浮选试剂CO3分析方法研究

由表8可见，采用邻苯二甲酸酐酰化法，所得组内和组间平行 实验数据相差较小，最大绝对偏差为14.95 mgKOH/g，最大相对偏 差为3.74%，符合国家标准。考虑到样品比较复杂含有几十种组分， 认为该方法可以用于该产品的羟值分析,以对该产品进行品质控制。 该方法能够获得较好的数据，分析是由于邻苯二甲酸酐的酰化能力 较强，干扰较小的缘故。因此，对于样品组成比较复杂的样品进行 羟值测定时，应首先选用邻苯二甲酸方法进行测定。
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项目预期目标、指标 Anticipated targets
建立适合分析公司CO3浮选药剂的定性和定 量方法,使分析达到快速、准确。本项目研究 结束,将建立适合公司CO3浮选药剂的分析方 法，提供本项目实验报告。
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主要实验方法 Experiments 理化特性常数测定 样品酸值的测定 样品碘值的测定 皂化值的测定 羟值的测定
浮选试剂CO3分析方法研究
目录/Contents
项目的立项背景及目的 主要研究内容及技术路线 课题目标及预期成果 主要实验方法 结果讨论 经费预算
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项目的立项背景 Background
公司现在用药剂种类不多，部分都是通过试验得出，对其组成 很少研究。 CO3作为YP2-3主要辅助原料，其用量不大，但是效果显著。公 司现在浮选规模约为400万吨/年，用量大，每年采购批次较多。 CO3组成复杂，其组成在不同批次时有一定差别，国家和公司以 前无相应检测标准，基本依靠选矿试验来进行判断。 需建立一套适合该类药剂的分析检定方法。 组成较多，约有40多种物质在其中，组成物质性质较异大，分析 技术难度较大。
0.2367 0.4163 0.5294 0.5193 2.0046 2.0102 3.003 3.0076 4.0373
3 3 3 3 3 3 3 3 3
100 100 100 100 110 110 110 110 110
1 1 1 1 1 1 1 1 1
实验4
实验结果与讨论 Conclusions and discussions
样品仪器分析
样品红外光谱分析
样品分析色谱与质谱条件
实验结果与讨论 Conclusions and discussions
实验样品理化性质的研究
表1 CO3浮选药剂基本理化指标
酸值 (mgKOH/g)
碘值 （g/100g）
皂化值 (mgKOH/g)
CO31012.78 27.34 97.14 03-09 从基本理化指标分析可知，样品酸值为12.78 mgKOH/g，因此 说明样品中含有一定量的有机酸或者无机酸。样品碘值为27.34 g/100g较小，因此样品中含有较少的不饱和物质。样品的皂化值 为97.14 mgKOH/g说明样品含有有机酸或者酯类物质。
实验结果与讨论 Conclusions and discussions
实验样品红外光谱测定
红外光谱是分子光谱，用于研究分子的振动能级跃迁。红外吸收光谱是 有机功能团鉴定及结构研究的常用方法。红外光谱谱图解析，主要是掌握影 响振动频率的因素及各类化合物的红外特征吸收谱带的基础上，按峰区分析， 指认某谱带的可能归属，结合其他峰区的相关峰，确定其归属。在此基础上， 再仔细归属指纹区的有关谱带，综合分析，提出化合物的可能结构。样品经 过红外光谱分析，得到样品红外光谱图。
羟值均值（mgKOH/g）
实验1
395.555
实验2
平行2
平行1 平行2 平行1 平行2
0.536
0.592 0.564 0.538 1.6925
398.87
411.62 407.03 403.5 396.23
394.375
实验3
409.325
实验4
399.87
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实验结果与讨论 Conclusions and discussions
称样量(g)
乙酰化试剂 量（mL）
加水量 （mL） 3 3 3 3 3 3 3 3 3
反应温度 （℃）
反应时间 （h）
羟值（mgKOH/g） 206.95 222.86 253.68 225.86 125.87 125.52 77.83 53.04 51.83
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实验1 实验2 实验3
平行1 平行2 平行1 平行2 平行1 平行2 平行1 平行2 平行3
为分析样品中各组分含量，通过寻找合适的色谱条件对样品进行了气相
色谱分析，气相色谱图见图3。
图3 CO3气相色谱图
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实验结果与讨论 Conclusions and discussions
经过质谱图解析得出CO3样品中含有三十多种组分，其中包括 烃类、醇类、醚类、醛类、酯类等，成分比较复杂。其中醇类物 质中含有四种一元醇和一种二元醇。 分析CO3系列样品组分过于复杂和样品中含有多元醇是导致所 得实验平行数据偏差较大的直接原因。 通过查阅文献和反复论证，我们拟采用聚醚多元醇羟值测定的 国家标准（GB/T 12008.3-2009，邻苯二甲酸法）对样品羟值进行 进一步的测定，选用该方法的原因是由于该方法所用的酰化试剂 是酰化能力更强，干扰更小的邻苯二甲酸酐，且反应中添加了咪 唑作为催化剂。
由于本项目旨在建立适应公司CO3浮选药剂的定性和定量方法，确定其中含
有醇类物质，则对其羟值进行测定，以对药剂从整体上进行品质控制。试验
公关需要首先通过红外光谱对样品进行初步定性，摸索适合CO3浮选药剂的色 谱分离条件，然后对色谱峰对应各组分进行质谱定性，经过质谱定性若确定 其中含有醇类物质，测对该药剂进行羟值测定。对该药剂进行羟值测定的原 因是，羟值能够从另一方面整体上反应出药剂中醇类物质的含量。
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实验结果与讨论 Conclusions and discussions
85 80 75 70 65
55
%透过率
3403.81
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 4000
1379.86
50
1262.63 1187.39 1103.75 1039.76
60
3000
2960.64 2934.93 2874.54
2000 波数 (cm-1)
1000
分析：样品在3403.81cm-1有一强且宽的吸收峰，应为醇羟基的吸收峰，因此 推测样品中含有醇类物质。样品在1736.02 cm-1与1379.86 cm-1处的吸收峰， 应为羰基C=O双键的伸缩振动吸收峰，因此推测样品中含有醛类物质。
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699.99 696.67
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实验结果与讨论 Conclusions and discussions
邻苯二甲酸酐酰化法对CO3羟值进行测定
表7 GB/T 12008.3-2009方法测定结果
称样量 （g） 平行1 平行2 平行1 0.4826 0.518 0.572
羟值（mgKOH/g） 392.85 398.26 389.88
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实验结果与讨论 Conclusions and discussions
降低初始反应温度对样品羟的测定
表6 初始温度为室温时测定结果
称样 量(g) 平行1 实验1 平行2 平行1 实验2 平行2 平行1 实验3 平行2 实验4 平行1 平行2 0.5233 0.5062 0.5155 6 6 6 5 5 5 室温→110 室温→110 室温→110 384.64 382.99 376.63
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实验结果与讨论 Conclusions and discussions 脂肪醇羟值测定（GB/T 16451-2008）
表5 不同反应温度下测定结果
乙酰化试剂 量
称样量
加水量
反应温度
反应时间 羟值（mgKOH/g）
(g)
（mL）
（mL）
（℃）
（h）
平行1 实验1 平行2 平行1 实验2
加水量 反应温 度（℃）Βιβλιοθήκη 羟值（h） 1 1 1 1
（mgKOH/g） 185.17 189.88 182.31 184.1
试验1
试验2
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实验结果与讨论 Conclusions and discussions 脂肪醇羟值测定（GB/T 16451-2008）
表3 GB/T16451-2008测定CO3结果
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项目的立项目的 Purpose
通过本项目的研究，确立快速、准确、经济的CO3药剂的分析方法，就 可以对公司所采购CO3药剂进行准确快速的分析，为CO3质量控制提供支持， 进而为公司磷矿浮选生产的顺利进行提供保障。
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主要研究内容和技术路线 Research contents and techniques
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实验结果与讨论 Conclusions and discussions
样品气相色谱-质谱分析
为探索CO3组成，使用气相色谱-质谱联用仪对其组成进行分析，总离子流 色谱图见图2。
图2 CO3总离子流色谱图
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实验结果与讨论 Conclusions and discussions
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乙酰化试剂量 （mL） 6 6 6 6 6
加水量 （mL） 5 5 5 5 5
反应温度 （℃） 室温→110 室温→110 室温→110 室温→110 室温→110
羟值 （mgKOH/g） 416.25 410.85 499.53 422.82 426.67
0.5315 0.5142 0.2477 0.5111 0.6065
1736.02
1463.91
实验结果与讨论 Conclusions and discussions