粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂及其制备方法与应用，静电组装捕收剂为由脂肪酸甲酯磺酸盐和烷基羟肟酸，在超支化季铵盐作为引发剂下静电力组装而成的结构致密的大分子物质，能充分发挥磺酸基团

【技术实现步骤摘要】
粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于矿物浮选
，具体涉及一种粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂及其制备方法与应用
。

技术介绍

[0002]钛铁矿是重要的战略金属氧化矿，浮选是回收钛铁矿的最常用方法，由于浮选对于入选钛铁矿的粒度上限要求一般为
0.1
‑
0.15mm
，超过上限的粗颗粒矿石浮选效果较差，浮选前需通过磨矿来降低矿石粒度，但磨矿能耗较高，因此开展粗颗粒浮选对于降低磨矿作业成本
、
实现粗粒脉石预先抛废具有重要的现实意义
。
[0003]目前钛铁矿浮选捕收剂的研究集中在细粒级并以脂肪酸
、
羟肟酸为主，用于增强钛铁矿表面疏水性使之上浮，而粗颗粒钛铁矿的浮选研究较少，适用于粗颗粒钛铁矿浮选的捕收剂研究处于空白状态
。
近年来出现了一系列流态化粗颗粒浮选设备，其工作原理为：在传统浮选设备的基础上引入上升水流，依靠气泡和上升水流形成流态化床层，从而克服粗颗粒的自身重力实现浮选，对于粗颗粒浮选回收具有重要促进作用
。
然而由于钛铁矿中有价矿物解离度相对较低，采用现有细粒钛铁矿浮选捕收剂时，捕收剂成分与粗粒钛铁矿表面活性位点的作用力相对较弱
、
适应性较差，通过简单混合获得的复配捕收剂对选择性捕收能力的提升有限，使粗粒钛铁矿浮选过程仍存在颗粒疏水性不强
、
颗粒
‑
气泡粘附力弱
、
颗粒易脱落<br/>、
捕收剂用量大等现象，导致粗颗粒回收率不高
、
浮选效率低
。
因此，开发强选择性捕收能力
、
能强化钛铁矿表面疏水性的高效捕收剂是提高粗粒钛铁矿流态化浮选回收率的有效途径
。

技术实现思路

[0004]针对传统捕收剂流态化浮选粗粒钛铁矿工艺中颗粒疏水性不强
、
钛铁矿回收率不高
、
浮选效率低等问题，本专利技术的目的之一是提供一种对解离度较低的粗粒钛铁矿具有极强选择性捕收能力
、
利于大幅提高精矿品位和浮选作业回收率
、
适应性强
、
用量少
、
成本低
、
无毒无污染的捕收剂；本专利技术的另一个目的是在于提供一种流程简单
、
反应条件温和
、
成本低的捕收剂制备方法；本专利技术的第三个目的是在于提供一种适用于特别是粗粒钛铁矿流态化浮选的捕收剂应用，显著降低选矿成本
。
[0005]为了实现上述技术目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂，由脂肪酸甲酯磺酸盐和烷基羟肟酸，在超支化季铵盐作为引发剂下静电力组装而成，所述超支化季铵盐具有如下分子结构：
[0007]上式中，
R
为烷基
。
[0008]进一步的，所述脂肪酸甲酯磺酸盐
R1CH(SO3M)COOCH3，碳链越长捕收能力越强但对铁铁矿的选择性会下降，因此
R1优选为
C
＝
16
‑
18
的烷基，
M
为正一价金属离子；
[0009]进一步的，所述
M
为钠或钾
。
[0010]进一步的，所述烷基羟肟酸的碳链越长捕收能力越强但对铁铁矿的选择性会下降，因此烷基羟肟酸优选为
C7
～
12
烷基羟肟酸
。
[0011]进一步的，所述脂肪酸甲酯磺酸盐与烷基羟肟酸的比例与粗粒钛铁矿矿石的解离度相关，因此所述脂肪酸甲酯磺酸盐与烷基羟肟酸的摩尔比优选为
1:(3
～
5)。
[0012]进一步的，所述超支化季铵盐的碳链越长捕收能力越强但对铁铁矿的选择性会下降，因此所述超支化季铵盐的
R
优选为
C
＝
12
～
18
的烷基
。
[0013]进一步的，为获得适宜的静电力组装效率并兼顾捕收剂的大分子致密性，所述超支化季铵盐与烷基羟肟酸的摩尔比优选为
1:(10
～
20)。
[0014]进一步的，所述超支化季铵盐由烷基叔胺与环氧氯丙烷反应而成，具有可以与钛铁矿表面活性质点作用的胺类基团，且非极性基具有强疏水性
。
[0015]进一步的，所述烷基叔胺与环氧氯丙烷按摩尔比为
1:(1
～
1.2)。
[0016]一种粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂的制备方法，其方法包括：取脂肪酸甲酯磺酸盐和烷基羟肟酸充分反应后，再缓慢滴加超支化季铵盐，加入电解质进行静电反应，静电反应结束后取产物结晶干燥获得静电组装捕收剂
。
[0017]进一步的，所述脂肪酸甲酯磺酸盐和烷基羟肟酸搅拌反应
10
～
15min。
[0018]进一步的，所述超支化季铵盐的滴加速率不高于
0.02g/s。
[0019]进一步的，所述电解质为硝酸钾
。
[0020]进一步的，所述静电反应为在静电反应容器内，在
50
～
80℃
的温度下反应
30
～
40min。
[0021]进一步的，其方法包括制备超支化季铵盐：取烷基叔胺充分搅拌溶解后升温到
80
～
90℃
，缓慢滴加环氧氯丙烷，滴加完毕后于
80
～
90℃
条件下搅拌保温3～
4h
，而后抽真空，缓慢滴加溶剂，加入催化剂升温到
90
～
95℃
后反应5～
6h
，旋转蒸发除去溶剂得到粘稠液体，取粘稠液体透析，而后经过真空干燥得到超支化季铵盐
。
[0022]进一步的，所述环氧氯丙烷的滴加速度不高于
0.04g/s。
[0023]进一步的，所述溶剂为
N,N
‑
二甲基甲酰胺，滴加速度不高于
0.02g/s。
[0024]一种粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂的应用，其应用方法包括：以所述静电组装捕收剂作为粗粒钛铁矿浮选抛废的捕收剂，所述脂肪酸甲酯磺酸盐相对烷基羟肟酸的质量比与钛铁矿解离度呈负相关
。
[0025]进一步的，所述粗粒钛铁矿的矿石粒度为
1mm
以下
。
[0026]进一步的，所述粗粒钛铁矿中
‑
0.8mm
粒级占比不低于
60
％
。
[0027]进一步的，所述粗粒钛铁矿的解离度不低于
10
％
。
[0028]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂，其特征在于，由脂肪酸甲酯磺酸盐和烷基羟肟酸，在超支化季铵盐作为引发剂下静电力组装而成，所述超支化季铵盐具有如下分子结构：上式中，
R
为烷基
。2.
根据权利要求1所述的一种粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂，其特征在于，所述脂肪酸甲酯磺酸盐
R1CH(SO3M)COOCH3，
R1为
C
＝
16
‑
18
的烷基，
M
为正一价金属离子
。3.
根据权利要求1所述的一种粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂，其特征在于，所述烷基羟肟酸为
C7
～
12
烷基羟肟酸，所述脂肪酸甲酯磺酸盐与烷基羟肟酸的摩尔比为
1:(3
～
5)。4.
根据权利要求1所述的一种粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂，其特征在于，所述超支化季铵盐的
R
为
C
＝
12
～
18
的烷基，所述超支化季铵盐与烷基羟肟酸的摩尔比为
1:(10
～
20)。5.
根据权利要求4所述的一种粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂，其特征在于，所述超支化季铵盐由烷基叔胺与环氧氯丙烷按摩尔比
1:(1
～
1.2)
反应而成
。6.
一种根据权利要求1～5任意一项所述粗粒钛铁矿浮选静电组装捕收剂的制备方法，其特征在于，其方法包括：取脂肪酸甲酯磺酸盐和烷基羟肟酸充分反应后，再缓慢滴加超支化季铵盐，加入电解质在
50
～
80℃
的温度下进行静电反应
30
～
40min
，静电反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫召，邢耀文，桂夏辉，何琦，刘金成，陈传富，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：