[发明专利]用链烷醇胺羟烷基化物的脂肪酸酯作氧化煤调节剂的方法

说明书

本发明是关于氧化煤和含煤固体物的泡沫浮选。更具体地说，本发明涉及一种新型调节剂-链烷醇胺羟烷基化物的脂肪酸酯-的使用方法。

在自然界，煤以几种不同形式出现。根据当地的地质情况，人们可以发现与含碳固体物一起存在的、含量变化的不想要的物料。例如，原煤中硫含量可能不适当地高。同样，还可发现灰和一般非可燃物（例如砂）与煤一起存在着。一般固体矿物，尤其是煤，长期以来一直是研究关于把想要的产品与不想要的残余物分离开来的课题。

众所周知，泡沫浮选是实现这种分离的一种有效方法。该方法利用想要的和不想要的固态物之间的物性差异，其中一种固态物优先被润湿。搅拌固体物浆料，以形成一个多泡的表面区，润湿性能差的粉状固体物就聚集在其中了。假如有一组固体含物料X和物料Y，而且在某些条件下X比Y更易于润湿。用泡沫浮选法把X从Y中分离出来，首先，需要把该组固体粉碎成细小颗粒。如果矿石是非均匀的，那么所得粒料将会有不同的组成-一些颗粒含X多一些，另一些颗粒含X少一些。其次，将颗粒放在精心选出的液体浮选剂中搅拌到形成泡沫。通常该浮选剂是一种混合物，按公知的技术，它包括多种捕集剂，起泡剂和调节剂，它们都有提高分离作用的趋势。被润湿的颗粒，例如主要是X，仍留在大量的液体中，而未被润湿的颗粒，比如说主要是Y，则处于泡沫的空气泡中。这种一般概念的简单实例见于美国专利2，389，763。该专利涉及从镁矿和锰矿中除去氧化硅和含硅材料。在该专利中所用的浮选剂是非叔烷基胺的脂肪族羧酸酯。从经验中得知，浮选剂的确切结构对于所要求的分离效率是至关重要的。出现这种结果不足为奇，因为液-液萃取和色谱也对混合物组分在化学结构上的细小变化呈现出很高的敏感性。

本发明的具体内容涉及氧化煤。一般认为，对这种煤通常采用空气-水系统进行泡沫浮选就能从固体灰中分出来。这里水中含有一种精心选定的浮选剂。该浮选剂，典型的是液体，含有若干组分，诸如可调节pH值或诱发气泡生成的化学剂。要从灰中成功地分离出煤，这取决于浮选剂中能使煤粒表面有足够的憎水性的那些组分。浮选剂中的这些组分常称作“调节剂”。它们的功能一般是提高泡沫浮选分离的效率与回收选择性。众所周知的调节剂包括链烷醇胺及其衍生物，在工业分离过程中它们的功能是相当好的。然而，由于煤的泡沫浮选特别依赖于液体泡沫浮选剂的确切组成，因此仍然存在着一个问题，即什么样的泡沫浮选剂是适宜的。

美国专利4，474，619披露，采用这样的调节剂作为泡沫浮选剂的一个组分，它是链烷醇胺的缩合物，至少含有0.8当量的脂肪酸。如象酯化那样的缩合反应一般是可逆的，因此产物的组成主要取决于反应剂的组成和化学计量化。该专利指出，为了得出最有效的调节剂，脂肪酸或脂肪酸酯与链烷醇胺的优选比例大约是2∶1或3∶1。加入到待分离的浆料中的浮选剂也包括一种作为捕集剂的精制煤油（Soltrol    100）和一种起泡剂（Dowfroth    1012）。此外，该专利认识到用商业上可得到的松香酸，油酸，亚油酸，硬脂酸等的混合物与二乙醇胺缩合的效能。这种妥尔油脂肪酸的混合物一般被称为TOFA（即tall    oil    fatty    acids），而二乙醇胺被称为DEA（即diethanolamine）。因此，人们不妨可以说1∶2DEA/TOFA缩合。本发明与美国专利4，474，619的比较示于下面的例5的讨论中。

本发明是泡沫浮选法的一种改进方法，它用于分离矿石，尤其是氧化煤。本方法的特征在于，适用的矿石（1）先被分级成为泡沫浮选所选定的粒度范围，然后（2）在含有一种捕集剂和一种新型的链烷醇胺衍生物调节剂的泡沫浮选剂中进行浮选。本发明的关键要素在于调节剂，它是烷氧基化了的链烷醇胺。这种新型调节剂可以是被酯化了的羟烷基化物。

本发明使链烷醇胺烷氧基化，是对以前工艺的改进。这种烷氧基化作用把醚键结合到调节剂中去，这种调节剂在结构上不同于以前工艺中的煤调节剂，在精煤回收方面提供了意想不到的改?

一方面，本发明的浮选全过程包括，把氧化煤破碎到适于浮选的粒度级，然后在发泡的水介质中浮选这种粒度级煤。该发泡的水介质中含有一种燃料油捕集剂和一种相当于下式的有效量调节剂：

式中：

R是任何烃基;

R₁是H或烷基;

R₂是H或烷基;

X是1或大于1的整数;

A是H或R₃，其中R₃是有2～36个碳原子的烷基。