梳型高分子浮選劑的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種梳型高分子浮選劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下：（1）制備烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯；（2）制備梳型高分子聚合物，將烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯、氟代醇聚氧乙烯醚（甲基）丙烯酸酯、丙烯酰胺和水加入反應(yīng)釜，在氧化-還原引發(fā)體系作用下，80~100℃反應(yīng)3~5小時(shí)，得梳型高分子聚合物，烯丙基氧乙烯醚磷酸酯︰氟代醇聚氧乙烯醚（甲基）丙烯酸酯︰丙烯酰胺的摩爾配比為1︰0.05~0.5︰3~5，氧化劑用量為不飽和單體質(zhì)量總和的0.5~5%，且氧化劑與還原劑的摩爾比為1︰0.5~3.5。
【專(zhuān)利說(shuō)明】梳型高分子浮選劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種梳型高分子浮選劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]浮游選礦是礦物分離的一種重要方法，廣泛應(yīng)用于煤炭、非金屬、有色金屬等諸多領(lǐng)域。在浮選過(guò)程中，礦物的沉浮幾乎與其密度無(wú)關(guān)，而是因表面親水-疏水性和潤(rùn)濕性的差異浮沉，稱(chēng)之為可浮性。其中浮選藥劑的應(yīng)用極其重要。經(jīng)浮選藥劑處理后，可以改變礦物的可浮性，使目的礦物能夠選擇性的吸附于氣泡，從而達(dá)到選礦的目的。
[0003]煤浮選過(guò)程為:將煤粉配成一定濃度的煤漿，加入浮選劑，擴(kuò)大煤與煤矸石表面的潤(rùn)濕性和疏水性的差異。在攪拌或翻動(dòng)的狀態(tài)下鼓入空氣，煤粒附著于浮選劑形成的泡沫上，并隨泡沫一起浮出水面，實(shí)現(xiàn)與煤矸石的分離。這是一個(gè)復(fù)的雜的過(guò)程，包括浮選劑在水中的分散狀況，水與煤礦各組分表面的相互作用，浮選劑與煤礦各組分表面的相互作用，空氣在浮選體系中的分散狀況等諸多方面，最終達(dá)到固(煤粒)、液(水)、氣(空氣)三相的平衡。發(fā)生的物理化學(xué)變化涉及到乳化、分散、潤(rùn)濕、吸附、絮凝等作用。在這一過(guò)程中，浮選劑起著非常重要的作用。浮選效果的好壞，很大程度取決于浮選藥劑的優(yōu)劣，因此尋找和開(kāi)發(fā)高效浮選劑是發(fā)展浮選技術(shù)的關(guān)鍵。
[0004]煤浮選劑種類(lèi)很多，按用途通常分為三類(lèi):捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑。捕收劑多為石油化工產(chǎn)品，包括煤油、輕柴油、汽油和芳烴。起泡劑通常使用醇類(lèi)、酚類(lèi)、酮類(lèi)、醚類(lèi)和酯類(lèi)。調(diào)整劑包括乳化劑、促進(jìn)劑和絮凝劑，其中，乳化劑用于調(diào)整分散程度，改善捕收劑在煤漿中的分散性，提高浮選效果；促進(jìn)劑是改善捕收劑和起泡劑效果的重要助劑；絮凝劑用于促進(jìn)小顆粒煤凝聚成大顆粒，加速在洗煤水中沉降。目前，常用的浮選劑多為單官能團(tuán)物質(zhì)，性能單一，一種成分難以發(fā)揮多重作用，常將多種藥劑復(fù)配使用。然而各種組分由于相容性的差異，往往`不能產(chǎn)生明顯的疊加效應(yīng)，甚至適得其反。例如，中國(guó)專(zhuān)利200510012663.6公開(kāi)了一種煤浮選劑，按重量份計(jì)由廢橡膠油10-11，鋪展劑1-1.5，起泡劑1-1.5組成；中國(guó)專(zhuān)利201110262588.4涉及一種有色金屬礦物浮選劑，包括捕收劑、起泡劑和調(diào)整劑三種制劑，其中的捕收劑為內(nèi)含有煤油和/或柴油和/或變壓器油和/或重油和/或原油的含油污泥,起泡劑為松醇油或正己醇或正辛醇或仲辛醇,調(diào)整劑為石灰和/或水玻璃。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種梳型高分子浮選劑的制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種梳型高分子浮選劑的制備方法，具體步驟如下:
(O制備烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯
將烯丙基聚氧乙烯醚加入反應(yīng)釜，通入氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，并維持釜內(nèi)氮?dú)猸h(huán)境，升溫至40°C，使物料熔化，開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速10(T500rpm，隨氮?dú)膺B續(xù)加入五氧化二磷，控制反應(yīng)釜溫度7(T90°C，反應(yīng)3飛小時(shí)，得烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯，烯丙基聚氧乙烯醚與五氧化二磷的摩爾比為2：1;
(2)制備梳型高分子聚合物
將烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯、氟代醇聚氧乙烯醚（甲基）丙稀酸酯、丙烯酰胺和水加 入反應(yīng)釜，在氧化-還原引發(fā)體系作用下，8(Ti0(rc反應(yīng)3飛小時(shí)，得梳型高分子聚合物， 烯丙基氧乙烯醚磷酸酯：氟代醇聚氧乙烯醚（甲基）丙稀酸酯：丙烯酰胺的摩爾配比為1: 0. 05、. 5 :3?5，氧化劑用量為不飽和單體質(zhì)量總和的0. 5飛％，且氧化劑與還原劑的摩爾比 為 1 : 0. 5?3. 5。
[0007]進(jìn)一步，所述烯丙基氧乙烯醚中，聚氧乙烯的聚合度為m=15飛0 ;氟代醇聚氧乙烯 醚（甲基）丙稀酸酯中，碳氟鏈的長(zhǎng)度為n=ri0，聚氧乙烯的聚合度為p=l(T20。
[0008]進(jìn)一步，所述氧化劑為偶氮二異丁腈、高錳酸鉀、雙氧水、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀或過(guò) 硫酸鈉中的一種。
[0009]進(jìn)一步，所述還原劑為硫酸亞鐵、硫酸亞銅、草酸、巰基乙酸、硫代硫酸鈉、亞硫酸 鈉、抗壞血酸中的一種或幾種。
[0010]進(jìn)一步，所述物料的加入方式為：烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯、氟代醇聚氧乙烯醚 (甲基）丙稀酸酯配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)5(T80%的溶液，一次性加入反應(yīng)釜；丙烯酰胺配成質(zhì)量分?jǐn)?shù) 5(T80%的溶液，連續(xù)滴加入反應(yīng)釜；引發(fā)劑配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)5?20%的溶液，連續(xù)滴加入反應(yīng)釜。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果如下：
1、本發(fā)明合成的浮選劑是具有梳型結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)，在體系中呈伸展?fàn)顟B(tài)，各官能 團(tuán)通過(guò)錨固在煤顆粒表面發(fā)揮作用，分散性明顯優(yōu)于小分子物質(zhì)。
[0012]2、本發(fā)明合成的梳型高分子浮選劑帶有磷酸酯基團(tuán)、聚醚鏈段、氟碳鏈段、酰胺基 團(tuán)等多種官能團(tuán)，兼具乳化性、分散性、起泡性和促進(jìn)作用，一劑多能，打破了常規(guī)的將各種 藥劑復(fù)配使用的方法，能夠顯著降低浮選劑用量，節(jié)約成本。
[0013]3、本發(fā)明合成的梳型高分子浮選劑是含氟物質(zhì)，表面活性極高，用量萬(wàn)分之一時(shí)， 即可將水的表面張力降至20mN/m，能夠有效地改善體系的界面狀態(tài)，達(dá)到固、液、氣三相平 衡，提聞浮選效果。
[0014]4、本發(fā)明合成的梳型高分子浮選劑易溶于水，對(duì)礦物油有很好的乳化效果，稍加 振蕩或攪拌即可形成穩(wěn)定的水包油體系。一方面能夠減少捕收劑的用量；另一方面能夠簡(jiǎn) 化預(yù)處理工藝。
[0015]5、本發(fā)明合成的梳型高分子浮選劑工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，無(wú)三廢排放，綠色環(huán)保。 【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0017]實(shí)施例1
將360g烯丙基聚氧乙烯醚（m=12)加入玻璃釜中，通入氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，保持釜內(nèi)氮 氣環(huán)境。水浴升溫至40°C，使物料熔化。開(kāi)啟攪拌，隨氮?dú)膺B續(xù)加入45g五氧化二磷。升溫 至80°C，反應(yīng)4小時(shí)，得烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯。
[0018]將上述烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯200g，八氟戊醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯（p=10) 22g，56g水加入玻璃釜中，充分溶解并混合均勻。將64g丙烯酰胺與16g水混合，配成80%的溶液。將1.75g過(guò)硫酸銨、1.21g巰基乙酸混合，配成質(zhì)量濃度10%的水溶液。水浴升溫至80°C。分別滴加丙烯酰胺溶液和引發(fā)劑溶液，丙烯酰胺滴加4h，引發(fā)劑滴加4.5h。所有物料滴完后，80°C下保溫?cái)嚢鑜h，得黃色粘稠的聚合物溶液。
[0019]實(shí)施例2
將300g烯丙基聚氧乙烯醚(m=20 )加入玻璃釜中，通入氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，保持釜內(nèi)氮?dú)猸h(huán)境。水浴升溫至40°C，使物料熔化。開(kāi)啟攪拌，隨氮?dú)膺B續(xù)加入22g五氧化二磷。升溫至80°C，反應(yīng)4小時(shí)，得烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯。
[0020]將上述烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯260g，十二氟庚醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(p=12)37g，95g水加入玻璃釜中，充分溶解并混合均勻。將76g丙烯酰胺與25g水混合，配成75%的溶液。將2.22g過(guò)硫酸銨、1.89g巰基乙酸混合，配成質(zhì)量濃度20%的水溶液。水浴升溫至90°C。分別滴加丙烯酰胺溶液和引發(fā)劑溶液，丙烯酰胺滴加3h，引發(fā)劑滴加3.5h。所有物料滴完后，90 V下保溫?cái)嚢鐸h，得黃色粘稠的聚合物溶液。
[0021]實(shí)施例3
將380g烯丙基聚氧乙烯醚(m=18)加入玻璃釜中，通入氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，保持釜內(nèi)氮?dú)猸h(huán)境。水浴升溫至40°C，使物料熔化。開(kāi)啟攪拌，隨氮?dú)膺B續(xù)加入32g五氧化二磷。升溫至80°C，反應(yīng)4小時(shí)，得烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯。
[0022]將上述烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯200g，全氟辛醇聚氧乙烯醚丙烯酸酯(p=15)50g，83g水加入玻璃釜 中，充分溶解并混合均勻。將70g丙烯酰胺與18g水混合，配成80%的溶液。將1.92g過(guò)硫酸銨、2.07g巰基乙酸混合，配成質(zhì)量濃度15%的水溶液。水浴升溫至85°C。分別滴加丙烯酰胺溶液和引發(fā)劑溶液，丙烯酰胺滴加4h，引發(fā)劑滴加4.5h。所有物料滴完后，85°C下保溫?cái)嚢鑜h，得黃色粘稠的聚合物溶液。
[0023]實(shí)施例4
將400g烯丙基聚氧乙烯醚(m=40 )加入玻璃釜中，通入氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，保持釜內(nèi)氮?dú)猸h(huán)境。水浴升溫至40°C，使物料熔化。開(kāi)啟攪拌，隨氮?dú)膺B續(xù)加入15g五氧化二磷。升溫至80°C，反應(yīng)4小時(shí)，得烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯。
[0024]將上述烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯250g，全氟壬醇聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(p=10)25g, 69g水加入玻璃釜中，充分溶解并混合均勻。將47g丙烯酰胺與16g水混合，配成75%的溶液。將1.63g過(guò)硫酸銨、1.71g巰基乙酸混合，配成質(zhì)量濃度10%的水溶液。水浴升溫至95°C。分別滴加丙烯酰胺溶液和引發(fā)劑溶液，丙烯酰胺滴加3h，引發(fā)劑滴加3.5h。所有物料滴完后，95°C下保溫?cái)嚢鑜h，得黃色粘稠的聚合物溶液。
[0025]凡在不脫離本發(fā)明核心的情況下做出的簡(jiǎn)單的變形或修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種梳型高分子浮選劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下: (1)制備烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯 將烯丙基聚氧乙烯醚加入反應(yīng)釜，通入氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)空氣，并維持釜內(nèi)氮?dú)猸h(huán)境，升溫至40°C，使物料熔化，開(kāi)啟攪拌，轉(zhuǎn)速10(T500rpm，隨氮?dú)膺B續(xù)加入五氧化二磷，控制反應(yīng)釜溫度70-90°C，反應(yīng)3飛小時(shí)，得烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯，烯丙基聚氧乙烯醚與五氧化二磷的摩爾比為2: I ； (2)制備梳型高分子聚合物 將烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯、氟代醇聚氧乙烯醚(甲基)丙稀酸酯、丙烯酰胺和水加入反應(yīng)釜，在氧化-還原引發(fā)體系作用下，8(Ti0(rc反應(yīng)3飛小時(shí)，得梳型高分子聚合物，烯丙基氧乙烯醚磷酸酯:氟代醇聚氧乙烯醚(甲基)丙稀酸酯:丙烯酰胺的摩爾配比為1:0.05、.5:3~5，氧化劑用量為不飽和單體質(zhì)量總和的0.5-5％，且氧化劑與還原劑的摩爾比為 1: 0.5~3.5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳型高分子浮選劑的制備方法，其特征在于:所述烯丙基氧乙烯醚中，聚氧乙烯的聚合度為m=15飛O ;氟代醇聚氧乙烯醚(甲基)丙稀酸酯中，碳氟鏈的長(zhǎng)度為η=4-10，聚氧乙烯的聚合度為ρ=10-20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳型高分子浮選劑的制備方法，其特征在于:所述氧化劑為偶氮二異丁腈、高錳酸鉀、雙氧水、過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀或過(guò)硫酸鈉中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳型高分子浮選劑的制備方法，其特征在于:所述還原劑為硫酸亞鐵、硫酸亞銅、草酸、巰基乙酸、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、抗壞血酸中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梳型高分子浮選劑的制備方法，其特征在于:所述物料的加入方式為:烯丙基聚氧乙烯醚磷酸酯、氟代醇聚氧乙烯醚(甲基)丙稀酸酯配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)50-80%的溶液，一次性加入反應(yīng)釜；丙烯酰胺配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)50-80%的溶液，連續(xù)滴加入反應(yīng)釜；引發(fā)劑配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)5~20%的溶液，連續(xù)滴加入反應(yīng)釜。
【文檔編號(hào)】B03D1/016GK103772626SQ201410031380
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】宋學(xué)娟, 郝立國(guó) 申請(qǐng)人:焦作超達(dá)環(huán)?？萍加邢薰?br>