[发明专利]季铵盐羟肟酸磷矿浮选捕收剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一类浮选剂，具体的是涉及一类季铵盐羟肟酸浮选剂及其制备方法。

技术背景

我国磷矿资源丰富，但富矿少，多为中低品位磷矿，采选难度大，富集成本高；且杂质较多，主要表现为Ca²⁺、Mg²⁺含量较高。因此，对提高磷矿品位的技术研究迫在眉睫。浮选法作为最主要的选别磷矿石的方法能够有效的提高磷矿品位，而目前磷酸盐矿石的浮选多采用脂肪酸类及改性脂肪酸捕收剂。近几年浮选药剂的研究和方向主要趋向于多官能团化、官能团中心多样化、聚氧乙烯基化、异极性即两性化、弱解离或非离子化以及混合协同化。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对上述现有技术提出的一类季铵盐羟肟酸浮选剂，该类浮选药剂为一种新型的阳离子胺盐类化合物，其水溶性好，对Ca²⁺、Mg²⁺螯合能力强，且原料易得，价格便宜。

本发明的另外一个目的是提出季铵盐羟肟酸捕收剂的制备方法。

本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：季铵盐羟肟酸浮选剂，其特征在于其主要由大豆油、强碱溶液、浓硫酸、氯气、二氯亚砜、甲醇、叔胺和盐酸羟胺制备而成，各原料的摩尔比为：大豆油：强碱溶液：浓硫酸：氯气：二氯亚砜：甲醇：叔胺：盐酸羟胺=1.0：11.8-15.0：4.8-5.6：8.2-12.5：2.2-3.6：0.8-1.4：1.0-2.0：1.0-1.4。

按上述方案，优选的各原料的摩尔比为：大豆油：强碱溶液：浓硫酸：氯气：二氯亚砜：甲醇：叔胺：盐酸羟胺=1.0：13.8：5.0：10.8：2.6：1.1：2.0：1.2。

按上述方案，所述的强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

季铵盐羟肟酸浮选捕收剂的制备方法，包括有以下依次步骤：

1）按大豆油、强碱溶液、浓硫酸、氯气、二氯亚砜、甲醇、叔胺、盐酸羟胺=1.0：11.8-15.0：4.8-5.6：8.2-12.5：2.2-3.6：0.8-1.4：1.0-2.0：1.0-1.4，准备大豆油、强碱溶液、浓硫酸、氯气、二氯亚砜、甲醇、叔胺、盐酸羟胺备用；

2）在80~100℃下，用部分强碱溶液皂化大豆油，待反应结束后，将所得的皂化物加入NaCl进行盐析，然后进行水洗，抽滤得皂化产物，所得的皂化产物在常温下加入浓硫酸，在80~ 100℃下机械搅拌1.5~3h，分液，热水洗涤，干燥后得无水脂肪酸；

3）取步骤2）反应所得无水脂肪酸置于反应容器中，加入催化剂，在机械搅拌同时加热，90~100℃通入氯气8~12h后，得到α－氯代脂肪酸，再加入二氯亚砜，反应制得酰氯；

4）向步骤3）所得酰氯中缓慢滴加甲醇，滴加完后加热回流6h，冷却水洗，蒸去溶剂，制得α－氯代脂肪酸甲酯；

5）将步骤4）所得α－氯代脂肪酸甲酯置于反应容器中，以无水乙醇作为溶剂，缓慢滴加叔胺溶液，并在机械搅拌下加热回流6h，蒸去溶剂，制得季铵盐甲酯；

6）取步骤5）所得季铵盐甲酯置于反应容器中，以无水乙醇作为溶剂，加入盐酸羟胺溶液和剩余的强碱溶液，机械搅拌下加热回流6h，蒸去溶剂，酸化，制得季铵盐羟肟酸。

按上述方案，步骤3）所述的催化剂为二氯亚砜或五氯化磷。

按上述方案，所述的强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，溶液的浓度为12—18mol/L。

按上述方案，所述的浓硫酸溶液的浓度为8~12mol/L。

本发明的产品季铵盐羟肟酸的结构通式为：

                                                                  

                 Ⅰ                                                 Ⅱ

式中R为碳原子数为10~22的碳链，由于原料为大豆油，皂化酸解后得脂肪酸为混合脂肪酸，其碳链最短和最长的分别为花生酸和亚麻酸，所以R为碳原子数为10~22的碳链。

本发明与现有技术相比具有以下优点：由于羧酸的α位引入季铵盐片段，这种改性增强了捕收剂阳离子性质，同时也提高浮选药剂的水溶性，增加了化合物的导电率，降低了表面张力，增加了泡沫性能，改善了表面活性，羟肟酸片段部分增强了对有极化能力的金属离子的选择性，提高了对Ca⁺、Mg²⁺的螯合能力。