一种用于矿物浮选的三季铵盐类化合物的制作方法

本发明涉及选矿技术领域，特别是指一种用于矿物浮选的三季铵盐类化合物

背景技术：

季铵盐类化合物是一类选择性能很好的阳离子捕收剂，广泛应用于磷矿石、铁矿石、铝土矿反浮选脱硅除杂、锂云母矿石浮选或氯化钾与氯化钠的浮选分离等，取得了较理想的选别效果，是一种具有发展前景的阳离子浮选捕收剂。

作为浮选药剂的季铵盐类化合物主要是烷基季铵盐。钟宏等系统研究了季铵盐类化合物十二烷基三甲基氯化铵和十二胺阳离子捕收剂对铝土矿的反浮选脱硅行为和作用机理。结果显示，十二烷基三甲基氯化铵对铝土矿反浮选脱硅的效果优于十二胺，十二烷基三甲基氯化铵对铝硅酸盐矿物的作用主要是静电作用。(mineralsengineering，2008，21：1055-1061)。王毓华等以十六烷基三甲基溴化铵为捕收剂，对铝土矿进行反浮选脱硅，在捕收剂用量为500g/t，矿浆ph为6-7的条件下，可得到铝硅比超过9.3的精矿，其中氧化铝的回收率可达76％(journalofcentralsouthuniversityoftechnology，2003，10(4)：324-328)。黄志强等采用新型双季铵盐类化合物乙烷-1,2-双(十二烷基二甲基溴化铵)对铁矿石进行反浮选脱硅，并对比了其与传统捕收剂十二胺浮选性能的差异。研究表明，新型双季铵盐类化合物乙烷-1,2-双(十二烷基二甲基溴化铵)对铁矿石的反浮选脱硅效果强于十二胺。双季铵类捕收剂的极性基团-ch2n⁺(ch3)2(ch2)2(ch3)2n⁺ch2-很高的正的净电荷值，以及强表面活性，使其对铁矿石具有更好的反浮选脱硅能力(chemicalengineeringjournal，2014，257：218-228)。美国专利us4737273a公开了一种磷矿石反浮选脱硅除杂的方法，采用一种含有一个疏水基团的季铵盐类化合物作为捕收剂，其中每一个疏水基团包含至少6个碳原子。这种季铵盐捕收剂与燃料油组合作为磷矿石反浮选脱硅捕收剂，用磷酸脂盐作为抑制剂，可从矿石颗粒大小约0.6-1.2mm的含硅磷矿石中选择性浮出含硅矿物。choi等报道了季铵盐类化合物十八烷基三甲基氯化铵对石英、长石和锂云母的浮选分离(materialstransactions，2012，53(12)：2191-2194)。邓海波等研究了三种烷基季铵盐和十二胺对锂云母浮选行为的影响(非金属矿，2012，35(6)：23-25)。专利cn102259062a公开了季铵盐类化合物三甲基硅基十八烷基氯化铵捕收剂的制备方法，以及其在氯化钾与氯化钠的浮选分离中的应用。结果表明，对于青海某盐矿，原矿含氯化钾7.84％，氯化钠73.56％，采用一次粗选两次精选的浮选工艺流程，粗选加入季铵盐类化合物三甲基硅基十八烷基氯化铵150g/t，获得精矿含氯化钾92.07％，氯化钾回收率为91.71％。

有关于式ⅰ所示的三季铵盐类化合物的研究很少，esumi等报道了三季铵盐类化合物三溴化-双(乙基-2-二甲基十二烷基铵)-十二烷基甲铵的合成、表面活性和在二氧化硅/水界面上的吸附行为(journalofcolloidandinterfacescience，1996，183(2)：539～545)。目前，现有技术中其在浮选中作为浮选捕收剂的应用还未见报道。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种用于矿物浮选的三季铵盐类化合物。

该三季铵盐类化合物结构如式i所示：

式ⅰ中：r¹和r²为具有7～20个碳的烃基；r³、r⁴、r⁵、r⁶、r⁷、r⁸选自甲基、乙基、—(ch2ch2o)nh或—(ch(ch3)ch2o)nh，其中n＝1～6；r⁹和r¹⁰为具有2～6个碳原子的亚烃基；x为cl、br或i。

三季铵盐类化合物作为捕收剂在磷矿石、铁矿石、铝土矿反浮选脱硅除杂、锂云母矿石浮选或氯化钾与氯化钠的浮选分离中使用。

三季铵盐类化合物作为捕收剂时，浮选矿浆ph值为3～13；三季铵盐类化合物的用量范围为40～1600g/t。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明首次将三季铵盐类化合物作为浮选捕收剂，其优点在于：(1)其分子中具有三个亲矿物基团，与矿物表面的静电作用能力更强，对目标矿物的选择性更好；(2)其分子中具有多个疏水性基团，增加捕收剂的疏水能力，对目标矿物的捕收能力更强，可以强化磷矿石、铁矿石、铝土矿反浮选脱硅除杂、锂云母矿石浮选或氯化钾与氯化钠的浮选分离效果。

附图说明

图1为三溴化-双(乙基-2-二甲基十二烷基铵)-十二烷基甲铵在磷矿石反浮选脱硅除杂中应用的工艺流程图；

图2为三氯化-双(丁基-2-二甲基十二烷基铵)-十四烷基甲铵在铁矿石反浮选脱硅除杂中应用的工艺流程图；

图3为三氯化-双(丙基-2-二乙基十四烷基铵)-十六烷基乙铵在铝土矿反浮选脱硅除杂中应用的工艺流程图；

图4为三溴化-双(丁基-2-二乙基十四烷基铵)-十二烷基乙铵在锂云母矿石浮选中应用的工艺流程图；

图5为三溴化-双(乙基-2-二乙基十六烷基铵)-十四烷基甲铵在氯化钾与氯化钠的浮选分离中应用的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种用于矿物浮选的三季铵盐类化合物，该三季铵盐类化合物结构如式i所示：

式ⅰ中：r¹和r²为具有7～20个碳的烃基；r³、r⁴、r⁵、r⁶、r⁷、r⁸选自甲基、乙基、—(ch2ch2o)nh或—(ch(ch3)ch2o)nh，其中n＝1～6；r⁹和r¹⁰为具有2～6个碳原子的亚烃基；x为cl、br或i。

下面结合具体实施例对该三季铵盐类化合物作为捕收剂的应用进行说明。

实施例1：三溴化-双(乙基-2-二甲基十二烷基铵)-十二烷基甲铵在磷矿石反浮选脱硅除杂中的应用

某磷矿石原矿含p2o522.32％、sio217.81％，将矿石磨矿至-0.074mm占85％，加水调浆至30％的质量浓度，加入硫酸2500g/t，磷酸1500g/t，三季铵盐类化合物三溴化-双(乙基-2-二甲基十二烷基铵)-十二烷基甲铵用量380g/t进行粗选浮选，扫选加入三季铵盐类化合物三溴化-双(乙基-2-二甲基十二烷基铵)-十二烷基甲铵120g/t，一次精选加入硫酸500g/t，二次精选加入硫酸200g/t，浮选工艺流程图见图1。本发明中的三季铵盐类化合物三溴化-双(乙基-2-二甲基十二烷基铵)-十二烷基甲铵和常规捕收剂十二胺对磷矿石的浮选结果见表1。由表1可知，与常规捕收剂十二胺相比，采用三季铵盐类化合物三溴化-双(乙基-2-二甲基十二烷基铵)-十二烷基甲铵时，磷精矿中p2o5的回收率提高了4.88个百分点，p2o5的品位提高了0.65个百分点，sio2的品位降低了0.35个百分点。

表1捕收剂浮选磷矿石对比试验结果

实施例2：三氯化-双(丁基-2-二甲基十二烷基铵)-十四烷基甲铵在铁矿石反浮选脱硅除杂中的应用

某铁矿石磁选精矿含fe63.57％、sio29.75％，将矿石磨矿至-0.037mm占90％，浮选矿浆浓度30％，加入1000g/t氢氧化钠，淀粉900g/t，捕收剂用量120g/t，进行粗选浮选，扫选加入80g/t捕收剂，一次精选加入淀粉300g/t，二次精选加入淀粉200g/t，三次精选加入淀粉200g/t，浮选工艺流程图见图2。本发明中的三季铵盐类化合物三氯化-双(丁基-2-二甲基十二烷基铵)-十四烷基甲铵与常用的捕收剂十二胺的浮选对比试验结果见表2。由表2可知，与常用捕收剂十二胺相比，采用三季铵盐类化合物三氯化-双(丁基-2-二甲基十二烷基铵)-十四烷基甲铵，铁精矿中fe的回收率提高了3.28个百分点，fe的品位提高了0.98个百分点，sio2的品位降低了1.04个百分点。

表2捕收剂浮选铁矿对比试验结果

实施例3：三氯化-双(丙基-2-二乙基十四烷基铵)-十六烷基乙铵在铝土矿反浮选脱硅除杂中的应用

某铝土矿矿样，原矿含al2o363.03％，sio211.05％，铝硅比a/s5.70，将矿石磨矿至-0.074mm占70％，浮选矿浆浓度30％，在淀粉用量3500g/t，捕收剂用量150g/t条件下，进行铝土矿粗选浮选，一次扫选加入淀粉2500g/t，捕收剂100g/t，二次扫选加入淀粉2000g/t，捕收剂100g/t，浮选工艺流程图见图3。本发明中的三季铵盐类化合物三氯化-双(丙基-2-二乙基十四烷基铵)-十六烷基乙铵与常用的捕收剂十二胺的浮选对比试验结果见表3。由表3可知，与常用的捕收剂十二胺相比，使用三季铵盐类化合物三氯化-双(丙基-2-二乙基十四烷基铵)-十六烷基乙铵时，铝土矿精矿中al2o3的回收率提高了6.05个百分点，铝硅比a/s提高了0.42。

表3捕收剂浮选铝土矿对比试验结果

实施例4：三溴化-双(丁基-2-二乙基十四烷基铵)-十二烷基乙铵在锂云母矿石浮选中的应用

某钽铌矿钽铌的重选尾矿主要有用矿物是锂云母，含li2o1.19％，粒度为-0.074mm占21％，加水调浆至30％的质量浓度，加入140g/t三溴化-双(丁基-2-二乙基十四烷基铵)-十二烷基乙铵，进行锂云母矿粗选浮选，扫选加入70g/t三溴化-双(丁基-2-二乙基十四烷基铵)-十二烷基乙铵，采用一次粗选、一次扫选、一次精选的浮选工艺流程，浮选工艺流程图见图4。本发明中的三季铵盐类化合物三溴化-双(丁基-2-二乙基十四烷基铵)-十二烷基乙铵与常用的捕收剂椰油胺的浮选对比试验结果见表4。由表4可知，与常用捕收剂椰油胺相比，采用三季铵盐类化合物三溴化-双(丁基-2-二乙基十四烷基铵)-十二烷基乙铵，锂云母精矿中li2o的回收率提高了5.28个百分点，li2o的品位提高了0.17个百分点。

表4捕收剂浮选锂云母矿对比试验结果

实施例5：三溴化-双(乙基-2-二乙基十六烷基铵)-十四烷基甲铵在氯化钾与氯化钠的浮选分离中的应用

某钾石盐矿矿样，原矿含kcl11.24％、nacl40.87％，加入饱和卤水将矿石磨矿至-1mm占90％，浮选矿浆浓度20％，在羧甲基纤维素钠用量130g/t，捕收剂用量90g/t，起泡剂2号油用量60g/t条件下，进行钾石盐矿粗选浮选，扫选加入捕收剂30g/t，一次精选加入羧甲基纤维素钠用量50g/t，二次精选加入羧甲基纤维素钠用量40g/t，浮选工艺流程图见图5。本发明中的三季铵盐类化合物三溴化-双(乙基-2-二乙基十六烷基铵)-十四烷基甲铵与常用的捕收剂十八胺的浮选对比试验结果见表5。由表5可知，与常用的捕收剂十八胺相比，使用三季铵盐类化合物三溴化-双(乙基-2-二乙基十六烷基铵)-十四烷基甲铵时，氯化钾精矿中kcl的回收率提高了5.98个百分点，kcl的品位提高了2.29个百分点，nacl的品位降低了1.05个百分点。

表5捕收剂浮选钾石盐矿对比试验结果

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。