专利名称：铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及选矿用表面活性剂，具体涉及铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚及其在铁矿浮选中的应用。
背景技术：
随着我国钢铁工业迅速发展，对铁矿石的高质量开发利用已成为目前的研究重点。对于铁矿石，如赤铁矿等，浮选是常用的有效选矿方法。浮选是指根据矿物颗粒表面物理化学性质的不同，按矿物可浮性的差异进行分选的方法我国赤铁矿采用阴离子反浮选工艺虽然能够获得较好的分选指标，但浮选温度 高、需加温浮选、能耗大，导致费用高。目前常用的赤铁矿浮选药剂脂肪酸钠在溶液中低温时容易生成胶束，不易与矿石颗粒接触顺利浮选，只能进行加热破坏胶束，因此选矿能耗很闻。为了提高赤铁矿的选矿效率，需要开发新型浮选药剂。目前，已有相关报道。例如，中国专利CN 101618369A公开了一种赤铁矿低温浮选药剂及制备方法，合成的2-羟基-5- 丁基苯甲酰胺钠与十二酸钠混合选铁。不过，应用所得浮选药剂，精矿品位仅为50. 8%，升高到28°C时精矿品位仅为58. 8%，达不到炼铁厂66-68%的基本要求，难于用于高炉的原料。为了改进赤铁矿的选矿效率，需要进一步开发浮选药剂。
发明内容
鉴于上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现，对于具有特定酯化度的失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚，其作为非离子表面活性剂，可使脂肪酸钠的临界胶束浓度提高，从而提高脂肪酸钠的分散性，显著降低铁矿选矿温度，在低温下即能实现优异的选矿效果，从而完成本发明。本发明的目的在于提供以下方面根据本发明的第一方面，提供一种铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成方法，所述失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚以失水山梨醇中羟基计的酯化度Y为I. O ^ y ^ I. 7,该方法包括以下步骤(I)失水山梨醇油酸酯的合成在反应器中投入原料失水山梨醇和油酸，并投入催化剂，在惰性气体气氛下，在190°c -240°C温度下，进行失水反应和酯化反应，当产物的酸值彡6mgK0H/g时降温结束反应，得到失水山梨醇油酸酯，其中，所用原料的重量配比为山梨醇20-35份油酸60-80 份；
(2)失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成向步骤(I)中所得的产物中加入NaOH溶液，在惰性气体气氛下升温，当温度升至100-130°C时，通入环氧乙烷气体，继续升温至140-150°C，保温反应完全。根据本发明的第二方面，提供上述铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成方法，其中，所述失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚以失水山梨醇中羟基计的酯化度Y为:
I.3 彡 Y ^ I. 7 ；所述失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚以聚氧乙烯计的聚合度为20。根据本发明的第三方面，提供上述铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成方法，其中，在步骤(I)中，所述催化剂为碱和亚磷酸的组合，其中所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾，用量分别为 碱O. 2-0. 4 重量份亚磷酸 O. 1-0. 2重量份。根据本发明的第四方面，提供上述铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成方法，其中，在步骤(I)中，在190°c -210°C温度下，进行失水反应和酯化反应。根据本发明的第五方面，提供上述铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成方法，其中，在步骤(2)中，当温度升至120°C时，通入环氧乙烷气体。根据本发明的第六方面，提供上述铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成方法，其中，在步骤(2)中通入的环氧乙烷气体的摩尔量为步骤(I)中所用山梨醇摩尔量的20倍。根据本发明的第七方面，提供上述铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成方法，其中，在步骤(2)中，在145-150°C的温度下保温反应。根据本发明的第八方面，提供上述铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成方法，其中，在步骤(2 )中，在压力彡O. 4Mpa下进行保温反应。根据本发明的第九方面，提供一种铁矿浮选方法，其中使用根据上述第一至第八方面中所述方法合成的铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚。根据本发明的第十方面，提供如第九方面所述的铁矿浮选方法，其中，作为捕收齐U，使用下述物质的组合根据上述第一至第八方面中所述方法合成的铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚，与脂肪酸钠。根据本发明合成的铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚，具有特定的酯化度，其能显著改善脂肪酸钠的分散性和水溶性，提高脂肪酸钠的临界胶束浓度，通过其与脂肪酸钠的组合作为捕收剂，能显著降低铁矿浮选温度，改善浮选效果。
图I示出油酸的IR谱图。图2示出根据本发明实施例I中所得失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的IR谱图。
具体实施例方式以下通过示例性具体实施方式
对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明变得更为清楚、明确。根据本发明提供的铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成方法中，所述失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚以失水山梨醇中羟基计的酯化度Y为1.0 < Y <1.7，优选I. 3 < Y < I. 7。在此酯化度范围内的失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚具有显著降低铁矿浮选温度的效果。酯化度低于I. O或高于I. 7的失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚，其对铁矿浮选效果改善并不明显。本发明的机理可能具有特定酯化度的失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂改善脂肪酸钠类捕收剂的分散性和水溶性，可使脂肪酸钠的临界胶束浓度提高，使游离的脂肪酸根与CaOH+. SiO2形成的离子缔合体数量增多，在有气泡存在的条件下，缔合体随气泡上浮，实现铁矿与石英的分离，从而增强脂肪酸(皂)类捕收剂在低温下的选择性能和捕收性能。不过以上仅是对本发明机理的可能性推测，本发明并不限于此。
根据本发明提供的铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成方法中，所述失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚以山梨醇、油酸和环氧乙烷为原料合成，合成过程包括山梨醇失水、酯化以及与环氧乙烷聚合三个阶段。其中，在第一阶段，即山梨醇失水，山梨醇在加热下失水形成失水山梨醇，其为混合物，反应过程如下
权利要求
1.一种铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成方法，所述失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚以失水山梨醇中羟基计的酯化度Y为1. O < Y < I. 7， 该方法包括以下步骤 (O失水山梨醇油酸酯的合成在反应器中投入原料山梨醇和油酸，并投入催化剂，在惰性气体气氛下，在190°C _240°C温度下，进行失水反应和酯化反应，当产物的酸值(6mgK0H/g时降温结束反应,得到失水山梨醇油酸酯， 其中，所用原料的重量配比为 山梨醇20-35份 油酸 60-80份； (2)失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成向步骤(I)中所得的产物中加NaOH溶液，在惰性气体气氛下升温，当温度升至100-130°C时，通入环氧乙烷气体，继续升温至140-150°C，保温反应完全。
2.根据权利要求I所述合成方法，其中，所述失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚以失水山梨醇中羟基计的酯化度Y为1. 3 < Y < I. 7 ; 所述失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚以聚氧乙烯计的聚合度为20。
3.根据权利要求I或2所述合成方法，其中，在步骤(I)中，所述催化剂为碱和亚磷酸的组合，所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾，用量分别为 喊O. 2-0. 4重量份 亚磷酸 O. 1-0. 2重量份。
4.根据权利要求1-3中任一项述合成方法，其中，在步骤(I)中，在190°C-210°C温度下，进行失水反应和酯化反应。
5.根据权利要求1-4中任一项述合成方法，其中，在步骤(2)中，当温度升至120°C时，通入环氧乙烷气体。
6.根据权利要求1-5中任一项述合成方法，其中，在步骤(2)中通入的环氧乙烷气体的摩尔量为步骤(I)中所用山梨醇摩尔量的20倍。
7.根据权利要求1-6中任一项述合成方法，其中，在步骤(2)中，在145-150°C的温度下保温反应。
8.根据权利要求1-7中任一项述合成方法，其中，在步骤(2)中，在压力<O. 4Mpa下进行保温反应。
9.一种铁矿浮选方法，其中使用根据上述第一至第八方面中所述方法合成的铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚。
10.根据权利要求9中所述的铁矿浮选方法，其中，作为捕收剂，使用下述物质的组合 根据上述第一至第八方面中所述方法合成的铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚，与脂肪酸钠。
全文摘要
本发明涉及一种铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成方法，所述失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚以失水山梨醇中羟基计的酯化度γ为1.0＜γ≤1.7，该方法包括以下步骤(1)失水山梨醇油酸酯的合成；和(2)失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚的合成。根据本发明合成的铁矿浮选用失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚，具有特定的酯化度，其能显著改善脂肪酸钠的分散性和水溶性，提高脂肪酸钠的临界胶束浓度，通过其与脂肪酸钠的组合作为捕收剂，能显著降低铁矿浮选温度，改善浮选效果。
文档编号B03D1/016GK102875793SQ20121035891
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者姜效军, 苏晓媛, 王云锦, 徐红波, 王舰 申请人:辽宁科技大学