专利名称：：氨代脂肪酸浮选剂及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种浮选剂，具体的是涉及一种氨代脂肪酸浮选剂及其制备方法。
背景技术：
：我国磷矿资源丰富，但其中90%以上为中低品位贫矿，必须通过选别提高品位才能达到磷资源加工的要求。浮选法作为最主要的选别磷矿石的方法能够有效的提高磷矿品位，目前磷酸盐矿石的浮选多采用脂肪酸类捕收剂。但此类捕收剂在常温下的可溶性和分散性较差，工业上需采用加温浮选工艺，这导致磷精矿生产成本大幅增加。因此，研制耐低温性能好，且浮选性能优良的新型捕收剂具有重要的意义。近几年浮选药剂的研制或选用的主要趋向是多官能团化、官能团中心多样化、聚氧乙烯基化、异极性即两性化、弱解离或非离子化以及混合协同化。
发明内容本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提出一种氨代脂肪酸浮选剂，其水溶性好，温度对其浮选效果影响小，浮选剂产品成本低。本发明的另外一个目的是提出氨代脂肪酸浮选剂的制备方法。本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为氨代脂肪酸浮选剂，其特征在于其主要由菜籽油、强碱溶液、浓硫酸、氯气和氨气制备而成，各原料的摩尔比为菜籽油强碱溶液:浓硫酸氯气氨气=1:4.0_5.3:2.0_3.2:9-12:9_12，所述的强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。按上述方案，优选的各原料的摩尔比为菜籽油强碱溶液浓硫酸:氯气:氨气=1:5:2.5:10:10。氨代脂肪酸浮选剂制备方法采用的解决方案为氨代脂肪酸浮选剂的制备方法，包括有以下依次步骤1)按菜籽油、强碱溶液、浓硫酸、氯气、氨气的摩尔比为1:4.0-5.3:2.0-3.2:9-12:9-12准备菜籽油、强碱溶液、浓硫酸、氯气和氨气，备用，所述的强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；2)在80-10(TC下，用强碱溶液皂化菜籽油，待反应结束后，将所得的皂化物加入NaCl进行盐析，然后进行水洗，抽滤得皂化产物，所得的皂化产物在常温下加入浓硫酸，在80-100'C下机械搅拌1.5-3h，分液，热水洗涤，干燥后得到无水脂肪酸；3)将步骤2)所得无水脂肪酸置于反应容器中，催化剂作用下，90-10(TC下通入氯气8-123小时后，得到a-氯代脂肪酸；4)将所得ct-氯代脂肪酸置于高压反应釜中，以无水乙醇为溶剂，再加入催化剂，然后充入氨气，在65-75'C下机械搅拌反应48个小时，期间不间断补充氨气，待反应结束后取出反应液并蒸掉乙醇，得到氨代脂肪酸浮选剂。按上述方案，步骤3)所述的催化剂为二氯亚砜或五氯化磷。按上述方案，步骤4)所述的催化剂为碳酸钠或碳酸钾。按上述方案，所述的强碱溶液的浓度为12-18mol/L按上述方案，所述的浓硫酸溶液的浓度为8-12mol/L。本发明的产品的结构通式为RWH29一OHI式中R是为碳原子数为10-22的氯代烃，由于原料为菜籽油，皂化酸解后的脂肪酸为混合脂肪酸，其碳链最短的和最长的分别为花生酸和亚麻酸，所以R为碳原子数为10-22的氯代烃，羧酸a位取代基为-NH2基。本发明与现有技术相比具有以下优点由于羧酸的a取代增强了阴离子的活性，提高浮选剂的水溶性，增加了化合物的电导率，降低了表面张力，增加了泡沫性能，改善了表面活性；增加对Ca2+，Mg2+等离子的适应性,使浮选可在较低温度下和硬水中进行；同时两个极性基处于邻位，使浮选剂极性基一端断面增加，可增强药剂的选择性，a位引入亲水极性基后，浮选剂在水中的溶解性增加了，使其对温度的依赖性大大降低。图1为本发明氨代脂肪酸浮选剂的红外吸收光谱图。如图l,在1462.96cm—1和1412.35cm—1的强吸收峰是COO-的吸收带，由于a-氨代的结果而使得碳-氧双键的频率向高频处移动1020cm"，故而在1731.35cm—1处有碳-氧双键的强吸收峰，在3331.76cm—1和3190.93cm—1处氮-氢键的两个吸收带是氨基的特征带，在1248.62cm"处是碳-氮键的吸收峰，所以整个化合物结构在红外吸收峰都得到证实。具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不能作为对本发明的限定。实施例11L烧杯中加入菜籽油0.3mol，机械搅拌并加热，8(TC下加入NaOH溶液80ml(15mol/L)，90-100。C保温反应至取少量产品于冷水中无油花出现即得皂化物，加入8(TC水100ml和NaOH溶液20ml(15mol/L)继续保温反应半小时，加入NaCl静置盐析5小时，取上层皂化物水洗(水量不可多至产生胶状物)抽滤得皂化产物，所得的皂化产物在常温下加入浓硫酸溶液60ml(12mol/L)，9010(TC保温机械搅拌反应3小时，静置分液，取上层油状物80。C水洗2次，干燥得无水脂肪酸；所得无水脂肪酸置于1L三口烧瓶中，加入催化剂二氯亚砜，加温至卯-10(TC通氯气(0.1L/min)3mo1，反应完毕后在ll(TC下减压抽去氯化氢和过量的氯气，即得到a-氯代脂肪酸。将所得a-氯代脂肪酸置于高压反应釜中，以适量无水乙醇为溶剂，再加入少量的碳酸钠作催化剂，然后充入2-3MPa的氨气，在65-75'C下机械搅拌反应48个小时，期间不间断补充氨气，总共通入氨气3md，待反应结束后取出反应液并蒸掉乙醇，得到a-氨基酸型低温浮选捕收剂，即是本发明的氨代脂肪酸浮选剂。实施例22L烧杯中加入菜籽油0.6mo1，机械搅拌并加热，90。C下加入NaOH溶液200ml(12mol/L)，90-10(TC保温反应至取少量产品于冷水中无油花出现即得皂化物，加入8(TC水200ml和NaOH溶液50ml(12mol/L)继续保温反应半小时，加入NaCl静置盐析5小时，取上层皂化物水洗(水量不可多至产生胶状物)抽滤得皂化产物，所得的皂化产物在常温下加入浓硫酸185ml(8mol/L)，90100。C保温机械搅拌反应3小时，静置分液，取上层油状物70-90。C水洗2次，干燥得无水脂肪酸；所得无水脂肪酸置于2L三口烧瓶中，加入催化剂二氯亚砜，加温至90-10(TC通氯气(0.1L/min)6mol，反应完毕后在110。C下减压抽去氯化氢和过量的氯气，即得到氯代脂肪酸。将所得a-氯代脂肪酸置于高压反应釜中，以适量无水乙醇为溶剂，再加入少量的碳酸钾做催化剂，然后充入2-3MPa的氨气，在65-75'C下机械搅拌反应48个小时，期间不间断补充氨气，总共通入氨气6mo1，待反应结束后取出反应液并蒸掉乙醇，即得到本发明的氨代脂肪酸浮选剂。实施例32L烧杯中加入菜籽油0.6mo1,机械搅拌并加热，90。C下加入KOH溶液200ml(12mol/L)，90-10(TC保温反应至取少量产品于冷水中无油花出现即得皂化物，加入8(TC水200ml和KOH溶液50ml(12mol/L)继续保温反应半小时，加入适量NaCl静置盐析5小时，取上层皂化物水洗(水量不可多至产生胶状物)抽滤得皂化产物，所得的皂化产物在常温下加入浓硫酸185ml(8mol/L)，卯100。C保温机械搅拌反应3小时，静置分液，取上层油状物70-90"水洗2次，干燥得无水脂肪酸；所得无水脂肪酸置于2L三口烧瓶中，加入催化剂五氯化磷，加温至90-10(TC通氯气(0.1L/min)6mo1，反应完毕后在ll(TC下减压抽去氯化氢和过量的氯气，即得到氯代脂肪酸。再将氯代脂肪酸置于高压反应釜中，以适量的无水乙醇为溶剂，充入2-3MPa的氨气，在催化剂碳酸钾作用下，70'C左右机械搅拌反应48个小时，期间不间断补充氨气，总共通入氨气6mo1，待反应结朿后取出反应液并蒸掉乙醇，即得到本发明的氨代脂肪酸浮选剂。用实施例1所制得的氨代脂肪酸浮选剂对云南某中低品位难选胶磷矿进行浮选，其矿石化学组成为<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>正浮选的方法加入碳酸钠调节pH值并抑制Ca2+,Mg",硅酸钠抑制硅酸盐，六偏磷酸钠起一个分散剂的作用，阻止细矿粒聚集，同时与其他金属离子络合，再加入本浮选剂-氨代脂肪酸，将有用的胶磷矿浮选出来。下表是在不同温度下通过一粗二精一扫一再的简单正浮闭路流程实验后得到数据:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由以上数据我们可以看到在常温下精矿品位可以达到28.72%,回收率达到81.50%，在低温条件下精矿品位可以达到28.57%,回收率达到76.11%，都取得较好的效果。可知温度对本浮选剂影响小，从10-33'C之间品位和回收率都比较稳定，而且效果比较好。表明此浮选剂常温低温水溶性好，在磷矿矿浆中的分散性得到了明显的改善，使其对温度的依赖性大大减小，节约了浮选剂的用量和加温浮选所需的能耗，其效果明显优于一般油酸类浮选剂。本发明所列举的各原料都能实现本发明，以及各原料的上下限取值、区间值都能实现本发明；在此不一一列举实施例。本发明的工艺参数(如温度、时间等)的上下限取值、区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。权利要求1、氨代脂肪酸浮选剂，其特征在于其主要由菜籽油、强碱溶液、浓硫酸、氯气和氨气制备而成，各原料的摩尔比为菜籽油∶强碱溶液∶浓硫酸∶氯气∶氨气＝1∶4.0-5.3∶2.0-3.2∶9-12∶9-12，所述的强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。2、按权利要求1所述的氨代脂肪酸浮选剂，其特征在于各原料的摩尔比为菜籽油强碱溶液浓硫酸氯气氨气=1:5:2.5:10:10。3、权利要求1所述的氨代脂肪酸浮选剂的制备方法，其特征在于包括有以下依次步骤1)按菜籽油、强碱溶液、浓硫酸、氯气、氨气的摩尔比为1:4.0-5.3:2.0-3.2:9-12:9-12准备菜籽油、强碱溶液、浓硫酸、氯气和氨气，备用，所述的强碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；2)在80-10(TC下，用强碱溶液皂化菜籽油，待反应结束后，将所得的皂化物加入NaCl进行盐析，然后进行水洗，抽滤得皂化产物，所得的皂化产物在常温下加入浓硫酸，在80-100。C下机械搅拌1.5-3h，分液，热水洗涤，干燥后得到无水脂肪酸；3)将步骤2)所得无水脂肪酸置于反应容器中，催化剂作用下，90-10(TC下通入氯气8-12小时后，得到a-氯代脂肪酸；4)将所得ci-氯代脂肪酸置于高压反应釜中，以无水乙醇为溶剂，再加入催化剂，然后充入氨气，在65-75'C下机械搅拌反应48个小时，期间不间断补充氨气，待反应结束后取出反应液并蒸掉乙醇，得到氨代脂肪酸浮选剂。4、按权利要求3所述的氨代脂肪酸浮选剂的制备方法，其特征在于步骤3)所述的催化剂为二氯亚砜或五氯化磷。5、按权利要求3或4所述的氨代脂肪酸浮选剂的制备方法，其特征在于步骤4)所述的催化剂为碳酸钠或碳酸钾。6、按权利要求3或4所述的氨代脂肪酸浮选剂的制备方法，其特征在于所述的强碱溶液的浓度为12-18mol/L。7、按权利要求3或4所述的氨代脂肪酸浮选剂的制备方法，其特征在于所述的浓硫酸溶液的浓度为8-12mol/L。全文摘要本发明涉及一种氨代脂肪酸浮选剂及其制备方法，包括有以下依次步骤1)按菜籽油、强碱溶液、浓硫酸、氯气、氨气反应摩尔比取料备用；2)用强碱溶液皂化菜籽油，反应结束，皂化物加入NaCl进行盐析，水洗，抽滤，所得的皂化产物加入浓硫酸，搅拌，分液，热水洗涤，干燥后得到无水脂肪酸；3)无水脂肪酸置于反应容器中，催化剂作用下，通入氯气，得到α-氯代脂肪酸；4)将氯代脂肪酸其置于高压反应釜中，加入催化剂，然后充入氨气，搅拌，反应结束取出反应液并蒸掉乙醇，得到氨代脂肪酸浮选剂。本发明提高了浮选剂的水溶性，增加了化合物的电导率，改善了表面活性；浮选可在较低温度下和硬水中进行；其对温度的依赖性大大降低。文档编号C07C227/00GK101531605SQ20091006170公开日2009年9月16日申请日期2009年4月21日优先权日2009年4月21日发明者潘志权,马雄伟,黄齐茂申请人:武汉工程大学