机硅铵盐化合物由于捕收剂分子中具有强疏水性的有机硅基团，从而可以显著强化氧化矿及盐类矿物的浮选分离，具有合成方法简便、浮选效率高、金属回收率高等特点。目前，未见有机硅铵盐化合物在泡沫浮选中应用的报道。

[发明内容]

本发明的目的是提供一种新的阳离子捕收剂——有机硅铵盐化合物，应用于氧化矿及盐类矿物的浮选过程，实现目的矿物与其脉石矿物的高效浮选分离。本发明的另一目的旨在提供所述的有机硅铵盐化合物的制备方法。

本发明的目的是通过下述方式实现的。

本发明将具有式I结构式的有机硅铵盐化合物用作氧化矿及盐类矿物浮选的捕收剂。

式I

式中R¹为C8-C18的烃基，R²和R³各自独立的选自氢原子、甲基或乙基；R⁴、R⁵、R⁶各自独立的选自甲基、甲氧基或乙氧基，X为Cl或Br。

本发明所述的有机硅铵盐化合物作为氧化矿及盐类矿物浮选的捕收剂，是在铝矿石、铁矿石等氧化矿的反浮选脱硅除杂、氧化锌矿石浮选或氯化钾与氯化钠的浮选分离中使用该化合物。

本发明提供一种用作阳离子型浮选捕收剂的有机硅铵盐化合物的制备方法，其特征在于，所述的式I的有机硅铵盐化合物制备过程为：将脂肪胺与有机卤硅烷进行反应，反应温度0～80℃，反应时间为0.5～24小时，生成如式I所示有机硅铵盐化合物。

所述的脂肪胺的具有式II所示的分子通式：

式II

其中R¹为C8-C18的烃基，R²和R³各自独立的选自氢原子、甲基或乙基。

所述的有机卤硅烷的具有式III所示的分子通式：

式III

其中R⁴、R⁵、R⁶各自独立的选自甲基、甲氧基或乙氧基，X为Cl或Br。

本发明所述的有机硅铵盐阳离子型浮选捕收剂，由于在脂肪胺结构的基础上引进了强疏水性的有机硅基团，具有比脂肪胺更为优良的浮选性能。表1列示了本发明捕收剂三甲基硅基十二烷基氯化铵与常用的捕收剂十二胺对石英、高岭石、伊利石、叶腊石等硅酸盐矿物的浮选性能比较，浮选条件为矿浆pH8.5，捕收剂浓度为300mg·L^-1。由表1可见，本发明捕收剂三甲基硅基十二烷基氯化铵对石英、高岭石、伊利石和叶腊石的浮选回收率明显优于常用的十二胺。此外，本发明捕收剂还具有水溶性好、易于添加使用等特点。本发明的产品与脂肪胺捕收剂相比，具有捕收能力强、选择性高、吨矿用量低且使用方便等特点。

表1本发明捕收剂与常用的脂肪胺捕收剂浮选性能对比结果

[具体实施方式]