本发明涉及领域：
本发明涉及胺类选矿捕收剂领域，特别是醚胺类。
本发明可解决的问题描述：
许多商业上重要的矿石都是从相对低浓度的土壤中开采出来，例如在明尼苏达州的mesabirange矿中，矿石中含有大约25％的铁组分。在进一步处理之前，必须要对所需的矿物进行浓缩处理，本发明旨在提高矿物浓缩工艺。
发明概况
本发明涉及的是提高矿浓缩产率的胺矿物捕收剂。通过对足够水溶性胺的使用，使需要选择的矿混合物有很强的疏水性，但并不影响更高的矿物收率。本发明中的胺类、黄药和二硫代氨基甲酸酯捕收剂就是基于这个原理。
图示描述
请看以下各图示，图示描述了本发明的实施方案：
图1显示新型醚胺阳离子矿物捕收剂的合成。
图2显示了新型阴离子矿物捕收剂的合成。
图3显示阳离子捕收剂衍生物的合成。
图4显示了叔胺衍生物的合成。
图5显示了聚伯胺的合成。
图6显示仲胺及其衍生物的合成。
本发明详细描述
需要浮选浓缩的矿石从地面挖出后，制成预先确定的小粒径。用各种表面活性分子处理颗粒或矿石，并用泵将其注入漂浮池，在那里引入溶解的空气。矿石与捕收剂结合形成水不溶性颗粒，这种水不溶性复合物进入浮选中形成的气泡并浮到表面。起泡剂保持厚厚的泡沫，从而支撑矿物浮在表面，直到吊杆的耙子可以把矿物质复合物去除并进入料斗作进一步处理。理想情况下，污物/矿石混合物的非目标组分会留在沉淀池的底部，从而将所需矿物浓缩到一定程度，然后它们能够进入下一个处理步骤，即还原、提纯或其他处理步骤。
本发明利用烷氧基化物作为捕收剂的骨干部分。通过变化捕收剂的侧链和链长度，比如增加重复单元数，或利用不同链长或构造的醇进行烷氧基化，以便调整在水中不同的溶解度，从而制成满足潜在需求的起泡要求和密度的矿物捕收剂。这些调整可以提高目标矿物的收率，降低非目标矿物的收集，比如硅，从而达到捕收剂最佳的优化结果。
图1显示伯胺和二胺捕收剂的合成。在聚烷氧基化中通常会用到水。由此产生的聚烷氧基化物有2端羟基可与2摩尔的丙烯腈反应形成双伯胺。使用二元醇和多元醇如间苯二酚、甘油、新戊二醇、季戊四醇等含有多羟基，可生成类似产品。比二元醇更高的带有支链的多元醇可用于生产更低雾点的产品，特别是在更冷气候下使用。图中显示的是烷基部分，r是从1到8个碳原子，这是目前浮选矿石中推荐的优先选择范围。更高的碳链在更不寻常的矿石中显示出效果，主要指较重矿石的浮选。本发明也包括这些较高的碳链及类似产品。此说明也适用于后续图示。
在聚烷氧基化中，一元醇如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇只有一端羟基和丙烯晴反应，生产出伯胺捕收剂。更高碳醇产品能降低捕收剂和捕收剂矿物复合物的水溶性。非直链醇产品如酚类、环己醇，异丙醇，或叔丁醇产品可降低产品雾点，从而更容易在寒冷的气候条件下使用。
通过先前形成的伯胺与另一摩尔的丙烯腈反应，然后还原生成二胺。通过再次同样的反应，二胺可以生成双二胺。丙烯腈同醇和胺进行迈克尔加成已广为人知，在海绵镍或其他海绵金属作用下，将腈加氢还原为胺。还原通常发生在400至800psi压力、不到40度并在4至12小时内。迈克尔加成通常是在常温下把丙烯腈加入醇或胺，在合适速率下冷却以保持温度。温度升高会导致丙烯腈聚合。如果需要，可以使用一定量的碱催化剂来加速同醇的迈克尔加成。产率通常超过96％，对商业用途来说，不需要进一步纯化。这些捕收剂在需要阳离子捕收剂时用途很大，如铁矿石和钾盐。
图2显示了如图1中捕收剂的阴离子类似物的合成。黄药和二硫代氨基甲酸酯。二硫代氨基甲酸酯可由二胺制成。阴离子捕收剂通常用于硫化矿石中。这个阴离子同图1的阳离子捕收剂有相同的溶解趋势。在基本条件下，通过二硫化碳(cs2)与醇基的反应，可以合成黄药。二硫代氨基甲酸的生成也相似，但反应时氨基代替醇基，结果生成的是黄药或二硫代氨基甲酸的盐类。图2所示的盐类始终是钠盐，但任何阳离子盐类都是可能的，这也是本发明的一部分。黄药和二硫代氨基甲酸盐可作为胺盐，也是选矿的基础。
本发明的捕收剂还具有其他用途。阳离子捕收剂可作为表面活性剂、清洁剂、润肤剂、流变改性剂用在个人护理品方面。伯胺和二胺也可在沥青方面用于抗剥落剂。图3显示了几种衍生物。阳离子捕收剂和脂肪酸生成的酰胺是将阳离子捕收剂与所需的脂肪酸简单的混合而成，通常是硬脂酸或椰子脂肪酸，并加热除去一摩尔水，从而形成酰胺基团。酰胺是非常好的流变改性剂。两性表面活性剂的阳离子捕收剂可以通过氯乙酸钠反应制得(大约8个小时的smca回流1:1摩尔当量)，可通过在室温或更低的情况下添加丙烯酸或甲基丙烯酸在阳离子捕收剂中，充分冷却以保持温度低于30c，生产无盐产品；酯可通过酸反应生成；通过持续反应可以在氨基上形成双加成；磺酸盐可由乙烯基磺酸钠、丙烷磺内酯或丁烷磺酸内酯或更高的磺酸内酯相似的反应制成，从而在氮和硫之间具有较长碳链的的磺酸盐；磷酸盐可由磷酸和甲醛反应。
图3中阳离子捕收剂的盐产品衍生物可以通过离子交换自由形成或与其他方式生成盐。图4显示叔胺可以通过2摩尔的甲醛反应，在同图1腈还原相似的条件下，通过镍催化剂进行还原。叔胺可以制成季铵盐或氧化胺。在室温下，都和氯甲烷、硫酸二乙酯、乙基苄基氯和氯化苄温顺反应产生类似的季铵盐。
图5显示了基于烯丙基多元腈，然后还原生成多胺的新型捕收剂的合成。这种独特的方式适合多胺的合成。初始原料可以是醇、胺、多胺如牛脂二胺，比如普通商标阿克苏duomeent，或聚醚胺如空气产品da-14，或乙氧基化胺如阿克苏ethomeett12，或乙氧基醚胺如空气产品e-17-5。在伯胺的情况下，一个相当于两个烯丙基聚丙烯腈可以添加，然而仲胺只能接受一个。任何醇或胺功能性原料可与烯丙基聚丙烯腈反应后还原成多胺是本发明的一部分。
图6显示了仲胺的合成。在图6中反应物是2摩尔相同的醚腈，但情况并非仅如此：r和r1可能是不同的，甚至可以使用一系列的混合物，以形成混合的对称和不对称仲胺。本发明的醚腈也可为烷基腈类，如牛油腈或更传统的醚腈；比如脂肪醇(exxal10)和丙烯腈，不同腈的应用使化学家可发明一系列疏水性和带表活性能的仲胺。其中的合成条件比伯胺的合成要更为苛刻，反应一般在220c时需要2小时，但氢气的压力只有300psi左右，通常可能需要用海绵镍催化剂，但会出现更多的β分支产品数量，碳酸镍催化剂会减少副产物的生成。虽然图6只显示对称仲胺的合成，但不对称仲胺及其衍生物是本发明的一部分。图6的第3行显示的是二甲基季铵盐，可把钻井用粘土形成疏水性粘土，特别适合于处理用于油田钻井粘土泥浆，以及可降解的织物柔软剂。这些二甲基季铵盐可由硫酸盐或氯化物盐形成，主要取决于甲基化物，通常是dms或氯甲烷。氯化苄季铵盐是用于抗菌剂和腐蚀抑制剂。苄基和石脑油季铵盐也是抗真菌产品。
图6第一行对称的叔胺是在稍微不同的条件下得到的。在较低压力运行的反应获得叔胺85％的收率，大约100psi，4-6小时。可以通过改变反应容器中的不同原料腈生成相应的不对称叔胺。同样，通过相似的甲基叔胺可生成衍生物如氧化胺和季铵盐。叔胺基聚乙氧基化季铵盐专门用于护发素，特别是在用一个硅腈作为原料的情况下。
类似于图2，3，4，在图5和图6种的胺可以衍生为叔胺、氧化胺、季铵盐、磺酸盐、硫酸盐、甜菜碱、甜菜碱酯、磷酸酯和烷氧基化物。本发明中的胺类产品用于矿物浮选，单独使用或者与其他已知的捕收剂组合，或/和非离子表面活性剂、或其他发泡助剂、沥青乳化剂组合。
本文提出的几种描述和图解加深了对本发明的理解。精通这门专业的人会知道，在不背离发明的精神情况下，可以进行许多变化和改变。每一个变化和改变都在本发明的涵盖范围内。