一种磷酸盐矿物抑制剂及其制备方法与用途技术

本发明专利技术是一种N‑萘基‑α‑氨基芳基膦酸，分子通式为（I）。本发明专利技术还公开了N‑萘基‑α‑氨基芳基膦酸的制备方法与用途。其制备方法是所述的N‑萘基‑α‑氨基芳基膦酸由1‑萘胺、芳香醛和亚磷酸在酸性条件下mannich反应制备而成。其原料1‑萘胺、芳香醛、亚磷酸、浓盐酸的摩尔比为1:1～1.4:1～1.4:0.9～1.1。反应温度100~150℃，反应时间为1~3小时。本发明专利技术N‑萘基‑α‑氨基芳基膦酸合成工艺简单，反应时间短，合成的化合物对磷酸盐矿物有较强的抑制作用，可在中性或弱碱性条件下使用。

Phosphate mineral inhibitor, preparation method and application thereof

The present invention relates to a N alpha naphthyl amido aryl phosphonic acid, molecular formula (I). The invention also discloses a N alpha naphthyl amido aryl phosphonic acid preparation method and application thereof. The preparation method of the N alpha naphthyl amido aryl phosphonic acid by 1 naphthylamine, aromatic aldehyde and phosphite under acidic conditions prepared by Mannich reaction. The molar ratio of raw material of 1 naphthylamine, aromatic aldehyde, phosphorous acid, hydrochloric acid is 1:1 ~ 1.4:1 ~ 1.4:0.9 ~ 1.1. The reaction temperature is 100~150 DEG C and the reaction time is 1~3 hours. Synthesis of N acid alpha naphthyl amino aryl phosphine of the invention is simple, short reaction time, the synthesis of compounds had strong inhibitory effects on phosphate minerals, which can be used in neutral or weak alkaline conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸盐矿物抑制剂及其制备方法与用途
本专利技术涉及一种磷酸盐矿物抑制剂-N-萘基-α-氨基芳基膦酸化合物，以及该化合物制备方法与用途。
技术介绍
我国磷矿石多为中低品位磷块岩，白云石和硅酸盐为磷矿中主要脉石。在碱性介质中，白云石和胶磷矿的浮选行为相近，使得它们的分离十分困难。在酸性介质中，反浮选工艺显示出良好的分离效果，反浮选最有效的抑制剂是磷酸或硫磷混酸。尽管它们对磷矿物抑制的选择性较好，但抑制能力较弱，以致其用量较大，结果造成了如下问题：（1）用量大，药剂成本高；（2）浮选矿浆的酸性偏强，以致捕收剂（脂肪酸）的溶解性差，用量增大；（3）对设备有较强的腐蚀性；（4）造成部分钙镁等矿物溶解，矿浆中的钙、镁等金属离子和SO42-、CO32-、PO43-等酸根离子含量高，以致设备管道结垢严重，需经常清理；（5）尾矿水中钙、镁等金属离子和SO42-、CO32-、PO43-等酸根离子含量高，难以处理，造成了严重的环境污染。为此，国内外研究者开发不少有机化合物用于磷酸盐矿物抑制剂，美国专利公开发表用羟基乙叉二膦酸作磷矿物反浮选抑制剂，国内也合成了不少含P的有机化合物用作磷矿物抑制剂。这些物质虽然对磷矿物具有一定的抑制作用，但抑制作用不强，有些必须在酸性条形下使用，才具有较强的抑制作用。对于反浮选脱硅，许多脱硅捕收剂是在中性或者弱碱性条件下使用，使得这些抑制剂无法在反浮选脱硅中使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新的N-萘基-α-氨基芳基膦酸化合物，该化合物主要在磷矿反浮选脱镁或反浮选脱硅中用作磷酸盐矿物抑制剂。本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸的制备方法与用途。本专利技术所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本专利技术是一种N-萘基-α-氨基芳基膦酸，其特点是：其分子通式如式（）所示：其中：R1为H、F、Cl、Br或C1~4烃基，R2为苯基、苄基、苯乙基、苯乙烯基或含各种取代的苯基、苄基、苯乙基、苯乙烯基。本专利技术所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸化合物，进一步优选的技术方案中：R1为H，R2为苯基、苄基、苯乙基或苯乙烯基，最优方案中R1为H，R2为苯基或苄基。本专利技术所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸化合物可以在浮选中用作磷酸盐矿物抑制剂。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。以上所述的一种N-萘基-α-氨基芳基膦酸，其特点是：所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸由1-萘胺、芳香醛和亚磷酸在酸性条件下mannich反应制备而成。其中，原料1-萘胺、芳香醛、亚磷酸、浓盐酸的摩尔比优选为1:1～1.4:1～1.4:0.9～1.1。各原料的摩尔比进一步优选为：1-萘胺：芳香醛：亚磷酸：浓盐酸=1:1.1:1.1:1。本专利技术所要解决的技术问题还可以通过以下的技术方案来进一步实现。本发还公开了一种N-萘基-α-氨基芳基膦酸的制备方法，其特点是：其具体步聚如下：（1）在反应设备中加入1-萘胺，加热至50～70℃，使固体1-萘胺变为液体；在搅拌下依次加入芳香醛、亚磷酸和浓盐酸；（2）将温度升至100~150℃，反应1~3小时，停止加热；（3）加入氢氧化钠中和盐酸和剩余的亚磷酸，氢氧化钠与1-萘胺的摩尔比为1～1.5:1，得目标产物N-萘基-α-氨基芳基膦酸。本专利技术所述的一种N-萘基-α-氨基芳基膦酸的制备方法，其进一步优选的技术方案是：步骤（1）优选加热至55～65℃；搅拌的时间优选为10－20分钟，步骤（2）所述的反应温度优选为120℃，反应时间优选为2小时。步骤（3）所述的氢氧化钠与1-萘胺的摩尔比优选为1.2:1。本专利技术公开的N-萘基-α-氨基芳基膦酸是一种新型的有机膦酸化合物，可在反浮选脱镁或反浮选脱硅中用作磷酸盐矿物抑制剂，其浮选操作矿浆可在酸性、中性或者弱碱性条件下进行。本专利技术制备方法工艺简单、高效、切实可行，制备的产物无需提纯即可用作浮选抑制剂。抑制剂分子中含有膦酸基团，对磷酸盐矿物具有比较好的选择性，氨基具有亲水性使得抑制剂吸附在矿物表面表现较强的亲水性受到抑制，分子中引入苯环和萘环可强化抑制剂的选择性和亲水性。因此，N-萘基-α-氨基芳基膦酸化合物作为磷酸盐矿物抑制剂，抑制作用强、分离效率高。对我国磷矿的开发利用具有很大的实际意义。附图说明图1为本专利技术N-萘基-α-氨基苄基膦酸的红外光谱图；图2为本专利技术N-萘基-α-氨基苯乙基膦酸的红外光谱图；图3为本专利技术N-萘基-α-氨基苄基膦酸的质谱图；图4为本专利技术N-萘基-α-氨基苯乙基膦酸的质谱图。具体实施方式本专利技术由下列实施例进一步说明，但不受这些实施例的限制。实施例中所有份数除另有规定外均为摩尔分数。实施例1，一种N-萘基-α-氨基芳基膦酸：其分子通式如式（）所示：其中：R1为H、F、Cl、Br或C1~4烃基；R2为苯基、苄基、苯乙基、苯乙烯基或含各种取代的苯基、苄基、苯乙基、苯乙烯基。所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸由1-萘胺、芳香醛和亚磷酸在酸性条件下mannich反应制备而成。原料1-萘胺、芳香醛、亚磷酸、浓盐酸的摩尔比为1:1:1:0.9。实施例2，实施例1所述的一种N-萘基-α-氨基芳基膦酸中，原料1-萘胺、芳香醛、亚磷酸、浓盐酸的摩尔比为1:1.4:1.4:1.1。其余均与实施例1相同。实施例3，实施例1所述的一种N-萘基-α-氨基芳基膦酸中，原料1-萘胺、芳香醛、亚磷酸、浓盐酸的摩尔比为1:1.1:1.1:1。其余均与实施例1相同。实施例4，一种如实施例1－3任何一项所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸的制备方法，其具体步聚如下：（1）在反应设备中加入1-萘胺，加热至50℃，搅拌使固体1-萘胺变为液体；在搅拌下依次加入芳香醛、亚磷酸和浓盐酸；（2）将温度升至100℃，反应1小时，停止加热；（3）加入氢氧化钠中和盐酸和剩余的亚磷酸，氢氧化钠与1-萘胺的摩尔比为1:1，得目标产物N-萘基-α-氨基芳基膦酸。实施例5，一种如实施例1－3任何一项所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸的制备方法，其具体步聚如下：（1）在反应设备中加入1-萘胺，加热至70℃，搅拌使固体1-萘胺变为液体；在搅拌下依次加入芳香醛、亚磷酸和浓盐酸；（2）将温度升至150℃，反应3小时，停止加热；（3）加入氢氧化钠中和盐酸和剩余的亚磷酸，氢氧化钠与1-萘胺的摩尔比为1.5:1，得目标产物N-萘基-α-氨基芳基膦酸。实施例6，一种如实施例1－3任何一项所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸的制备方法，其具体步聚如下：（1）在反应设备中加入1-萘胺，加热至55℃，搅拌10分钟，使固体1-萘胺变为液体；在搅拌下依次加入芳香醛、亚磷酸和浓盐酸；（2）将温度升至120℃，反应2小时，停止加热；（3）加入氢氧化钠中和盐酸和剩余的亚磷酸，氢氧化钠与1-萘胺的摩尔比为1.2:1，得目标产物N-萘基-α-氨基芳基膦酸。实施例7，一种如实施例1－3任何一项所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸的制备方法，其具体步聚如下：（1）在反应设备中加入1-萘胺，加热至65℃，搅拌20分钟使固体1-萘胺变为液体；在搅拌下依次加入芳香醛、亚磷酸和浓盐酸；（2）将温度升至125℃，反应2小时，停止加热；（3）加入氢氧化钠中和盐酸和剩余的亚磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种N‑萘基‑α‑氨基芳基膦酸，其特征在于：其分子通式如式（

【技术特征摘要】
2016.02.29 CN 20161011203721.一种N-萘基-α-氨基芳基膦酸，其特征在于：其分子通式如式（）所示：其中：R1为H、F、Cl、Br或C1~4烃基；R2为苯基、苄基、苯乙基、苯乙烯基或含各种取代的苯基、苄基、苯乙基、苯乙烯基。2.根据权利要求1所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸，其特征在于：所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸由1-萘胺、芳香醛和亚磷酸在酸性条件下mannich反应制备而成。3.根据权利要求1所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸，其特征在于：原料1-萘胺、芳香醛、亚磷酸、浓盐酸的摩尔比为1:1～1.4:1～1.4:0.9～1.1。4.根据权利要求3所述的一种N-萘基-α-氨基芳基膦酸，其特征在于：各原料的摩尔比1-萘胺：芳香醛：亚磷酸：浓盐酸=1:1.1:1.1:1。5.一种如权利要求1－4任何一项所述的N-萘基-α-氨基芳基膦酸的制备方法，其特征在于，其具体步聚如下：（1）在反应设备中加入1-萘胺，加热至50℃～70℃，搅拌使固体1-萘胺变为液体；在搅拌下依次加入芳香醛、亚磷酸和浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘养春，宋文义，刘升林，杨勇，刘国举，刘云涛，
申请(专利权)人：中蓝连海设计研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32