专利名称:丙氧基化以及丙氧基化和乙氧基化酯肪醇的磺基丁二酸烷基酯做非硫化矿物浮选中的浮选剂的制作方法
本发明是关于烷氧基化脂肪醇的磺基丁二酸烷基酯在非硫化矿浮选中做浮选剂的应用。
浮选是在原矿的浮选中为了从矿渣中分离有用矿物常用的一种分离技术。本发明中的非硫化矿物是指，例如，磷灰石，氟石，白钨矿和其它类似的矿物盐，锡石和其它金属氧化物，如钛和锆的氧化物，还有一些硅酸盐和铝硅酸盐，一般来说，矿物首先经初步粉碎，干磨，最好是湿磨并悬浮在水中。然后，浮选剂常常连同发泡剂和任选的其它辅助剂，如调节剂，抑制剂(减活化剂)和/或活化剂加到矿石中，以便促进有用的矿物从矿渣中分离出来。接触一段时间以后，将空气吹入悬浮液(浮选液)中。于是，在悬浮液表面生成泡沫。在活化期间浮选剂使矿物表面疏水以便它们粘附于形成的气泡上。矿物中有价值的矿物倾向于粘附于气泡上，以便它们以含矿物的泡沫形式被洗提出来，并进一步加工。浮选的目的是在产量尽可能高的情况下回收有用的矿物，同时获得高富集度。
阴离子和阳离子表面活性剂优先用作非硫化矿浮选中的浮选剂。这些浮选剂选择性地吸附于有用矿物的表面上，以便在浮选提浓物中得到高富集度。此外，浮选剂是用来形成浮沫，不太稳定的浮选泡沫。
磺基丁二酸烷基酯常常用于非硫化矿石的浮选(W.VRybinski，M.J.Schwuger，“Aufbereitungstechnik”，26(1985)，632页和A.Doren，IOC，cit)。在许多情况下，用这些浮选剂可得到好的浮选结果，但，在某些情况下已知的磺基丁二酸烷基酯导致不希望有的密集泡沫。
US-PS 4138 350叙述了用有乙氧基化烷基链的磺基丁二酸烷基酯作为浮选的浮选剂。但是，已经发现在US-PS 4138 350中叙述的乙氧基化醇的磺基丁二酸烷基酯并不总是有促进起泡性能或好的浮选剂效果。
因此，本发明的目的是提供适宜的烷氧基化脂肪醇的磺基丁二酸烷基酯，与已知磺基丁二酸烷基酯相比这些磺基丁二酸烷基酯显示出改进的浮选剂性质，而且特别是避免了不希望有的密集气泡。
所以，本发明涉及丙氧基化醇的磺基丁二酸酯烷基酯作为非硫化矿物浮选中的浮选剂的应用。按照本发明，具有由C-C脂肪醇衍生的丙氧基化烷基链类型的磺基丁二酸烷基酯，也就是，那些含有1个或2个，相同或不同由丙氧基化及乙氧基化和丙氧基化C-C脂肪醇而得的直链和/或支链饱和烷基的磺基丁二酸酯用作浮选的浮选剂。
丙氧基化脂肪醇的烷基最好含有12到18个碳原子，并可以是直链的或支链的。
磺基丁二酸烷基酯的脂肪醇成分可以由含有8到22个碳原子的这类直链的和支链的饱和的和不饱和的化合物组成，例如，正-辛醇，正-癸醇，正-十二烷醇，正-十四烷醇，正-十六烷醇，正-十八烷醇，正-二十烷醇，正-二十二烷醇，正-十六烯醇，异-十三烷醇，异-十八烷醇和正-十八烯醇。
所述的脂肪醇可各自形成磺基丁二酸烷基酯，但，一般，使用脂肪醇混合物作为一个组分。这些脂肪醇混合物是从动植物源的脂肪和油的脂肪酸成份得来的。已知这些脂肪醇混合物例如可以通过甘油三酯和甲醇的酯基转移并紧接着脂肪酸甲酯的催化氢化而由天然脂肪和油获得。在此情况下，脂肪醇混合物在生产过程中积累，同时具有限定链长的适当组分也可用作生产磺基丁二酸烷基酯的成份。除了以天然脂肪和油获得脂肪醇混合物外，合成脂肪醇混合物，例如已知齐格勒和氧代脂肪醇作为生产磺基丁二酸烷基酯的起始物质也是合宜的。
每个磺基丁二酸烷基酯的脂肪醇基含有至少一个氧化丙烯基。使用含有1到6个氧化丙烯基的脂肪醇的磺基丁二酸烷基酯最好。
m摩尔的氧化乙烯和n摩尔的氧化丙烯(m和n都是1到15的数字，m和n的总和是2到25，m与n的比例是1∶5到2∶1)与脂肪醇的加合物也可用于磺基丁二酸烷基酯。
对于非硫化矿石的浮选，按照本发明将磺基丁二酸烷基酯以50到2，000克/吨加到原矿中。
本发明也涉及到从矿渣中分离非硫化矿的方法。以此方法，粉碎的矿石与水混合成悬浮液，在烷氧基化脂肪醇的磺基丁二酸烷基酯的存在下，将空气导入此悬浮液中，形成的浮渣与矿物一起分离出来。本发明方法的特征在于以含有一个或两个，相同的或不同的，直链和/或支链饱和烷基的磺基丁二酸烷基酯作浮选剂。所说的烷基来自丙氧基化C-C脂肪醇。
在从矿渣中分离非硫化矿的本发明的方法中，丙氧基化脂肪醇的磺基丁二酸烷基酯的最好用量是50到2000克/吨。
本发明的磺基丁二酸烷基酯特别适用于白钨矿，磷灰石或铁矿的浮选。
当然，丙氧基化脂肪醇的磺基丁二酸烷基酯可以是磺基丁二酸的全酯和半酯。此外，专家已知道上述的磺基丁二酸全酯和半酯不是以游离的磺酸形式应用，而是以碱金属和/或铵盐，钠和铵盐形式应用，特别是以钠和铵盐的混合物应用最好。
以适合的丙氧基化脂肪醇而得的磺基丁二酸烷基酯相对于已知磺基丁二酸烷基酯的优点是，在上述原矿的浮选中应用本发明的磺基丁二酸烷基酯获得改进的浮选剂性能。本发明的化合物更优良的泡沫性质和改进的浮选剂效果在实例中进一步被说明。
下面的实例进一步说明本发明使用的浮选剂的优越性。
试验是在实验室条件下进行的，在某些情况下，浮选剂浓度的增加大大高于实际需要。所以，潜在的应用和在使用的条件下，不能限于实例中叙述的分离和试验条件。所有的百分数都是重量百分数，除非另有说明。试剂用量都以活性物质为基础。
实例1～3和比较例1和2磺基丁二酸烷基酯的Na/NH盐的发泡作用，在标准条件下通过多孔盘泡沫打浆法测定。表1示出了这些试验结果。可以看到本发明的丙氧基化脂肪醇/氧化乙烯/氧化丙烯加合物的磺基丁二酸酯产生泡沫少于其它的磺基丁二酸酯。对于许多浮选方法来说这是一个优点。
表1发泡率的测定多孔盘泡沫打浆法按照DIN 53905条件1g AS/L，在8℃G水中，40℃EO＝氧化乙烯; PO＝氧化丙烯AS＝活性物质实例 组分 1分钟之后 20分钟之后泡沫毫升数 泡沫毫升数比较例1 有2个EO的C-C油酰十六烷醇的磺基丁二酸酯的Na/NH盐 300 240
比较例2 有5个EO的C12-C18的十二烷基醇的磺基丁二酸酯的Na/NH4盐 500 360实例1 有一个PO的C16-C18的油酰十六烷醇的磺基丁二酸酯的Na/NH4盐 190 150实例2 有2个PO的C16-C18油酰十六烷醇的基丁二酸酯的Na/NH4盐 210 140实例3 有二个EO和2个PO的C16-C18油酰十六烷醇的磺基丁二酸的Na/NH4盐 90 50
实例4和比较例3浮选物质是澳大利亚的白钨矿石，以其主要组分为基础具有以下化学组成WO30.3%CaO 8.8%SiO255.8%矿石样品颗粒大小分布如下28% 25微米43% 25-100微米29% 100-200微米用有2个PO的C16-C18油酰十六烷醇的磺基丁二酸烷基酯的Na/NH4盐(实例4)作本发明的浮选剂。
比较浮选剂是有2个EO的C16-C18油酰十六烷醇的磺基丁二酸烷基酯的Na/NH4盐(比较例3)浮选试验是使用KHD Industrieanlagen AG，Humbold-Wedag，Cologne制造的Humbold-Wedag实验室浮选机(见Seifen-Fette-Wachse 105(1979)，248页)，在1升浮选池里进行的。无离子水用于制备矿泥。矿泥密度是400克/升。水玻璃以2000克/吨用作抑制剂。抑制剂的调节时间在2000升/分搅拌速度下是10分钟。浮选是通过加水玻璃获得的大约9.5pH下进行的。下面表2示出浮选剂用量。浮选剂调节时间是3分钟。
正如从表2中看到的，用实例4的浮选剂时，WO3的回收明显高并且获得相当好的富集度。
实例5和6及比较例4和5浮选物是巴西的磷灰石矿，除硅酸盐以外还含有作为矿渣的氧化铁，该矿石有以下主要组分大约 21% P2O512% Fe2O26% Si O2矿石样品颗粒大小分布如下21% 40微米38% 40-100微米35% 100-250微米6% +250微米有2个PO的C16-C18油酰十六烷醇的磺基丁二酸烷基酯的Na/NH4盐与浮油(tall oil)脂肪酸以不同的混合比例混合用作本发明的浮选剂。当有2个PO的C16-C18油酰十六烷醇的磺基丁二酸烷基酯的Na/NH4盐与浮油脂肪酸1∶1混合时为实例5的混合浮选剂;当上述磺基丁二酸烷基酯的Na/NH4盐与浮油脂肪酸1∶1混合时为实例6的混合浮选剂。
脂醇的磺基丁二酸酯的Na/NH4盐与浮油脂肪酸的1∶1混合物作为有2个EO的C16-C18油酰十六烷醇的比较浮选剂(比较例5)。浮选试剂是在实验室浮选池(Denver设备型号D-1，容量1升)中室温下进行的。使用具有16°Gh硬度的自来水制备矿泥。矿泥密度是500克/升;在浮选剂加入之前用氢氧化钠将pH值调节到10.5。
经初步浮选后(6分钟)，浓缩物净化两次。在每个阶段中以1200升/分进行浮选。使用淀粉作抑制剂。
根据表3中所示结果，如果用本发明实例5和实例6的化合物代替脂肪醇的磺基丁二酸烷基酯(比较例5)，在回收率和选择性没有任何降低情况下，可大大减少浮选剂用量。这一效果从1∶1和2∶1的该磺基丁二酸酯和脂肪酸的混合物均可观察到。
表3
1浮选剂剂量是基于以活性物质2初选的残渣;CT＝精选的残渣(总);conc＝(浓度)
实例7和8及比较例6浮选的物质是铁矿选矿物厂的废料，其组分如下(主要组分)大约 12% P2O536% Si O214% Fe2O315% Ca O每批粗选的颗粒大小分布如下5% 25微米15% 25-100微米70% 200-500微米9% 500-1000微米1% +1000微米实例7的浮选剂使用有一个PO的C16-C18油酰十六烷醇的磺基丁二酸烷基酯的Na/NH4盐。
实例8的浮选剂使用有2个EO和1个PO的C16-C18油酰十六烷醇的磺基丁二酸酯的Na/NH4盐。
比较例6使用有2个EO的C16-C18油酰十六烷醇的磺基丁二酸烷基酯，也可以是其Na/NH4盐。
浮选试验是在实例5所述的型号的实验室浮选池中进行的。用氢氧化钠调节pH值到9.5，不使用抑制剂。
浮选结果(表4)表明本发明的化合物，即使是脂醇EO/PO加合物的磺基丁二酸酯，其优点也超过的磺基丁二酸烷基酯。尽管减少浮选剂剂量磷灰石回收率仍增加。
表4
1和2，参见表3。
权利要求
1.以烷氧基化脂肪醇的磺基丁二酸烷基酯作非硫化矿浮选中的浮选剂的应用，该磺基丁二酸烷基酯含有来自丙氧基化及丙氧基化和乙氧基化的C8-C22脂肪醇的一个或2个，相同的或不同的，直链的和/或支链的饱和烷基。
2.按照
权利要求
1规定的磺基丁二酸烷基酯的应用，其特征是丙氧基化及丙氧基化和乙氧基化脂肪醇的相同的或不同的，直链的和/或支链的饱和烷基最好有C12-C18的链长度。
3.按照权利1和2规定的磺基丁二酸烷基酯的应用，其特征是该磺基丁二酸烷基酯的脂肪醇基团最好含有1到6个氧化丙烯基。
4.按照
权利要求
1和2规定的磺基丁二酸烷基酯的应用，其特征是m摩尔的氧化乙烯和n摩尔的氧化丙烯(m和n是1到15的两个数字，m和n的总和是2到25，m与n的比例是1∶5到2∶1)和脂肪醇的加合物用作脂肪醇酯的成份。
5.按照
权利要求
1规定的磺基丁二酸烷酯的应用，其特征是相应的阳离子是钠和/或铵。
6.按
权利要求
1到5规定的磺基丁二酸烷基酯的应用，其特征是以50到2000克/吨原矿使用。
7.一种用浮选法分离非硫化矿石的方法，该方法包括将碎矿石与水混合形成悬浮液，将空气导入有浮选剂的悬浮液中，形成的泡沫与存在其中的矿物一起分离出，该方法的特征是应用
权利要求
1到6规定的磺基丁二酸烷基酯作浮选剂。
8.按照
权利要求
7规定的方法，其特征是磺基丁二酸烷基酯与已知的浮选剂一起使用。
9.按照权利7规定的方法，其特征是磺基丁二酸烷基酯以50到2000克/吨原矿使用。
10.按照
权利要求
7到9规定的方法，其特征是以白钨矿，磷灰矿或铁矿作原矿。
专利摘要
本发明涉及以丙氧基化及丙氧基化和乙氧基化 脂肪醇的磺基丁二酸烷基酯作为非硫化矿石浮选中 的浮选剂的应用，同时涉及经浮选分离非硫化矿石的 方法，所使用的磺基丁二酸烷基酯含有一个或两个相 同的或不同的，直链的和/或支链的饱和烷基。该烷 基来自丙氧其化及丙氧基化和乙基氧基化的C
文档编号B03D1/00GK87107271SQ87107271
公开日1988年6月22日 申请日期1987年12月5日
发明者里塔·科斯特, 沃夫冈·翁·里宾斯基, 尤威·普洛格 申请人:亨克尔两合股份公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan