用于矿物浮选的捕收剂的制作方法
【专利说明】用于矿物淳选的捕收剂
[0001]发明背景
[0002] 本发明涉及用于提高泡沫浮选选矿过程效力的新方法、组合物和装置。在选矿过 程中，使用化学和/或机械过程使共存于混合物(细料）中的两种或更多种材料彼此分离。通 常材料中的一种(精选矿(benef i c iary))比其他材料(废矿(gangue))是更有价值或更期望 的。
[0003] 如例如在美国专利4,756，823、5,304,317、5,379，902、7,553,984、6,827，220、8， 093，303、8,123,042和公开的美国专利申请2010/0181520A1和2011/0198296以及美国专利 申请13/687,042中所描述的，选矿的一种形式是泡沫浮选分离。通常，浮选利用各个组分的 疏水性差异。将组分引入用空气鼓泡的浮选装置中以形成气泡。疏水性颗粒优先附着于气 泡，使其浮起至装置的顶部。经浮选的颗粒（富集矿)被收集、脱水并累积。疏水性较低的颗 粒(尾矿)倾向于迀移至其中其可以被移除的装置的底部。
[0004] 浮选分离过程的两种常见形式是直接浮选和反向浮选。在直接浮选过程中，富集 矿是精选矿，而尾矿是废矿。在反向浮选过程中，废矿成分浮入富集矿中，而精选矿则留在 浆料中。浮选的目的是以尽可能高的浓度分离和回收尽可能多的一种或更多种有价值的细 料成分，然后其可供用于进一步的下游处理步骤。
[0005] 泡沫浮选分离可以用于使固体与固体分离(例如矿石成分），或使液体与固体或与 其他液体分离(例如沥青与油砂的分离）。当用于固体时，泡沫分离经常还包括使固体被粉 碎(通过例如干磨、湿磨等这样的技术磨碎）。在固体已被粉碎之后，固体更容易分散在浆料 中，并且小的固体疏水性颗粒可以更容易地附着于鼓起的气泡。
[0006] 存在许多可以添加以提高泡沫浮选分离效率的添加剂。捕收剂是附着于富集矿颗 粒表面并且增强其总体疏水性的添加剂。然后气泡优先附着于疏水化的富集矿，该疏水化 的富集矿比其他疏水性较低或为亲水性的成分更容易从浆料中移除。因此，捕收剂有效地 将特定成分拖出浆料，同时剩余的不被捕收剂改性的尾矿则留在浆料中。捕收剂的实例包 括油性产品，例如燃油、焦油、动物油、植物油、脂肪酸、脂肪胺和疏水性聚合物。其他添加剂 包括起泡剂、促进剂、调节剂、改性剂、抑制剂(减活剂)和/或活化剂，其提高了浮选步骤的 选择性并且有助于从浆料中移除富集矿。
[0007] 可通过使用改性剂来提高捕收剂的性能。改性剂可提高捕收剂至给定矿物上的吸 附(促进剂），或防止捕收剂吸附至矿物上(抑制剂）。促进剂是各种各样的化学品，其以一种 或更多种方式提高捕收剂的效力。促进剂作用的一种方式是通过提高捕收剂在浆料中的分 散。另一种方式是通过增加富集矿与气泡之间的附着力。第三种方式是通过增加附着于气 泡的选择性。这可以通过增加选择保留在浆料内的材料的亲水性来实现，这些通常称为抑 制剂。
[0008] 起泡试剂或起泡剂是添加至所述过程的化学品，其具有改变液体表面张力的能 力，使得鼓起的气泡的性质得以改性。起泡剂可以用来稳定空气气泡，使得其将在浆料中保 持很好地分散并且将在气泡破碎之前形成可被移除的稳定泡沫层。理想地，起泡剂不应提 高不需要材料的浮选并且泡沫在从浮选装置中移除时应具有破裂的趋势。通常在起泡剂之 前添加捕收剂并且需要使它们二者为使得它们彼此不会化学干扰。通常使用的起泡剂包括 松油、脂肪醇例如MIBC(甲基异丁基甲醇）、聚乙二醇、聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚氧链烷烃 (polyoxyparafins)、甲苯基酸（间二甲苯酸）、市售的醇共混物例如由生产2-乙基己醇所产 生的那些，及它们的任意组合。
[0009]由于捕收剂粘附在富集矿颗粒的表面，因而其效力依赖于捕收剂和富集矿颗粒之 间发生的相互作用的性质。遗憾的是，化学相悖原则在泡沫浮选分离中起作用，其将困难强 加于这种相互作用上。由于泡沫浮选分离依赖于疏水性更强颗粒与亲水性更强颗粒之间的 分离，所以浆料介质通常包含水。但是，由于许多常用的捕收剂本身是疏水的，所以它们没 有很好地分散在水中，这使得其与富集矿颗粒之间的相互作用变得困难或不太理想。
[0010]已用来使水不混溶性捕收剂更好地分散在水中的一种方法是通过使用化学试剂 如乳化剂以使捕收剂分散在浆料中作为水包油型乳液。遗憾的是，此时太相悖的化学阻碍 了这种尝试。为了使水包油乳液稳定，不得不使用足量的乳化剂以覆盖具有疏水性尾部的 油滴表面和具有亲水基团的水相。但是，当以这些量使用时，乳化剂降低了捕收剂的疏水 性，因此使作为捕收剂的整个目的无效。结果，水不混溶性捕收剂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，使用足够的乳化剂来分散捕收剂通常干扰其他的添加 剂(特别是起泡剂）。
[0011]因此清楚地是，将捕收剂应用于泡沫分离浆料中的改进的方法、组合物和装置存 在确切的效用。在本节中描述的技术无意于承认本文提及的任何专利、公开或其他信息是 本发明的"现有技术"，除非特别地如此指明。此外，本节不应理解为意味着已进行了检索或 不存在37CFR§1.56(a)所限定的其他有关信息。
【发明内容】
[0012] 本发明的至少一个实施方案涉及一种提高捕收剂在介质中楽;料的泡沫浮选分离 中的性能的方法。所述方法包括以下步骤：用捕收剂、表面活性剂(任选地还具有助表面活 性剂)和水制备稳定的微乳液，将该微乳液与所述介质、细料和其他添加剂共混，以及通过 对所述浆料鼓泡将富集矿从所述浆料中移除。
[0013] 微乳液可改善泡沫浮选分离过程的效率。与如果以非微乳液形式使用更大量的捕 收剂的情形相比，可以移除更多的富集矿。所述微乳液可包含分散相和作为水的连续相。微 乳液整体按重量计可由与下列共混的1 %至99 %的水制成：1-50 %的捕收剂组分如柴油、1-20 %的脂肪酸、1-25 %的源自2-乙基己醇生产的醇共混物废料流、1 -30 %的2-丁氧基乙醇 表面活性剂和1-10%的氢氧化钾。
[0014] 微乳液整体按重量计可由与下列共混的1-99%的水制成：1-50%的捕收剂组分如 石蜡油、1-20%的脂肪酸、1-25 %的源自2-乙基己醇生产的醇共混物废料流、1-30 %的2-丁 氧基乙醇表面活性剂和1-10 %的氢氧化钾。
[0015]衆料可包含含有选自以下的一项的矿石:铜、金、银、铁、铅、镍、钴、钼、锌、煤、重晶 石、异极矿、长石、萤石、重金属氧化物、滑石、钾碱、磷酸盐、铁、石墨、高岭土、矾土、黄铁矿、 云母、石英、硫化物矿石、复合硫化物矿石、非硫化物矿石、以及它们的任意组合。
[0016]捕收剂可以是这样的一种捕收剂：除非为微乳液形式，否则不保持为稳定的乳液 状态。
[0017] 本文描述了另外的特征和优点，并且将由以下详述而显见。
【附图说明】
[0018] 下文通过具体参照附图描述了发明详述，其中：
[0019] 图1是说明本发明效力的图。
[0020] 为了本公开内容的目的，附图中相同的附图标记应指代相同的特征，除非另有说 明。附图仅是对本发明原理的示例，而并未旨在将本发明限于示出的特定实施方案。
[0021] 发明详述
[0022] 提供以下定义以确定在本申请中术语如何使用，特别是如何解读权利要求书。定 义的目的仅是为了方便，而无意于将任何定义限于任何特定的类别。
[0023] "捕收剂"意指选择性地附着于细料的特定成分，并且有助于特定成分附着于微气 泡的物质组合物，所述微气泡由对带有细料的浆料鼓泡而产生。