[發明專利]含酯基的季銨鹽陽離子捕收劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011458680.3
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112474061B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 徐廷航;丁一剛;張逸;龍秉文;周曉華;鄧伏禮;戴亞芬;冷慧;杜治平;劉生鵬
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學;湖北楚星化工股份有限公司;湖北宜化松滋肥業有限公司
• 主分類號: B03D1/01
• 分類號: B03D1/01;C07C219/06;C07C213/06;B03D101/02;B03D103/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉洋;崔友明

本發明公開了一種用于磷礦反浮選的含酯基的季銨鹽陽離子捕收劑及其制備方法及應用；本發明含有長碳鏈化合物具有良好疏水性能，而季銨根可以通過與硅質礦物顆粒表面產生靜電相互作用，從而吸附在礦物顆粒表面，將硅質礦物顆粒浮選出來，而且季銨根可以在酸性礦漿下進行對硅酸鹽礦物的浮選，酯基則保證該捕收劑具有良好的降解效果，并能改善其泡沫性能和提高脫硅選擇性。入選磷礦P₂O₅品位25.74％，選出的磷精礦P₂O₅的品位可達30％以上，回收率可達82％以上，脫硅率在69％以上。

技術領域

本發明屬于礦物加工技術領域，具體涉及一種含酯基的季銨鹽陽離子捕收劑及其制備方法和應用。

背景技術

磷礦石作為一種不可或缺的礦產資源，與人類的生命、生產活動息息相關。磷是作物生長所必需的養分之一，以磷礦石為原料生產的磷肥在糧食生產中起到了至關重要的作用，同時磷礦石又是動物飼料、食品和其他化工產品的原材料。

中國磷礦儲量占世界排名第二，且在國內僅云、貴、川、鄂、湘五省就占據了中國磷礦資源總量的76.3％。然而國內磷礦平均品位僅22％，存在富礦少，貧礦多，難選礦多，易選礦少等問題，高硅鈣質磷礦就是其一。

中國磷礦石類型主要以沉積型磷塊巖為主，大多含以石英(SiO₂)、長石、玉髓、云母等為主的硅酸鹽礦物。反浮選脫硅工藝特征符合“浮少抑多”的原則，而且能耗相對于正浮選較低，是當前處理高硅鈣質磷礦的主流工藝。

目前國內對磷礦反浮選脫硅捕收劑的研究主要以脂肪胺、醚胺類為主。但存在著：對礦泥敏感；泡沫量大，粘度大，流動性差等缺點。現有的傳統脫硅捕收劑十二胺存在水溶性差、對礦泥敏感、泡沫難消的問題。為了解決十二胺的浮選性能的缺點，醚胺開始被廣泛的應用。但工業上合成醚胺捕收劑的原料丙烯腈有劇毒，屬于危險化學藥品，而且相對于十二胺，醚胺不宜降解。

期刊論文“某高硅膠磷礦反浮選脫硅研究”提及使用BK430脫硅藥劑將浮選脫鎂的粗精礦經過一次粗選、五次精選全開路浮選流程后，獲得含P₂O₅30.39％，含SiO₂12.79％的磷精礦。該藥劑雖然能將中低品位的膠磷礦富集成P₂O₅品位超30％的磷精礦，但浮選效果不理想，精礦含硅量較大，且浮選操作流程復雜。如CN106238215A公布了一種季銨鹽陽離子捕收劑的合成方法，并應用于脫鎂磷礦浮選脫硅。但該專利所合成的藥劑未公布實際浮選泡沫性能情況，且在實施例中報道的實際礦物的浮選試驗中，未給出SiO₂指標及脫除效果。目前亟需開發一種選擇性較好、捕收能力強、環境友好型的磷礦反浮選捕收劑。

發明內容

本發明目的在于一種用于磷礦反浮選的含酯基的季銨鹽陽離子捕收劑及其制備方法及應用，所得捕收劑選擇性好、捕收能力強、制備過程對環境友好，應用于高硅鈣質膠磷礦的浮選具有極好的效果。

為達到上述目的，采用技術方案如下：

一種含酯基的季銨鹽陽離子捕收劑，具有以下結構式：

其中，m為9～13；X為F、Cl、Br或I。

按上述方案，其中X優選Cl或Br。

按上述方案，所述含酯基的季銨鹽陽離子捕收劑優選結構式為式A、式B或式C；

上述含酯基的季銨鹽陽離子捕收劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)向N,N-二甲基乙醇胺的二氯甲烷溶液中滴加脂肪酰氯，在冰水浴下反應5-7個小時；用飽和NaHCO₃水溶液洗滌后分液，所得有機相干燥并除去溶劑后得到無色油狀物中間體；