一种硫化铜矿浮选捕收剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种硫化铜矿浮选捕收剂及其制备方法和应用，其中所述捕收剂的具体结构式如式(I)所示，

Flotation collector for copper sulfide ore, preparation method and application thereof

The invention provides a collector for flotation of copper sulfide ore, and its preparation method and application, wherein the specific structural formula of the collector is shown in formula (I),

【技术实现步骤摘要】
一种硫化铜矿浮选捕收剂及其制备方法和应用
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种硫化铜矿浮选捕收剂及其制备方法和应用。
技术介绍
硫化铜矿床一般多为金属共伴生矿床，矿石中的主要有用矿物油黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黝铜矿、砷黝铜矿、辉铜矿、斑铜矿、铜蓝等，伴生有辉钼矿、金、银等有益矿物，铟、镓、锗、镉、铼、铊等稀有分散元素，以及钴、铋、硫等元素，这些伴生元素经济价值有的高于主金属的几倍甚至几十倍，综合利用这些元素，是提高矿山经济效益的一项重大措施。在铜硫浮选分离实践中，硫氨酯是应用较多的一类高选择性捕收剂，其在弱碱性条件下对黄铁矿的捕收能力弱，对黄铜矿的捕收能力强，从而表现出比黄药和黑药更好的选择性。因此，近年来一直是人们关注的热点，相继合成出了大量的硫氨酯类捕收剂(如Z-200、ECTC、PAC等)，并应用于工业实践，且取得了一定的效果，但在实际生产中铜硫分离的各项因素仍存在不足，例如pH过高、反应温度过高等，因此铜硫分离捕收剂的研发仍在加强，开发一种能有效解决目前分离过程各种缺陷的捕收剂仍是非常必要的。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种硫化铜矿浮选捕收剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的捕收剂的浮选在低碱条件下完成，能有效实现分离黄铜矿和黄铁矿，捕收剂对硫化铜矿具有较好的浮选活性。一方面，本专利技术提供一种硫化铜矿浮选捕收剂，其具体结构式为：R1、R2各自独立地为烷基；进一步地，所述R1、R2各自独立地为C1-6烷基；进一步地，所述R1、R2各自独立地为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基或异丁基。进一步地，本专利技术所述硫化铜矿浮选捕收剂，其具体结构式为：一方面，本专利技术提供一种硫化铜矿浮选捕收剂的制备方法，其具体步骤如下：以氯乙酸钠(式(III))与丙基黄原酸钠(式(II))发生取代反应，生产中间体丙基黄原酸乙酸钠(式(IV))；最后加入有机胺(式(V))与丙基黄原酸乙酸钠(式(IV))发生胺解反应，即得目标产物(式(I))。进一步地，所述取代反应发生的条件为pH＝8.0，于30℃下搅拌反应。进一步地，所述氯乙酸钠(式(III))与丙基黄原酸钠(式(II))的摩尔比为1:1。进一步地，所述胺解反应发生的条件为有机胺采用滴加方式加入，于30～35℃下反应。进一步地，所述有机胺(式(V))与氯乙酸钠(式(III))的摩尔为1:1。一方面，本专利技术提供一种硫化铜矿浮选捕收剂的应用，所述的硫化铜矿浮选捕收剂在浮选硫化铜矿物和回收硫化铜矿中的应用。进一步地，本专利技术提供本专利技术所述硫化铜矿浮选捕收剂的应用，所述捕收剂进行硫化铜矿浮选的具体步骤如下：先向矿中添加石灰，调整矿浆的pH值在5.6～11内，搅拌后加入调整剂，加入捕收剂浮选，捕收剂浓度为5～10mg/L，浮选得到泡沫产品。进一步地，本专利技术提供本专利技术所述硫化铜矿浮选捕收剂的应用，所述捕收剂浓度为10mg/L，所述矿浆pH值为9.0。进一步地，本专利技术提供本专利技术所述硫化铜矿浮选捕收剂的应用，所述调整剂为氢氧化钠，加入调整剂之前搅拌2min，加入调整剂后搅拌时间为1min，加入捕收剂搅拌2min，浮选时间为3min。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术构建了新型的硫氨酯捕收剂分子结构，通过优化硫氨酯的合成工艺，研究表明，当反应溶液pH值为8，反应温度为30℃，第一步取代反应时间为2小时，第二步反应时间为3小时，相比现有文献公开的制备方法，硫氨酯产物的收率和纯度明显提高，反应条件也温和。本专利技术提供的新型硫氨酯对硫化矿均有较好的浮选活性。提供的硫化铜矿浮选捕收剂的最佳的浮选条件是捕收剂浓度为10mg/L，矿浆pH值为9.0，捕收剂能够有效实现硫化铜矿和黄铁矿的分离，具有选择性好，在低碱条件下有效的解决目前使用捕收剂回收铜的回收率不高的问题。本专利技术提供的捕收剂制备过程中，用氯乙酸钠代替了之前氯乙酸和碳酸钠反应制氯乙酸钠，反应条件优化后，产品的纯度和产率显著提高。本专利技术的捕收剂能在低碱性条件下实现硫化铜矿和黄铁矿的分离，能有效回收铜矿。本专利技术提供的捕收剂的制备方法，反应条件简单，工艺简单，副产物少，环境友好，纯度高，所得产量高，适合工业生产。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。图中chalcopyrite:黄铜矿；pyrite:黄铁矿；recovery回收率；dosage用量。图1aO-丙基-N,N-二乙基硫代氨基甲酸酯的气相色谱图；图1bO-丙基-N,N-二乙基硫代氨基甲酸酯的核磁图谱；图2aO-丙基-N,N-二丁基硫代氨基甲酸酯的气相色谱图；图2bO-丙基-N,N-二丁基硫代氨基甲酸酯的核磁图谱；图3矿石浮选流程；图4O-丙基-N,N-二乙基硫氨酯用量与捕收性能的关系；图5O-丙基-N,N-二丁基硫氨酯用量与捕收性能的关系；图6O-丙基-N,N-二乙基硫代氨基甲酸酯浮选性能与pH的关系图7O-丙基-N,N-二丁基硫代氨基甲酸酯浮选性能与pH的关系。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步描述。实施例1O-丙基-N,N-二乙基硫代氨基甲酸酯的合成往盛有100.0mL蒸馏水的250ml三口圆底烧瓶中加入15.80g(0.10mol)正丙基黄原酸钠，和11.60g(0.10mol)氯乙酸钠，滴加4mol/L的NaOH溶液调节反应液pH＝8.0，于30℃下搅拌2小时。边搅拌边缓慢滴加7.30g(0.10mol)二乙胺，于30℃下反应3小时。反应结束后，将浑浊液静置分层，上层的油状液体即为目标产品，分离得到8.7g产品，收率49.71％，采用气相色谱(GC)测定产品的含量为99.31％，具体如图1a所示。从图1b可知，核磁数据如下：1HNMRδ:0.91(t,3H,CH2CH3),1.10(t,3H,CH2CH3),1.15(d,3H,CHCH3),1.7(d,2H,CH2CH3),3.40(q,2H,NCH2CH3),3.75(q,2H,NCH2CH3),4.35(m,2H,OCH2CH3)ppm。实施例2O-丙基-N,N-二丁基硫代氨基甲酸酯的合成往盛有100.0mL蒸馏水的250ml三口圆底烧瓶中加入15.80g(0.10mol)正丙基黄原酸钠，和11.60g(0.10mol)氯乙酸钠，滴加4mol/L的NaOH溶液调节反应液pH＝8.0，于30℃下搅拌2小时。边搅拌边缓慢滴加12.50g(0.10mol)二正丁胺，于30℃下反应3小时。反应结束后，将浑浊液静置分层，上层的油状液体即为目标产品，分离得到20.10g产品，收率87.00％，采用气相色谱(GC)测定产品的含量为69.67％，具体如图2a所示。从图2b可知，核磁数据如下：1HNMRδ:0.93(9H,CH2CH3),1.30(4H,CH2CH3),1.65(2H,CH2CH3),1.71(4H,CH2CH3),3.40(q,2H,NCH2CH3),3.75(q,2H,NCH2CH3),4.35(m,2H,OCH2CH3)ppm。实施例3硫氨酯捕收剂的浮选性能研究具体浮选过程如图3所示，自然pH条件下，搅拌2min后加入调整剂(例如氢氧化钠)1min本文档来自技高网...

【技术保护点】
硫化铜矿浮选捕收剂，其特征在于，具体结构式为：

【技术特征摘要】
1.硫化铜矿浮选捕收剂，其特征在于，具体结构式为：R1、R2各自独立地为烷基。2.根据权利要求1所述的硫化铜矿浮选捕收剂，其特征在于，所述R1、R2各自独立地为C1-6烷基。3.根据权利要求1所述的硫化铜矿浮选捕收剂，其特征在于，所述R1、R2各自独立地为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基或叔丁基。4.根据权利要求1所述的硫化铜矿浮选捕收剂，其特征在于，其具体结构式为：5.一种权利要求1～4任一所述硫化铜矿浮选捕收剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：以氯乙酸钠(式(III))与丙基黄原酸钠(式(II))发生取代反应，生产中间体丙基黄原酸乙酸钠(式(IV))；最后加入有机胺(式(V))与丙基黄原酸乙酸钠(式(IV))发生胺解反应，即得目标产物(式(I))。6.根据权利要求5所述的捕收剂的制备方法，其特征在于，所述取代反应发生的条件为pH＝8.0，于30℃下搅拌反应；所述氯乙酸钠(式(III))与丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹飞，孙德四，周德志，
申请(专利权)人：九江学院，
类型：发明
国别省市：江西,36