BR112020023011A2 - Método para preparar uma suspensão mineral aquosa e suspensão mineral aquosa - Google Patents
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Abstract
a invenção se refere a um método para preparar uma suspensão mineral aquosa a partir de um resíduo aquoso de minério metálico no qual um polímero (p) é introduzido com uma massa molecular mw medida por gpc variando de 2.000 a 20.000 g/ mol e preparado por polimerização de radical de pelo menos um monômero aniônico (m). a invenção também diz respeito à suspensão produzida, cuja viscosidade brookfield é inferior a 1.800 mpa.s ou cujo limite de escoamento é inferior a 80 pa.
Description
[001] A invenção se refere a um método para preparar uma suspensão mineral aquosa a partir de um resíduo aquoso de minério metálico no qual é introduzido um polímero (P) com uma massa molecular Mw, medida por GPC, variando de 2.000 a 20.000 g/ mol e preparado por polimerização de radical de pelo menos um monômero aniônico (M). A invenção também se refere à suspensão produzida cuja viscosidade Brookfield é inferior a 1.800 mPa.s ou cujo limite de fluxo é inferior a 80 Pa.
[002] O método de acordo com a invenção é usado em um processo de mineração envolvendo pelo menos um depósito mineral. Esses métodos de mineração geralmente tornam possível obter pelo menos um metal utilizável de um minério metálico. O minério metálico também compreende um resíduo desse minério metálico. Os métodos de mineração são geralmente implementados usando água como meio de processamento ou transporte do teor de sólidos secos. Portanto, o resíduo de minério metálico é geralmente um resíduo aquoso de minério metálico. Também pode ser uma pasta de resíduo de minério metálico. Também pode ser um resíduo de minério lamacento.
[003] De acordo com a invenção, o resíduo aquoso de minério metálico resulta assim de pelo menos uma etapa em que o metal utilizável ou um derivado do metal utilizável é separado de um minério metálico, em particular um minério metálico produzido por extração mineral. De acordo com a invenção, a fração do minério metálico utilizável é um metal ou vários metais ou um derivado de um metal ou um derivado de vários metais.
[004] Quando se utiliza o método de preparação de acordo com a invenção, uma etapa essencial consiste em adicionar pelo menos um polímero (P) a um resíduo aquoso de minério metálico. Esta etapa, portanto, se refere ao processamento de um resíduo de minério metálico. Não se refere ao processamento do minério metálico utilizável. Esta etapa é, portanto, geralmente usada em um método de mineração que compreende várias etapas para processar o minério metálico e várias etapas para processar o resíduo de minério metálico.
[005] Normalmente, os métodos de mineração compreendem várias etapas para o processamento do minério metálico, várias etapas para o processamento do metal utilizável ou para o processamento do derivado do metal utilizável, bem como várias etapas para o processamento do resíduo de minério metálico.
[006] Um método de mineração normalmente compreende uma ou mais das seguintes etapas: - esmagar o minério metálico, - moer o minério metálico, em particular moagem a seco ou moagem úmida, geralmente em água, - separar, em particular por flotação, o metal utilizável ou um derivado do metal utilizável e o resíduo de minério metálico, particularmente o resíduo aquoso, - purificar ou enriquecer o metal utilizável ou um derivado do metal utilizável, em particular por flotação, - concentrar o resíduo de minério metálico, por exemplo, por filtração, por sedimentação, por gravidade, usando um espessante, por floculação, - separar parcialmente o resíduo aquoso de minério metálico e parte da água, - transportar o resíduo aquoso de minério metálico e - armazenar o resíduo aquoso de minério metálico.
[007] Existem métodos conhecidos para preparar uma suspensão mineral aquosa a partir de um resíduo aquoso de minério metálico, particularmente os métodos usados para processar, transportar ou armazenar esse resíduo.
[008] O documento GB 1414964 refere-se a um método para deflocular um material particulado que consiste em adicionar um copolímero ou um derivado solúvel em água de um copolímero de vinila a uma argamassa do material particulado.
[009] O documento WO 2007-082797 descreve um método para concentrar uma suspensão aquosa de partículas sólidas combinando o uso de um polímero floculante e o uso de radiação ou de agentes radicais, agentes oxidantes ou enzimas.
[0010] O documento WO 2017-097799 divulga um método para processar um efluente aquoso resultante de operações de mineração de areias petrolíferas que compreende a adição de um agente dispersante sulfonado e, em seguida, a adição de um agente floculante.
[0011] O documento WO 00-43317 descreve o uso de um composto modificador de viscosidade em um espessante de pasta no qual este composto é incorporado em um espessante de uma maneira específica.
[0012] Para facilitar o seu manuseio, as suspensões conhecidas possuem tipicamente um menor teor de sólidos. Na verdade, adicionar água pode ajudar a diminuir a viscosidade ou o limite de fluxo dessas suspensões.
[0013] No entanto, a adição de água leva a problemas com o consumo de água, consumo de energia ou mesmo problemas com a organização e armazenamento dos resíduos aquosos de minério metálico.
[0014] É, portanto, importante ter métodos para preparar uma suspensão mineral aquosa a partir de um resíduo aquoso de minério metálico com um alto teor de sólidos secos.
[0015] É também importante ter tais métodos que tornem possível preparar suspensões estáveis, em particular com teores elevados de sólidos secos. Do mesmo modo, é importante dispor de métodos que possibilitem a preparação de suspensões que são estáveis e nas quais as partículas com teor de sólidos secos tenham uma distribuição de tamanho de partícula que seja relativamente grosseira ou não muito uniforme.
[0016] A compatibilidade com os vários constituintes de suspensões minerais aquosas preparadas a partir de um resíduo aquoso de minério metálico também é uma propriedade importante a se procurar, em particular compatibilidade com um agente de floculação que pode ser usado para processar resíduo aquoso de minério metálico, em particular compatibilidade com uma poliacrilamida ou um derivado de poliacrilamida.
[0017] Da mesma forma, é importante ser capaz de controlar a viscosidade de suspensões minerais aquosas preparadas a partir de um derivado de mineração, em particular para facilitar seu bombeamento, agitação ou transporte.
[0018] Além disso, é importante ter métodos que tornem possível controlar o limite de fluxo do resíduo aquoso de minério metálico.
[0019] É particularmente importante conferir a um resíduo aquoso de minério metálico um limite de fluxo com um valor limite mínimo que possibilite eliminar ou reduzir o risco de sedimentação da porção sólida do resíduo caso não haja cisalhamento ou se houver leve cisalhamento.
[0020] A redução do consumo de água no processamento de resíduos aquosos de minério metálico também deve ser buscada.
[0021] A recuperação ou reciclagem de água durante as várias etapas dos métodos de mineração também deve ser preferida.
[0022] Tanto a quantidade de água que é separada ou reciclada quanto a qualidade da água separada ou reciclada devem ser buscadas.
[0023] Também é importante ser capaz de controlar o comportamento das suspensões minerais aquosas preparadas a partir de um resíduo aquoso de minério metálico, a fim de evitar problemas com o equipamento de processamento, armazenamento ou transporte. Na verdade, este equipamento pode ser danificado, emperrado ou entupido se houver um desvio ou falta de controle da viscosidade ou do limite de fluxo de uma suspensão mineral preparada a partir de um resíduo aquoso de minério metálico.
[0024] Existe, portanto, uma necessidade de métodos melhorados para preparar uma suspensão mineral aquosa a partir de um resíduo aquoso de minério metálico.
[0025] O método de acordo com a invenção fornece uma solução para todos ou parte dos problemas com os métodos usados no estado da técnica para preparar uma suspensão mineral aquosa a partir de um resíduo aquoso de minério metálico.
[0026] Assim, a invenção fornece um método para a preparação de uma suspensão mineral aquosa com um teor de sólidos secos superior a 40% em peso da suspensão e tendo pelo menos uma propriedade escolhida a partir de: - uma viscosidade Brookfield, medida a 100 rpm e a 25 °C, inferior a 1.800 mPa.s, - um limite de fluxo, medido a uma temperatura de 25 °C usando um reômetro com cisalhamento imposto, equipado com um fuso laminado, para uma determinada carga de torção, de menos que 80 Pa e - uma viscosidade Brookfield, medida a 100 rpm e a 25 °C, inferior a 1.800 mPa.s e um limite de fluxo, medido a uma temperatura de 25 °C usando um reômetro com cisalhamento imposto, equipado com um fuso laminado, para uma determinada carga de torção, de menos de 80 Pa, compreendendo a adição, em um resíduo aquoso de minério metálico, de pelo menos um polímero (P) com uma massa molecular Mw, medida por GPC, variando de 2.000 a 20.000 g/ mol e preparado por pelo menos uma reação de polimerização de radical, a uma temperatura superior a 50 °C, de pelo menos um monômero aniônico (M) compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e pelo menos um grupo de ácido carboxílico ou um de seus sais, na presença de pelo menos um composto gerador de radical escolhido a partir de peróxido de hidrogênio, peróxido de benzoíla, peróxido de acetila, peróxido de laurila, hidroperóxido de terc-butila, hidroperóxido de cumeno, persulfato de amônio, um persulfato de metal alcalino, de preferência persulfato de sódio ou persulfato de potássio, um composto azo como 2,2’- azobis(2-(4,5-dihidroimidazolil)propano, dicloridrato de 2,2’-azobis(2- metilpropionamidina), diazo-valeronitrila, ácido 4,4’-azobis-(4-cianovalérico), AZDN ou 2,2’-azobisisobutironitrila e suas respectivas combinações ou associações com um íon escolhido a partir de FeII, FeIII, CuI, CuII e misturas dos mesmos.
[0027] O método de acordo com a invenção permite portanto controlar as propriedades essenciais da suspensão aquosa preparada. Este método torna possível controlar a viscosidade Brookfield e o limite de fluxo da suspensão preparada.
[0028] De acordo com a invenção, a viscosidade Brookfield é medida a 100 rpm e a 25 °C, por exemplo, usando um reômetro Brookfield DV3T.
A viscosidade Brookfield da suspensão preparada é inferior a 1.800 mPa.s. De preferência, o método de acordo com a invenção torna possível preparar uma suspensão com uma viscosidade inferior a 1.500 mPa.s ou inferior a 1.200 mPa.s. Mais preferencialmente, a viscosidade é inferior a 1.000 mPa.s ou inferior a 900 mPa.s. Muito mais preferencialmente, a viscosidade é inferior a 800 mPa.s ou inferior a 700 mPa.s ou ainda inferior a 500 mPa.s.
[0029] De forma particularmente vantajosa, o método de acordo com a invenção permite controlar, em particular baixar, o limite de fluxo do resíduo aquoso de minério metálico em relação ao limite de fluxo do resíduo aquoso de minério metálico que não compreende nenhum polímero (P).
[0030] De acordo com a invenção, o limite de fluxo, que caracteriza a resistência ao fluxo, é medido em uma amostra de uma suspensão mineral aquosa, particularmente de um resíduo aquoso de minério metálico. O limite de fluxo é o cisalhamento que deve ser aplicado a uma suspensão para fazer com que ela flua. Se o cisalhamento for insuficiente, a suspensão se deforma elasticamente, enquanto se o cisalhamento for suficiente, a suspensão pode fluir como um líquido.
[0031] De acordo com a invenção, o limite de fluxo expresso em Pascal (Pa) é medido a uma temperatura de 25 °C usando um reômetro Brookfield DV3T com cisalhamento imposto, equipado com um fuso adequado com lâminas. Sem destruir a estrutura subjacente, o fuso laminado é imerso no material até a primeira marca de imersão. Após um tempo de espera de cinco minutos, a medição é realizada sem pré-cisalhamento a uma velocidade de 0,5 rpm. Esta velocidade relativamente baixa é preferida de modo a minimizar o efeito de inércia do fuso laminado. A variação da carga de torção medida pelo instrumento para manter uma velocidade de rotação de 0,5 rpm é rastreada ao longo do tempo. O valor do limite de fluxo ou limiar de fluxo do resíduo aquoso é indicado pelo instrumento quando esta variação torna-se zero.
[0032] De acordo com a invenção, o limite de fluxo é medido a uma temperatura de 25 °C usando um reômetro com cisalhamento imposto, equipado com um fuso laminado, para uma determinada carga de torção. O limite de fluxo da suspensão preparada é inferior a 80 Pa. De preferência, o método de acordo com a invenção torna possível preparar uma suspensão que tem um limite de fluxo inferior a 70 Pa ou inferior a 60 Pa. Mais preferencialmente, o limite de fluxo é inferior a 50 Pa ou inferior a 40 Pa. Mais preferencialmente, o limite de fluxo é inferior a 30 Pa ou inferior a 20 Pa.
[0033] Também preferencialmente, o método de acordo com a invenção torna possível preparar uma suspensão que tem um limite de fluxo superior a 10 Pa. Mais preferencialmente, o limite de fluxo é superior a 12 Pa.
Ainda mais preferencialmente, o limite de fluxo é superior a 15 Pa.
[0034] Assim, o limite de fluxo é superior a 10 Pa, de preferência superior a 12 Pa, mais preferencialmente superior a 15 Pa e inferior a 70 Pa ou inferior a 60 Pa, preferencialmente inferior a 50 Pa ou inferior a 40 Pa, mais preferencialmente inferior a 30 Pa ou inferior a 20 Pa.
[0035] De preferência, o limite de fluxo da suspensão de acordo com a invenção varia de 10 a 80 Pa, ou a 70 Pa, a 60 Pa, a 50 Pa, a 40 Pa, a 30 Pa ou a 20 Pa. Também preferencialmente, o limite de fluxo da suspensão de acordo com a invenção varia de 12 a 80 Pa, ou a 70 Pa, a 60 Pa, a 50 Pa, a 40 Pa, a 30 Pa ou a 20 Pa. Também preferencialmente, o limite de fluxo da suspensão de acordo com a invenção varia de 15 a 80 Pa, ou a 70 Pa, a 60 Pa, a 50 Pa, a 40 Pa, a 30 Pa ou a 20 Pa.
[0036] O método de acordo com a invenção torna possível controlar a reologia da suspensão preparada para um teor de sólidos secos superior a 40% em peso da suspensão. De preferência, o método de acordo com a invenção permite preparar uma suspensão com um teor de sólidos secos superior a 50% em peso ou 55% em peso. Mais preferencialmente, o método de acordo com a invenção permite preparar uma suspensão com um teor de sólidos secos superior a 60% em peso ou superior a 65% em peso. Muito mais preferencialmente, o método de acordo com a invenção permite preparar uma suspensão com um teor de sólidos secos superior a 70% em peso ou superior a 75% em peso.
[0037] De acordo com a invenção, a quantidade de polímero (P) usada pode variar amplamente. De preferência, de acordo com a invenção, a suspensão preparada compreende de 0,01 a 2% em peso ou de 0,01 a 1,8% ou de 0,01 a 1,5% de polímero (P) (seco/ seco em relação ao resíduo de minério).
Mais preferencialmente, a suspensão preparada compreende de 0,01 a 1,2% ou de 0,01 a 1% ou de 0,02 a 0,8% ou de 0,03 a 0,5% ou de 0,04 a 0,25% ou de 0,04 a 0,15% em peso de polímero (P) (seco/ seco em relação ao resíduo de minério).
[0038] O método de acordo com a invenção pode usar um ou mais polímeros (P). De preferência, a suspensão assim preparada compreende um, dois ou três polímeros (P) diferentes. O método de acordo com a invenção também pode compreender a adição adicional de pelo menos um composto escolhido a partir de um derivado de lignosulfonato, um silicato, um polissacarídeo não modificado e um polissacarídeo modificado.
[0039] O método de acordo com a invenção compreende a adição de pelo menos um polímero (P) a um resíduo de minério mineral aquoso. De preferência, o minério metálico não é um minério de alumínio. Também preferencialmente de acordo com a invenção, o minério metálico é escolhido a partir de minérios de lítio, estrôncio, lantanídeo, actinídeo, urânio, terra rara, titânio, zircônio, vanádio, nióbio, cromo, molibdênio, tungstênio, manganês, ferro, cobalto, ródio, irídio, níquel, paládio, platina, cobre, prata, ouro, zinco, cádmio, estanho e chumbo. Mais preferencialmente de acordo com a invenção, o minério metálico é escolhido a partir de minérios de urânio, molibdênio, manganês, ferro, cobalto, níquel, cobre, prata e ouro. Muito mais preferencialmente, é um minério de cobre. Também pode ser um derivado de vários metais utilizáveis, incluindo cobre, zinco e cobalto.
[0040] De acordo com a invenção, o minério metálico compreende pelo menos um metal utilizável ou pelo menos um derivado de metal utilizável obtido pela separação de todo ou parte do resíduo do minério metálico. De preferência, de acordo com a invenção, o minério metálico compreende um óxido de metal, um sulfureto de metal ou um carbonato de metal.
[0041] De acordo com a invenção, o resíduo de minério metálico pode compreender uma certa quantidade residual de metal. Particularmente, o resíduo de minério metálico pode compreender uma quantidade residual de metal de menos de 2.000 g por tonelada (seco/ seco) em relação à quantidade de resíduo de minério metálico. Esta quantidade de metal no resíduo de minério metálico pode variar tipicamente de 10 a 2.000 g por tonelada (seco/ seco) ou de 10 a 1.000 g por tonelada (seco/ seco), em relação à quantidade de resíduo de minério metálico.
[0042] Ao usar o método de acordo com a invenção, o polímero (P) pode ser adicionado durante uma ou várias etapas no processo de mineração, em particular durante uma ou várias das etapas de processamento de resíduos de minério metálico, como bombeamento, floculação, concentração, transporte ou armazenamento do resíduo de minério metálico, particularmente o resíduo aquoso de minério metálico.
[0043] De acordo com a invenção, durante uma etapa de concentração do resíduo aquoso de minério metálico de acordo com a invenção, a concentração do resíduo aquoso de minério metálico é significativamente aumentada. De preferência, a concentração do resíduo aquoso de minério metálico é aumentada de 10 a 40% em peso ou de 20 a 40% em peso ou de 10 a 50% em peso ou de 20 a 50% em peso. Também preferencialmente, a concentração do resíduo aquoso de minério metálico é aumentada de 10 a 70% em peso ou de 20 a 70% em peso ou de 10 a 60% em peso ou de 20 a 60% em peso.
[0044] De preferência, de acordo com a invenção, o polímero (P) é adicionado: - antes de uma etapa de bombeamento do resíduo aquoso de minério metálico, em particular usando uma bomba escolhida a partir de uma bomba centrífuga, uma bomba peristáltica, uma bomba de deslocamento positivo, uma bomba de ar comprimido, uma bomba de diafragma, uma bomba rotativa ou - durante uma etapa de bombeamento do resíduo aquoso de minério metálico, em particular usando uma bomba escolhida a partir de uma bomba centrífuga, uma bomba peristáltica, uma bomba de deslocamento positivo, uma bomba de ar comprimido, uma bomba de diafragma, uma bomba rotativa ou - após uma etapa de bombeamento do resíduo aquoso de minério metálico, em particular usando uma bomba escolhida a partir de uma bomba centrífuga, uma bomba peristáltica, uma bomba de deslocamento positivo, uma bomba de ar comprimido, uma bomba de diafragma, uma bomba rotativa.
[0045] Também preferencialmente de acordo com a invenção, o polímero (P) é adicionado: - antes de uma etapa de floculação do resíduo aquoso de minério metálico, por exemplo, usando uma poliacrilamida ou um derivado de poliacrilamida ou - durante uma etapa de floculação do resíduo aquoso de minério metálico, por exemplo, usando uma poliacrilamida ou um derivado de poliacrilamida, tal como alquileno bis-acrilamida, particularmente etileno bis- acrilamida ou - após uma etapa de floculação do resíduo aquoso de minério metálico, por exemplo, usando uma poliacrilamida ou um derivado de poliacrilamida como alquileno bis-acrilamida, particularmente etileno bis- acrilamida.
[0046] Também preferencialmente de acordo com a invenção, o polímero (P) é adicionado: - antes de uma etapa de concentração do resíduo aquoso de minério metálico, em particular por concentração gravimétrica, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por concentração densimétrica, para exemplo usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por filtração, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um filtro, um filtro prensa, um filtro rotativo ou - durante uma etapa de concentração do resíduo aquoso de minério metálico, em particular por concentração gravimétrica, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por concentração densimétrica, por exemplo usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por filtração, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um filtro, um filtro prensa, um filtro rotativo ou - após uma etapa de concentração do resíduo aquoso de minério metálico, em particular por concentração gravimétrica, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por concentração densimétrica, por exemplo usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por filtração, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um filtro, um filtro prensa, um filtro rotativo.
[0047] Também preferencialmente de acordo com a invenção, o polímero (P) é adicionado antes de uma etapa de transporte do resíduo aquoso de minério metálico, em particular o transporte usando um tubo aberto, um tubo fechado ou um duto.
[0048] Também preferencialmente de acordo com a invenção, o polímero (P) é adicionado antes de uma etapa de armazenamento do resíduo aquoso de minério metálico ou durante uma etapa de armazenamento do resíduo aquoso de minério metálico.
[0049] Particularmente preferencialmente de acordo com a invenção, o polímero (P) é adicionado: - antes de uma etapa de bombeamento do resíduo aquoso de minério metálico, em particular usando uma bomba escolhida a partir de uma bomba centrífuga, uma bomba peristáltica, uma bomba de deslocamento positivo, uma bomba de ar comprimido, uma bomba de diafragma, uma bomba rotativa ou - durante uma etapa de bombeamento do resíduo aquoso de minério metálico, em particular usando uma bomba escolhida a partir de uma bomba centrífuga, uma bomba peristáltica, uma bomba de deslocamento positivo, uma bomba de ar comprimido, uma bomba de diafragma, uma bomba rotativa ou - após uma etapa de concentração do resíduo aquoso de minério metálico, em particular por concentração gravimétrica, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por concentração densimétrica, por exemplo usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por filtração, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um filtro, um filtro prensa, um filtro rotativo ou - antes de uma etapa de transporte do resíduo aquoso de minério metálico, em particular o transporte por meio de um tubo aberto, um tubo fechado ou um duto.
[0050] Ainda mais particularmente de preferência de acordo com a invenção, o polímero (P) é adicionado: - antes de uma etapa de bombeamento do resíduo aquoso de minério metálico, em particular usando uma bomba escolhida a partir de uma bomba centrífuga, uma bomba peristáltica, uma bomba de deslocamento positivo ou - durante uma etapa de bombeamento do resíduo aquoso de minério metálico, em particular usando uma bomba escolhida a partir de uma bomba centrífuga, uma bomba peristáltica, uma bomba de deslocamento positivo, uma bomba de ar comprimido, uma bomba de diafragma, uma bomba rotativa ou - após uma etapa de concentração do resíduo aquoso de minério metálico, em particular por concentração gravimétrica, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou - antes de uma etapa de transporte do resíduo aquoso de minério metálico, em particular o transporte por meio de um tubo fechado ou duto.
[0051] O método de acordo com a invenção usa pelo menos um polímero particular (P). É preparado por uma reação de polimerização na presença de pelo menos um composto gerador de radical escolhido a partir de peróxido de hidrogênio, peróxido de benzoíla, peróxido de acetila, peróxido de laurila, hidroperóxido de terc-butila, hidroperóxido de cumeno, persulfato de amônio, um persulfato de metal alcalino, de preferência persulfato de sódio ou persulfato de potássio, um composto azo tal como 2,2’-azobis(2-(4,5-
dihidroimidazolil)propano, dicloridrato de 2,2’-azobis(2-metilpropionamidina), diazo-valeronitrila, ácido 4,4’-azobis-(4-cianovalérico), AZDN ou 2,2’- azobisisobutironitrila, e suas respectivas combinações ou associações com um íon escolhido a partir de FeII, FeIII, CuI, CuII e misturas dos mesmos. De preferência, esta reação de polimerização não usa peróxido de benzoíla.
[0052] Além deste composto gerador de radical, a reação de polimerização pode ser realizada na presença de pelo menos um composto compreendendo fósforo no estado de oxidação I, de preferência um composto escolhido a partir de ácido hipofosforoso (H3PO2) e um derivado de ácido hipofosforoso (H3PO2), de preferência um composto compreendendo pelo menos um íon hipofosfito (H2PO2-), mais preferencialmente um composto escolhido a partir de hipofosfito de sódio (H2PO2Na), hipofosfito de potássio (H2PO2K), hipofosfito de cálcio ([H2PO2]2Ca) e misturas dos mesmos.
[0053] Da mesma forma, a reação de polimerização pode ser realizada na presença de pelo menos um composto compreendendo fósforo no estado de oxidação III, de preferência um composto escolhido a partir de ácido fosforoso e um derivado de ácido fosforoso, mais preferencialmente um composto compreendendo pelo menos um íon fosfito, em particular, um composto escolhido a partir de fosfito de sódio, fosfito de cálcio, fosfito de potássio, fosfito de amônio e combinações dos mesmos.
[0054] A reação de polimerização também pode ser realizada na presença de pelo menos um composto compreendendo um íon bissulfito, de preferência um composto escolhido a partir de bissulfito de amônio, um bissulfito de metal alcalino, em particular bissulfito de sódio, bissulfito de potássio, bissulfito de cálcio, bissulfito de magnésio e combinações dos mesmos.
[0055] A reação de polimerização também pode ser realizada na presença de 0,05 a 5% em peso, em relação à quantidade total de monômeros, de pelo menos um composto escolhido a partir de um derivado de xantato, um composto de mercaptano e um composto de fórmula (I):
XOOC S S COOX (I) em que: - X representa independentemente H, Na ou K e - R representa, independentemente, um grupo alquilo C1-C5, de preferência um grupo metila; particularmente um composto de fórmula (I) que é o tritiocarbonato diisopropionato dissódico (DPTTC).
[0056] De acordo com a invenção, a reação de polimerização é realizada a uma temperatura superior a 50 °C. De preferência, a reação de polimerização é realizada a uma temperatura variando de 50 a 98 °C ou de 50 a 95 °C ou de 50 a 85 °C. Uma temperatura mais elevada, em particular acima de 100 °C, pode ser usada ajustando a pressão do meio de reação para evitar a evaporação.
[0057] De preferência, a reação de polimerização é realizada em água. Também pode ser realizada em um solvente, sozinho ou misturado com água, em particular um solvente alcoólico, em particular álcool isopropílico. Mais preferencialmente, é realizada em água.
[0058] Vantajosamente, o polímero (P) utilizado de acordo com a invenção tem uma massa molecular Mw, medida por GPC, variando de 2.200 a
10.000 g/ mol. De preferência, o polímero (P) utilizado de acordo com a invenção tem uma massa molecular Mw variando de 2.400 a 9.500 g/ mol ou de 2.400 a
8.000 g/ mol, mais preferencialmente de 2.400 a 6.500 g/ mol. O polímero (P) utilizado de acordo com a invenção não é portanto um agente floculante.
[0059] De acordo com a invenção, a massa molecular Mw dos copolímeros é determinada por Cromatografia de Permeação em Gel (GPC).
Esta técnica usa um aparelho de cromatografia líquida Waters equipado com um detector. Este detector é um detector de índice refrativo Waters. Este aparelho de cromatografia líquida é equipado com uma coluna de exclusão estérica para separar os vários pesos moleculares dos copolímeros estudados. A fase de eluição líquida é uma fase aquosa ajustada para pH 9,00 usando hidróxido de sódio a 1 N contendo 0,05 M de NaHCO3, 0,1 M de NaNO3, 0,02 M de trietanolamina e 0,03% de NaN3.
[0060] De acordo com uma primeira etapa, a solução de copolímero é diluída para 0,9% em peso seco no solvente de dissolução do GPC, o que corresponde à fase de eluição líquida do GPC à qual é adicionado 0,04% de dimetil formamida que atua como um marcador de taxa de fluxo ou padrão interno. Em seguida, ele é filtrado usando um filtro de 0,2 µm. Em seguida, 100 µL são injetados no instrumento de cromatografia (eluente: uma fase aquosa ajustada para pH 9,00 por hidróxido de sódio a 1N contendo 0,05 M de NaHCO3, 0,1 M de NaNO3, 0,02 M de trietanolamina e 0,03% de NaN3). O aparelho de cromatografia líquida possui uma bomba isocrática (Waters 515), cuja taxa de fluxo é ajustada em 0,8 mL/ min. O instrumento de cromatografia também compreende um forno que compreende o seguinte sistema de colunas em série: uma pré-coluna Waters Ultrahydrogel Guard de 6 cm de comprimento e 40 mm de diâmetro interno e uma coluna linear Waters Ultrahydrogel de 30 cm de comprimento e 7,8 mm de diâmetro interno. O sistema de detecção é compreendido por um detector de índice de refração Waters 410 RI. O forno é aquecido a 60 °C e o refratômetro é aquecido a 45 °C.
[0061] O instrumento de cromatografia é calibrado usando padrões de poliacrilato de sódio em pó de diferentes massas moleculares certificados pelo fornecedor: Polymer Standards Service ou American Polymers Standards Corporation (massa molecular variando de 900 a 2,25 x 106 g/ mol e índice de polimolecularidade variando de 1,4 a 1,8).
[0062] O polímero (P) utilizado de acordo com a invenção pode ser neutralizado total ou parcialmente, em particular no final da reação de polimerização. De acordo com a invenção, a neutralização do polímero é realizada por neutralização ou salificação da totalidade ou de parte dos grupos de ácido carboxílico presentes no polímero. De preferência, esta neutralização é realizada usando uma base, por exemplo, usando um derivado de um metal alcalino ou um derivado de um metal alcalino-terroso.
[0063] As bases preferidas são escolhidas a partir de CaO, ZnO, MgO, NaOH, KOH, NH4OH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, monoisopropilamina, trietanolamina, triisopropilamina, 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP), trietilamina, dietilamina, monoetilamina. Particularmente de preferência, a neutralização é realizada usando MgO, NaOH, KOH, Ca(OH)2, Mg(OH)2, sozinhos ou em combinação.
[0064] De acordo com a invenção, a reação de polimerização usa pelo menos um monômero aniônico (M) compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e pelo menos um grupo de ácido carboxílico ou um de seus sais.
[0065] De preferência, o monômero aniônico (M) compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável compreende um ou dois grupos de ácido carboxílico, particularmente um único grupo de ácido carboxílico. Mais preferencialmente, é escolhido a partir de ácido acrílico, ácido metacrílico, um sal de ácido acrílico, um sal de ácido metacrílico e misturas dos mesmos, muito mais preferencialmente ácido acrílico.
[0066] De preferência, a reação de polimerização usa 100% em peso de monômero aniônico (M) ou de 70% a 99,5% em peso de monômero aniônico (M) e de 0,5% a 30% em peso de pelo menos um outro monômero.
[0067] Vantajosamente, a reação de polimerização também pode usar pelo menos um outro monômero escolhido a partir de: - outro monômero aniônico, de preferência um monômero escolhido a partir de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido maleico, anidrido maleico e misturas dos mesmos,
- ácido 2-acrilamido-2-metilpropanossulfônico, um sal de ácido 2-acrilamido-2-metilpropanossulfônico, ácido 2-
(metacriloiloxi)etanossulfônico, um sal de ácido 2-
(metacriloiloxi)etanossulfônico, sulfonato de metalil sódico, sulfonato de estireno e combinações ou misturas dos mesmos,
- um monômero não iônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável, de preferência pelo menos uma insaturação etilênica polimerizável e, em particular, um grupo vinil polimerizável, mais preferencialmente um monômero não iônico escolhido a partir de estireno, vinil caprolactama, os ésteres de um ácido compreendendo em menos um grupo ácido monocarboxílico, em particular um éster de um ácido escolhido a partir de ácido acrílico, ácido metacrílico e misturas dos mesmos, por exemplo, acrilato de hidroxietila, acrilato de hidroxipropila, metacrilato de hidroxietila, metacrilato de hidroxipropila, acrilato de alquila, em particular acrilato de alquila C1-C10,
preferencialmente acrilato de alquila C1-C4, mais preferencialmente acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de n-propila, acrilato de isopropila, acrilato de isobutila, acrilato de n-butila, metacrilato de alquila, em particular metacrilato de alquila C1-C10, preferencialmente metacrilato de alquila C1-C4, mais preferencialmente metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de n-
propila, metacrilato de isopropila, metacrilato de isobutila, metacrilato de n-butila,
acrilato de arila, de preferência acrilato de fenila, acrilato de benzila, acrilato de fenoxietila, metacrilato de arila, preferencialmente metacrilato de fenila,
metacrilato de benzila, metacrilato de fenoxietila e
- um monômero de fórmula (II):
(II) em que: - R1 e R2, idênticos ou diferentes, representam independentemente H ou CH3, - L1 representa, independentemente, um grupo escolhido a partir de C(O), CH2, CH2-CH2 e O-CH2-CH2-CH2-CH2, - L2 representa independentemente um grupo escolhido a partir de (CH2-CH2O)x, (CH2CH(CH3)O)y, (CH(CH3)CH2O)z e combinações dos mesmos e - x, y e z, idênticos ou diferentes, representam independentemente um número inteiro ou decimal compreendido em um intervalo de 0 a 150 e a soma de x + y + z está compreendida em um intervalo de 10 a 150.
[0068] Particularmente de preferência, o monômero de fórmula (II) é tal que: - R1 representa CH3, - R2 representa H, - L1 representa um grupo C(O), - L2 independentemente representa uma combinação de grupos escolhidos a partir de (CH2-CH2O)x, (CH2CH(CH3)O)y, (CH(CH3)CH2O)z e - x, y e z, idênticos ou diferentes, representam independentemente um número inteiro ou decimal compreendido em um intervalo de 0 a 150 e a soma de x + y + z está compreendida em um intervalo de 10 a 150.
[0069] De preferência, o polímero (P) utilizado de acordo com a invenção é um polímero não sulfonado.
[0070] Ao preparar o polímero (P) utilizado de acordo com a invenção, uma etapa de separação também pode ser realizada.
[0071] De acordo com a invenção, a separação pode ser realizada após a neutralização total ou parcial do polímero (P).
[0072] Também pode ser realizado antes da neutralização do polímero (P).
[0073] A solução aquosa do polímero totalmente ou parcialmente neutralizado (P) pode ser processada usando os métodos de divisão estática ou dinâmica conhecidos como tal.
[0074] Para tal, podem ser utilizados um ou mais solventes polares do grupo constituído nomeadamente por metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, butanol, acetona e tetrahidrofurano, resultando assim em uma separação em duas fases.
[0075] Durante a separação, a fase menos densa contém a maior fração do solvente polar e a fração de polímeros com baixo peso molecular, e a fase aquosa mais densa contém a fração de polímeros com maior peso molecular.
[0076] A temperatura na qual a seleção da fração de polímero é processada pode influenciar o coeficiente de partição. Está tipicamente compreendida na faixa de 10 a 80 °C, de preferência de 20 a 60 °C. Durante a separação, é importante controlar a proporção das quantidades de água de diluição e solventes polares.
[0077] Ao usar um método de separação dinâmica, por exemplo, centrifugação, as proporções das frações extraídas normalmente dependem das condições de centrifugação. A seleção da fração dos polímeros também pode ser melhorada pelo reprocessamento da fase aquosa mais densa usando uma nova quantidade de solvente polar, que pode ser diferente. Também pode ser uma mistura de solventes polares. Por último, a fase líquida obtida após o processamento pode ser destilada para eliminar o(s) solvente(s) usado(s) no processamento.
[0078] O método de preparação de acordo com a invenção permite preparar uma suspensão de resíduo aquoso de minério metálico compreendendo pelo menos um polímero (P) que apresenta propriedades particularmente vantajosas, em particular propriedades reológicas que são particularmente vantajosas.
[0079] Assim, a invenção também fornece um método para preparar uma suspensão mineral aquosa com um teor de sólidos secos que é superior a 50% em peso da suspensão e tendo pelo menos uma propriedade escolhida a partir de: - uma viscosidade Brookfield, medida a 100 rpm e a 25 °C, inferior a 1.800 mPa.s, - um limite de fluxo medido a uma temperatura de 25 °C usando um reômetro com cisalhamento imposto, equipado com um fuso laminado, para uma determinada carga de torção, de menos que 80 Pa e - uma viscosidade Brookfield, medida a 100 rpm e a 25 °C, inferior a 1.800 mPa.s e um limite de fluxo, medido a uma temperatura de 25 °C usando um reômetro com cisalhamento imposto, equipado com um fuso laminado, para uma determinada carga de torção, de menos que 80 Pa, compreendendo um resíduo aquoso de minério metálico e pelo menos um polímero (P) com uma massa molecular Mw, medida por GPC, variando de 2.000 a 20.000 g/ mol e preparada por reação de polimerização de radical, a uma temperatura superior a 50 °C, de pelo menos um monômero aniônico (M) compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e pelo menos um grupo de ácido carboxílico ou um de seus sais, na presença de pelo menos um composto gerador de radical escolhido a partir de peróxido de hidrogênio, peróxido de benzoíla, peróxido de acetila, peróxido de laurila, hidroperóxido de terc-butila, hidroperóxido de cumeno, persulfato de amônio, um persulfato de metal alcalino, de preferência persulfato de sódio ou persulfato de potássio, um composto azo como 2,2’-azobis(2-(4,5- dihidroimidazolil)propano, dicloridrato de 2,2’-azobis(2-metilpropionamidina), diazo-valeronitrila, ácido 4,4’-azobis-(4-cianovalérico), AZDN ou 2,2’- azobisisobutironitrila e suas respectivas combinações ou associações com um íon escolhido a partir de FeII, FeIII, CuI, CuII e misturas dos mesmos.
[0080] As características particulares, vantajosas ou preferidas do método de acordo com a invenção definem suspensões de acordo com a invenção que são também particulares, vantajosas ou preferidas.
[0081] Os exemplos seguintes ilustram os vários aspectos da invenção.
[0082] Os polímeros usados no método de acordo com a invenção são preparados.
[0083] O polímero (P1) é preparado colocando 156 g de água e 0,013 g de sulfato de ferro heptahidratado em um reator de vidro de um litro com agitação mecânica e aquecimento em banho de óleo.
[0084] Usando uma bomba doseadora, 271 g de ácido acrílico a 100% em peso são pesados para um béquer de 500 mL.
[0085] Usando uma bomba doseadora, 3,3 g de persulfato diluído com 15 g de água são pesados em um tubo de ensaio de 20 mL.
[0086] Usando uma bomba doseadora, 115 g de bissulfito de sódio a 40% em peso são pesados em um tubo de ensaio de 200 mL.
[0087] O reator é aquecido a 80 °C.
[0088] 30% da solução de persulfato é injetada rapidamente e, em seguida, o restante desta solução, o ácido acrílico e a solução de bissulfito são injetados em paralelo em: - 3 h para o ácido acrílico e
- 3,5 h para o persulfato e o bissulfito.
[0089] O meio de reação é mantido a 80 °C.
[0090] O meio é então tratado termicamente por 30 minutos com uma solução de 0,3 g de persulfato em 4 g de água e 4,5 g de peróxido de hidrogênio a 130 V.
[0091] Por último, as bombas são enxaguadas com água.
[0092] O meio é aquecido novamente por 60 min a 80 °C.
[0093] A solução é então neutralizada com 50% em peso de hidróxido de sódio em água até atingir pH 8 e então diluída para um teor de sólidos de 42% em peso. Obtém-se o polímero (P1), com massa molecular Mw, medida por GPC, de 2.500 g/ mol.
[0094] O polímero (P2) é preparado colocando 212 g de água e 0,08 g de sulfato de ferro heptahidratado em um reator de vidro de um litro com agitação mecânica e aquecimento em banho de óleo.
[0095] Usando uma bomba doseadora, 303 g de ácido acrílico a 100% em peso e 15 g de água são pesados em um béquer de 500 mL.
[0096] Usando uma bomba doseadora, 25,6 g de hipofosfito de sódio monohidratado diluído com 30 g de água são pesados em um tubo de ensaio de 100 mL.
[0097] Usando uma bomba doseadora, 21 g de peróxido de hidrogênio a 130 V e 35 g de água são pesados em um tubo de ensaio de 100 mL.
[0098] O reator é aquecido a 95 °C e o monômero, a solução de hipofosfito e a solução de peróxido de hidrogênio são adicionados em paralelo em 120 min enquanto se mantém a temperatura do meio de reação a 95 °C.
[0099] Por último, as bombas são enxaguadas com água.
[00100] O meio é aquecido novamente por 60 min a 95 °C.
[00101] A solução é então neutralizada com 50% em peso de hidróxido de sódio em água até atingir pH 8 e então diluída para um teor de sólidos de 42% em peso. Obtém-se o polímero (P2), com massa molecular, medida por GPC, de 4.500 g/ mol.
[00102] A matéria-prima utilizada para esta série de testes é um resíduo aquoso de minério metálico de uma mina de cobre chilena localizada no norte do país. É um resíduo resultante da separação do minério contendo o metal aproveitável da rocha extraída da mina.
[00103] Este resíduo aquoso de minério de cobre está na forma de uma suspensão à base de água.
[00104] Várias medidas foram tomadas previamente no resíduo aquoso na ausência do polímero de acordo com a invenção: - distribuição de tamanho de partícula usando um granulômetro a laser Mastersizer 2000 (Malvern), - teor de sólidos usando uma balança seca Mettler-Toledo, - Viscosidade Brookfield a 100 rpm usando um viscosímetro Brookfield DV3T com um fuso adequado, - valor de limite de fluxo usando um viscosímetro Brookfield DV3T usando um módulo alado e - velocidade de fluxo usando um viscosímetro No. 4 Ford Cup.
[00105] A distribuição do tamanho de partícula por volume mostra a presença de múltiplas populações de partículas com diferentes tamanhos: D(0,1) = 1,6 µm, D(0,5) = 25 µm, D(0,84) = 195 µm, D(0,9) = 252 µm, e D(0,99) = 501 µm.
[00106] As outras características são mostradas na Tabela 1. % de Teor de Sólidos 55,8 Viscosidade Brookfield a 100 rpm, em mPa.s 1.220 pH 10,0 Condutividade em µS/ cm 2.700 Viscosidade, Ford cup nº 4, em s 25
Tabela 1
[00107] Uma concentração do resíduo aquoso é então preparada por decantação e separação de uma porção da água sobrenadante para formar um resíduo aquoso cujas características são mostradas na Tabela
2. % de Teor de Sólidos 60,5 Viscosidade Brookfield a 100 rpm, em mPa.s 3.016 pH 10,1 Condutividade em µS/ cm 2.320 Viscosidade, Ford cup nº 4, em s / Tabela 2
[00108] Uma amostra de suspensão de resíduo aquoso de minério de cobre reconcentrado é transferida para um béquer de 500 mL e, em seguida, agitada mecanicamente com um misturador Raynerie. A agitação varia de 800 a 1.000 rpm.
[00109] Em seguida, é adicionado um polímero (P1) de acordo com a invenção (0,1% em peso seco/ seco) e a mistura é deixada sob agitação durante 5 a 10 min.
[00110] A agitação é então interrompida para permitir que as medidas de viscosidade Brookfield, pH e condutividade sejam tomadas. O teste é repetido, adicionando diferentes quantidades de polímero. Os resultados são mostrados na Tabela 3. Polímero (P1) % em peso seco/ seco de Viscosidade Brookfield a Condutividade (µS/ pH polímero 100 rpm (mPa.s) cm) 0 3.032 9,9 2.410 0,07 1.374 9,9 2.580 0,09 1.186 9,9 2.560 0,1 1.070 9,9 2.590 Tabela 3
[00111] Uma dose de 0,1% em peso seco/ seco de polímero (P1) torna possível reduzir significativamente a viscosidade do resíduo aquoso.
A suspensão aquosa de resíduo de minério de cobre pode então ser manuseada facilmente.
[00112] Outro teste é realizado sem qualquer polímero e com dois polímeros (P1) e (P2) de acordo com a invenção nesta dose de 0,1% em peso seco/ seco. Os resultados são mostrados na Tabela 4. Resíduo sem aditivo com polímero (P1) com polímero (P2) % em peso seco/ seco 0 0,1 0,1 pH 10,1 9,9 9,3 Condutividade em µS/
2.320 2.590 2.940 cm % de Teor de Sólidos 60,5 60,9 60,5 Viscosidade Brookfield
3.016 1.070 1.188 a 100 rpm (mPa.s) Tabela 4
[00113] Uma dose de 0,1% em peso seco/ seco de polímero (P1) ou de polímero (P2) também permite reduzir significativamente a viscosidade do resíduo aquoso.
[00114] O limite de fluxo deste resíduo aquoso de minério de cobre com um teor de sólidos de 61% foi então medido a uma temperatura de 25 °C usando um reômetro Brookfield DV3T com cisalhamento imposto, equipado com um fuso com lâminas adequadas. Sem destruir a estrutura subjacente, o fuso laminado é imerso no material até a primeira marca de imersão.
[00115] Após um tempo de espera de cinco minutos, a medição é realizada sem pré-cisalhamento a uma velocidade de 0,5 rpm. Esta velocidade relativamente baixa é preferida de modo a minimizar o efeito de inércia do fuso laminado. A variação da carga de torção medida pelo instrumento para manter uma velocidade de rotação de 0,5 rpm é rastreada ao longo do tempo.
[00116] O valor do limite de fluxo ou limiar de fluxo do resíduo aquoso é indicado pelo instrumento quando esta variação é zero. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 5. Limite de fluxo de resíduos (Pa) Tempo (min) sem aditivo com polímero (P1) com polímero (P2) 0 55 32 26 2 60 48 37 4 58 46 36 6 55 42 33 8 / 38 31 10 / 33 30 12 54 31 27 14 / 29 28 16 / / / 18 / / / 20 50 28 28 Tabela 5
[00117] As suspensões aquosas de resíduo aquoso de minério de cobre com um teor de sólidos de 58%, com ou sem polímeros (P1) e (P2), são então preparadas de acordo com a invenção. As características dessas suspensões são medidas. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 6. Resíduo sem aditivo com polímero (P1) com polímero (P2) % em peso seco/ seco 0 0,1 0,1 pH 9,8 10,0 10,0 Condutividade em µS/
2.160 2.770 2.820 cm Viscosidade Brookfield
2.196 838 824 a 100 rpm (mPa.s) Tabela 6
[00118] Pode-se então observar que as suspensões aquosas de resíduo de cobre de referência com um teor de sólidos de 55%, 61% ou 58% têm viscosidades elevadas.
[00119] A adição de polímero (P1) ou de polímero (P2) de acordo com a invenção permite diminuir significativamente estas viscosidades, bem como controlar o limite de fluxo destas suspensões.
[00120] Com os polímeros de acordo com a invenção, é,
portanto, possível dispersar resíduos aquosos de minério de cobre, em particular na saída de um espessante, os quais apresentam elevados teores de sólidos controlando a sua reologia.
Claims (12)
1. MÉTODO PARA PREPARAR UMA SUSPENSÃO MINERAL AQUOSA com um teor de sólidos secos que é superior a 40% em peso da suspensão e tendo pelo menos uma propriedade escolhida a partir de: - uma viscosidade Brookfield, medida a 100 rpm e a 25 °C, inferior a 1.800 mPa.s, - um limite de fluxo, medido a uma temperatura de 25 °C usando um reômetro com cisalhamento imposto, equipado com um fuso laminado, para uma determinada carga de torção, de menos que 80 Pa e - uma viscosidade Brookfield, medida a 100 rpm e a 25 °C, inferior a 1.800 mPa.s e um limite de fluxo, medido a uma temperatura de 25 °C usando um reômetro com cisalhamento imposto, equipado com um fuso laminado, para uma determinada carga de torção, de menos que 80 Pa, caracterizado por compreender a adição, em um resíduo aquoso de minério metálico, de pelo menos um polímero (P) com uma massa molecular Mw, medida por GPC, variando de 2.000 a 20.000 g/ mol e preparado por pelo menos uma reação de polimerização de radical, a uma temperatura superior a 50 °C, de pelo menos um monômero aniônico (M) compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e pelo menos um grupo de ácido carboxílico ou um de seus sais, na presença de pelo menos um composto gerador de radical escolhido a partir de peróxido de hidrogênio, peróxido de benzoíla, peróxido de acetila, peróxido de laurila, hidroperóxido de terc-butila, hidroperóxido de cumeno, persulfato de amônio, um persulfato de metal alcalino, de preferência persulfato de sódio ou persulfato de potássio, um composto azo como 2,2’-azobis(2-(4,5-dihidroimidazolil)propano, dicloridrato de 2,2’-azobis(2- metilpropionamidina), diazo-valeronitrila, ácido 4,4’-azobis-(4-cianovalérico), AZDN ou 2,2’-azobisisobutironitrila e suas respectivas combinações ou associações com um íon escolhido a partir de FeII, FeIII, CuI, CuII e misturas dos mesmos.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela suspensão ter uma viscosidade inferior a 1.500 mPa.s, de preferência inferior a 1.200 mPa.s, mais preferencialmente inferior a 1.000 mPa.s ou inferior a 900 mPa.s, muito mais preferencialmente inferior a 800 mPa.s ou inferior a 700 mPa.s, ou ainda inferior a 500 mPa.s.
3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pela suspensão ter: - um limite de fluxo inferior a 70 Pa ou inferior a 60 Pa, de preferência inferior a 50 Pa ou inferior a 40 Pa, mais preferencialmente inferior a 30 Pa ou inferior a 20 Pa ou - um limite de fluxo superior a 10 Pa, de preferência superior a 12 Pa, mais preferencialmente superior a 15 Pa ou - um limite de fluxo superior a 10 Pa, de preferência superior a 12 Pa, mais preferencialmente superior a 15 Pa e inferior a 70 Pa ou inferior a 60 Pa, de preferência inferior a 50 Pa ou inferior a 40 Pa, mais preferencialmente inferior a 30 Pa ou inferior a 20 Pa.
4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela suspensão ter um teor de sólidos secos que é superior a 50% em peso ou 55% em peso, de preferência superior a 60% em peso ou superior a 65% em peso, mais preferencialmente superior a 70% em peso ou superior a 75% em peso.
5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela suspensão compreender de 0,01 a 2% em peso de polímero (P) (seco/ seco em relação ao resíduo de minério), de preferência de 0,01 a 1,8% ou de 0,01 a 1,5%, mais preferencialmente de 0,01 a 1,2% ou de 0,01 a 1%, muito mais preferencialmente de 0,02 a 0,8% ou de 0,03 a 0,5%, ainda mais preferencialmente de 0,04 a 0,25% ou de 0,04 a 0,15%.
6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por compreender a adição de um, dois ou três polímero(s) (P) diferente(s) ou a adição adicional de pelo menos um composto escolhido a partir de um derivado de lignosulfonato, um silicato, um polissacarídeo não modificado e um polissacarídeo modificado.
7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado por: • o minério metálico ser escolhido a partir de lítio, estrôncio, lantanídeo, actinídeo, urânio, terra rara, titânio, zircônio, vanádio, nióbio, cromo, molibdênio, tungstênio, manganês, ferro, cobalto, ródio, irídio, níquel, paládio, platina, cobre, prata, ouro, zinco, cádmio, estanho e minérios de chumbo ou • o minério metálico compreender um óxido de metal, um sulfeto de metal ou um carbonato de metal ou • o resíduo de minério metálico compreender uma quantidade residual de metal inferior a 2.000 g por tonelada (seco/ seco) em relação à quantidade de resíduo de minério metálico; preferencialmente uma quantidade de metal variando de 10 a 2.000 g por tonelada (seco/ seco) ou de 10 a 1.000 g por tonelada (seco/ seco), em relação à quantidade de resíduo de minério metálico.
8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo polímero (P) ser adicionado: - antes de uma etapa de bombeamento do resíduo aquoso de minério metálico, em particular usando uma bomba escolhida a partir de uma bomba centrífuga, uma bomba peristáltica, uma bomba de deslocamento positivo, uma bomba de ar comprimido, uma bomba de diafragma, uma bomba rotativa ou - durante uma etapa de bombeamento do resíduo aquoso de minério metálico, em particular usando uma bomba escolhida a partir de uma bomba centrífuga, uma bomba peristáltica, uma bomba de deslocamento positivo, uma bomba de ar comprimido, uma bomba de diafragma, uma bomba rotativa ou
- após uma etapa de bombeamento do resíduo aquoso de minério metálico, em particular usando uma bomba escolhida a partir de uma bomba centrífuga, uma bomba peristáltica, uma bomba de deslocamento positivo, uma bomba de ar comprimido, uma bomba de diafragma, uma bomba rotativa ou
- antes de uma etapa de floculação do resíduo aquoso de minério metálico, por exemplo, usando uma poliacrilamida ou um derivado de poliacrilamida ou
- durante uma etapa de floculação do resíduo aquoso de minério metálico, por exemplo, usando uma poliacrilamida ou um derivado de poliacrilamida ou
- após uma etapa de floculação do resíduo aquoso de minério metálico, por exemplo, usando uma poliacrilamida ou um derivado de poliacrilamida ou
- antes de uma etapa de concentração do resíduo aquoso de minério metálico, em particular por concentração gravimétrica, por exemplo,
usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por concentração densimétrica, por exemplo usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por filtração, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um filtro, um filtro prensa, um filtro rotativo ou - durante uma etapa de concentração do resíduo aquoso de minério metálico, em particular por concentração gravimétrica, por exemplo,
usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por concentração densimétrica, por exemplo usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por filtração, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um filtro, um filtro prensa, um filtro rotativo ou - após uma etapa de concentração do resíduo aquoso de minério metálico, em particular por concentração gravimétrica, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por concentração densimétrica, por exemplo usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um espessante convencional, um espessante de alta densidade, um espessante de alto rendimento ou por filtração, por exemplo, usando pelo menos um dispositivo escolhido a partir de um filtro, um filtro prensa, um filtro rotativo ou - antes de uma etapa de transporte do resíduo aquoso de minério metálico, em particular transportando usando um tubo aberto, um tubo fechado ou um duto ou - antes de uma etapa de armazenamento do resíduo aquoso de minério metálico ou - durante uma etapa de armazenamento do resíduo aquoso de minério metálico.
9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado por: - a reação de polimerização também ser realizada na presença de pelo menos um composto compreendendo fósforo no estado de oxidação I, de preferência um composto escolhido a partir de ácido hipofosforoso
(H3PO2) e um derivado do ácido hipofosforado (H3PO2), preferencialmente um composto compreendendo pelo menos um íon hipofosfito (H2PO2-), mais preferencialmente um composto escolhido a partir de hipofosfito de sódio (H2PO2Na), hipofosfito de potássio (H2PO2K), hipofosfito de cálcio ([H2PO2]2Ca) e misturas dos mesmos ou - a reação de polimerização ser realizada na presença de pelo menos um composto compreendendo fósforo no estado de oxidação III, de preferência um composto escolhido a partir de ácido fosforoso e um derivado de ácido fosforoso, mais preferencialmente um composto compreendendo pelo menos um íon fosfito, em particular um composto escolhido a partir de fosfito de sódio, fosfito de cálcio, fosfito de potássio, fosfito de amônio e combinações dos mesmos ou - a reação de polimerização também ser realizada na presença de pelo menos um composto compreendendo um íon bissulfito, de preferência um composto escolhido a partir de bissulfito de amônio, um bissulfito de metal alcalino, em particular bissulfito de sódio, bissulfito de potássio, bissulfito de cálcio, bissulfito de magnésio e combinações dos mesmos ou - a reação de polimerização também ser realizada na presença de 0,05 a 5% em peso, em relação à quantidade total de monômeros, de pelo menos um composto escolhido a partir de um derivado de xantato, um composto de mercaptano e um composto de fórmula (I):
R S R
XOOC S S COOX (I) em que: o X representa independentemente H, Na ou K e o R representa, independentemente, um grupo alquila C1-C5, de preferência um grupo metila; particularmente um composto de fórmula (I) que é diisopropionato tritiocarbonato dissódico (DPTTC) ou - a reação de polimerização é realizada a uma temperatura variando de 50 a 98 °C, de preferência de 50 a 95 °C ou de 50 a 85 °C ou - a reação de polimerização é realizada em água, em um solvente, sozinho ou em mistura com água, particularmente um solvente alcoólico, em particular álcool isopropílico, de preferência em água ou - o polímero (P) tem uma massa molecular Mw, medida por GPC, variando de 2.200 a 10.000 g/ mol, de preferência de 2.400 a 9.500 g/ mol ou de 2.400 a 8.000 g/ mol, mais preferencialmente de 2.400 a 6.500 g/ mol; ou - o polímero (P) é completamente ou parcialmente neutralizado, em particular no final da reação de polimerização ou - a reação de polimerização usa: o 100% em peso de monômero aniônico (M) ou o de 70% a 99,5% em peso de monômero aniônico (M) e de 0,5% a 30% em peso de pelo menos um outro monômero.
10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo monômero aniônico (M) compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável compreender um ou dois grupos de ácido carboxílico, de preferência compreender um único grupo de ácido carboxílico, de preferência ser escolhido a partir de ácido acrílico, ácido metacrílico, um sal de ácido acrílico, um sal de ácido metacrílico e misturas dos mesmos, mais preferencialmente ácido acrílico.
11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado pela reação de polimerização também usar pelo menos um outro monômero escolhido a partir de: - outro monômero aniônico, de preferência um monômero escolhido a partir de ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido maleico, anidrido maleico e misturas dos mesmos,
- ácido 2-acrilamido-2-metilpropanossulfônico, um sal de ácido 2-acrilamido-2-metilpropanossulfônico, ácido 2-
(metacriloiloxi)etanossulfônico, um sal de ácido 2-
(metacriloiloxi)etanossulfônico, sulfonato de metalil sódico, sulfonato de estireno e combinações ou misturas dos mesmos,
- um monômero não iônico compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável, de preferência pelo menos uma insaturação etilênica polimerizável e, em particular, um grupo vinil polimerizável, mais preferencialmente um monômero não iônico escolhido a partir de estireno, vinil caprolactama, os ésteres de um ácido compreendendo em menos um grupo de ácido monocarboxílico, em particular um éster de um ácido escolhido a partir de ácido acrílico, ácido metacrílico e misturas dos mesmos, por exemplo, acrilato de hidroxietila, acrilato de hidroxipropila, metacrilato de hidroxietila, metacrilato de hidroxipropila, acrilato de alquila, em particular acrilato de alquila C1-C10 -,
preferencialmente acrilato de alquila C1-C4, mais preferencialmente acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de n-propila, acrilato de isopropila, acrilato de isobutila, acrilato de n-butila, metacrilato de alquila, em particular metacrilato de alquila C1-C10, preferencialmente metacrilato de alquila C1-C4, mais preferencialmente metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de n-
propila, metacrilato de isopropila, metacrilato de isobutila, metacrilato de n-butila,
acrilato de arila, de preferência acrilato de fenila, acrilato de benzila, acrilato de fenoxietila, metacrilato de arila, preferencialmente metacrilato de fenila,
metacrilato de benzila, metacrilato de fenoxietila e
- um monômero de fórmula (II):
(II)
em que:
- R1 e R2, idênticos ou diferentes, representam independentemente H ou CH3, - L1 representa, independentemente, um grupo escolhido a partir de C(O), CH2, CH2-CH2 e O-CH2-CH2-CH2-CH2, - L2 representa independentemente um grupo escolhido a partir de (CH2-CH2O)x, (CH2CH(CH3)O)y, (CH(CH3)CH2O)z e combinações dos mesmos e - x, y e z, idênticos ou diferentes, representam independentemente um número inteiro ou decimal compreendido em um intervalo de 0 a 150 e a soma de x + y + z está compreendida em um intervalo de 10 a 150.
12. SUSPENSÃO MINERAL AQUOSA, caracterizada por ter um teor de sólidos secos que é superior a 50% em peso da suspensão e tendo pelo menos uma propriedade escolhida a partir de: - uma viscosidade Brookfield, medida a 100 rpm e a 25 °C, inferior a 1.800 mPa.s, - um limite de fluxo medido a uma temperatura de 25 °C usando um reômetro com cisalhamento imposto, equipado com um fuso laminado, para uma determinada carga de torção, de menos que 80 Pa e - uma viscosidade Brookfield, medida a 100 rpm e a 25 °C, inferior a 1.800 mPa.s e um limite de fluxo, medido a uma temperatura de 25 °C usando um reômetro com cisalhamento imposto, equipado com um fuso laminado, para uma determinada carga de torção, de menos que 80 Pa, compreendendo um resíduo aquoso de minério metálico e pelo menos um polímero (P) com uma massa molecular Mw, medida por GPC, variando de 2.000 a 20.000 g/ mol e preparada por reação de polimerização de radical, a uma temperatura superior a 50 °C, de pelo menos um monômero aniônico (M) compreendendo pelo menos uma insaturação olefínica polimerizável e pelo menos um grupo de ácido carboxílico ou um de seus sais,
na presença de pelo menos um composto gerador de radical escolhido a partir de peróxido de hidrogênio, peróxido de benzoíla, peróxido de acetila, peróxido de laurila, hidroperóxido de terc-butila, hidroperóxido de cumeno, persulfato de amônio, um persulfato de metal alcalino, de preferência persulfato de sódio ou persulfato de potássio, um composto azo como 2,2’-azobis(2-(4,5-
dihidroimidazolil)propano, dicloridrato de 2,2’-azobis(2-metilpropionamidina),
diazo-valeronitrila, ácido 4,4’-azobis-(4-cianovalérico), AZDN ou 2,2’-
azobisisobutironitrila e suas respectivas combinações ou associações com um íon escolhido a partir de FeII, FeIII, CuI, CuII e misturas dos mesmos.
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|---|---|---|---|
| B350 | Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette] | ||
| B06W | Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette] |