用于礦物浮選的捕收劑的制作方法
【專利說明】用于礦物淳選的捕收劑
[0001]發(fā)明背景
[0002] 本發(fā)明涉及用于提高泡沫浮選選礦過程效力的新方法、組合物和裝置。在選礦過 程中，使用化學(xué)和/或機(jī)械過程使共存于混合物(細(xì)料）中的兩種或更多種材料彼此分離。通 常材料中的一種(精選礦(benef i c iary))比其他材料(廢礦(gangue))是更有價值或更期望 的。
[0003] 如例如在美國專利4,756，823、5,304,317、5,379，902、7,553,984、6,827，220、8， 093，303、8,123,042和公開的美國專利申請2010/0181520A1和2011/0198296以及美國專利 申請13/687,042中所描述的，選礦的一種形式是泡沫浮選分離。通常，浮選利用各個組分的 疏水性差異。將組分引入用空氣鼓泡的浮選裝置中以形成氣泡。疏水性顆粒優(yōu)先附著于氣 泡，使其浮起至裝置的頂部。經(jīng)浮選的顆粒（富集礦)被收集、脫水并累積。疏水性較低的顆 粒(尾礦)傾向于迀移至其中其可以被移除的裝置的底部。
[0004] 浮選分離過程的兩種常見形式是直接浮選和反向浮選。在直接浮選過程中，富集 礦是精選礦，而尾礦是廢礦。在反向浮選過程中，廢礦成分浮入富集礦中，而精選礦則留在 漿料中。浮選的目的是以盡可能高的濃度分離和回收盡可能多的一種或更多種有價值的細(xì) 料成分，然后其可供用于進(jìn)一步的下游處理步驟。
[0005] 泡沫浮選分離可以用于使固體與固體分離(例如礦石成分），或使液體與固體或與 其他液體分離(例如瀝青與油砂的分離）。當(dāng)用于固體時，泡沫分離經(jīng)常還包括使固體被粉 碎(通過例如干磨、濕磨等這樣的技術(shù)磨碎）。在固體已被粉碎之后，固體更容易分散在漿料 中，并且小的固體疏水性顆粒可以更容易地附著于鼓起的氣泡。
[0006] 存在許多可以添加以提高泡沫浮選分離效率的添加劑。捕收劑是附著于富集礦顆 粒表面并且增強(qiáng)其總體疏水性的添加劑。然后氣泡優(yōu)先附著于疏水化的富集礦，該疏水化 的富集礦比其他疏水性較低或?yàn)橛H水性的成分更容易從漿料中移除。因此，捕收劑有效地 將特定成分拖出漿料，同時剩余的不被捕收劑改性的尾礦則留在漿料中。捕收劑的實(shí)例包 括油性產(chǎn)品，例如燃油、焦油、動物油、植物油、脂肪酸、脂肪胺和疏水性聚合物。其他添加劑 包括起泡劑、促進(jìn)劑、調(diào)節(jié)劑、改性劑、抑制劑(減活劑)和/或活化劑，其提高了浮選步驟的 選擇性并且有助于從漿料中移除富集礦。
[0007] 可通過使用改性劑來提高捕收劑的性能。改性劑可提高捕收劑至給定礦物上的吸 附(促進(jìn)劑），或防止捕收劑吸附至礦物上(抑制劑）。促進(jìn)劑是各種各樣的化學(xué)品，其以一種 或更多種方式提高捕收劑的效力。促進(jìn)劑作用的一種方式是通過提高捕收劑在漿料中的分 散。另一種方式是通過增加富集礦與氣泡之間的附著力。第三種方式是通過增加附著于氣 泡的選擇性。這可以通過增加選擇保留在漿料內(nèi)的材料的親水性來實(shí)現(xiàn)，這些通常稱為抑 制劑。
[0008] 起泡試劑或起泡劑是添加至所述過程的化學(xué)品，其具有改變液體表面張力的能 力，使得鼓起的氣泡的性質(zhì)得以改性。起泡劑可以用來穩(wěn)定空氣氣泡，使得其將在漿料中保 持很好地分散并且將在氣泡破碎之前形成可被移除的穩(wěn)定泡沫層。理想地，起泡劑不應(yīng)提 高不需要材料的浮選并且泡沫在從浮選裝置中移除時應(yīng)具有破裂的趨勢。通常在起泡劑之 前添加捕收劑并且需要使它們二者為使得它們彼此不會化學(xué)干擾。通常使用的起泡劑包括 松油、脂肪醇例如MIBC(甲基異丁基甲醇）、聚乙二醇、聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚氧鏈烷烴 (polyoxyparafins)、甲苯基酸（間二甲苯酸）、市售的醇共混物例如由生產(chǎn)2-乙基己醇所產(chǎn) 生的那些，及它們的任意組合。
[0009]由于捕收劑粘附在富集礦顆粒的表面，因而其效力依賴于捕收劑和富集礦顆粒之 間發(fā)生的相互作用的性質(zhì)。遺憾的是，化學(xué)相悖原則在泡沫浮選分離中起作用，其將困難強(qiáng) 加于這種相互作用上。由于泡沫浮選分離依賴于疏水性更強(qiáng)顆粒與親水性更強(qiáng)顆粒之間的 分離，所以漿料介質(zhì)通常包含水。但是，由于許多常用的捕收劑本身是疏水的，所以它們沒 有很好地分散在水中，這使得其與富集礦顆粒之間的相互作用變得困難或不太理想。
[0010]已用來使水不混溶性捕收劑更好地分散在水中的一種方法是通過使用化學(xué)試劑 如乳化劑以使捕收劑分散在漿料中作為水包油型乳液。遺憾的是，此時太相悖的化學(xué)阻礙 了這種嘗試。為了使水包油乳液穩(wěn)定，不得不使用足量的乳化劑以覆蓋具有疏水性尾部的 油滴表面和具有親水基團(tuán)的水相。但是，當(dāng)以這些量使用時，乳化劑降低了捕收劑的疏水 性，因此使作為捕收劑的整個目的無效。結(jié)果，水不混溶性捕收劑的性能由于差的分散或由 于削弱的疏水性而保持劣化。此外，使用足夠的乳化劑來分散捕收劑通常干擾其他的添加 劑(特別是起泡劑）。
[0011]因此清楚地是，將捕收劑應(yīng)用于泡沫分離漿料中的改進(jìn)的方法、組合物和裝置存 在確切的效用。在本節(jié)中描述的技術(shù)無意于承認(rèn)本文提及的任何專利、公開或其他信息是 本發(fā)明的"現(xiàn)有技術(shù)"，除非特別地如此指明。此外，本節(jié)不應(yīng)理解為意味著已進(jìn)行了檢索或 不存在37CFR§1.56(a)所限定的其他有關(guān)信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的至少一個實(shí)施方案涉及一種提高捕收劑在介質(zhì)中楽;料的泡沫浮選分離 中的性能的方法。所述方法包括以下步驟：用捕收劑、表面活性劑(任選地還具有助表面活 性劑)和水制備穩(wěn)定的微乳液，將該微乳液與所述介質(zhì)、細(xì)料和其他添加劑共混，以及通過 對所述漿料鼓泡將富集礦從所述漿料中移除。
[0013] 微乳液可改善泡沫浮選分離過程的效率。與如果以非微乳液形式使用更大量的捕 收劑的情形相比，可以移除更多的富集礦。所述微乳液可包含分散相和作為水的連續(xù)相。微 乳液整體按重量計(jì)可由與下列共混的1 %至99 %的水制成：1-50 %的捕收劑組分如柴油、1-20 %的脂肪酸、1-25 %的源自2-乙基己醇生產(chǎn)的醇共混物廢料流、1 -30 %的2-丁氧基乙醇 表面活性劑和1-10%的氫氧化鉀。
[0014] 微乳液整體按重量計(jì)可由與下列共混的1-99%的水制成：1-50%的捕收劑組分如 石蠟油、1-20%的脂肪酸、1-25 %的源自2-乙基己醇生產(chǎn)的醇共混物廢料流、1-30 %的2-丁 氧基乙醇表面活性劑和1-10 %的氫氧化鉀。
[0015]衆(zhòng)料可包含含有選自以下的一項(xiàng)的礦石:銅、金、銀、鐵、鉛、鎳、鈷、鉬、鋅、煤、重晶 石、異極礦、長石、螢石、重金屬氧化物、滑石、鉀堿、磷酸鹽、鐵、石墨、高嶺土、礬土、黃鐵礦、 云母、石英、硫化物礦石、復(fù)合硫化物礦石、非硫化物礦石、以及它們的任意組合。
[0016]捕收劑可以是這樣的一種捕收劑：除非為微乳液形式，否則不保持為穩(wěn)定的乳液 狀態(tài)。
[0017] 本文描述了另外的特征和優(yōu)點(diǎn)，并且將由以下詳述而顯見。
【附圖說明】
[0018] 下文通過具體參照附圖描述了發(fā)明詳述，其中：
[0019] 圖1是說明本發(fā)明效力的圖。
[0020] 為了本公開內(nèi)容的目的，附圖中相同的附圖標(biāo)記應(yīng)指代相同的特征，除非另有說 明。附圖僅是對本發(fā)明原理的示例，而并未旨在將本發(fā)明限于示出的特定實(shí)施方案。
[0021] 發(fā)明詳述
[0022] 提供以下定義以確定在本申請中術(shù)語如何使用，特別是如何解讀權(quán)利要求書。定 義的目的僅是為了方便，而無意于將任何定義限于任何特定的類別。
[0023] "捕收劑"意指選擇性地附著于細(xì)料的特定成分，并且有助于特定成分附著于微氣 泡的物質(zhì)組合物，所述微氣泡由對帶有細(xì)料的漿料鼓泡而產(chǎn)生。