BR112016007480B1

BR112016007480B1 - Processo de prevenção/inibição/controle de incrustação complexa em operações de mineração

Info

Publication number: BR112016007480B1
Application number: BR112016007480-7A
Authority: BR
Inventors: Kirill Bakeev; Andrew M. Dimaio
Original assignee: Solenis Technologies, L.P
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2022-08-09
Also published as: CA2924590C; AU2014334760A1; MX2016004377A; CN105637122B; BR112016007480A2; US20150105303A1; BR112016007480A8; AU2014334760B2; CL2016000860A1; EP3058118B1; WO2015057489A1; PE20160477A1; EP3058118A1; US9719008B2; CA2924590A1; CN105637122A

Abstract

PROCESSO DE PREVENÇÃO / INIBIÇÃO / CONTROLE DE INCRUSTAÇÃO COMPLEXA EM OPERAÇÕES DE MINERAÇÃO. A tecnologia atual refere-se a processos de mineração e composições que inibem o crescimento da incrustação complexa. Mais especificamente, refere-se ao processo para prevenção/inibição e/ou controle de incrustação de calcário em pastas fluidas de minério aquosas, e para inibição da incrustação em ambientes de teor de sólidos relativamente alto em operações industriais de mineração.

Description

[0001] Este pedido de patente reivindica o benefício do pedido de patente provisório US número 61/890998, depositado em 15 de outubro de 2013, os conteúdos inteiros do qual são por meio deste incorporados por referência.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] A invenção se refere a composições que inibem o crescimento de incrustação complexa, mais especificamente incrustação de calcário em pastas fluidas aquosas de minério e métodos para inibição da incrustação em ambientes com teor de sólidos relativamente alto em operações industriais de mineração. As composições compreendem um elemento ativo selecionado de polímeros de carboxilato, poliaminoácidos, fosfonatos orgânicos e similares.

[0003] A indústria mineral é um grande consumidor de produtos químicos que são usados durante muitos estágios de processamento do minério. Por exemplo, produtos químicos são adicionados para inibir o desenvolvimento de vários tipos de incrustação que podem desenvolver-se em estágios diferentes do processamento de minério. As diferentes condições durante as diferentes operações unitárias de sistemas de processamento de minério requerem produtos químicos diferentes para inibir a incrustação.

[0004] O processamento de minério é muito complexo com a manutenção requerida para manter o rendimento durante o processo, com o tempo ocioso de manutenção mantido a um mínimo, dessa forma permitindo mais minério ser processado a baixo custo. Operações unitárias em um processo de mineração industrial envolvendo formação e/ou resfriamento de pastas fluidas de minério necessitam de monitoramento constante, limpeza e manutenção de equipamentos. Exemplos desses equipamentos incluem tanques de resfriamento e autoclaves, bem como linhas auxiliares e equipamentos. Tanques de resfriamento e autoclaves, bem como linhas auxiliares e equipamentos, estão sujeitos a incrustações que se não evitadas, requerem a parada da operação de mineração e remoção física da incrustação.

[0005] A indústria de mineração está constantemente buscando novas tecnologias de aditivos que aumentarão a eficiência do processamento de minério durante vários estágios, dessa forma aumentando a recuperação de minério total em operações de processamento mineral. Foi mostrado que produtos químicos, e combinações químicas, inibem a incrustação em soluções aquosas. Entretanto, as condições do minério mudam dramaticamente durante o processamento e o minério nos estágios de resfriamento de um tanque de resfriamento ou operação de autoclave pode ter alto teor de sólidos, isto é, na forma da pasta fluida e não é 100% aquosa. Devem ser observados novos produtos químicos que aumentem o processamento de minério quando na fase de pasta fluida. Além disso, devido a questões ambientais ampliadas ao longo das operações de mineração, são desejados aditivos antiadesivos químicos compreendendo materiais naturais que fornecem dano ambiental reduzido.

[0006] Todas as partes e porcentagens apresentadas neste pedido estão em uma base de peso por peso a menos que de outra maneira indicado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0007] As composições úteis como controles antiadesivos nas operações de mineração na fase de pasta fluida aquosa compreendem um componente ativo selecionado do grupo consistindo em polímeros de carboxilato, poliaminoácidos, fosfonatos orgânicos, e similares, e combinações dos mesmos. As composições antiadesivas são tipicamente adicionadas à pasta fluida mineral na operação de mineração em uma quantidade eficaz para inibir a formação de incrustação em tubos e equipamentos usados para a recuperação de minério, por exemplo, em relação a um tanque de resfriamento ou autoclave, a composição pode ser adicionada à pasta fluida no tanque de resfriamento ou autoclave, e/ou em uma linha auxiliar ou parte do equipamento. Dessa forma, a invenção engloba uma pasta fluida de minério compreendendo uma fase aquosa tendo um minério e uma composição antiadesiva compreendendo um componente ativo selecionado do grupo consistindo em polímeros de carboxilato, poliaminoácidos, fosfonatos orgânicos, e similares, e combinações dos mesmos em uma quantidade eficaz para inibir a incrustação no metal, polímero, superfícies plásticas ou cerâmicas do tanque de resfriamento ou autoclave, e/ou linha auxiliar ou equipamento.

[0008] Geralmente, a aplicação do antiadesivo aumenta a capacidade e o rendimento de minérios no processo de mineração inibindo o aumento da incrustação complexa, em particular, da incrustação de calcário, nas paredes internas e os dispositivos do equipamento e tubos. Isto beneficiará as operações reduzindo o tempo ocioso e custos associados a esta devido à limpeza e manutenção e também auxilia a criar um sistema mais eficiente movendo mais pasta fluida de minério por meio do processo de resfriamento em períodos de tempo mais curtos. Além disso, o uso do antiadesivo também reduz os riscos de saúde e de segurança associados com a desincrustação mecânica de alta frequência do circuito de resfriamento e aumenta a vida útil do equipamento do circuito de tanque de resfriamento.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0009] A Fig. 1 mostra uma operação de resfriamento de minério típica em uma modalidade da invenção.

[00010] A Fig. 2 mostra a operação de resfriamento de minério típica compreendendo dispositivos de resfriamento preliminar em uma modalidade da invenção.

[00011] A Fig. 3 mostra uma operação de autoclave de minério típica em uma modalidade da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00012] O componente ativo da composição antiadesiva pode ser selecionado de polímeros de carboxilato apresentando a formula R1-CH2-CH(CO2H)-R2-R3

[00013] na qual R1 é selecionado de um grupo funcional, R2 é um policarboxilato e R3 é hidrogênio ou um grupo funcional. Em modalidades, os grupos funcionais R1 e R3 compreendem sulfonato, sulfato, fosfinato, fosfonato, álcool, 1,1-difenil-hexila, terc-butila, mercaptoetanol, ácido mercaptopropiônico, ácido mercaptoglicólico e R2 compreende um ácido poliacrílico. Tipicamente, os polímeros de carboxilato terão um peso molecular entre aproximadamente 1.000 g/mol e aproximadamente 20.000 g/mol, como entre aproximadamente 2.000 g/mol e aproximadamente 12.000 g/mol. Em uma modalidade, o polímero de carboxilato compreende ácido poliacrílico.

[00014] Em um aspecto, o componente ativo da composição antiadesiva pode ser selecionado de poliaminoácidos apresentando a formula poli(X)mpoli(Y)n,

[00015] na qual X e Y são independentemente selecionados do grupo consistindo em um aminoácido, um sal de um aminoácido e um derivado de aminoácido, e m pode ser de aproximadamente 2 a aproximadamente 60, n pode ser até aproximadamente 60, e a soma de m e n é pelo menos aproximadamente 5. Por exemplo, X e Y podem ser independentemente selecionados do grupo consistindo em ácido aspártico, ácido glutâmico, lisina, aspartato, glutamato, um sal de lisina, um derivado de aspartato, um derivado de glutamato e um derivado de lisina; m pode ser de aproximadamente 5 a aproximadamente 12; n pode até aproximadamente 12 e a soma de m e n pode ser de aproximadamente 5 a aproximadamente 12. Em um aspecto, o poliaminoácido pode compreender ácido poliaspártico.

[00016] O componente ativo da composição antiadesiva pode ser selecionado de fosfonatos orgânicos. Em particular, o fosfonato orgânico pode ser selecionado do grupo consistindo em hexametileno diamino tetra (ácido metileno fosfônico) ("HDTMPA"), dietilenotriamino penta (ácido metileno fosfônico) ("DETPMPA"), bis(hexametileno triamino penta (ácido metileno fosfônico) ("BHMTPMPA") e similares, e combinações dos mesmos. A composição antiadesiva é útil para controlar a incrustação complexa, como incrustação de calcário, nas operações de mineração. Tipicamente, o processo compreende as etapas de adição à pasta fluida aquosa de minério tendo uma fase aquosa de uma quantidade de inibição de incrustação eficaz de uma composição de inibição de incrustação compreendendo um componente ativo selecionado do grupo consistindo em i) um polímero de carboxilato apresentando a formula R1-CH2-CH(CO2H)-R2-R3

[00017] na qual R1 é selecionado do grupo consistindo em sulfonato, sulfato, fosfinato, fosfonato, álcool, 1,1-difenil-hexila, terc-butila, mercaptoetanol, ácido mercaptopropiônico, ácido mercaptoglicólico, R2 é i) um policarboxilato, e R3 é H ou R1; ii) um poliaminoácido tendo a fórmula: poli(X)mpoli(Y)n, em que X e Y são independentemente selecionados do grupo consistindo em um aminoácido, um sal de um aminoácido e um derivado de aminoácido e m pode ser de aproximadamente 2 a aproximadamente 60, n pode ser até aproximadamente 60, e a soma de m e n é pelo menos aproximadamente 5; e iii) um fosfonato orgânico; em que o pH da pasta fluida está abaixo de 9,0 e a incrustação complexa compreende calcário.

[00018] Em uma modalidade da invenção, o pH pode ser de aproximadamente 3,0 a aproximadamente 9,0, tipicamente maior que aproximadamente 4,0 a aproximadamente 9,0, pode ser de aproximadamente 4,5 a aproximadamente 9,0 e pode ser de aproximadamente 5,0 a aproximadamente 8,0. O processo pode ser aplicado a pastas fluidas de minério com o minério em temperaturas de até aproximadamente 550°C, de até aproximadamente 450°C, de até aproximadamente 400°C, de aproximadamente 40°C a aproximadamente 550°C, ou de aproximadamente 40°C a aproximadamente 450°C. Os versados nestas técnicas, após lerem esta descrição, apreciarão que todas as faixas e valores de pH e faixas de temperatura são contemplados. Com respeito ao componente ativo da composição antiadesiva, qualquer um dos compostos ativos discutidos neste Relatório Descritivo pode ser usado no processo.

[00019] A composição antiadesiva descrita neste pedido pode ser usada para controlar a incrustação complexa, tipicamente a incrustação de calcário, nas operações de formação e resfriamento da pasta fluida de minério; como uma operação de resfriamento de minério ou uma operação de autoclave, incluindo qualquer tubulação ou equipamento auxiliar associados. Em alguns aspectos, tais processos podem compreender as etapas de a) fornecimento de um tanque de resfriamento de minério tendo um recipiente com uma superfície interna ou uma autoclave tendo uma superfície interna, pelo menos uma linha de alimentação tendo uma superfície interna e pelo menos uma linha de descarga tendo uma superfície interna; b) fornecimento de uma pasta fluida de minério compreendendo minério e uma fase aquosa; c) adição à pasta fluida de minério de uma quantidade eficaz de uma composição de inibição de incrustação compreendendo um componente ativo selecionado do grupo consistindo em i) um polímero de carboxilato apresentando a fórmula: R1-CH2-CH(CO2H)-R2-R3,

[00020] na qual R1 pode ser selecionado do grupo consistindo em um sulfonato, sulfato, fosfinato, fosfonato, um álcool, 1,1-difenil-hexila, terc- butila, mercaptoetanol, ácido mercaptopropiônico, ácido mercaptoglicólico, R2 é i) um policarboxilato, e R3 é H ou R1; ii) um poliaminoácido apresentando a fórmula: poli(X)mpoli(Y)n,

[00021] na qual X e Y são independentemente selecionados de um aminoácido e m é aproximadamente 2 a aproximadamente 60, n é até aproximadamente 60, e a soma de m e n é pelo menos aproximadamente 5; e iii) um fosfonato orgânico, e em que o pH da pasta fluida de minério no recipiente está abaixo de 9,0, pode ser de aproximadamente 3,0 a aproximadamente 9,0, pode ser maior que aproximadamente 4,0 a aproximadamente 9,0, pode ser de aproximadamente 4,5 a aproximadamente 9,0, pode ser de aproximadamente 5,0 a aproximadamente 8,0 e pode ser de aproximadamente 7,0 a aproximadamente 8,5.

[00022] Em alguns aspectos, a temperatura do minério na pasta fluida, particularmente no tanque de resfriamento, é de até aproximadamente 550°C, pode ser de até aproximadamente 450°C, pode ser de até aproximadamente 400°C, de aproximadamente 40°C a aproximadamente 550°C, ou de aproximadamente 40°C a aproximadamente 450°C. Em alguns aspectos, as faixas de temperatura do minério na pasta fluida em uma autoclave podem ser de até aproximadamente 220°C, podem de ser até aproximadamente 190°C, com um gradiente de temperatura típico de aproximadamente 80°C a aproximadamente 220°C, como aproximadamente 80°C a aproximadamente 190°C. Os versados nestas técnicas, após lerem esta descrição, apreciarão que todas as faixas e valores do pH e faixas de temperatura são contemplados. Com respeito ao componente ativo da composição antiadesiva útil neste processo, qualquer um dos compostos ativos discutidos neste Relatório Descritivo pode ser usado no processo.

[00023] Tipicamente, o teor de sólidos da pasta fluida de minério, que é a quantidade de minério (conteúdo de minério) na pasta fluida, é pelo menos aproximadamente 8%, pelo menos aproximadamente 10%, pelo menos aproximadamente 20%, pelo menos aproximadamente 30%. Por exemplo, a pasta fluida de minério pode ter um teor de sólidos de aproximadamente 8% a aproximadamente 30%, incluindo aproximadamente 10% a aproximadamente 20%, como aproximadamente 10% a aproximadamente 15%. Os versados nestas técnicas, após lerem esta descrição, apreciarão que todas as faixas e os valores do conteúdo de sólidos são contemplados.

[00024] A pasta fluida de minério geralmente compreende um minério tendo um componente selecionado do grupo consistindo em um metal precioso, um metal básico e combinações dos mesmos. A pasta fluida de minério pode compreender um mineral selecionado do grupo consistindo em ouro, alumínio, prata, platina, cobre, níquel, zinco, chumbo, molibdênio, cobalto e similares, e combinações dos mesmos. A pasta fluida de minério pode compreender ainda um ou mais de quartzo, dolomita, calcita, calcário, barita ou muscovita e similares, e combinações dos mesmos.

[00025] A pasta fluida de minério pode compreender de aproximadamente 5 ppm a aproximadamente 300 ppm do componente ativo na composição de inibição de incrustação por fase aquosa. Em algumas modalidades, a quantidade do componente ativo pode ser de aproximadamente 15 ppm a aproximadamente 250 ppm, pode ser de aproximadamente 20 ppm a aproximadamente 100 ppm e pode ser de aproximadamente 25 ppm a aproximadamente 50 ppm. Os versados nestas técnicas, após lerem esta descrição, apreciarão que todas as faixas e valores da quantidade do componente ativo serão contemplados.

[00026] A incrustação complexa, como calcário, pode estar presente na superfície interna de pelo menos uma linha de alimentação, a superfície interna do recipiente do tanque de resfriamento ou autoclave, a superfície interna de, no mínimo, uma linha de descarga ou combinações dos mesmos, bem como em qualquer mecanismo ou dispositivos internos. A composição de inibição de incrustação pode ser adicionada à pasta fluida de minério em pelo menos uma linha de alimentação, em pelo menos uma linha de descarga, no recipiente do tanque de resfriamento ou na autoclave ou combinações dos mesmos.

[00027] Uma operação de resfriamento de minério, particularmente aplicada com recuperação de minerais e metais preciosos no caso do minério de ouro, é ilustrada na Fig. 1. Na operação de resfriamento 1, calcina quente seca, de uma operação unitária a montante, tipicamente um forno (não mostrado) é processado a um resfriador de calcina 2. Após o resfriamento, a calcina é alimentada por uma linha de alimentação e/ou linha de lavagem 3 ao tanque de resfriamento 4. Na operação mostrada na Fig. 1, a água é adicionada à calcina na linha de alimentação e/ou linha de lavagem 3 através do tubo de alimentação de água de resfriamento 13 antes do tanque de resfriamento 4 para formar a pasta fluida de minério que é resfriada no tanque de resfriamento 4. Após resfriamento, a pasta fluida de minério sai do tanque de resfriamento 4 por uma linha de descarga 5 para operações unitárias a jusante. Opcionalmente, uma porção da fase aquosa da pasta fluida de minério pode ser circulada pelos tubos 6 e 6’ do tanque de resfriamento a um depurador 7 e retornar como parte da operação. O material gasoso pode ser ventilado do depurador por um tubo de ventilação 8. Em um método alternativo, não mostrado, água é adicionada à calcina para formar a pasta fluida de minério no recipiente do tanque de resfriamento 4 e não na linha de alimentação e/ou linha de lavagem 3.

[00028] Operações de resfriamento alternativas compreendem pelo menos um dispositivo de resfriamento preliminar compreendendo um recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar tendo uma parede interna do recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar e o fornecimento de água e calcina quente seca em que a água é adicionada à calcina no recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar para formar a pasta fluida de minério e a incrustação complexa está na parede interna do recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar. Em uma modalidade adicional, água é adicionada ao recipiente do tanque de resfriamento para formar a pasta fluida de minério em vez do dispositivo de resfriamento preliminar. A pasta fluida de minério é transportada ao tanque de resfriamento do dispositivo de resfriamento preliminar pela linha de alimentação e/ou linha de lavagem. Nestas modalidades, a composição de inibição de incrustação é geralmente adicionada à pasta fluida de minério no recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar, a linha de alimentação e/ou linha de lavagem ou pode ser adicionada diretamente ao tanque de resfriamento e seção de tubulação do tanque de resfriamento dependendo de severidade da formação de incrustação e posição de zonas severas de formação de incrustação ou combinações dos mesmos.

[00029] A Fig. 2 ilustra uma operação de resfriamento de minério 9 compreendendo dois dispositivos de resfriamento preliminar. Nesta operação 9, calcina quente seca é transportada de uma operação unitária a montante ao primeiro dispositivo de resfriamento preliminar 10. Um versado na técnica reconhecerá que o primeiro dispositivo de resfriamento preliminar compreenderá um primeiro recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar tendo uma primeira parede interna do recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar. Água é adicionada à calcina quente seca no primeiro dispositivo de resfriamento preliminar 10, tipicamente dentro do recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar, para formar a pasta fluida de minério. A pasta fluida de minério é transportada do primeiro dispositivo de resfriamento preliminar 10 a um segundo dispositivo de resfriamento preliminar 11 por um meio 12 para transportar a pasta fluida de minério do primeiro dispositivo de resfriamento preliminar 10 ao segundo dispositivo de resfriamento preliminar 11 que, como um versado na técnica apreciará, tem uma parede interna do meio de transporte. Tipicamente, o meio 12 é um tubo. Um versado na técnica também reconhecerá que o segundo dispositivo de resfriamento preliminar 11 compreende um segundo recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar tendo uma segunda parede interna do recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar. Algum resfriamento da pasta fluida de minério ocorre no segundo dispositivo de resfriamento preliminar 11. Após o segundo dispositivo de resfriamento preliminar 11, a pasta fluida de minério passa por processamento similar como aquele mostrado na Fig. 1, entretanto a pasta fluida de minério não é formada na linha de alimentação ou linha de lavagem 3. O minério do segundo dispositivo de resfriamento preliminar 11 é enviado ao tanque de resfriamento 4 pela linha de alimentação ou linha de lavagem 3. Após o resfriamento, a pasta fluida de minério sai do tanque de resfriamento 4 por uma linha de descarga 5 para operações unitárias a jusante. Opcionalmente, uma porção da fase aquosa da pasta fluida de minério pode ser circulada pelos tubos 6 e 6’ do tanque de resfriamento para um depurador 7 e voltar ao tanque de resfriamento 4 como parte da operação. O material gasoso pode ser ventilado do depurador por um tubo de ventilação 8. Água de resfriamento pode ser adicionada pelo sistema de tubos 25 a um ou mais do primeiro dispositivo de resfriamento preliminar 10, segundo dispositivo de resfriamento preliminar 11 e tanque de resfriamento 4 e depurador 7. Neste método, a composição de inibição de incrustação pode ser adicionada à pasta fluida de minério no primeiro dispositivo do tanque de resfriamento preliminar 10, o segundo dispositivo de resfriamento preliminar 11, os meios 10, linha de alimentação ou linha de lavagem 3 ou tanque de resfriamento 4. A incrustação complexa pode formar-se na primeira parede interna do recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar, na segunda parede interna de recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar, parede interna do meio de transporte ou combinações dos mesmos, além dos mecanismos e componentes internos da operação de resfriamento de minério discutida acima, incluindo os discutidos com a operação mostrada na Fig. 1.

[00030] Embora a Fig. 2 ilustre e a operação compreendendo um primeiro dispositivo de resfriamento preliminar 10 e um segundo dispositivo de resfriamento preliminar 11, as operações compreendendo um ou mais de dois de tais dispositivos, como 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ou mais dispositivos de resfriamento preliminares, estão dentro do escopo da invenção.

[00031] Em alguns aspectos, as temperaturas do minério de calcina quente entrando no tanque de resfriamento são muito altas, como até aproximadamente 550°C e podem ser até aproximadamente 450°C. Tipicamente, dentro do recipiente do tanque de resfriamento, o gradiente de temperatura para calcina pode variar de aproximadamente 40°C a aproximadamente 550°C, pode ser de aproximadamente 40°C a aproximadamente 450°C, com temperaturas mais altas em direção ao topo do tanque de resfriamento. Entretanto, devido ao período muito curto de tempo para residência de pasta fluida de calcina no recipiente do tanque de resfriamento e baixa pressão, a temperatura de volume da fase aquosa da pasta fluida não deve ser mais alta do que aproximadamente 100°C.

[00032] A Fig. 3 mostra um processo de autoclave típico 14 usado para pastas fluidas de minério. Tipicamente, estes processos serão aplicados para oxidar a pasta fluida de minério compreendendo ácido, como ácido sulfúrico, usando oxigênio em uma alta pressão e temperatura ambiente antes de lixiviar o mineral do minério em aJ, chamados de processos de autoclave de oxidação ácida. Também, os circuitos descritos neste pedido podem ser usados em processos de autoclave de oxidação alcalina. As composições antiadesivas descritas neste pedido podem ser usadas tanto em processos de autoclave de oxidação ácida como em processos de autoclave de oxidação alcalina. Como mostrado na Fig. 3, a pasta fluida de minério é misturada com ácido ou base a montante da autoclave e a pasta fluida de minério entra em uma ou mais torres de aquecimento 15, como mostrado na Fig. 3, que podem estar em série, para preaquecer a pasta fluida. A pasta fluida preaquecida então pode ser enviada por uma linha de descarga da torre de aquecimento 16 como mostrado na Fig. 3 para um condensador 17 e em seguida a uma linha de alimentação 18 para a autoclave 19. Um versado na técnica apreciará que o condensador 17 é opcional e a pasta fluida de minério pode ser enviada pela linha de alimentação 18 para a autoclave 19 diretamente de uma torre de aquecimento 15. O oxigênio e o vapor podem ser adicionados à autoclave 19 como em um processo de autoclave de oxidação ácida para oxidar a pasta fluida de minério para oxidar o material de sulfito na pasta fluida, em altas temperaturas e pressão. A pasta fluida de minério sai da autoclave 19 por uma linha de descarga 20 para uma ou mais torres de resfriamento 21, como mostrado na Fig. 3, que podem estar em série, nas quais a pasta fluida é resfriada, por exemplo, passando por torres de resfriamento rápido e em seguida enviada para operações a jusante. Opcionalmente, a fase aquosa da pasta fluida de minério pode ser circulada por um ciclone 22 por tubos 23 e 23’. Também, em certas modalidades, a pasta fluida de minério pode ser processada através de uma linha de alimentação do trocador de calor 26 por um ou mais trocadores de calor 24 para reduzir mais a temperatura da pasta fluida antes do processamento a jusante. Tipicamente, após a operação de autoclave e resfriamento subsequente, a pasta fluida de minério passa por neutralização e/ou lixiviação. Um versado na técnica apreciará que embora três torres de aquecimento e torres de resfriamento e uma autoclave sejam representados na Fig. 3, a invenção engloba processos que independentemente têm qualquer número de torres de aquecimento, torres de resfriamento ou autoclaves. Cada uma das partes do equipamento na operação de autoclavagem como mostrado na Fig. 3, incluindo as torres de aquecimento 15, linha de descarga da torre de aquecimento 161, condensador 17, linha de alimentação 18, autoclave 19, torres de resfriamento 21, linha de alimentação do trocador de calor 26 e trocador de calor 24, bem como outros equipamentos e linhas, terá superfícies internas ou paredes internas e possivelmente outros mecanismos como agitadores e dispositivos de troca de calor. A incrustação, como incrustação de calcário, pode formar-se em qualquer uma das superfícies ou paredes internas ou superfícies de qualquer dispositivo interno exposto à pasta fluida de minério e quaisquer outros equipamentos, tubos e linhas associados.

[00033] A temperatura do minério da pasta fluida de minério acidificada na autoclave pressurizado é alta, como até aproximadamente 220°C, pode ser até aproximadamente 190°C. Tipicamente, dentro da autoclave, a faixa de temperatura do minério pode ser de aproximadamente 80°C a aproximadamente 250°C e pode ser de aproximadamente 80°C a aproximadamente 190°C. A pressão na operação de autoclave pode variar de aproximadamente 400 kPa a aproximadamente 4.000 kPa. Temperaturas similares, mas tipicamente em uma faixa inferior especificada acima, podem ser experimentadas em outros equipamentos e tubulação associados com a operação de autoclavagem, como, por exemplo, as torres de aquecimento 15, condensador 17, torres de resfriamento 21, trocador de calor a’’’:ld 24 e os equipamentos, tubos e linhas associados. No processo de autoclave de oxidação alcalina e circuitos de resfriamento de pasta fluida, a faixa de pH típica da pasta fluida de minério, descarregada da autoclave de alta pressão, está abaixo de 9,0, mais especificamente entre aproximadamente 7,0 e aproximadamente 8,5.

EXEMPLOS

[00034] Nos Exemplos, a inibição de incrustação foi analisada usando um banho agitador Modelo KS 4000 ic IKA com um conjunto de 16 jarros de 10 onças. Os detalhes do equipamento, reagentes e protocolo são descritos abaixo.

EXEMPLOS 1 A 15

[00035] Água mimética, que é água que tem conteúdo de sal tipicamente encontrado nas operações de mineração, particularmente minas de ouro, foi feita combinando água deionizada com os seguintes sais: CaCh2H2O, MgSO<7H2O, Na2SO4, Ah(SO4)3, FeSO<7H2O, CuSO4^7H2O. A composição da água mimética após formação do calcário é apresentada na Tabela 1.TABELA 1: Composição de água mimética

[00036] Onde: as quantidades de Ca e Mg são expressas como CaCO3 e MgCO3 respectivamente. % em peso de calcário corresponde à soma total do calcário formado in situ na água mimética.

[00037] A água mimética foi composta de sais apropriados para estabelecer a formação in situ de incrustação de calcário, com uma pequena quantidade de íons polivalentes adicionada. A proporção de supersaturação de incrustação de calcário foi mantida constante para todos os exemplos.

[00038] Para cada Exemplo de 1 a 15, a água mimética apresentada na Tabela 1 foi adicionada a jarros com o tipo e a quantidade da composição de inibição de incrustação apresentada na Tabela 2. Dois jarros somente com água mimética e nenhuma composição de inibição de incrustação (controles) também foram compostos para a comparação. Os jarros foram colocados no banho agitador IKA com revoluções por minuto ("rpm") mantidas constantes em 130 rpm e uma temperatura de 60°C com pH em 5,5 a 6,0. Os testes tipicamente duravam de 16 a 18 horas para assegurar tempo suficiente para alcançar o estado do equilíbrio da formação de incrustação. A inibição percentual por massa foi calculada usando um método de balanço de massa proprietário aplicado ao teste de deposição de incrustação de Ashland. A água, após retirada da incrustação/pasta fluida suspensa, foi submetida à análise ICP e a inibição limiar foi medida usando a análise ICP pela quantidade de Ca iônico solúvel e calculada por: Conc. de Jarros tratados com Cain (ppm) - Conc. de Branco de Cain (ppm) X 100 Quantidade total de Provocado (corrida de controle de cada teste) (ppm) - Conc. de Branco de Cain (ppm)

[00039] Os resultados de inibição percentual (%) por ICP e inibição percentual (%) por massa da incrustação depositada é apresentada na Tabela 2. Todos os testes foram repetidos de 2 a 4 vezes em média para alcançar boa reprodutibilidade. TABELA 2: Dados de deposição e inibição limiar para produtos de inibição de incrustação em água mimética

[00040] Na Tabela 2, a quantidade de produto é expressa em ppm (partes por milhão ou mg/L) do ingrediente ativo por fase de água mimética. O íon Ca solúvel foi medido por ICP. O percentual de massa de incrustação total depositada foi medido por um método proprietário.

[00041] Os resultados resumidos na Tabela 2 mostram uma ampla faixa da eficácia de inibição de incrustação tanto por deposição como por mecanismos limiares. A inibição limiar varia de 0% a 100%. Poliacrilato, poliaspartato e fosfonato orgânico, HDTMPA, sais ácidos mostraram a melhor eficácia.

EXEMPLOS 17 A 27

[00042] Nos Exemplos 17 a 27, a pasta fluida da mina seca relevante para um circuito de tanque de resfriamento e tendo as composições apresentadas nas Tabelas 3 e 4 foi redispersada em dados níveis de dose de porcentagem em peso em água para obter as pastas fluidas aquosas.Tabela 3: Composição de pasta fluida, Caso 1

Tabela 4: Composição de pasta fluida, Caso 2

[00043] Nos Exemplos 17 a 27, o minério de ouro foi adicionado à pasta fluida descrita na Tabela 3 (Caso 1) para obter pastas fluidas que têm um teor de minério de ouro (sólidos) de 10% em peso. As pastas fluidas que contêm minério de ouro foram colocadas nos jarros como descrito acima e o tipo e a quantidade da composição de inibição de incrustação foram adicionados. Os jarros então foram colocados no banho agitador IKA e processados como descrito acima para Exemplos 1 a 16. Dois jarros de controle também foram processados. Após o processamento, a inibição de incrustação foi medida usando a análise ICP como descrito acima e os resultados são apresentados na Tabela 5. TABELA 5: Dados de inibição limiar para produtos de inibição de incrustação em água mimética com 10% em peso de pasta fluida de minério de ouro, Caso 1.

*Na Tabe milhão ou a 5, a quantidade de produto é expressa em ppm (partes por mg/L) do ingrediente ativo por fase aquosa em água mimética,contendo 10% em peso de pasta fluida de minério de ouro. O íon Ca solúvel foi medido por ICP.

[00044] Poliacrilato, poliaspartato e fosfonato orgânico, HDTMPA, os sais ácidos mostraram a boa eficácia, enquanto testado a meio nível de dose em comparação com condições de água mimética (Exemplos 1 a 16). A presença de pasta fluida suspensa aumentou inesperadamente a inibição.

EXEMPLOS 28 A 44

[00045] Nos Exemplos 28 a 44, o minério de ouro foi adicionado à água mimética com a composição de minério descrita na Tabela 4 (Caso 2) para obter pastas fluidas que têm teor de minério de ouro (sólidos) de 10% em peso e 15% em peso. As pastas fluidas que contêm minério de ouro foram colocadas nos jarros descritos acima e o tipo e a quantidade da composição de inibição de incrustação foram adicionados. Os jarros então foram colocados no banho agitador IKA e processados como descrito acima para os Exemplos 1 a 16. Dois jarros de controle também foram processados. Após o processamento, a inibição de incrustação foi medida usando a análise ICP como descrito acima e os resultados são apresentados na Tabela 6.TABELA 6 Dados de inibição limiar para produtos de inibição de incrustação em água mimética com pasta fluida 10% em peso e 15% em peso (altos teores de sólidos) de minério de ouro, Caso 2

*Onde a quantidade do produto é expressa em ppm (partes por milhão ou mg/L) do ingrediente ativo por fase aquosa na água mimética, contendo 10% em peso ou 15% em peso de pasta fluida de minério de ouro. O íon de cálcio solúvel foi medido por ICP. Observar que (altos teores de sólidos) são pastas fluidas que têm 15% em peso de teor de minério de ouro (sólidos), os outros sem qualquer observação quanto a sólidos têm 10% em peso de teor de minério de ouro (sólidos).

[00046] Poliacrilato, fosfonato orgânico e poliaspartato mostram bom desempenho de inibição. O desempenho de poliaspartato e fosfonato orgânico diminui com o aumento no teor de sólidos, enquanto o produto de poliacrilato conserva essencialmente o mesmo desempenho de inibição que nos exemplos prévios (17 a 27). Isto indica que o tipo de pasta fluida, composição e quantidade têm um impacto na inibição de incrustação.

Claims

1. Processo de prevenção/inibição/controle de incrustação complexa em operações de mineração, caracterizado pelo fato de que compreende adição a uma pasta fluida de minério aquosa com um teor de sólidos de pelo menos 10% de uma composição de inibição de incrustação em uma quantidade de 5 partes por milhão (ppm) a 300 ppm, em que a composição de inibição de incrustação compreende um componente ativo selecionado do grupo consistindo em: (a) um polímero de carboxilato apresentando a formula

na qual R1 é selecionado do grupo consistindo em sulfonato, sulfato, fosfonato, álcool, 1,1-difenil-hexila, terc-butila, mercaptoetanol, ácido mercaptopropiônico e ácido mercaptoglicólico; R2 é um policarboxilato; e R3 é H ou R1; (b) um poliaminoácido apresentando a fórmula poli(X)mpoli(Y)n na qual X e Y são independentemente selecionados do grupo consistindo em um aminoácido e um sal de um aminoácido, m pode ser de 2 a 60, n pode ser até 60, e a soma de m e n é pelo menos 5; e, sendo que o pH da pasta fluida está abaixo de 9,0 e a incrustação complexa compreende calcário.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pasta fluida de minério compreende um mineral selecionado do grupo consistindo em ouro, alumínio, prata, platina, cobre, níquel, zinco, chumbo, molibdênio, cobalto e combinações dos mesmos.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a pasta fluida de minério compreende de 5 ppm a 300 ppm do componente ativo na composição de inibição de incrustação por fase aquosa.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o polímero de carboxilato apresenta um peso molecular médio de 1.000 gramas/mol a 20.000 gramas/mol e pode ter um peso molecular médio de 2.000 gramas/mol a 12.000 gramas/mol.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o policarboxilato é ácido poliacrílico.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que: X e Y são independentemente selecionados do grupo consistindo em ácido aspártico, ácido glutâmico, lisina, aspartato, glutamato e um sal da lisina; m é 5 a 12; n é até 12; e a soma de m e n é 5 a 12.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o poliaminoácido é ácido poliaspártico.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas de: (a) fornecer um tanque de resfriamento de minério tendo um recipiente, pelo menos uma linha de alimentação e pelo menos uma linha de descarga (5); (b) fornecer uma pasta fluida mineral que compreende minério e uma fase aquosa e com um teor de sólidos de pelo menos 10%; (c) adicionar à pasta fluida de minério uma composição de inibição de incrustação em uma quantidade de 5 partes por milhão (ppm) a 300 ppm, em que a composição de inibição de incrustração compreende pelo menos um componente ativo selecionado de: i. um polímero de carboxilato apresentando a formula

na qual R1 é selecionado do grupo consistindo em um sulfonato, sulfato, fosfonato, um álcool, 1,1-difenil-hexila, terc-butila, mercaptoetanol, ácido mercaptopropiônico e ácido mercaptoglicólico; R2 é um policarboxilato; e R3 é H ou R1; ii. um poliaminoácido apresentando a fórmula poli(X)mpoli(Y)n, na qual X e Y são independentemente selecionados a partir de um aminoácido, m é 2 a 60, n é até 60, e a soma de m e n é pelo menos 5; e sendo que o pH da pasta fluida de minério no recipiente está abaixo de 9,0 e a temperatura do minério entrando no recipiente é de até 550°C ou pode ser de 40°C a 450°C.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a pasta fluida de minério tem um teor de sólidos de 8% a 30% em peso.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a incrustação complexa é calcário.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que a composição de inibição de incrustação é adicionada à pasta fluida de minério em pelo menos uma linha de alimentação, em pelo menos uma linha de descarga (5), no recipiente ou combinações destes.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa do fornecimento de calcina e água em que a água é adicionada à calcina em pelo menos uma alimentação.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas de fornecimento de pelo menos um dispositivo de resfriamento preliminar compreendendo um recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar e fornecimento de água e calcina, em que a água é adicionada à calcina no recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 13, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de adição da composição de inibição de incrustação à pasta fluida de minério no recipiente do dispositivo de resfriamento preliminar, o tubo de alimentação (13) ou combinações destes.

15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de fornecimento de um primeiro resfriamento preliminar e um meio para transportar a pasta fluida de minério do primeiro dispositivo de resfriamento preliminar (10) ao segundo dispositivo de resfriamento preliminar (11) e compreendendo a etapa adicional de adição da composição de inibição de incrustação à pasta fluida de minério no primeiro dispositivo de tanque de resfriamento preliminar (4), o segundo dispositivo de resfriamento preliminar (11), os meios para transportar a pasta fluida de minério do primeiro dispositivo de resfriamento preliminar (10) ao segundo dispositivo de resfriamento preliminar (11) ou combinações destes.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda as etapas de: (a) fornecer pelo menos uma autoclave, pelo menos uma linha de alimentação e pelo menos uma linha de descarga (5); (b) fornecer uma pasta fluida de minério compreendendo minério e uma fase aquosa e com um teor de sólidos de pelo menos 10%; (c) adição à pasta fluida de minério em uma quantidade eficaz de uma composição de inibição de incrustação em uma quantidade de 5 partes por milhão (ppm) a 300 ppm, em que a composição de inibição de incrustração compreende pelo menos um componente ativo selecionado de: i. um polímero de carboxilato apresentando a fórmula R1-CH2-CH (CO2H)-R2-R3 na qual R1 é selecionado do grupo consistindo em um sulfonato, sulfato, fosfonato, um álcool, 1,1-difenil-hexila, terc-butila, mercaptoetanol, ácido mercaptopropiônico e ácido mercaptoglicólico; R2 é um policarboxilato, e R3 é H ou R1; ii. um poliaminoácido apresentando a fórmula poli(X)mpoli(Y)n na qual X e Y é independentemente selecionado a partir de um aminoácido, m é 2 a 60, n é até 60, e a soma de m e n é pelo menos 5; e sendo que o pH da pasta fluida de minério no autoclave está abaixo de 9,0 e a temperatura do minério no autoclave é de até 250°C.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a composição de inibição de incrustação é adicionada à pasta fluida de minério em pelo menos uma linha de alimentação, pelo menos uma linha de descarga (5), a autoclave ou combinações destes.

18. Processo, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa adicional de fornecimento de pelo menos uma torre de aquecimento e pelo menos uma torre de resfriamento e pelo menos um trocador de calor em que a pasta fluida de minério seja transportada de pelo menos uma torre de aquecimento através da linha de alimentação para a autoclave e em seguida pelo menos uma torre de resfriamento e pelo menos um trocador de calor da linha de descarga (5).