[发明专利]用于改进泡沫浮选的组合物和方法

说明书

背景技术

本发明涉及用于提高泡沫浮选选矿工艺的效率的新型方法、组合物和装置。在选矿过程中，利用化学和/或机械过程使共存于混合物(细料)中的两种或更多种材料相互分离。通常材料中的一种(精选矿(beneficiary))比其他材料(废矿)是更有价值或更期望的。

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2010/0181520 A1和2011/0198296中所描述，选矿的一种形式是泡沫浮选分离。在泡沫浮选分离中，细料与水混合形成浆料。然后对该浆料鼓泡以形成上升浮出浆料的气泡。更疏水的材料(富集矿)附着于气泡并与气泡一起上升，并且聚集在浆料上方的泡沫层中。然后使泡沫层沉积在流水槽上，富集矿在该处聚集。疏水性较低的材料(尾矿)在浆料中留下。

浮选分离过程的两种常见的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，而精选矿在浆料中留下。该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。

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，泡沫分离还包括使固体粉碎(通过例如干磨、湿磨等的技术磨碎)。在固体被粉碎之后，其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动气泡。

存在许多可以添加以提高泡沫浮选分离效率的添加剂。捕集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亲水性的成分更容易从浆料中移出。因此，捕集剂有效地将特定成分提出浆料，同时剩余的不被捕集剂修饰的尾矿留在浆料中。该过程还可以使用或可以改为使用化学品，所述化学品提高选定材料的亲水性以留在浆料内。捕集剂的实例包括煤油、柴油燃料、油性产品例如燃油、焦油、动物油和疏水性聚合物。其他添加剂包括起泡剂、调节剂、抑制剂(减活剂)和/或活化剂，其提高浮选步骤的选择性并且有助于从浆料中移出富集矿。

遗憾的是，这些捕集剂中的许多都过于昂贵，或需要非常巨大的体积，使得其作为“主力”型捕集剂是不切实际的。因此清楚地，改进的用作泡沫分离浆料中的捕集剂的方法、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对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

为了满足上文所示的长期存在但未解决的需求，本发明的至少一个实施方案涉及一种提高介质中浆料的泡沫浮选分离的性能的方法。该方法包括以下步骤：i)向浆料中添加组合物，所述组合物包含疏水性反应产物、表面活性剂、ii)任选的稀释剂和任选的偶联剂，和iii)通过对浆料鼓泡来从浆料中移出富集矿。该浆料可以包含粉碎煤。

疏水性反应产物是以下反应的结果：作为不饱和一元和多元羧酸、其前体、酸酐、酰卤、盐、酰胺、酯或其混合物的部分与以下的至少一种的反应：天然来源的不饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸酯；合成来源的不饱和脂肪酸或不饱和脂肪酸酯，包括甘油三酯油；和至少一种分子量为约400至约10,000道尔顿的聚烯烃。

该部分可以是以下的至少一种：月桂烯酸、肉豆蔻烯酸、棕榈油酸(palimitoleic acid)、油酸、芥酸、马来酸、富马酸、戊烯二酸、柠康酸、中康酸、乌头酸、衣康酸、5-降冰片烯-2，3-二羧酸、1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸、其酯、酸酐、酰卤及其酯，或其共混物，及其任意组合。脂肪酸可以选自：具有直链或支化碳链的C6-C24不饱和脂肪酸、棕榈油酸(palmitoleic acid)、油酸、亚油酸、亚麻酸、蓖麻油酸、桐酸、二十二碳六烯酸、二十碳五烯酸，及其任意组合。