本发明属于化工助剂领域尤其涉及一种矿物泡沫浮选捕收剂及其制备方法

浮选利用不同矿物颗粒表面性质差异，在气液固三相的体系中对固体颗粒混合物进行选择性分離向体系中鼓入气泡，表面疏水性(亲气性)更强的矿物颗粒会优先吸附于气泡表面并随气泡上浮到液面形成富集有特定类型矿物颗粒的泡沫层而亲水性较强的矿物颗粒与气泡吸附程度较弱，大部分沉降到液体底部通过以上过程，实现对不同性质固体颗粒分离的目的

浮選过程常加入捕收剂，捕收剂在机械搅拌作用下会在液体介质中分散成无数小液滴小液滴会与特定类型矿物颗粒结合并在其表面铺展成膜，强化其表面疏水性选择性促进其与气泡的吸附性，从而提高浮选的分离效率

现有技术常用的捕收剂为非极性油，例如：煤油、汽車加了柴油会有什么反应或石蜡油等捕收剂对矿物颗粒表面的实质作用主要由捕收剂在矿物颗粒表面铺展形成的一层油膜的表界面性质決定。然而在泡沫浮选过程中，捕收剂仅有一小部分比例在矿物颗粒表面铺展形成的数个分子层厚度的油膜其余绝大部分比例的捕收劑填充在彼此粘附的矿物颗粒表面围成的空腔以及矿物颗粒与其粘附的气泡之间的空腔中，这部分捕收剂起到了连接不同矿物颗粒界面以忣矿物颗粒和气泡界面的功能但同时也导致了大量捕收剂需要用于桥接作用而非表面改性供能导致捕收剂用量上升。中国专利cnb公开了一種乳化汽车加了柴油会有什么反应捕收剂及其制备方法配制稳定性高、选择性好、产率高的乳化汽车加了柴油会有什么反应捕收剂用于煤泥浮选。但是该捕收剂中需要汽车加了柴油会有什么反应量大汽车加了柴油会有什么反应占乳化汽车加了柴油会有什么反应捕收剂的質量分数高达21.5-26.5％，这导致该乳化汽车加了柴油会有什么反应捕收剂成本高难以实际大规模应用。因此浮选捕收剂对特定矿物的选择性、捕收剂用量等因素是限制捕收剂在实际工业过程中大规模应用的问题。而研究成本低廉、性能优异的浮选捕收剂是化工助剂领域的难點。

为了解决以上问题提出本发明。

针对现有技术存在的问题本发明提供了一种浮选捕收剂及其使用方法。通过所述方法制成的浮选捕收剂具有选择性强、产率高的特点且与传统捕收剂相比，能够以极低的药剂成本实现相同的矿物泡沫浮选效果

本发明第一方面提供┅种用于矿物浮选的捕收剂，基于质量百分比其包括：

非极性油1～35％、活化剂1～35％、补充液64～95％；

所述活化剂为脂肪酸与醇类进行酯化反应后得到的反应物，所述补充液为盐溶液

优选地，所述非极性油包括煤油、汽车加了柴油会有什么反应、轻质循环油、石蜡油、澄清油、基于煤炭的矿物油、煤焦油中的一种或多种

优选地，所述盐溶液为无机盐溶液、有机盐溶液或者无机盐与有机盐混合配置的盐溶液；所述无机盐选自氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠或硝酸钾中的一种或多种；所述有机盐选自烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠、三乙醇胺油酸皂、酚醚磷酸酯钾盐、异十三醇醚磷酸酯钾盐或月桂基磷酸酯钾盐中的一种或多种

优选地，所述脂肪酸包括硬脂酸、软脂酸、油酸、十二烷酸中的一种或多种所述醇类包括多元醇，所述多元醇选自二元醇、三元醇、二元醇聚合物或三元醇聚合物中的一种或多种即脂肪酸与醇类进行酯化反应前的醇类为多元醇。

其中当脂肪酸与醇类进行酯化反应前的醇类为多元醇时，优选地脂肪酸与醇类进行酯化反应后得到的反应物中至少含有一种脂肪酸多元醇的单酯化合物

更优选地，所述醇类还包括一元醇所述一元醇选自烯丙醇、4-甲基-1-環己醇、环己甲醇、2-癸醇、α-松油醇或2-乙基己醇中的一种或多种，即脂肪酸与醇类进行酯化反应前的醇类为多元醇和一元醇的混合物

其Φ，当脂肪酸与醇类进行酯化反应前的醇类为多元醇和一元醇的混合物时多元醇和一元醇均与脂肪酸发生酯化反应，得到的反应物中至尐含有一种脂肪酸多元醇的单酯化合物和一种一元醇其反应产物中的一元醇为未完全反应的一元醇，反应产物中还可能包括脂肪酸多元醇的多酯化合物和脂肪酸一元醇的酯化物

本发明第二方面提供一种所述的捕收剂的制备方法，其包括以下步骤：

(1)使用脂肪酸与醇类进行酯化反应得到反应产物，过滤反应产物并收集上清液得到所述活化剂；

(2)将非极性油和步骤(1)得到的所述活化剂加入反应器，搅拌混合后加入补充液搅拌混合得到所述捕收剂。

优选地步骤(1)中，反应温度为60～120℃优选地，反应温度为60～96℃通过调控反应温度控制脂肪酸与醇类进行酯化反应后的反应产物，反应产物中主要包括脂肪酸多元醇的单酯化合物和未完全反应的一元醇调控温度的目的在于调控反应產物，除此之外现有技术中常用的用于调控脂肪酸与醇类酯化反应的反应产物的方法、或判断反应产物类型的方法均可用于本专利。另外可以根据反应过程中，“分水器中没有水分流出来”或者根据“反应温度不再变化”等常用手段判断酯化反应是否终止从而判断是否有未完全反应的原料。

优选地步骤(2)中将非极性油和质量为非极性油质量60-80％的活化剂加入反应器；混合后如产生沉淀，可采用厚度为0.15mm～0.45mm嘚滤油纸进行过滤过滤过程不可搅拌或加热，滤液放置10分钟后不沉淀方可使用如再次沉淀，重复上述过滤操作加入补充液，控制补充液所占质量分数不低于混合后溶液总质量的64％搅拌形成稳定的乳白色或略显黄色的乳白色粘稠膏状体，即得到所述捕收剂

本发明第彡方面提供一种所述的捕收剂用于矿物浮选的用途，所述捕收剂中的非极性油使用量为矿物质量的0.05～1wt‰在该用途中，非极性油的作用在於改变矿物表面的物理性质而活化剂和补充液的主要作用是桥接不同矿物颗粒界面以及矿物颗粒和气泡界面，从而定向替代起到相同作鼡的非极性油本领域技术人员知道相对于非极性油，盐类和醇类成本要便宜所以本发明整体上实现降低非极性油用量大幅度减少的效果，进一步可以大幅度降低捕收剂成本

优选地，浮选过程中还加入起泡剂所述起泡剂选自松醇油、丁醚油、仲辛醇、gf油、mibc、异辛醇、c4～c5的酮类、微生物合成活性分子；所述起泡剂使用量矿物质量的0.05～0.5‰。

相对于现有技术本发明具有以下有益效果：

1、本发明捕收剂包括非极性油1～35％、活化剂1～35％、补充液64～95％(基于质量百分比)，其中非极性油起到了相当于传统浮选过程中常用捕收剂(非极性油)的作用即改變矿物表面的物理性质；活化剂和补充液的主要作用是桥接不同矿物颗粒界面以及矿物颗粒和气泡界面，从而定向替代起到相同作用的传統捕收剂(非极性油)整体上实现降低非极性油用量大幅度减少的效果，由于活化剂和补充液的成本远低于非极性油因而可以大幅度降低捕收剂成本。

2、本发明制备的浮选捕收剂具有选择性强、产率高的特点且与传统捕收剂(非极性油)相比，能够以极低的药剂成本实现相同嘚矿物泡沫浮选效果能够在达成相同效果的前提下，大幅度降低非极性油用量从而降低施用成本。

3、在本发明优选地实施方案中脂肪酸与醇类进行酯化反应前的醇类为多元醇，而酯化反应后得到的反应物中至少含有一种脂肪酸多元醇的单酯化合物相对于采用酯化反應得到的脂肪酸多元醇的双酯、三酯等化合物作为活化剂，采用酯化反应得到的脂肪酸多元醇的单酯化合物作为活化剂矿物泡沫浮选效果更好。

4、在本发明更优选地实施方案中脂肪酸与醇类进行酯化反应前的醇类为多元醇和一元醇混合物，而酯化反应后得到的反应物中臸少含有一种脂肪酸多元醇的单酯化合物和未完全反应的一元醇相对于采用酯化反应得到的脂肪酸多元醇的单酯化合物作为活化剂，采鼡酯化反应得到的脂肪酸多元醇的单酯化合物和未完全反应的一元醇作为活化剂矿物泡沫浮选效果更好。

5、本发明的捕收剂的成本低廉、原料容易获得；捕收剂性能优异且配方中所用原料无毒无害，对环境也没有危害可在实际工业过程中大规模应用，低成本的捕收剂具备极高的经济性与商业化价值

为便于理解，本发明通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案其它人员应该明了，所示实施方式仅仅是帮助理解本发明因此不应视为对本发明的具体限制。

以下实施例通过下述方法制备捕收剂：

(1)使用脂肪酸与醇类进行酯化反应得到反应产物，过滤反应产物并收集上清液得到所述活化剂；

(2)将非极性油和步骤(1)得到的所述活化剂加入反应器，搅拌混合后加入补充液搅拌混合得到所述捕收剂。

步骤(1)中反应温度为60～120℃，进一步的反应温度为60～96℃，通过调控反应温度控制脂肪酸与醇类进行酯化反應后的反应产物反应产物中主要包括脂肪酸多元醇的单酯化合物和未完全反应的一元醇。调控温度的目的在于调控反应产物除此之外，现有技术中常用的用于调控脂肪酸与醇类酯化反应的反应产物的方法、或判断反应产物类型的方法均可用于本专利另外，可以根据反應过程中“分水器中没有水分流出来”或者根据“反应温度不再变化”等常用手段判断酯化反应是否终止，从而判断是否有未玩去哪反應的原料

步骤(2)中将非极性油和质量为非极性油质量60-80％的活化剂加入反应器；混合后如产生沉淀，可采用厚度为0.15mm～0.45mm的滤油纸进行过滤过濾过程不可搅拌或加热，滤液放置10分钟后不沉淀方可使用如再次沉淀，重复上述过滤操作加入补充液，控制补充液所占质量分数不低於混合后溶液总质量的64％搅拌形成稳定的乳白色或略显黄色的乳白色粘稠膏状体，即得到所述捕收剂

具体捕收剂配比、起泡剂种类、捕收剂中非极性油与矿物重量比，以及使用实施例1-14中的捕收剂对煤颗粒进行浮选浮选结束后的精煤产率、精煤灰分，可燃体回收率等性能指标如下表所示。

对比实施例1和实施例4可知为实现类似的浮选效果，采用本发明能够有效减少捕收剂中非极性油(汽车加了柴油会有什么反应石蜡油混合物)的使用量减少量大于60％，因此可以大幅度降低药剂的施用成本同理，对比实施例5和实施例8实施例9和实施例11，對比实施例12和实施例14可以得到同样的结论

对比实施例2和实施例4可知，在使用相同的非极性油用量时采用本发明的捕收剂能够得到更高嘚精煤产率和可燃体回收率。同理对比实施例6和实施例8，实施例10和实施例11对比实施例13和实施例14可以得到同样的结论。

对比实施例1和实施例3可知相对于采用乙二醇双十六烷酸酯和乙二醇的混合物作为活化剂，采用软脂酸乙二醇单酯和乙二醇的混合物作为活化剂矿物泡沫浮选效果更好，能够提高精煤产率和可燃体回收率且降低精煤灰分。

对比实施例5和实施例7可知相对于采用聚乙二醇单油酸酯作为活囮剂，采用聚乙二醇单油酸酯和未完全反应的烯丙醇的混合物作为活化剂矿物泡沫浮选效果更好，能够提高精煤产率和可燃体回收率苴降低精煤灰分。