本发明属于化工选矿助剂生产技术领域，具体涉及一种利用相转移催化剂合成异戊基黄原酸盐的方法。
背景技术：
戊基黄原酸钠(钾)是一种捕收能力很强、选择性弱的捕收剂，广泛应用于铜、锌、镍及含金黄铁矿的浮选，对金矿及铜金矿的金回收率提高有明显优势，对难选的铜铅氧化矿也能获得满意效果。目前戊基黄原酸钠(钾)盐的生产方法主要有捏合法和溶剂法。捏合法是将醇和二硫化碳直接加入混捏机，然后再逐步加入粉状氢氧化钠(钾)在25℃～35℃下反应生成戊基黄原酸钠(钾)黄药。捏合法生产过程简单，成本较低，反应时间相对较短。但其需要粉碱系统对片碱或颗粒碱进行粉碎，由于粉碱的吸湿性和腐蚀性都很强，极易出现堵塞现象(肖文革，范志鸿，李红艳，尹航.异戊基黄原酸钾合成品及粒状干制品配方的生产工艺研究.有色矿冶2018,34(3):28-30；)，所以对于加碱设备要求较高。溶剂法是指将醇、二硫化碳和氢氧化钠(钾)在有机介质中进行反应，反应结束后，再进行过滤、干燥或者是减压蒸馏得到异戊基黄原酸钠(钾)产品，对于戊基这种碳链较长的黄原酸盐来说合成时间基本都在12h以上，产品合成时间较长且产率较低。从规模性生产来说，无论是捏合法还是溶剂法都存在各自的缺点。
除了捏合法及溶剂法，有少量学者研究了采用溶解-重结晶方法合成黄原酸钾盐(苏大伟,孙中溪,刘园园,彭欣.不同链长黄原酸钾的制备和提纯.济南大学学报(自然科学版)2009，23(1):22-25)，从黄盐酸钾盐的合成到产品提纯整个过程较为复杂，同时提纯过程中会产生其他废液难以回收利用，不能进行工业化大批量生产。因此，研发出一条反应条件温和、操作简单、合成周期较短的异戊基黄原酸钠(钾)合成工艺，对于其大批量工业生产来说具有重大的意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种利用相转移催化剂合成异戊基黄原酸盐的方法。该方法利用相转移催化剂提高了亲核反应速率，促进了氢氧化钠/氢氧化钾进入液相体系异戊醇和二硫化碳中并进行反应，解决了溶剂法合成异戊基黄原酸盐中原料呈非均一相反应的难题，提高了反应速率，从而提高了异戊基黄原酸盐的品位，减少了副反应的发生，缩短了合成时间，并且解决了产品粘度太大无法成粉造粒的难题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种利用相转移催化剂合成异戊基黄原酸盐的方法，其特征在于，该方法的具体过程为：以异戊醇、二硫化碳和氢氧化钠/氢氧化钾为原料，在相转移催化剂的作用下，在28℃～40℃下进行反应，然后经干燥得到异戊基黄原酸盐。
本发明的合成原料中异戊醇和二硫化碳为有机液相，而氢氧化钠/氢氧化钾为固相，因此本发明利用相转移催化剂在有机液相与固相的相界面处进行离子交换，将(ch3)2chch2ch2o-带入液相，极大地增加了(ch3)2chch2ch2o-与cs2的碰撞机会，提高了亲核反应速率，促进了氢氧化钠/氢氧化钾进入液相体系并进行反应，进而提高整个反应过程的化学反应速率，解决了溶剂法合成异戊基黄原酸盐中原料呈非均一相反应的难题，提高了异戊基黄原酸盐的品位，缩短了合成时间；同时，相转移催化剂通常为表面活性剂，有效降低了反应产物异戊基黄原酸盐的表面张力，使得未反应完全的异戊醇及极少量的二硫化碳从异戊基黄原酸盐中蒸馏逸出，降低了异戊基黄原酸盐的粘度，解决了反应产物粘度太大无法成粉造粒的难题。
本发明的合成反应方程式如下：
其中，me为naoh或者koh，ptc为相转移催化剂。
上述的一种利用相转移催化剂合成异戊基黄原酸盐的方法，其特征在于，所述氢氧化钠/氢氧化钾为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钠/氢氧化钾。该优选的氢氧化钠/氢氧化钾质量性能较优，有利于提高反应速率。
上述的一种利用相转移催化剂合成异戊基黄原酸盐的方法，其特征在于，所述异戊醇、二硫化碳与氢氧化钠/氢氧化钾的物质的量之比为1：7.5：(1～1.05)。该优选比例的反应体系粘稠度较好，在保证异戊基黄原酸盐品质的同时，降低了反应能耗。
上述的一种利用相转移催化剂合成异戊基黄原酸盐的方法，其特征在于，所述相转移催化剂为季铵盐类或季磷盐类化合物。该优选相转移催化剂对异戊基黄原酸盐合成反应的催化效果较好，来源广泛且价格相对便宜。
上述的一种利用相转移催化剂合成异戊基黄原酸盐的方法，其特征在于，所述相转移催化剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵中一种或两种以上。本发明的合成产物异戊基黄原酸盐通常作为浮选药剂使用，上述优选催化剂均为表面活性剂，残留在异戊基黄原酸盐不仅对其品质无不良影响，还有助于提高异戊基黄原酸盐的浮选效果。
上述的一种利用相转移催化剂合成异戊基黄原酸盐的方法，其特征在于，所述相转移催化剂的用量为异戊醇质量的0.1％～5％。该优选的相转移催化剂的用量既保证了催化效果，又降低了原料成本。
上述的一种利用相转移催化剂合成异戊基黄原酸盐的方法，其特征在于，所述干燥采用减压蒸馏进行，且减压蒸馏的温度为40℃～120℃，真空度为0.02mpa～0.09mpa，时间为20min～90min。该减压蒸馏及工艺参数使得未反应的未反应的异戊醇、生成的水及残留的二硫化碳充分蒸馏出去，提高了异戊基黄原酸盐的品质。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明利用相转移催化剂提高了亲核反应速率，促进了氢氧化钠/氢氧化钾进入液相体系异戊醇和二硫化碳中并进行反应，解决了溶剂法合成异戊基黄原酸盐中原料呈非均一相反应的难题，提高了反应速率，从而提高了异戊基黄原酸盐的品位，减少了副反应的发生，缩短了合成时间，并且解决了产品粘度太大无法成粉造粒的难题。
2、本发明合成得到的异戊基黄原酸盐的品位可达90％以上，相比不加相转移催化剂合成戊基黄原酸盐工艺的收率提高5个点以上。
3、本发明合成得到的异戊基黄原酸盐的成粉性好，产品粘度降低，便于造粒运输。
4、本发明采用的相转移催化剂为表面活性剂，来源广价格低廉，且用量少，合成反应结束后无需进行分离，直接存在在异戊基黄原酸盐中，有利于提高异戊基黄原酸盐应用过程中对矿石的浮选效果，减少了相转移催化剂去除环节，缩短了制备工艺。
5、本发明对反应产物体系进行干燥后回收的溶剂可作为再次合成异戊基黄原酸盐的溶剂原料循环使用，进一步降低成本，避免了浪费。
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
本实施例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1.05份氢氧化钠和苄基三乙基氯化铵，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应6h后停止，然后对反应产物体系在温度120℃、真空度0.072mpa下进行减压蒸馏90min，得到异戊基黄原酸钠；所述氢氧化钠为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钠，所述苄基三乙基氯化铵的用量为异戊醇质量的5％。
经检测，本实施例得到的异戊基黄原酸钠的品位为74.3％，异戊基黄原酸钠中游离碱的质量含量为0.56％，异戊基黄原酸钠的收率为69％。
本实施例的相转移催化剂还可为除了苄基三乙基氯化铵以外的苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵和十六烷基三甲基溴化铵中一种或两种以上。
对比例1
本对比例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1份氢氧化钠，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应6h后停止，然后对反应产物体系在温度120℃、真空度0.072mpa下进行减压蒸馏90min，得到异戊基黄原酸钠；所述氢氧化钠为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钠。
经检测，本对比例得到的异戊基黄原酸钠的品位为68.3％，异戊基黄原酸钠中游离碱的质量含量为0.83％，异戊基黄原酸钠的收率为64％。
将本发明实施例1与对比例1进行比较可知，实施例1合成的异戊基黄原酸钠的品位较对比例1提高了8％，收率提高了5％，且异戊基黄原酸钠中游离碱的质量含量降低，说明本发明通过加入相转移催化剂提高了异戊基黄原酸钠的品位和收率，且降低了杂质含量。
实施例2
本实施例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1.05份氢氧化钠和苄基三苯基氯化磷，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应6h后停止，然后对反应产物体系在温度95℃、真空度0.09mpa下进行减压蒸馏90min，得到异戊基黄原酸钠；所述氢氧化钠为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钠，所述苄基三苯基磷铵的用量为异戊醇质量的5％。
经检测，本实施例得到的异戊基黄原酸钠的品位为79.4％，异戊基黄原酸钠中游离碱的质量含量为0.47％，异戊基黄原酸钠的收率为74％。
实施例3
本实施例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1.05份氢氧化钠和三苯基乙基溴化磷、四丁基氯化铵混合物，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应6h后停止，然后对反应产物体系在温度110℃、真空度0.08mpa下进行减压蒸馏90min，得到异戊基黄原酸钠；所述氢氧化钠为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钠，所述三苯基乙基溴化磷的用量为异戊醇质量的2％，四丁基氯化铵的用量为异戊醇质量的3％。
经检测，本实施例得到的异戊基黄原酸钠的品位为80.5％，异戊基黄原酸钠中游离碱的质量含量为0.39％，异戊基黄原酸钠的收率为83％。
实施例4
本实施例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1份氢氧化钾和十六烷基三甲基溴化铵，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应15h后停止，然后对反应产物体系在温度80℃、真空度0.74mpa下进行减压蒸馏60min，得到异戊基黄原酸钾；所述氢氧化钾为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钾，所述十六烷基三甲基溴化铵的用量为异戊醇质量的5％。
经检测，本实施例得到的异戊基黄原酸钾的品位为76.3％，异戊基黄原酸钾中游离碱的质量含量为2.67％，异戊基黄原酸钾的收率为70％。
实施例5
本实施例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1份氢氧化钠和四丁基溴化铵，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应6h后停止，然后对反应产物体系在温度90℃、真空度0.09mpa下进行减压蒸馏80min，得到异戊基黄原酸钠；所述氢氧化钠为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钠，所述四丁基溴化铵的用量为异戊醇质量的5％。
经检测，本实施例得到的异戊基黄原酸钠的品位为78％，异戊基黄原酸钠中游离碱的质量含量为0.43％，异戊基黄原酸钠的收率为74％。
实施例6
本实施例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1.02份氢氧化钠和十六烷基三甲基溴化铵，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应6h后停止，然后对反应产物体系在温度40℃、真空度0.092mpa下进行减压蒸馏90min，得到异戊基黄原酸钠；所述氢氧化钠为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钠，所述十六烷基三甲基溴化铵的用量为异戊醇质量的5％。
经检测，本实施例得到的异戊基黄原酸钠的品位为86.3％，异戊基黄原酸钠中游离碱的质量含量为0.12％，异戊基黄原酸钠的收率为87.1％。
实施例7
本实施例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1份氢氧化钠和十六烷基三甲基氯化铵，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应6h后停止，然后对反应产物体系在温度120℃、真空度0.02mpa下进行减压蒸馏90min，得到异戊基黄原酸钠；所述氢氧化钠为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钠，所述十六烷基三甲基氯化铵的用量为异戊醇质量的5％。
经检测，本实施例得到的异戊基黄原酸钠的品位为86.3％，异戊基黄原酸钠中游离碱的质量含量为0.12％，异戊基黄原酸钠的收率为87.1％。
实施例8
本实施例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1份氢氧化钠和十六烷基三甲基氯化铵，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应6h后停止，然后对反应产物体系在温度95℃、真空度0.08mpa下进行减压蒸馏60min，得到异戊基黄原酸钠；所述氢氧化钠为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钠，所述十六烷基三甲基氯化铵的用量为异戊醇质量的2％。
经检测，本实施例得到的异戊基黄原酸钠的品位为87％，异戊基黄原酸钠中游离碱的质量含量为0.08％，异戊基黄原酸钠的收率为87％。
实施例9
本实施例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1份氢氧化钾和十六烷基三甲基溴化铵，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应6h后停止，然后对反应产物体系在温度80℃、真空度0.74mpa下进行减压蒸馏60min，得到异戊基黄原酸钾；所述氢氧化钾为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钾，所述十六烷基三甲基溴化铵的用量为异戊醇质量的5％。
经检测，本实施例得到的异戊基黄原酸钾的品位为91.7％，异戊基黄原酸钾中游离碱的质量含量为0.075％，异戊基黄原酸钾的收率为89.8％。
实施例10
本实施例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1.02份氢氧化钾和十六烷基三甲基溴化铵，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应15h后停止，然后对反应产物体系在温度85℃、真空度0.92mpa下进行减压蒸馏80min，得到异戊基黄原酸钾；所述氢氧化钾为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钾，所述十六烷基三甲基溴化铵的用量为异戊醇质量的0.2％。
经检测，本实施例得到的异戊基黄原酸钾的品位为89.3％，异戊基黄原酸钾中游离碱的质量含量为0.46％，异戊基黄原酸钾的收率为88％。
实施例11
本实施例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1.05份氢氧化钾和十六烷基三甲基溴化铵，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应6h后停止，然后对反应产物体系在温度120℃、真空度0.085mpa下进行减压蒸馏20min，得到异戊基黄原酸钾；所述氢氧化钾为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钾，所述十六烷基三甲基溴化铵的用量为异戊醇质量的0.1％。
经检测，本实施例得到的异戊基黄原酸钾的品位为91.8％，异戊基黄原酸钾中游离碱的质量含量为0.07％，异戊基黄原酸钾的收率为87.6％。
实施例12
本实施例的具体过程为：按质量份数计将7.5份二硫化碳放置于装有回流冷凝管的三口烧瓶中，开启搅拌器并加入1份氢氧化钾和十六烷基三甲基氯化铵，然后缓慢加入1份异戊醇，加热至28℃～40℃回流反应6h后停止，然后对反应产物体系在温度110℃、真空度0.081mpa下进行减压蒸馏50min，得到异戊基黄原酸钾；所述氢氧化钾为片状且质量含量99％的工业级氢氧化钾，所述十六烷基三甲基氯化铵的用量为异戊醇质量的5％。
经检测，本实施例得到的异戊基黄原酸钾的品位为92.1％，异戊基黄原酸钾中游离碱的质量含量为0.06％，异戊基黄原酸钾的收率为89.4％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。