BR112016006908B1

BR112016006908B1 - Método para intensificar o desempenho de um formador de espuma em uma separação de suspensão em um meio por flotação em espuma, microemulsão para intensificar o desempenho de uma separação de espuma, e, mistura

Info

Publication number: BR112016006908B1
Application number: BR112016006908-0A
Authority: BR
Inventors: James Adrian Counter; John D. Kildea
Original assignee: Ecolab Usa Inc
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2021-06-22
Also published as: RU2685596C2; MX356539B; US20160325290A1; BR112016006908A8; EP3052243B1; AU2016277566B2; RU2696727C2; EP3052243A1; AU2016277566A1; RU2016116899A; ES2934685T3; CN107649294B; CA2926011A1; MX2016004271A; RU2016116899A3; CN105636704B; AP2016009168A0; RU2017136537A3; RU2017136537A; CL2016000756A1

Abstract

método para intensificar o desempenho de um formador de espuma em uma separação de suspensão em um meio por flotação em espuma, microemulsão para intensificar o desempenho de uma separação de espuma, e, mistura. a invenção proporciona métodos e composições para melhorar a separação do tipo flotação em espuma. o método usa uma microemulsão para melhorar a eficácia de um formador de espuma. a melhoria permite baixas dosagens de formador de espuma para trabalho, bem como quantidades muito maiores de formador de espuma que não esteja em microemulsão.

Description

Fundamentos da Invenção

[001] A invenção refere-se a novos métodos, composições e aparelhos para intensificar a eficácia dos processos de beneficiamento de flotação em espuma. Em um processo de beneficiamento, dois ou mais materiais que coexistem em uma mistura (os finos) são separados uns dos outros usando processos químicos e/ou mecânicos. Com frequência, um dos materiais (o beneficiário) é mais valioso ou desejado do que o outro material (a ganga).

[002] Como descrito, por exemplo, nas patentes US 4.756.823, 5.304.317, 5.379.902, 7.553.984, 6.827,220, 8.093.303, 8.123.042 e em Pedidos Publicados de Patentes US 2010/0181520 A1 e 2011/0198296, e Pedido de Patente US 13/687.042, uma forma de beneficiamento é a separação por flotação em espuma. Comumente, flotação usa a diferença na hidrofobicidade dos componentes respectivos. Os componentes são introduzidos no aparelho de flotação aspergidos com ar, para formar bolhas. As partículas hidrofóbicas preferivelmente se fixam às bolhas, boiando as mesmas para o topo do aparelho. As partículas flotadas (o concentrado) são coletados, a água removida e acumulados como um produto vendável. As partículas menos hidrofóbicas (os rejeitos) tendem a migrar para o fundo do aparelho de onde elas podem ser removidas.

[003] Duas formas comuns de processos de separação por flotação são flotação direta e flotação reversa. Em processos de flotação direta, o concentrado é o beneficiário e os rejeitos são a ganga. Em processos de flotação reversa, o constituinte de ganga é flotado no concentrado e o beneficiário permanece atrás na suspensão. O objeto da flotação é separar e recuperar a maior parte do(s) constituinte(s) valioso(s) dos finos na medida do possível em uma concentração tão elevada quanto possível, que então, é tornada disponível para outras etapas de processamento a jusante.

[004] A separação por flotação em espuma pode ser usada para separar sólidos de sólidos (como os constituintes de minérios de mina) ou líquidos de sólidos ou de outros líquidos (como a separação de betume de areias de petróleo). Quando usada em sólidos, separação em espuma também inclui com frequência levar os sólidos a serem cominuídos (triturados por técnicas como moagem a seco, moagem a úmido, e similares). Depois dos sólidos terem sido triturados, eles são mais facilmente dispersos na suspensão e as partículas sólidas hidrofóbicas pequenas podem aderir mais facilmente às bolhas de aspersão.

[005] Existem vários aditivos que podem ser adicionados para aumentar a eficiência de uma separação de flotação em espuma. Coletores são aditivos que aderem à superfície das partículas de concentrado e intensificam a sua hidrofobicidade global. Bolhas de gás, então, aderem preferivelmente ao concentrado hidrofobizado sendo mais facilmente removidas da suspensão do que os outros constituintes, que são menos hidrofóbicos ou são hidrofílicos. Como resultado, o coletor eficientemente puxa constituintes particulares para fora da suspensão enquanto que os resíduos restantes, que não são modificados pelo coletor, permanecem na suspensão. Exemplos de coletores incluem produtos oleosos como óleo combustível, óleo de alcatrão, óleo animal, óleo vegetal, ácidos graxos, aminas graxas, e polímeros hidrofóbicos. Outros aditivos incluem agentes formadores de espuma, promotores, reguladores, modificadores, depressores (desativadores) e/ou ativadores, que intensificam a seletividade da etapa de flotação e facilitam a remoção do concentrado a partir da suspensão.

[006] O desempenho de coletores pode ser intensificado pelo uso de modificadores. Modificadores podem tanto aumentar a adsorção do coletor sobre um determinado mineral (promotores), ou evitar a adsorção do coletor sobre um mineral (depressores). Os promotores são uma ampla variedade de produtos químicos que, em um ou mais modos, intensificam a eficácia dos coletores. Um modo em que os promotores trabalham é por intensifica da dispersão do coletor dentro da suspensão. Outro modo é através do aumento da força adesiva entre o concentrado e as bolhas. Um terceiro modo é através do aumento da seletividade do que adere às bolhas. Isto pode ser alcançado através do aumento das propriedades hidrofílicas de materiais selecionados para permanecer dentro da suspensão, estes sendo geralmente referidos como depressores.

[007] Os agentes formadores de espuma ou formadores de espuma são produtos químicos adicionados ao processo que tem a capacidade de mudar a tensão superficial de um líquido de modo que as propriedades das bolhas de aspersão são modificadas. Formadores de espuma podem atuar para estabilizar as bolhas de ar de modo que elas permanecem bem dispersas na suspensão, e irão formar uma camada de espuma estável que pode ser removida antes das bolhas estourarem. Idealmente, o formador de espuma não deve intensificar a flotação de material indesejado e a espuma deve ter a tendência de quebrar quando removida do aparelho de flotação. Os coletores são tipicamente adicionados antes dos formadores de espuma e ambos precisam de ser de tal modo que não interfiram quimicamente uns com os outros. Os formadores de espuma comumente usados incluem óleo de pinho, álcoois alifáticos como MIBC (metil isobutil carbinol), poliglicóis, poliglicol éteres, polipropileno glicol éteres, polioxiparafinas, ácido cresílico (xilenol), misturas de álcool comercialmente disponíveis, como as produzidas a partir da produção de 2-etil-hexanol e qualquer combinação dos mesmos.

[008] A espuma deve ser suficientemente forte para suportar o peso do mineral flotado e ainda não ser tenaz e não flutuante. A eficácia de um formador de espuma é também dependente da natureza do fluido, em que é conduzido o processo de flotação. Infelizmente, princípios contraditórios da química estão presentes no trabalho na separação de flotação em espuma que ocasiona dificuldades em tais interações. Devido à separação de flotação em espuma depender de separação entre partículas mais hidrofóbicas e mais hidrofílicas, o meio de suspensão com frequência inclui água. Porque, no entanto, muitos formadores de espuma comumente usados são, eles mesmos, pouco solúveis em água se de todo solúveis, eles não dispersam bem em água o que leva as suas interações com as bolhas ficarem abaixo do ótimo.

[009] Assim, é evidente que se encontra em utilidade definitiva em métodos, composições e aparelhos intensificados para a aplicação de formadores de espuma na suspensão de separação em espuma. A técnica descrita nesta seção não se destina a constituir uma admissão de que qualquer patente, publicação ou outra informação aqui referida é "técnica anterior" com relação a esta invenção, salvo se especificamente designado como tal. Além disso, esta seção não deve ser interpretada como significando que uma pesquisa foi realizada ou que existe qualquer outra informação pertinente, como definido em 37 CFR § 1,56 (a).

Breve Sumário da Invenção

[0010] Pelo menos uma modalidade da invenção é dirigida a um método para intensificar o desempenho do agente formador de espuma em uma separação de flotação em espuma de suspensão em um meio. O método compreende as etapas de: fazer uma microemulsão estável do formador de espuma, um tensoativo (opcionalmente também com um cotensoativo) e água, e misturar esta microemulsão com o meio, finos, e outros aditivos, e remover o concentrado a partir da suspensão por aspersão da suspensão.

[0011] A microemulsão pode intensificar a eficiência do processo de separação em espuma. Mais concentrado pode ser removido do que se uma maior quantidade de formador de espuma tivesse sido usada em uma forma que não seja de microemulsão. A microemulsão pode compreender uma fase contínua que é água e uma fase dispersa. A microemulsão como um todo, em peso, pode ser constituída por: 1-99% de água, misturada com: 1-50% de um componente de formador de espuma como uma mistura de álcool que é de uma corrente de refugo da produção de 2-etil hexanol, 1-15% de ácidos graxos C8-C10, 1-30% de tensoativo de 2-butóxi etanol, 1-20% de propileno glicol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

[0012] A microemulsão, como um todo, em peso, pode ser constituída por: 1-99% de água, misturada com: 1-50% de um componente de formador de espuma como uma mistura de álcool que é de uma corrente de refugo da produção de 2-etil hexanol, 1-20% de ácidos graxos C8-C10, 1-30% de tensoativo de 2-butóxi etanol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

[0013] A microemulsão, como um todo, em peso, pode ser constituída por: 1-99% de água, misturada com: 1-50% de um componente de formador de espuma como uma mistura de álcool que é de uma corrente de refugo da produção de 2-etil hexanol, 1-20% de ácidos graxos C8-C10, 1-30% de propileno glicol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

[0014] A microemulsão, como um todo, em peso, pode ser constituída por: 1-99% de água, 1-50% de um componente de formador de espuma como uma mistura de álcool que é de uma corrente de refugo da produção de 2-etil hexanol, 1-30% de ácido 2-etil hexanoico, 1-20% de tensoativo de 2-butóxi etanol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

[0015] A suspensão pode compreender um mineral contendo um item selecionado da lista consistindo em: cobre, ouro, prata, ferro, chumbo, níquel, cobalto, platina, zinco, carvão, barita, calamina, feldspato, fluoreto, óxidos de metais pesados, talco, potassa, fosfato, ferro, grafite, argila de caulim, bauxita, pirita, mica, quartzo, minério de sulfeto, mineral de sulfeto complexo, mineral que não seja sulfeto, e qualquer combinação dos mesmos.

[0016] O formador de espuma pode ser um que não permanece em estado de emulsão estável salvo se em uma forma de microemulsão.

[0017] As características e vantagens adicionais são aqui descritas, e serão evidentes a partir da descrição detalhada seguinte.

Descrição Detalhada da Invenção

[0018] As seguintes definições são dadas para determinar como os termos usados neste pedido e, em particular, como as reivindicações, devem ser interpretadas. A organização das definições é apenas por conveniência e não se destina a limitar qualquer uma das definições a uma categoria particular.

[0019] "Coletor" significa uma composição de matéria que adere seletivamente a um constituinte particular dos finos e facilita a adesão do constituinte particular para as microbolhas que resultam da aspersão de uma suspensão contendo finos.

[0020] "Cominuído" significa em pó, pulverizado, triturado, ou de outra tornado em partículas sólidas finas.

[0021] "Concentrado" significa a parte do fino que é separada da suspensão por flotação e coletada dentro da camada de espuma.

[0022] "Consistindo essencialmente em" significa que os métodos e as composições podem incluir etapas adicionais, componentes, ingredientes ou similares, mas somente se as etapas adicionais, componentes e/ou ingredientes não materialmente alterem as características básicas e novas dos métodos e composições reivindicados.

[0023] "Finos" significa uma composição de matéria contendo uma mistura de um material mais desejado, o beneficiário e um material menos desejado, a ganga.

[0024] "Formador de espuma" ou "agente formador de espuma" significa uma composição de matéria que intensifica a formação das microbolhas e/ou conserva as microbolhas formadas contendo a fração hidrofóbica que resultam da aspersão da suspensão.

[0025] "Microemulsão" significa uma dispersão compreendendo um material em fase contínua, substancialmente uniformemente disperso dentro do qual estão gotículas de um material em fase dispersa, as gotículas são dimensionadas na faixa de aproximadamente 1 a 100 nm, geralmente 10 a 50 nm.

[0026] "Suspensão" significa uma mistura compreendendo um meio líquido no qual finos (que podem ser líquidos ou sólidos finamente divididos) são dispersos ou colocados em suspensão, quando a suspensão é aspergida, os resíduos permanecem na suspensão e, pelo menos, algum do concentrado adere às bolhas de aspersão e se eleva fora da suspensão em uma camada de espuma acima da suspensão, o meio líquido pode ser totalmente água, parcialmente água, ou pode não conter qualquer água de todo.

[0027] "Emulsão estável" significa uma emulsão em que gotículas de um material disperso em um fluido carreador que, de outra forma, se fundem para formar duas ou mais camadas de fase são repelidas uma da outra por uma barreira de energia, a barreira de energia podendo ser mais alta do que, tão baixa quanto 20 kT, ou menor, a repulsão pode ter uma meia-vida de alguns anos. As descrições de emulsões e emulsões estáveis são especificadas em geral, em Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Quarta Edição, Volume 9, e em particular nas páginas 397-403 e Emulsions, Theory and practice, 3a. ed., por Paul Becher, Oxford University Press, (2001).

[0028] "Tensoativo" e "cotensoativo" é um termo amplo que inclui tensoativos aniônicos, não iônicos, catiônicos e zwitteriônicos, um cotensoativo é um adicional de um ou mais tensoativos presentes com um primeiro tensoativo distinto que atua em adição ao primeiro tensoativo, para reduzir ou reduzir ainda mais a tensão superficial de um líquido. Outras descrições de tensoativos e cotensoativos são apresentadas em Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, terceira edição, volume 8, páginas 900-912, e em Emulsifiers and Detergents de McCutcheon, ambos sendo aqui incorporadas por referência.

[0029] "Aspersão" significa a introdução de gás em um líquido com a finalidade de criar uma pluralidade de bolhas que migram para cima no líquido.

[0030] No caso em que as definições acima ou uma descrição apresentada em outra parte do pedido sejam incompatíveis com um significado (explícito ou implícito) que é comumente usado em um dicionário, ou indicado em uma fonte incorporada por referência a este pedido, os termos do pedido e das reivindicações devem ser, em particular, entendidos como sendo interpretados de acordo com a definição ou descrição deste pedido, e não de acordo com a definição comum, definição de dicionário, ou a definição que foi incorporada por referência. Em face do exposto, no evento em que um termo pode ser compreendido como foi interpretado por um dicionário, se o termo for definido por Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5a. ed., (2005), (publicado por Wiley, John & Sons, Inc.), esta definição deve controlar a forma como o termo deve ser definido nas reivindicações.

[0031] Em, pelo menos, uma modalidade, um processo de separação por flotação em espuma é intensificado por meio da adição à suspensão de uma composição da invenção. A composição compreende um formador de espuma, um solvente (como água e/ou outro solvente) e um ou mais tensoativos (opcionalmente com um ou mais cotensoativos) e está na forma de uma microemulsão. Em, pelo menos, uma modalidade, o formador de espuma é adicionado em uma quantidade que é insuficiente para eficazmente espumar a suspensão sozinha ou apenas com uma taxa menor do que a desejada. No entanto, porque ele é disperso na forma de uma microemulsão, a composição espuma a suspensão muito mais eficazmente.

[0032] A composição não apenas intensifica a recuperação de concentrado, mas aumenta a seletividade das bolhas aumentando a proporção de beneficiário e reduzindo a proporção de ganga no concentrado. Apesar de eficaz em muitas formas de beneficiamento, a invenção é particularmente eficaz na flotação de carvão.

[0033] Uma microemulsão é uma dispersão compreendendo um material em fase contínua, dispersas dentro da qual estão gotículas de um material em fase dispersa. As gotículas são dimensionadas na faixa de aproximadamente 1 a 100 nm, geralmente de 10 a 50 nm. Devido ao tamanho extremamente pequeno das gotículas, uma microemulsão é isotrópica e termodinamicamente estável. Em, pelo menos, uma modalidade, a composição compreende materiais que, se dispersos em gotículas maiores do que tamanho de microemulsão, não seria termodinamicamente estável e iria se separar em duas ou mais camadas em fase discreta. Em, pelo menos, uma modalidade, o material de fase contínua compreende água. Em, pelo menos, uma modalidade, o material em fase dispersa e/ou o material em fase contínua compreende um ou mais materiais hidrofóbicos. Em, pelo menos, uma modalidade, a microemulsão está, de acordo com a descrição, dentro da Terminology of polymers and polymerization processes in dispersed systems (IUPAC Recommendations 2011), por Stanislaw Slomkowski et al, Pure and Applied Chemistry Vol. 83 Issue 12, pp. 2229-2259 (2011).

[0034] Em, pelo menos, uma modalidade, a microemulsão é suficientemente estável para armazenagem e transporte antes de ser adicionada à suspensão. Em, pelo menos, uma modalidade, a microemulsão é estável durante pelo menos 1 ano. Em, pelo menos, uma modalidade, porque as gotículas são tão pequenas, as forças hidrostáticas, que de outra forma coalescem gotículas maiores em camadas em fase, efetivamente retém as gotículas de micro tamanho em posição, tornando assim a microemulsão altamente estável e altamente eficaz.

[0035] Sem estar limitado a uma teoria particular da invenção e, em particular, na interpretação das reivindicações, acredita-se que por formação de uma microemulsão, as propriedades do formador de espuma são fundamentalmente modificadas. Um efeito é que a microemulsão aumenta a área de superfície do formador de espuma em fase dispersa e, assim, aumenta a sua eficácia através do aumento do número de interações partícula-bolha. Isso tem o efeito de formar bolhas de aspersão cada vez menores do que iriam, de outro modo, se formar. Essas bolhas mais populosas e menores aderem de modo mais eficaz para se concentrar e ligar mais seletivamente o material beneficiário.

[0036] Embora algumas microemulsões possam se formar espontaneamente, quando elas se formam, a seleção de seus componentes e as quantidades relativas são muito críticas para a sua formação, suas características finais, como a aparência óptica, e sua estabilidade no tempo organoléptica e termodinâmica. Infelizmente, é bastante difícil converter uma composição de formador de espuma em uma microemulsão. Muitos formadores de espuma são naturalmente hidrofóbicos e irão tender a coalescer e separar em fase. Além disso, muitos agentes emulsionantes irão ou não formar a gotícula de tamanho apropriado ou inibir a eficácia do formador de espuma. Como resultado, as seguintes composições formadoras do formador de espuma em microemulsão são surpreendentemente eficazes.

[0037] Em, pelo menos, uma modalidade, a composição de microemulsão compreende: 1-99% de água, misturada com: 1-50% de uma mistura de álcool que é proveniente da corrente de refugo para a produção de 2-etil hexanol, 1-20% de ácidos graxos C8-C10, 1-30% de tensoativo de 2-butóxi etanol, 1-20% de propileno glicol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

[0038] Em, pelo menos, uma modalidade, a composição de microemulsão compreende: 1-99% de água, misturada com: 1-50% de uma mistura de álcool que é proveniente da corrente de refugo para a produção de 2-etil hexanol, 1-20% de ácidos graxos C8-C10, 1-30% de tensoativo de 2-butóxi etanol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

[0039] Em, pelo menos, uma modalidade, a composição de microemulsão compreende: 1-99% de água, misturada com: 1-50% de uma mistura de álcool que é proveniente da corrente de refugo para a produção de 2-etil hexanol, 1-20% de ácidos graxos C8-C10, 1-30% de propileno glicol, e 110% de hidróxido de potássio.

[0040] Em, pelo menos, uma modalidade, a composição de microemulsão compreende: 1-99% de água, 1-50% de uma mistura de álcool que é proveniente da corrente de refugo para a produção de 2-etil hexanol, 1-30% de ácido 2-etil hexanoico, 1-30% de tensoativo de 2-butóxi etanol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

[0041] Em, pelo menos, uma modalidade, a composição compreende menos do que 32% de água.

[0042] Quando 2-etil hexanol é sintetizado, uma corrente de refugo é produzida. Por exemplo, como descrito Publicação de Patente Chinesa CN 101973847 B, a corrente de refugo pode incluir, mas não é limitada a, 2- etilhexan-1-ol, álcoois C12 e superior, dióis C8 a C12 e superior, alquil éteres, alquil ésteres, hidrocarbonetos alifáticos, piranos C12H24O e C12H22O, aldeídos alifáticos e acetais alifáticos. Alguns ou todos os constituintes desta corrente de refugo podem ser usados na composição inventiva. Várias formulações comercialmente disponíveis desta mistura de álcoois são disponíveis para venda.

[0043] Em, pelo menos, uma modalidade, uma composição adicionada à suspensão contém um ou mais materiais ou é adicionada de acordo com um dos processos descritos em um ou mais dentre: Pedido de Patente Canadense CA 2150216 A1, Pedido de Patente do Reino Unido GB 2171929 A, e The use of reagents in coal flotation, por Laskowski, J. S. ;et al, Processing of Hydrophobic Minerals and Fine Coal, Proceedings of the UBC- McGill Bi-Annual International Symposium on Fundamentals of Mineral Processing, 1st, Vancouver, B. C., Agosto. 20-24, 1995 (1995), pp. 191-197.

[0044] Em, pelo menos, uma modalidade, a faixa de dosagem para o formador de espuma em microemulsão na suspensão deve ser de >0 - 100ppm de formador de espuma ativo.

[0045] Em, pelo menos, uma modalidade, a microemulsão é aplicada em qualquer um ou mais dos seguintes processos: beneficiamento de minério contendo: cobre, ouro, prata, ferro, chumbo, níquel, cobalto, platina, zinco, carvão, barita, calamina, feldspato, fluoreto, óxidos de metais pesados, talco, potassa, fosfato, ferro, grafite, argila de caulim, bauxita, pirita, mica, quartzo, e qualquer combinação dos mesmos, minérios de sulfeto incluindo mas não se limitando a cobre, ouro e prata, ferro, chumbo, níquel e cobalto, platina, zinco, minérios de sulfeto complexos, como, mas não se limitando a cobre- chumbo-zinco, minerais não sulfeto, como carvão, barita, calamina, feldspato, fluorito, óxidos de metal pesado, talco, potassa, fosfato, ferro, grafite e argila de caulim, e qualquer combinação dos mesmos.

[0046] Em, pelo menos, uma modalidade, as microemulsões formam- se espontaneamente, quando os componentes são colocados juntos. Desde que os componentes estejam na proporção correta, a mistura pode ser opticamente límpida e/ou pode ser termodinamicamente estável. Assim, a sua fabricação pode ser reduzida a simples amassar sem a necessidade de mistura com alto consumo de energia onerosa. Além disso, com frequência, microemulsões não são propensas a separação ou assentamento, o que pode resultar em sua estabilidade de armazenagem a longo prazo. Em, pelo menos, uma modalidade, apenas uma mistura suave é necessária para restaurar uma microemulsão, se já tiver sido previamente congelada.

[0047] Formadores de espuma representativos úteis na invenção incluem, mas não estão limitados a álcoois alifáticos, álcoois cíclicos, óxido de propileno e óxido de polipropileno, éteres de propileno glicol, de polipropileno glicol e de polipropileno glicol, éteres de poliglicol, glicerol éteres de poliglicol, polióxi parafinas, óleos naturais como óleo de pinho uma mistura de álcool, que é proveniente da corrente de resíduos da produção de 2-etil hexanol e qualquer combinação dos mesmos.

[0048] Os tensoativos/cotensoativos representativos utilizáveis na invenção incluem, mas não se limitam a homopolímeros e copolímeros de polioxialquileno; álcoois alifáticos ou aromáticos, mono e poli-hídricos, de cadeia linear ou ramificada e seus alcoxilatos monoméricos, oligoméricos ou poliméricos; sais de ácidos C8-C35 graxos saturados ou insaturados, de cadeia ramificada ou linear; di- e tri-propileno-glicol; polipropileno glicol, éteres de polipropileno glicol e éteres de glicol, e qualquer combinação dos mesmos.

[0049] Em, pelo menos, uma modalidade, a microemulsão é de um tipo de microemulsão óleo em água.

[0050] Em, pelo menos, uma modalidade, a microemulsão é de um tipo de microemulsão água em óleo.

[0051] Em, pelo menos, uma modalidade, microemulsão é uma ou mais de uma: microemulsão Winsor tipo I, microemulsão Winsor tipo II, microemulsão Winsor tipo III, e qualquer combinação das mesmas.

[0052] A composição pode ser usada junto com, ou na ausência de um coletor. Ela pode ser adicionada à suspensão antes de, após, ou simultaneamente com a adição de um coletor. Ela pode ser adicionada antes, durante ou após a aspersão e/ou beneficiamento ter começado. A composição pode ser usada com ou na ausência de qualquer coletor em qualquer processo de flotação.

[0053] Quando usado junto com um coletor, o coletor pode compreender pelo menos uma das composições de coletor e/ou outras composições descritas em trabalhos científicos: Application research on emulsive collector for coal flotation, by C.L. Han et al., Xuanmei Jishu, vol. 3 páginas 4-6 (2005), The use of reagents in coal flotation, by J.S. Laskowski, Proceedings of the UBC-McGill Bi-Annual International Symposium on Fundamentals of Mineral Processing, Vancouver, BC, CIMM, Agosto, 20-24 (1995), Effect of collector emulsification on coal flotation kinetics e on recovery of different particle sizes, por A.M. Saleh, Mineral Processing on the verge of the 21st Century, Proceedings of the International Mineral Processing Symposium, 8th, Antalya, Turkey, Oct. 16-18, 2000, pp. 391-396 (2000), Application of novel emulsified flotation reagent in coal slime flotation, by W.W. Xie, Xuanmei Jishu vol. 2 pp. 13-15 (2007), A study of surfactant/oil emulsions for fine coal flotation, by Q. Yu et al., Advance in Fine Particle Processing, Proc. Int. Symp. pp. 345-355, (1990), e Evaluation of new emulsified floatation reagent for coal, by S.Q. Zhu, Science Press Beijing, vol. 2 pp. 1943-1950 (2008).

[0054] Em, pelo menos, uma modalidade, pelo menos, parte do coletor é, pelo menos, um item selecionado da lista que consiste em: ácidos graxos, ésteres de ácidos graxos, ácidos graxos neutralizados, sabões, compostos de amina, compostos oleosos à base de petróleo (como combustíveis diesel, óleos decantados, e óleos ciclo leve, querosene ou óleos combustíveis), coletor de tipo orgânico, e qualquer combinação dos mesmos.

[0055] Em, pelo menos, uma modalidade, o coletor de tipo orgânico é um material contendo enxofre que inclui itens tais como xantatos, formatos de xantogênio, tionocarbamatos, ditiofosfatos (incluindo sódio, zinco e outros sais de ditiofosfatos), e mercaptanos (incluindo mercaptobenzotiazol), octilsulfeto de etila, e qualquer combinação dos mesmos.

[0056] Em, pelo menos, uma modalidade, o coletor inclui "óleo extensor ", em que, pelo menos, um segundo coletor é usado para reduzir a dosagem requerida de, pelo menos, um outro coletor mais caro.

[0057] Em, pelo menos, uma modalidade, o emulsionante compreende pelo menos um dos tensoativos descritos no livro de texto científico Emulsions: Theory and Practice, 3a Edição, por Paul Becher, Oxford University Press, (2001).

[0058] Em, pelo menos, uma modalidade, o tensoativo é pelo menos um item selecionado da lista consistindo em: ésteres de sorbitano etoxilados (como Tween 81 por Sigma Aldrich), lecitina de soja, estearoil-lactilato de sódio, DATEM (ácido diacetil tartárico) (éster de monoglicerídeo), tensoativos, detergentes, e qualquer combinação dos mesmos.

[0059] Em, pelo menos, uma modalidade, os seguintes itens são adicionados a um meio de suspensão: finos, formador de espuma, tensoativo formando microemulsão e, opcionalmente, um coletor. Os itens podem ser adicionados simultaneamente ou em qualquer ordem possível. Qualquer um, alguns, ou todos os itens podem ser pré-misturados juntos antes de serem adicionados ao meio de suspensão. O meio de suspensão pode ser qualquer líquido, incluindo, mas não limitado a água, álcool, líquido aromático, fenol, azeótropos, e qualquer combinação dos mesmos. Opcionalmente, os itens podem incluir um ou mais de outros aditivos.

EXEMPLOS

[0060] O acima exposto pode ser melhor entendido por referência aos seguintes exemplos, que são apresentados para fins de ilustração e não se destinam a limitar o âmbito da invenção. Em particular, os exemplos demonstram exemplos representativos dos princípios inatos da invenção e estes princípios não são estritamente limitados à condição específica descrita nestes exemplos. Como resultado, deve-se entender que a invenção engloba várias alterações e modificações nos exemplos aqui descritos e todas as mudanças e modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito e âmbito da invenção e sem diminuir suas vantagens pretendidas. Portanto, pretende-se que tais alterações e modificações estejam cobertas pelas reivindicações em anexo.

[0061] Duas amostras em microemulsão do formador de espuma foram preparadas e testadas. Elas foram aplicadas a um processo de beneficiamento de minério de carvão em várias quantidades e tanto na presença como na ausência de um coletor. A sua eficácia é apresentada na Tabela 1. A % de rendimento é uma medição da quantidade de finos que foi removida como concentrado. A % de cinzas é uma medição da quantidade de material não desejada que estava presente no concentrado quando o carvão foi queimado. O desempenho das amostras em microemulsão foram comparados com os efetivos de um emulsificante de MIBC comercialmente disponível e outro emulsificante comercialmente disponível (componente A).

[0062] Amostra I continha 30%, componente de formador de espuma A, sendo uma mistura de álcool comercialmente disponível, uma corrente de refugo derivada da produção de 2-etil hexanol, 5%, ácido graxo comercialmente disponível, 15%, tensoativo 2-butoxi etanol comercialmente disponível, 15%, polipropileno glicol comercialmente disponível, 31,5% de água e 3,5% de hidróxido de potássio (45%) solução em água.

[0063] Amostra II continha 50%, componente de formador de espuma A, sendo uma mistura de álcool comercialmente disponível, uma corrente de refugo derivada da produção de 2-etil hexanol, 15% de ácido graxo comercialmente disponível, ácido 2-etil hexanoico, 14,0%, tensoativo 2- butoxi etanol comercialmente disponível, 15,5% de água, e 5,5% de solução de hidróxido de potássio (45%) em água.

[0064] Amostras 1 e 2 são exemplos que representam o princípio geral de converter qualquer agente formador de espuma na forma de uma microemulsão e usar esta microemulsão como o agente formador de espuma, Tabela I.

[0065] Os dados demonstram que uma quantidade muito menor de composição de formador de espuma ativo (tão baixa quanto 20-60% ou mais, ou mesmo menos) é necessária para obter os mesmos ou melhores efeitos do que uma quantidade muito maior de formador de espuma, se o formador de espuma for adicionado à suspensão na forma de uma microemulsão.

[0066] Embora esta invenção possa ser realizada em muitas formas diferentes, são descritas aqui em detalhes as modalidades preferidas específicas da invenção. A presente descrição é uma exemplificação dos princípios da invenção e não se destina a limitar a invenção às modalidades particulares ilustradas. Todas as patentes, pedidos de patentes, artigos científicos, bem como quaisquer outros materiais aqui mencionados são incorporados por referência em sua totalidade. Além disso, a invenção engloba qualquer possível combinação de alguns ou de todas as várias modalidades aqui descritas e/ou aqui incorporadas. Além disso, a invenção engloba qualquer combinação possível que também exclui especificamente qualquer uma ou algumas das várias modalidades aqui descritas e/ou incorporadas.

[0067] A descrição acima destina-se a ser ilustrativa e não exaustiva. Esta descrição irá sugerir muitas variações e alternativas para um versado nesta técnica. Todas estas alternativas e variações se destinam a ser incluídas dentro do escopo das reivindicações, onde o termo "compreendendo" significa "incluindo, mas não limitado a". Os que estão familiarizados com a técnica podem reconhecer outros equivalentes às modalidades específicas aqui descritas cujos equivalentes também se destinam a ser englobadas pelas reivindicações.

[0068] Todas as faixas e parâmetros aqui apresentados são entendidos para englobar todas e quaisquer subfaixas incluídas, e cada número entre os pontos finais. Por exemplo, uma faixa descrita de "1 a 10" deve ser considerada como incluindo qualquer uma e todas as subfaixas entre (e incluindo) o valor mínimo de 1 e o valor máximo de 10; isto é, todas as subfaixas começando com um valor mínimo de 1 ou mais (por exemplo, 1 a 6,1), e terminando com um valor máximo de 10 ou menos, (por exemplo, 2,3 a 9,4, 3 a 8, 4 a 7), e finalmente a cada número de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 contido dentro da faixa. Todas as percentagens, razões e proporções aqui são expressas em peso, salvo especificado de outra forma.

[0069] Isto completa a descrição das modalidades preferidas e alternativas da invenção. Os versados na técnica podem reconhecer outros equivalentes da modalidade específica aqui descrita, cujos equivalentes destinam-se a ser englobados pelas reivindicações em anexo.

Claims

1. Método para intensificar o desempenho de um formador de espuma em uma separação de suspensão em um meio por flotação em espuma, o método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: misturar uma microemulsão formadora de espuma estável, o meio, os finos, e opcionalmente outros aditivos e remover o concentrado da suspensão por aspersão da suspensão; em que a microemulsão compreende uma fase contínua que é um fluido carreador e uma fase dispersa, a microemulsão como um todo, em peso, é constituída por: 1-99% de água, 1-50% de uma combinação de álcoois que é a partir da corrente residual da produção de 2-etil hexanol e compreendendo um ou mais compostos selecionados a partir do grupo consistindo em: 2-etil-hexan-1-ol, álcoois com 12 átomos de carbono ou mais, dióis com 8 a 12 átomos de carbono ou mais, alquil éteres, alquil ésteres, hidrocarbonetos alifáticos, pirano C12H24O, pirano C12H22O, aldeídos alifáticos e acetais alifáticos, 1-15% de ácidos graxos C8-C10, 1-30% de 2- butoxietanol, 1-20% de propileno glicol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a microemulsão melhora a eficiência do processo de separação em espuma.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que mais concentrado é removido do que se uma maior quantidade de formador de espuma tenha sido usada em uma forma que não seja de microemulsão.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fase contínua é água.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a microemulsão compreende adicionalmente um tensoativo selecionado a partir do grupo que consiste de: homopolímeros de polioxialquileno, copolímeros de polioxialquileno; polímeros poli-hídricos de cadeia linear, polímeros poli-hídricos de cadeia ramificada, sais de ácidos graxos C8-C35, propileno glicol, polipropileno glicol, éteres de polipropileno glicol, éteres de glicol, ésteres de sorbitano etoxilados, lecitina de soja, estearoil-lactilato de sódio, DATEM, detergentes, e qualquer combinação dos mesmos.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fluido carreador compreende um item selecionado a partir do grupo que consiste de: água, álcool, líquido aromático, fenol, azeótropos, e qualquer combinação dos mesmos.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a microemulsão compreende adicionalmente um tensoativo.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a suspensão compreende um mineral contendo um item selecionado a partir da lista que consiste de: cobre, ouro, prata, ferro, chumbo, níquel, cobalto, platina, zinco, carvão, barita, calamina, feldspato, fluoreto, óxidos de metais pesados, talco, potassa, fosfato, ferro, grafite, argila de caulim, bauxita, pirita, mica, quartzo, minério de sulfeto, mineral de sulfeto complexo, mineral que não seja sulfeto, e qualquer combinação dos mesmos.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o formador de espuma não permanece em um estado de emulsão estável a menos que em uma forma de microemulsão.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a microemulsão compreende um tensoativo juntamente com pelo menos um cotensoativo.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o formador de espuma compreende apenas um ou uma combinação de mais de um componente do formador de espuma ativo.

12. Método para intensificar o desempenho de um formador de espuma em uma separação de suspensão em um meio por flotação em espuma, o método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: misturar uma microemulsão formadora de espuma estável, o meio, os finos, e opcionalmente outros aditivos, e remover o concentrado da suspensão por aspersão da suspensão; em que a microemulsão compreende uma fase contínua que é um fluido carreador e uma fase dispersa, a microemulsão como um todo, em peso, é constituída por: 1-99% de água, 1-50% de uma combinação de álcoois, que é a partir da corrente residual da produção de 2-etil hexanol, 1-20% de ácidos graxos C8-C10, 1-30% de 2-butoxi etanol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

13. Método para intensificar o desempenho de um formador de espuma em uma separação de suspensão em um meio por flotação em espuma, o método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: misturar uma microemulsão formadora de espuma estável, o meio, os finos, e opcionalmente outros aditivos, e remover o concentrado da suspensão por aspersão da suspensão; em que a microemulsão compreende uma fase contínua que é um fluido carreador e uma fase dispersa, a microemulsão como um todo, em peso, é constituída por: 1-99% de água, 1-50% de uma mistura de álcoois, que é a partir da corrente residual da produção de 2-etil hexanol, 1-20% de ácidos graxos C8-C10, 1-30% de propileno glicol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

14. Método para intensificar o desempenho de um formador de espuma em uma separação de suspensão em um meio por flotação em espuma, o método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: misturar uma microemulsão formadora de espuma estável, o meio, os finos, e opcionalmente outros aditivos, e remover o concentrado da suspensão por aspersão da suspensão; em que a microemulsão compreende uma fase contínua que é um fluido carreador e uma fase dispersa, a microemulsão como um todo, em peso, é constituída por: 1-99% de água, 1-50% de uma combinação de álcoois que é a partir da corrente residual da produção de 2-etil hexanol, 1-30% de ácido 2-etil hexanoico, 1-20% de 2-butoxi etanol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

15. Microemulsão para intensificar o desempenho de uma separação de espuma, a microemulsão caracterizada pelo fato de compreender uma fase contínua que é um fluido carreador e uma fase dispersa, em que a microemulsão como um todo, em peso, é constituída por: 1-99% de água, 150% de uma combinação de álcoois que é a partir da corrente residual da produção de 2-etil hexanol e compreendendo um ou mais compostos selecionados a partir do grupo consistindo em: 2-etil-hexan-1-ol, álcoois com 12 átomos de carbono ou mais, dióis com 8 a 12 átomos de carbono ou mais, alquil éteres, alquil ésteres, hidrocarbonetos alifáticos, pirano C12H24O, pirano C12H22O, aldeídos alifáticos e acetais alifáticos, 1-20% de ácidos graxos C8C10, 1-30% de 2-butoxietanol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

16. Mistura de uma suspensão em um meio, caracterizada pelo fato de compreender a microemulsão conforme definida na reivindicação 15, um meio, e finos.

17. Mistura de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que os finos compreendem um mineral selecionado a partir de: cobre, ouro, prata, ferro, chumbo, níquel, cobalto, platina, zinco, carvão, barita, calamina, feldspato, fluoreto, óxidos de metais pesados, talco, potassa, fosfato, ferro, grafite, argila de caulim, bauxita, pirita, mica, quartzo, minério de sulfeto, mineral de sulfeto complexo, mineral que não seja sulfeto, e qualquer combinação dos mesmos.

18. Microemulsão de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente 1-20% em peso de propileno glicol, em que a microemulsão contem 1-15% em peso de ácidos graxos C8-C10.

19. Mistura caracterizada pelo fato de compreender a microemulsão conforme definida na reivindicação 4, um meio, e finos.

20. Mistura de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que os finos compreendem um mineral selecionado a partir de: cobre, ouro, prata, ferro, chumbo, níquel, cobalto, platina, zinco, carvão, barita, calamina, feldspato, fluoreto, óxidos de metais pesados, talco, potassa, fosfato, ferro, grafite, argila de caulim, bauxita, pirita, mica, quartzo, minério de sulfeto, mineral de sulfeto complexo, mineral que não seja sulfeto, e qualquer combinação dos mesmos.

21. Microemulsão de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que a fase contínua é água.

22. Microemulsão de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um tensoativo selecionado a partir do grupo que consiste de: homopolímeros de polioxialquileno, copolímeros de polioxialquileno; polímeros poli-hídricos de cadeia linear, polímeros poli-hídricos de cadeia ramificada, sais de ácidos graxos C8-C35, propileno glicol, polipropileno glicol, éteres de polipropileno glicol, éteres de glicol, ésteres de sorbitano etoxilados, lecitina de soja, estearoil-lactilato de sódio, DATEM, detergentes, e qualquer combinação dos mesmos.

23. Microemulsão de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o fluido carreador compreende um item selecionado a partir do grupo que consiste de: água, álcool, líquido aromático, fenol, azeótropos, e qualquer combinação dos mesmos.

24. Microemulsão de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que a microemulsão compreende adicionalmente um tensoativo.

25. Microemulsão de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o formador de espuma não permanece em um estado de emulsão estável a menos que em uma forma de microemulsão.

26. Microemulsão de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que a microemulsão compreende um tensoativo juntamente com pelo menos um cotensoativo.

27. Microemulsão de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que o formador de espuma compreende apenas um ou uma combinação de mais de um componente do formador de espuma ativo.

28. Microemulsão para intensificar o desempenho de uma separação de espuma, a microemulsão caracterizada pelo fato de compreender uma fase contínua que é um fluido carreador e uma fase dispersa, em que a microemulsão como um todo, em peso, é constituída por: 1-99% de água, 150% de uma mistura de álcoois, que é a partir da corrente residual da produção de 2-etil hexanol, 1-20% de ácidos graxos C8-C10, 1-30% de propileno glicol, e 1-10% de hidróxido de potássio

29. Mistura caracterizada pelo fato de compreender a microemulsão conforme definida na reivindicação 28, um meio, e finos.

30. Mistura de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo fato de que os finos compreendem um mineral selecionado a partir de: cobre, ouro, prata, ferro, chumbo, níquel, cobalto, platina, zinco, carvão, barita, calamina, feldspato, fluoreto, óxidos de metais pesados, talco, potassa, fosfato, ferro, grafite, argila de caulim, bauxita, pirita, mica, quartzo, minério de sulfeto, mineral de sulfeto complexo, mineral que não seja sulfeto, e qualquer combinação dos mesmos.

31. Microemulsão para intensificar o desempenho de uma separação de espuma, a microemulsão caracterizada pelo fato de compreender uma fase contínua que é um fluido carreador e uma fase dispersa, em que a microemulsão como um todo, em peso, é constituída por: 1-99% de água, 150% de uma combinação de álcoois que é a partir da corrente residual da produção de 2-etil hexanol, 1-30% de ácido 2-etil hexanoico, 1-20% de 2- butoxi etanol, e 1-10% de hidróxido de potássio.

32. Mistura caracterizada pelo fato de compreender a microemulsão conforme definida na reivindicação 30, um meio, e finos.

33. Mistura de acordo com a reivindicação 32, caracterizada pelo fato de que os finos compreendem um mineral selecionado a partir de: cobre, ouro, prata, ferro, chumbo, níquel, cobalto, platina, zinco, carvão, barita, calamina, feldspato, fluoreto, óxidos de metais pesados, talco, potassa, fosfato, ferro, grafite, argila de caulim, bauxita, pirita, mica, quartzo, minério de sulfeto, mineral de sulfeto complexo, mineral que não seja sulfeto, e qualquer combinação dos mesmos.