一种螯合型两性捕收剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种螯合型两性捕收剂及其制备方法。该捕收剂含有烷基、醚基、苯基、羟基、胺基和羧基，烷基的长度为C5～C16。制备方法为对胺基苯酚与乙醇钠作用生成对胺基苯酚钠，再与1‑氯代烷发生反应生成对烷氧基苯胺；在硝酸和硫酸作用下生成2,5‑二硝基‑4‑烷氧基苯乙酰氨；重氮化，在铜粉和氰化钾下重氮基被氰基取代，酸性水解生成2,5‑二硝基‑4‑烷氧基苯甲酸；用硫化钠和氯化铵选择性地还原一个硝基，重氮化反应，酸性水解，生成2‑羟基‑5‑硝基‑4‑烷氧基苯甲酸；还原生成目的产物2‑羟基‑5‑胺基‑4‑烷氧基苯甲酸。该螯合型两性捕收剂具有良好的捕收能力、选择性、耐低温性，能与多种脂肪酸组合形成复合型捕收剂。

A chelating amphoteric collector and its preparation method

The invention discloses a chelating amphoteric collector and a preparation method thereof. The collector contains alkyl, ether group, phenyl group, hydroxyl group, amino group and carboxyl group. The length of alkyl group is C5 - C16. The preparation method is as follows: p-aminophenol reacts with sodium ethanol to produce sodium p-aminophenol, then reacts with 1 chloroalkane to produce p-alkoxyaniline; 2,5 dinitro_4 alkoxyphenylacetamide is produced under the action of nitric acid and sulfuric acid; diazotization, diazo is replaced by cyano group under copper powder and potassium cyanide, acid hydrolysis to produce 2,5 dinitro_4 alkoxyphenylic acid; and sodium sulfide is used. Selective reduction of a nitro group with ammonium chloride, diazotization reaction, acidic hydrolysis, the formation of 2 hydroxyl 5 nitro 4 alkoxybenzoic acid; reduction of the target product 2 hydroxyl 5 amino 4 alkoxybenzoic acid. The chelating amphoteric collector has good collecting ability, selectivity, low temperature resistance, and can form a composite collector with a variety of fatty acids.

【技术实现步骤摘要】
一种螯合型两性捕收剂及其制备方法
本专利技术涉及一种螯合型两性捕收剂及其制备方法，属于选矿药剂

技术介绍
目前，易选的铁矿石越来越少，大多数铁矿石具有“贫、杂、细”的特点，采用通常的重选和磁选难以同时获得较高的铁精矿品位和金属回收率。为了适应铁矿石特点的变化，采用反浮选工艺是获得较高品位铁精矿和金属回收率的主要方法，该工艺核心内容是药剂制度，而捕收剂又是药剂制度中的关键。当前贫铁矿石采用的捕收剂大多是脂肪酸及其改性化合物，这些捕收剂的浮选温度一般为30℃～45℃，常常需要采用锅炉加热才能维持正常的浮选温度。为了获得高质量的选矿效果，近年来合成了一些有特色的捕收剂。例如，公开号[CN101543805A]提出了α-羟基脂肪酸和β-羟基脂肪酸两种氧-氧螯合型捕收剂，在浮选过程中能与矿物表面基团形成氧-氧螯合物，这种捕收剂主要用于正浮选。公开号[CN101088623A]提出了醚胺阳离子捕收剂,该阳离子捕收剂能减少药剂的种类和降低浮选温度，但存在浮选泡沫粘度大和对矿泥比较敏感等不足。为了进一步提高捕收剂的捕收能力和选择性，本专利技术合成一种既含有氧-氧螯合环，又含有氧-氮螯合环的捕收剂，同时，醚基、苯基能改变捕收剂的分散性，选矿温度能显著降低，该捕收剂能进一步提升铁矿石捕收剂的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于合成一种结构新、性能稳定、能与活化脉石同时形成氧-氧和氧-氮两种螯合环，具有良好捕收能力和选择性的两性捕收剂，以满足“贫、杂、细”铁矿石反浮选的实际需求。本专利技术提供一种螯合型两性捕收剂，所述捕收剂结构通式如下：R为C5～C16的烷基。进一步地，在上述技术方案中，R为含有C5～C16的直链或支链的烷基。进一步地，在上述技术方案中，所述的螯合型两性捕收剂，还含有脂肪酸，所述脂肪酸选自植物油酸、蓖麻油酸、动物油酸或合成脂肪酸中的至少一种。进一步地，在上述技术方案中，所述的螯合型两性捕收剂，其特征在于所述的脂肪酸的质量百分比为1～99％，两性捕收剂的质量百分比为1～99％。本专利技术提供一种上述螯合型两性捕收剂的制备方法，包括以下步骤：(1)对胺基苯酚与乙醇钠作用生成对胺基苯酚钠，再与1-氯代烷发生反应生成对烷氧基苯胺；(2)用乙酐化保护胺基，在硝酸和硫酸作用下生成2,5-二硝基-4-烷氧基苯乙酰氨；(3)酸性水解，在亚硝酸钠和硫酸条件下重氮化，在铜粉和氰化钾下重氮基被氰基取代，酸性水解生成2,5-二硝基-4-烷氧基苯甲酸；(4)用硫化钠和氯化铵选择性地还原一个硝基，重氮化反应，酸性水解，生成2-羟基-5-硝基-4-烷氧基苯甲酸；(5)在铁粉和盐酸作用下还原生成目的产物2-羟基-5-胺基-4-烷氧基苯甲酸。本专利技术提供的两性捕收剂具有合成工艺简单、易操作等特点。本专利技术的螯合型两性捕收剂与现有技术相比，具有以下优点：(1)易溶于水、分散性好；(2)浮选温度为5℃时，能获得优于其它捕收剂30℃的浮选指标；(3)捕收能力强、选择性高；(4)能减少捕收剂的用量。本专利技术中在浮选时，NaOH水溶液的质量百分含量为5％；玉米淀粉水溶液的质量百分含量为2％；氧化钙水溶液的质量百分含量为2％；螯合型两性捕收剂水溶液的质量百分含量为2％。下面结合合成方法对本专利技术作进一步的说明，但不限定本专利技术。附图说明图1是采用本专利技术制备螯合型两性捕收剂反浮选鞍山式铁矿石流程。具体实施方式本专利技术提供的铁矿石用捕收剂为螯合型两性捕收剂，主要成分为2-羟基-5-胺基-4-烷氧基苯甲酸，含有烷基、醚基、苯基、羟基、胺基和羧基，烷基的长度为C5～C16。本专利技术提供的螯合型两性捕收剂的制备方法是：对胺基苯酚与乙醇钠作用生成对胺基苯酚钠，再与1-氯代烷发生反应生成对烷氧基苯胺；用乙酐化保护胺基，在硝酸和硫酸作用下生成2,5-二硝基-4-烷氧基苯乙酰氨；酸性水解，在亚硝酸钠和硫酸条件下重氮化，在铜粉和氰化钾下重氮基被氰基取代，酸性水解生成2,5-二硝基-4-烷氧基苯甲酸；用硫化钠和氯化铵选择性地还原一个硝基，重氮化反应，酸性水解，生成2-羟基-5-硝基-4-烷氧基苯甲酸；在铁粉和盐酸作用下还原生成目的产物2-羟基-5-胺基-4-烷氧基苯甲酸。本专利技术采取以下步骤的合成方法：(1)对胺基苯酚与乙醇钠作用生成对胺基苯酚钠，再与1-氯代烷发生反应生成对烷氧基苯胺；(2)用乙酐化保护胺基，在硝酸和硫酸作用下生成2,5-二硝基-4-烷氧基苯乙酰氨；(3)酸性水解，在亚硝酸钠和硫酸条件下重氮化，在铜粉和氰化钾下重氮基被氰基取代，酸性水解生成2,5-二硝基-4-烷氧基苯甲酸；(4)用硫化钠和氯化铵选择性地还原一个硝基，重氮化反应，酸性水解，生成2-羟基-5-硝基-4-烷氧基苯甲酸；(5)在铁粉和盐酸作用下还原生成目的产物2-羟基-5-胺基-4-烷氧基苯甲酸。合成路线如下：实施例1取一定量的乙醇钠于烧瓶中，加入等摩尔量的对氨基苯酚，再加入等摩尔量的1-氯己烷，回流2小时，冷却至室温，加入等摩尔量的乙酐，回流1小时，冷却，分批接入混酸，在56℃～59℃条件下反应50min，冷却后，将反应混合物倒入分液漏斗中，分出酸层。有机层用冰盐浴冷却至0℃～2℃，慢慢滴入冷却后亚硝酸钠溶液，加入铜粉和氰化钾，升温到67℃～68℃，搅拌2小时，然后加入一定量稀硫酸，继续搅拌2小时。冷却后，将反应混合物倒入分液漏斗中，分出酸层。有机层中分别加入硫化钠和氯化铵，升温到83℃～85℃，搅拌下反应2小时。用冰盐浴冷却至0℃～2℃，慢慢滴入冷却后亚硝酸钠溶液，振荡，加入一定量的稀硫酸，搅拌2小时生成2-羟基-5-硝基-4-烷氧基苯甲酸。冷却后，将反应混合物倒入分液漏斗中，分出酸层。有机层用水洗、干燥，加入一定量的铁粉和浓盐酸，升温到82℃～83℃，搅拌下反应2小时，获得产物2-羟基-5-胺基-4-己烷氧基苯甲酸。浮给混磁精品位为46.53％。实验室采用XFD型单槽式浮选机(0.75L)为浮选试验机械，称取混磁精样200g于0.75L浮选槽内，加入水接近刻度，开动浮选机。然后依次加入4.5mLNaOH水溶液、11.2mL玉米淀粉水溶液、3.5mL氧化钙水溶液和8.9mL捕收剂(质量百分比为65％2-羟基-5-胺基-4-己烷氧基苯甲酸+质量百分比为35％植物油酸)水溶液。在10℃条件下，进行一粗一精三扫的反浮选选别试验。最终获得浮选精矿品位68.5％，重量89.2g，浮选尾矿品位13.41％，重量64.5g。实施例2取一定量的乙醇钠于烧瓶中，加入等摩尔量的对氨基苯酚，再加入等摩尔量的1-氯癸烷，回流3小时，冷却至室温，加入等摩尔量的乙酐，回流1小时，冷却，分批接入混酸，在58℃～60℃条件下反应50min，冷却后，将反应混合物倒入分液漏斗中，分出酸层。有机层用冰盐浴冷却至1℃～2℃，慢慢滴入冷却后亚硝酸钠溶液，加入铜粉和氰化钾，升温到68℃～70℃，搅拌2小时，然后加入一定量稀硫酸，继续搅拌1小时。冷却后，将反应混合物倒入分液漏斗中，分出酸层。有机层中分别加入硫化钠和氯化铵，升温到83℃～85℃，搅拌下反应2小时。用冰盐浴冷却至1℃～2℃，慢慢滴入冷却后亚硝酸钠溶液，振荡，加入一定量的稀硫酸，搅拌1小时生成2-羟基-5-硝基-4-烷氧基苯甲酸。冷却后，将反应混合物倒入分液漏斗中，分出酸层。有机层用水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螯合型两性捕收剂，其特征在于所述捕收剂结构通式如下：

【技术特征摘要】
1.一种螯合型两性捕收剂，其特征在于所述捕收剂结构通式如下：R为C5～Ｃ16的烷基。2.根据权利要求1所述的螯合型两性捕收剂，其特征在于：R为含有C5～Ｃ16的直链或支链的烷基。3.根据权利要求1所述的一种螯合型两性捕收剂的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）对胺基苯酚与乙醇钠作用生成对胺基苯酚钠，再与1-氯代烷发生反应生成对烷氧基苯胺；（2）用乙酐化保护胺基，在硝酸和硫酸作用下生成2,5-二硝基-4-烷氧基苯乙酰氨；（3）酸性水解，在亚硝酸钠和硫酸条件下重氮化，在铜粉和氰化钾下重氮基被氰...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅建庭，杨威，曹翠，刘浩林，
申请(专利权)人：鞍山市天翔工业科技有限公司，天津天宝翔科技有限公司，辽宁宝翔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21