BRPI0510539B1 - Reagente de beneficiamento mineral, e, método para a separação seletiva de impurezas de uma mistura finamente dividida de partículas minerais - Google Patents
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Abstract
reagente de beneficiamento mineral, e, métodos para a separação seletiiva de impurezas de uma mistura finamente dividida de partículas minerais e para a separação seletiva de impurezas de argila de caulim. a invenção refere-se a um reagente de beneficiamento mineral, que compreende um ácido alquil hidroxâmico ou seu sal e um tensoativo não-iônico. o ácido alquil hidroxâmico ou seu sal é representado pela fórmula: r-c(=o)n(r")-om, em que r é um c2-c18 alquila linear ou ramificada, c2-c18 alquenila linear ou ramificada, c6-c20 afila ou arila substituída, c7-c26 aralquila ou aralquila substituída; r" é h, c1-c12 alquila ou aralquila; m é hidrogênio, um metal alcalino, ou um cátion de amônio representado por n^ +^(a,b,c,d), em que cada um dentre a,b,c,d, respectivamente, são h ou cl-c6 alquila ou radicais benzila. o tensoativo não-iônico pode ser qualquer tensoativo não-iônico conhecido, incluindo, mas não limitado a, álcoois etoxilados, ésteres, ácidos etoxilados, (alquil) fenóis etoxilados, alcanolamidas, copolímeros de óxido de polietileno, e misturas destes.
Description
(54) Título: REAGENTE DE BENEFICIAMENTO MINERAL, E, MÉTODO PARA A SEPARAÇÃO SELETIVA DE IMPUREZAS DE UMA MISTURA FINAMENTE DIVIDIDA DE PARTÍCULAS MINERAIS (51) lnt.CI.: C09C 1/42 (30) Prioridade Unionista: 13/05/2004 US 10/844,745 (73) Titular(es): CYTEC TECHNOLOGY CORP.
(72) Inventor(es): ABDUL GORKEN; LINO G. MAGLIOCCO; D. R. NAGARAJ; ALAN S.
ROTHENBERG; S. A. RAVISHANKAR ' REAGENTE DE BENEF1CIAMENTO MINERAL, E, MÉTODO PARA A
SEPARAÇÃO SELETIVA DE IMPUREZAS DE UMA MISTURA
FINAMENTE DIVIDIDA DE PARTÍCULAS MINERAIS”
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um processo e a uni reagente para tratar corpos de minério minerais comercial mente importantes, tais como argila de caulim, para abrilhantá-los pela remoção de impurezas coloridas, e, mais particularmente, a um reagente baseado em hidroxamato e processos que utilizam o reagente de forma a melhorar a eficiência de separação das impurezas coloridas a partir de argila de caulim em processos de beneficia mento, tais como fioculação ou flotação seletiva.
Fundamentos da Invenção
O produto bruto de caulim se origina de depósitos sedimentários encontrados em tais localizações conforme o estado de Geórgia nos Estados Unidos e no Brasil. Caulim, contendo amplamente a caulinita mineral, é muito amplamente usado em revestimento de papel e enchimento. Nos Estados Unidos, a produção de pigmento de caulim era próxima de 7,5 milhões de toneladas curtas (6,8 milhões de toneladas) em 2003, gerando um valor estimado próximo a $1,6 bilhão. O melhoramento da pureza de caulim de forma que ele possa ser usado para produzir produtos de brilho de prêmio é de particular importância, A tendência do mercado de papel está se voltando para a produção de graus mais espessos de papel com as mesmas propriedades de um papel mais espesso em termos de opacidade e fidelidade de impressão, resultando em dois graus de caulim, que estão crescendo em uma taxa rápida,
Os dois graus são (1) caulim dc grau engcnhcirado dc partículas estreitas e (2) um caulim de grau de brilho, ambos requerendo brilho prêmio (90-91 GE de brilho). De forma a alcançar este alto nível de brilho, é necessário se remover minerais de impurezas coloridas, tais como impurezas baseadas em titânio e ferro a partir de caulim.
Há várias técnica de beneficiamento que são empregadas na indústria para remover as impurezas, tal como métodos de classificação por tamanho, separação magnética, flotação e floculação seletiva. Estas técnicas de beneficiamento, referidas como processos de umectação, removem impurezas baseadas em titânio e ferro coloridas. Como uma primeira etapa, o produto bruto de caulim é inicialmente dispersado em água, moído (processo em que as partículas grossas e impurezas maiores que 37-44 mícrons são removidas) e então a pasta resultante é submetida ao beneficiamento.
As impurezas de titânio e de ferro, tais como rutilo, anatásio, hematita e pirita podem, às vezes, possuir fraca suscetibilidade magnética. Em tais casos, um processo de High Intensity Magnetic Separation (HIMS) pode ser usado para remover as partículas de impureza magnéticas. Contudo, o método não é eficiente o bastante para capturar partículas magnéticas com tamanho submícron e, portanto, limita a capacidade de separação magnética na produção de caulim de alto brilho.
Flotação com espuma é outro processo para a remoção de impurezas titânio-ferrosas coloridas. Aqui, as impurezas descoloridas são seletivamente hidrofobizadas pela adição de um coletor. Exemplos de tais coletores incluem ácidos graxos, tais como ácido graxo de talóleo, alquil sulfonatos, alquil hidroxamato (AHX) e misturas destes. Após a adição do coletor, a pasta é condicionada ou misturada antes da flotação. Após o condicionamento, as partículas hidrofobizadas são levitadas até a superfície a interface ar/água - por meio de bolhas de ar que são injetadas no fundo das células de flotação. AsPatentes U.S. que descrevem a remoção de impurezas coloridas por flotação incluem as Patentes U.S. 3.979.282; 3.450.257; 4.472.271; 4.472.271; 4.492.628; 4.629.556; 5.522.986; 5.685.899 e 5.810.998. Uma variação de flotação de espuma usando partículas carreadoras, tais como carbonato de cálcio, é descrita na Patente U.S.
2.990.958.
A Patente U.S. 4.871.466 descreve um método de produção de coletores de ácido alquil hidroxâmico e as Patentes U.S. 4.629.556 e 6.378.703 descrevem um método de flotação de espuma para beneficiar caulim usando ácidos alquil hidroxâmicos.
A floculação seletiva é outro processo de beneficiamento bem conhecido. Normalmente, o floculante é iniciaimente adsorvido em e estabelece ligações entre as partículas minerais de composição similar, ligando, assim, as partículas. Os agregados das partículas ligadas então formam maiores agregados ou flocos, que decantam do meio de suspensão por gravidade. Os floculantes podem ser produtos naturais, tais como amido, goma guar e alginatos ou polímeros sintéticos, tais como poliacrilamidas, poliacrilatos e óxidos de polietileno. A floculação seletiva é um processo efetivo para recuperar minerais de finos a ultrafmos que respondem pobremente aos processos de beneficiamento convencionais, tais como flotação e separação magnética. O uso com sucesso de floculação seletiva em misturas de partículas de mineral finas, tais como argilas de caulim, minerais que contêm ferro, fosfatos, potassa, minérios de cobre e carvão é conhecido na indústria.
A floculação seletiva envolvendo a ativação da impureza com cátions polivalentes, como descrito nas Patentes U.S. 3.371.988; 3.701.417; 3.837.482 e 3.862.027, condicionando com sal de amônio, como descrito na Patente U.S. 4.604.369 ou com ácido graxo e cátions polivalentes (Patente U.S. 5.535.890) e então seletivamente floculando as impurezas com polímeros solúveis em água aniônicos carregados, usualmente poliacrilamidas.
Especificamente, a Patente U.S. 5.535.890 descreve um processo de floculação seletiva para purificar a argila de caulim contendo uma impureza colorida que envolve a floculação seletiva da impureza colorida como uma massa espessa colorida castanha densa separada como uma camada inferior e uma camada branca de caulim purificado que tem baixo teor de impurezas coloridas. Os reagentes usados incluem dispersantes típicos, tais como silicato de sódio, poliacrilato de sódio, hexameta fosfato de sódio, íons de metal divalentes, ácido graxo e polímero aniônico com alto peso molecular. O processo sofre de baixas recuperações ou rendimentos.
As Patentes U.S. 6.390.301 e 6.041.939 descrevem um processo similar para beneficiamento de caulim por um processo de floculação seletivo empregando um ácido alquil hidroxâmico e um agente de floculação.
A Patente U.S. 6.200.377 descreve um processo melhorado para o beneficiamento de produto bruto de caulim que contém minerais que quelam com hidroxamatos. O uso de um composto contendo silício em combinação com hidroxamato resulta em uma separação de minerais mais efetiva que quelam com hidroxamato. Também descrita é a adição de um composto contendo silício para aumentar a interação dos hidroxamatos com os minerais queláveis, que resulta em um beneficiamento mais efetivo.
A floculação seletiva também tem sido usada para beneficiar outras misturas de partículas minerais. Os minérios contendo ferro, especificamente taconita, são comercialmente processados usando floculação seletiva. O minério de ferro é moído e então dispersado com silicato de sódio e um cáustico. O minério moído dispersado é então seletivamente floculado com um floculante de amido de milho para separar hematita, um mineral de óxido de ferro.
Os minerais de fosfato são beneficiados usando floculação seletiva para separá-los das argilas associadas, como descrito na Patente U.S. 2.660.303. Potassa é também beneficiada por floculação seletiva usando um floculante de poliacrilamida aniônico e/ou complexo de alquilguanidina alquiâmico etoxilado. Outro processo de floculação seletivo para beneficiar minerais de carbonato alcalinos, minerais de fosfato, zeólitos e bauxitas c descrito pela Patente U.S. 5.535.890. Neste processo, os ácidos graxos e os cátions polivalentes são usados para recondicionar a suspensão mmeral. Outro processo de beneficiamento envolve a lixiviaçâo da argila de caulim com reagentes de redução de ferro, tais como hídrossulfito de zinco ou sódio. Este método de lixiviação é, contudo, limitado à remoção de contaminantes de ferro somente. Outros reagentes e/ou processos de lixiviação conhecidos não são hoje econômicos para a remoção de impurezas de titânio.
Devido às limitações destes vários processos de beneficiamento para separar certos minerais de misturas de minerais, tais como as impurezas descoloridas em argilas de caulim, há uma necessidade na indústria por um processo que é mais efetivo e eficiente.
Sumário da Invenção
Portanto, é um objetivo da presente invenção fornecer novos reagentes e processos de beneficiamento de minerais melhorados usando novos reagentes de forma a alcançar maiores eficiências de beneficiamento. É também esperado que certos tipos de fontes de produtos de brutos de caulim que são hoje não tratáveis com os reagentes e processos existentes possam ser tratados com os novos reagentes objeto da presente invenção.
A presente invenção é direcionada para novos reagentes de beneficiamento minerais compreendendo um ácido alquil hídroxâmico ou seu sal e um tensoativo não-iônico. Os novos reagentes fornecem uma seletividade melhorada na remoção de impurezas de substratos minerais.
Especificamente, a presente invenção fornece misturas de hidroxamato de alquil (ácido hídroxâmico ezou seus sais) e tensoativos nãoíônicos neutros que preferivelmente e mais efetivamente ativam ou adsorvem nas impurezas coloridas, desta forma aumentando a eficiência de separação. Estes são subseqüentemente separados por flotação usando ar ou nitrogênio em uma célula de flotação do tipo de coluna ou convencional ou são floculados por um floculante orgânico de alto peso molecular, tal como poliaerilamida aniônica ou poliacrilamida hidroxamada em um hidroseparador ou dispositivo tipo espessador.
A presente invenção fornece um processo melhorado para o beneficiamento de minerais queláveis por hidroxamato, tais como aqueles contendo titânio, cobre, ferro, estanho, manganês, itrio, céfío, lantânio, nióbio, cálcio ou tântalo.
Nesta capacidade, a presente invenção é direcionada para um método de beneficiamento de substratos minerais pelo uso de um reagente composto de um ácido alquil hidroxâmico ou seu sal e um tensoativo nãoiônico e um floculante orgânico para separar impurezas indesejadas por um processo de floculação seletiva ou flotação de espuma.
Descrição Detalhada da Invenção
O reagente de acordo com a presente invenção compreende uma mistura de ácido alquil hidroxâmico ou um seu sal e um tensoativo nãoiônico. O ácido alquil hidroxâmico ou um seu sal é representado pela fórmula:
R-C(=O)N(R)-OM, em que R é um C2-C18 alquila linear ou ramificada, C2-C18 alquenila linear ou ramificada, C6-C20 arila ou arila substituída, C7-C26 aralquila ou aralquila substituída; R é H, Cl-Cl 2 alquila ou aralquila; M é hidrogênio, um metal alcalino, ou um cátion de amônio representado por N+(A,B,C,D), em que cada um dentre A,B,C,D, respectivamente, são H ou C1-C6 alquila ou radicais benzila. Em uma forma de realização preferida, R = C8-C10 alquila linear ou ramificada; R = H, e cada um dentre A,B,C e D são Η. O ácido alquil hidroxâmico ou sal hidroxâmico (AHX) pode ser fabricado de acordo com qualquer processo conhecido na técnica, um exemplo do qual é descrito na Patente U.S. 4.871.466, desta forma incorporado aqui como referência por completo.
O tensoativo não-iônico pode ser qualquer tensoativo nào7 iônico. Uma listagem de tensoativos não-iônicos comercialmente disponibilizados pode ser encontrada em McCutcheoris Emulsifiers and Detergents International Vol. I (2003). Os tensoativos não-iônicos preferidos incluem álcoois etoxilados, ácidos etoxilados, ésteres, aminas etoxiladas, (alquil) fenóis etoxilados, copolímeros de óxido de polietileno, e alcanolamidas e misturas destes. Exemplos preferidos de álcoois etoxilados adequados para uso na presente invenção incluem, mas não estão limitados a, álcoois lineares C9-C20 etoxilados. Os exemplos preferidos de ácidos etoxilados incluem, mas não estão limitados a, etoxilatos de ácidos alifáticos C8-C20. Exemplos preferidos de (alquil) fenóis etoxilados incluem, mas não estão limitados a, (alquil) fenóis etoxilados tendo a fórmula R-PhO(CH2CH2O)XH, onde R = H, ou C1-C15, x = 1-20, alquil fenóis etoxilados especialmente preferidos incluem aqueles onde R - C9. Nonilfenol etoxilado é um exemplo de tal alquil fenol etoxilado preferido. Exemplos preferidos de ésteres úteis na presente invenção incluem, mas não estão limitados a, ésteres derivados de álcoois mono- ou poliídricos lineares ou ramificados com ácidos alifáticos ou aromáticos, exemplos dos quais incluem alquil ésteres C10-C20 de glicol ou glicerol e alil ésteres C10-C20 de sorbitano ou sorbitol, por exemplo, monooleato de sorbitano. Opcionalmente, os ésteres podem ser etoxilados, por exemplo, monoestearato de sorbitano etoxilado. Exemplos preferidos de aminas etoxiladas incluem, mas não estão limitados a, aminas alifáticas C10-C20 etoxiladas, e alcanol amidas preferidas incluem, mas não estão limitadas a, dietanolamídas de ácidos C8-C20 alifáticos.
A relação de tensoativo não-iônico para hidroxamato no reagente da presente invenção é de cerca de 1:100 a cerca de 100:1, e, preferivelmente, de cerca de 1:20 a cerca de 1:1,
O reagente de beneficiamento mineral de acordo com a presente invenção pode também compreender um ácido graxo de cadeia longa, tal como ácido graxo de talóleo ou sulfonato sintético ou natural. Em reagentes que também compreendem um ácido graxo de cadeia longa, a relação de ácido hidroxâmico ou seu sal para ácido graxo de cadeia longa é preferivelmente de cerca de 1:10 a cerca de 10:1, e, mais preferivelmente, de cerca de 2:1 a cerca de 1:2. Os novos reagentes de beneficiamento de processamento minerais de acordo com a presente invenção podem ser fabricados pela misturação do ácido de hidroxamato de alquil ou sal hidroxâmico com o tensoativo não-iônico em qualquer vaso adequado até que um produto uniformemente misturado seja obtido. A temperatura de misturação é determinada pela eficiência de dissolução do processo de misturação. Freqüentemente, a misturação pode ser realizada a 25 °C, embora o aquecimento possa ser necessário para acelerar a dissolução onde o ponto de fusão do tensoativo for maior que 25°C. A relação em peso de tensoativo nãoiônico para hidroxamato ou sal hidroxâmico no reagente da presente invenção é de cerca de 1:100 a cerca de 100:1, e, preferivelmente, de cerca de 1:20 a cerca de 20:1.
Beneficiamento do Mineral
A presente invenção é também direcionada para um método para a separação seletiva de impurezas de uma mistura finamente dividida de partículas minerais, tais como, por exemplo, argila de caulim. O método compreende as etapas sequenciais de condicionamento de uma pasta aquosa da mistura de partículas minerais pela adição a ela em uma quantidade que é de cerca de 0,045 a cerca de 4,5 kg por 0,907 t de mistura, um reagente compreendendo um ácido alquil hidroxâmico ou seu sal e um tensoativo nãoiônico. No reagente, a relação de tensoativo não-iônico para ácido hidroxâmico ou seu sal é preferivelmente de cerca de 1:100 a cerca de 100:1. A pasta condicionada é então submetida a um processo de beneficiamento de mineral, em que as impurezas são separadas da mistura fmamente dividida. Floculação Seletiva
Em uma forma de realização preferida, a presente invenção é direcionada para um método melhorado de uso de floculação seletiva para beneficiar um corpo de minério mineral. O corpo de minério pode ser qualquer corpo de minério a partir do qual impurezas queláveis de hidroxamato, tais como óxidos de ferro ou titânio, devem ser removidas. Exemplos de tais corpos de minério incluem, mas não estão limitados a, produto bruto de caulim típico obtido argila da Geórgia do leste, que pode conter cerca de 3,0% ou mais de impurezas de TiO? em peso. O corpo de minério é primeiramente britado e dispersado em água na presença de um agente de dispersão, tal como, silicato de sódio, hexametafosfato de sódio e/ou dispersantes orgânicos tais como poliacrilato e combinações destes em uma dosagem entre 0,45 - 4,5 kg / 0,907 t. O dispersante preferido aqui é silicato de sódio. Um modificador de pH pode ser adicionado para alcançar um pH na faixa de 5-12, preferivelmente, 8-10,5. Um sal inorgânico pode também ser adicionado como um auxiliar de processamento. Os exemplos de tais sais inorgânicos incluem, mas não estão limitados a, cloreto de cálcio e cloreto de amônio. A misturação é realizada em 40-70% dos sólidos, preferivelmente 50-60% de sólidos, usando dispositivos de alta energia que são bem conhecidos na indústria. Um reagente melhorado de acordo com a presente invenção contendo hidroxamato de alquil (AHX) e um tensoativo não-iônico é adicionado durante a etapa de misturação de forma a assegurar a adsorção completa em partículas de impureza. A adsorção/ativação completa do reagente de hidroxamato de alquil é assegurada pelo condicionamento usando um dispersor de energia com alta velocidade e aumentando a temperatura da pasta. A pasta condicionada é submetida ao processo de beneficiamento específico, como mostrado abaixo. Em uma forma de realização particularmente preferida, a dose do reagente na presente invenção varia de cerca de 0,045 a cerca de 4,5 kg por 0,907 t, e, preferivelmente, de cerca de 0,45 a cerca de 2,27 kg por 0,907 kg, e, mais preferivelmente, de cerca de 0,91 a cerca de 2,27 kg por 0,907 t de corpo de minério mineral disperso.
Processo de flotação
A separação das impurezas por flotação pode ser realizada por procedimentos bem conhecidos por aqueles versados na técnica, tais como descritos na Patente U.S. 4.629.556. Em uma outra forma de realização preferida. Ό-reagentede acordo com ã presente invenção é adicionado em qualquer estágio antes ou durante a etapa de flotação. A dose de reagente adicionado varia de cerca de 0,045 a cerca de 9,1 kg por 0,907 t, e preferivelmente, de cerca de 0,45 a cerca de 2,27 kg por 0,907 kg, e, mais preferivelmente, de cerca de 0,91 a cerca de 1,81 kg por 0,907 t de caulim ou mistura mineral.
Surpreendentemente, aa combinação de ácido alquil hidroxâmico ou reagente de sal hidroxâmico e tensoativo não-iônico aumenta a ativação dos minerais de impureza, resultando, assim, em uma eficiência de separação melhorada, como é mostrado nos exemplos abaixo.
A presente invenção é também ilustrada pelos seguintes exemplos não-limitantes que são ilustrativos de certas formas de realização. Exemplos
Exemplo A
Preparação das misturas de hidroxamato / tensoativo não-iônico
Vinte e duas partes e meia (22,5) partes de ácido hidroxâmico preparado como descrito na Patente U.S. 4.871.466 são colocadas em um recipiente de vidro adequado equipado com uma barra de agitação e um mecanismo de agitação magnético. 2,5 partes do tensoativo não-iônico, como mostrado na Tabela 1, são então adicionadas e agitadas até que uma solução clara e uniforme seja obtida. Um produto típico contém 29,6 por cento em peso de ácido hidroxâmico.
Exemplo 1 - 10 - Floculação seletiva
Uma amostra de produto bruto de caulim típico, alimentada a uma planta de ftoeulação seletiva comercial existente localizada na parte leste do estado da Geórgia, é usada nestes exemplos. O material de alimentação é composto de várias misturas de minérios de mina.
A alimentação de minério usada nestes exemplos contém cerca de 2,5% de TiO2 em peso, e tem uma distribuição de tamanhos de partículas representando eerca dè 9üvo marê finos que 2 mícrons. O material recebido contém 19,2% de umidade. As adições de reagente relatadas nestes exemplos são baseadas em uma base de peso seco, a não ser que de outra forma estabelecido.
Toda a amostra é britada e homogeneizada usando um moinho de martelo em laboratório com uma grelha de descarga de 0,635 cm. O minério britado é misturado completamente por sucção e corte e seguido por divisão em cargas de teste representativas usando um divisor rotativo. As cargas de teste são ajustadas para uma base seca de 300 g, com base no teor de umidade original da amostra de argila de caulim.
Para cada teste, uma carga de teste selecionada aleatoriamente é agitada (ou misturada) em uma misturador de Waring em um teor de sólidos nominal de 60%. Nos seguintes exemplos, um dispersante de silicato de Na em uma dosagem de 1,0 kg/t e 0,25 kg/t de NaOH para obter um pH da pasta de cerca de 8,5 a 9,0 é usado. O tempo de misturação é fixado em 6 minutos.
Nos seguintes exemplos, a pasta de argila misturada é condicionada nos mesmos sólidos de misturação (60% de sólidos) com os reagentes conforme preparados no Exemplo A acima, por um adicional de 10 minutos em ajuste de velocidades maiores do misturador de Waring (cerca de 10.000 rpm). A dosagem deste reagente é de 1,36 kg /O,”97 t OpH da pasta de condicionamento é mantido entre 8,5 e 9,0. A solução cáustica (10% em peso) é usada para ajustar o pH da massa na faixa mencionada acima, quando necessário. A temperatura da pasta após o condicionamento está na faixa de 40-70°C.
Após a etapa de condicionamento, a pasta de argila de caulim é diluída em 25% de sólidos e transferida para um béquer de 2 litros para sedimentação. A polpa é agitada levemente em uma velocidade de misturação com baixo rpm (200-400). Uma quantidade apropriada (10-20 gramas por 0,907 t) de floculante de poíiacrilamida de alto peso molecular (concentração da solnção de 0^025%) e introduzida na-pasta de misturação em uma maneira controlada para permitir que minerais de impurezas coloridas hidrofóbicos sejam floculados seletivamente e decantem no fundo do béquer como uma fase separada distinta,
O tempo de decantação é fixado em 30 minutos, permitindo que a maior parte dos minerais de impurezas coloridas decantem. Após a decantação, a argila de caulim melhorada restante suspensa na pasta é sifonada e separada da massa de impurezas coloridas decantadas. A pasta de produto é pesada, é retirada uma amostra para a determinação do percentual de sólidos e para calcular o rendimento do produto. São também retiradas amostras das pastas de produto para os ensaios de TiO2 e Fe2O3 para determinara sua pureza. A Tabela I mostra os resultados de uso de um tensoativo não-iônico (Ethox, Ethox Chemicals, Greenville, South Carolina; Tergitol, Dow Chemical Co., Midland, Michigan; Neodol, Shell Oil Corp., Houston, Texas; Surfonic, Huntsman Polymers Corp., Salt Lake City, Utah; Genepol, Stepan Corp., Northfield, Illinois) em combinação com um ácido alquil hidroxâmíco na eficiência de remoção de impurezas de TiO2.
Tabela 1 - Beneficiamento por floculação seletiva
| Teste | Nome do tensoativo | Composição tensoativa | Tensoativo HLB | Rend. % | % de TiO2 |
| Controle Ex/1 | Ethox ML-5 | Nenhum tensoativo adicionado ácido graxo etoxilado (MW -400) | 61,9 56,4 | 1.1T8 0,415 | |
| Ex. 2 | Ethox ML-9 | ácido graxo etoxilado | 57,1 | 0,509 | |
| Ex. 3 | Ethox ML-14 | ácido graxo etoxilado | 57,0 | 0,375 | |
| Ex. 4 | Tergitol 15-S-3 | álcool Cl 1-C15 secundário etoxilado | 8,30 | 58,1 | 0,420 |
| Ex. 5 | Tergitol 15-S-9 | álcool Cl 1-C15 secundário etoxilado | 13,10 | 57,8 | 0,399 |
| Ex. 6 | Neodol 23-3 | álcool C12-C13 primário etoxilado | 7,90 | 59,7 | 0,462 |
| Ex. 7 | Neodol 91-6 | álcool C9-C11 primário etoxilado | 12,50 | 55,0 | 0,375 |
| Ex. 8 | Surfínic N-95 | Nonilfenol etoxilado | 12,90 | 56,3 | 0,465 |
| Ex. 9 | Genapol-26-L-l | álcool linear etoxilado | 3,70 | 60,0 | 0,550 |
| Ex. 10 | Surfonic L-24-7 | álcool linear etoxilado | 51,4 | 0,534 |
Exemplos 11 - 12 - Beneficiamento por flotaçâo
Uma amostra de produto bruto de caulim típico, alimentada a uma planta de floculação seletiva comercial existente localizada na parte leste do estado da Geórgia, é usada nestes exemplos. O material de alimentação é composto de várias misturas de minérios de mina.
A alimentação dc minério usada nestes exemplos contém cerca de 2,5% de TiO2 em peso, e tem uma distribuição de tamanhos de partículas representando cerca de 90% mais finos que 2 mícrons. O material recebido contém 19,2% de umidade. As adições de reagente relatadas nestes exemplos são baseadas em uma base de peso seco, a não ser que de outra forma estabelecido.
Toda a amostra é britada e homogeneizada usando um moinho de martelo em laboratório com uma grelha de descarga de 0,635 cm. O minério britado é misturado completamente por secção e corte e seguido por divisão em cargas de teste representativas usando um divisor rotativo. As cargas de teste são ajustadas para uma base seca de 300 g, com base no teor de umidade original da amostra de argila de caulim.
Para cada teste, uma carga de teste selecionada aleatoriamente é misturada em um misturador de Waring em um teor de sólidos nominal de 60%. Nos seguintes exemplos, um dispersante de silicato de Na foi usado em uma dosagem de 1,0 kg/t e 0,25 kg/t de cáustico para obter um pH da pasta de cerca de 8,5 a 9,0. O tempo de misturação é fixado em 6 minutos.
O propósito do processo de misturação é dispersar a argila de caulim e os minerais de impurezas coloridas, A dispersão eficiente é requisito para a seguinte etapa de condicionamento. Os reagentes de acordo com a presente invenção são normalmente mais efetivos na atribuição de uma cobertura de superfície hidrofóbica aos minerais de impurezas coloridas seletivamente quando eles são contatados com as pastas de argila completamente dispersadas. Os minerais de impurezas coloridas são então flotados seletivamente a partir dos valores de argila de caulim hidrofílicos na subsequente etapa de separação de flotação de espuma.
Nos seguintes exemplos, a pasta de argila misturada e condicionada nos mesmos sólidos de misturação (60% de sólidos) com o reagentes da presente invenção por um adicional de 10 minutos em ajustes de velocidades maiores do misturador de Waring. A dosagem deste reagente é de 1,36 kg / 0,97 t. O pH da pasta de condicionamento é mantido entre 8,5 e 9,0. A solução cáustica (10% em peso) é usada para ajustar o pH da massa na faixa mencionada acima, quando necessário.
Após a etapa de condicionamento, a pasta de argila de caulim é diluída em 25% de sólidos e transferida para uma célula de flotação de Denver para separação por flotação. Ar é introduzido na pasta de flotação em uma maneira controlada para coletar os minerais de impurezas coloridas hidrofóbicos e separá-los (por flotação) na fração de espuma.
O tempo de flotação é realizado até o térmico (até um ponto onde a maior parte dos minerais de impurezas coloridas seja removida e espuma seja diminuída até um nível que posse não ser removida efetivamente). Isto leva normalmente de 20 a 30 minutos para alcançar o término dos seguintes exemplos.
Após a flotação, a pasta de argila de caulim melhorada restante na célula de flotação é pesada, é retirada uma amostra para a determinação do percentual de sólidos para calcular o rendimento do produto. São retiradas também amostras das pastas de produto para determinar os ensaios de TiO2 e Fe2O3.
Os ensaios de TiO2 e Fe2O3 e a produção de peso do produto são usados para comparar a eficácia dos reagentes nos seguintes exemplos.
O mesmo procedimento de teste é usado nos_ seguintes três exemplos.
| Exemplo No. i Reagente i 1 ι | Rendimento do produto (%) | Produto | |
| ensaio | |||
| TiO2 (%) | Fe2O3 (%) | ||
| Controle B j Nenhum reagente adicionado | 46,4 | 0,827 | 1,055 |
| 12 ÍEthoxML5 | 62,8 | 0.448 | 1,156 |
| 13 1 Ethox ML 5 | 53,0 | 0.341 | 1,106 |
Claims (25)
- REIVINDICAÇÕES1. Reagente de beneficiamento mineral, caracterizado pelo fato de que compreende um ácido hidroxâmico representado pela fórmula:R-C(=O)N(R)-OM, em que R é escolhido de uma C2-C18 alquila ou alquenila linear ou ramificada, unia C6-C20 arila opcionalmente substituída, ou uma C7-C26 aralquila opcionalmente substituída;R é escolhido de H, Cl-Cl 2 alquila, ou aralquila; eM é hidrogênio; e um tensoativo não-iônico, em que a relação do tensoativo não-iônico para ácido hidroxâmico é de 1:20 a 1:1.
- 2. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido hidroxâmico está presente em uma quantidade de 10% em peso a 30% em peso baseado no peso do reagente.
- 3. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o ácido hidroxâmico está presente em uma quantidade de 29,6%· em peso baseado no peso do reagente.
- 4. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, caracterizado pelo falo de que R é uma C8-C10 alquila linear ou ramificada; e R é H.
- 5. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o tensoativo não-iônico é selecionado do grupo consistindo de álcoois etoxilados, ésteres, ácidos etoxilados, (alquil) fenóis etoxilados, alcanolamidas, copolímeros de óxido de polietileno, e misturas destes,
- 6. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o tensoativo não-iônico é um álcool etoxilado.
- 7. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os álcoois etoxilados são selecionados do grupo que consiste de álcoois lineares C9-C20 etoxilados.5
- 8. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o álcool linear C9-C20 etoxilado tem um equilíbrio liofílico hidrofílico de 3 a 14.
- 9. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o tensoativo não-iônico é um
- 10 ácido etoxilado.10. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o ácido etoxilado é selecionado do grupo que consiste de etoxilatos de ácidos alifáticos saturados e insaturados C8-C20.15
- 11. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o tensoativo não-iônico é um (alquil) fenol etoxilado.
- 12. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o (alquil) fenol etoxilado é20 selecionado do grupo consistindo de (alquil) fenóis etoxilados tendo a fórmula R-Ph-O(CH2CH2O)XH, onde RéH, ouCl-C15,exé um número de 1-20,
- 13. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que o (alquil) fenol etoxilado é nonilfenol etoxilado.25
- 14. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o tensoativo não-iônico é um éster opcionalmente etoxilado.
- 15. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o éster é derivado de álcoois mono- ou poliídricos lineares ou ramificados com ácidos alifáticos ou aromáticos saturados ou insaturados.
- 16. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o éster é selecionado do5 grupo que consiste de alquil ésteres C10-C20 de glicol, alquil ésteres C10C20 de glicerol, ésteres C10-C20 de sorbitano ou sorbitol, etoxilatos destes e suas misturas.
- 17. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que10 também compreende um ácido graxo de cadeia longa, ou um sulfonato sintético ou natural.
- 18. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a relação de ácido hidroxâmico para ácido graxo de cadeia longa ou sulfonato sintético ou15 natural é de 1:10 a 10:1.
- 19. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a relação de ácido hidroxâmico para o ácido graxo de cadeia longa é de 2:1 a 1:2.
- 20. Reagente de beneficiamento mineral de acordo com a 20 reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o ácido graxo de cadeia longa é um ácido graxo de talóleo.
- 21. Método para a separação seletiva de impurezas de uma mistura finamente dividida de partículas minerais, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:25 condicionar uma pasta aquosa da mistura de partículas minerais pela adição a ela em uma quantidade que é de 0,045kg a 4,536 kg (0,1 a 10 libras) por t de mistura, um reagente compreendendo um ácido hidroxâmico e um tensoativo não-iônico, em que a relação de tensoativo nãoiônico para ácido hidroxâmico no reagente é de 1:20 a 1:1 para criar uma pasta condicionada; e submeter a pasta condicionada a um processo de beneficiamento de mineral, de modo a separar seletivamente as impurezas da mistura finamente dividida.5
- 22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que as partículas minerais compreendem argila de caulim.
- 23. Método de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelo fato de que o processo de beneficiamento de mineral é um processo de flotação de espuma ou um processo de floculação seletiva.10
- 24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações21 a 23, caracterizado pelo fato de que a quantidade de reagente adicionado à mistura de partículas minerais é de 2 a 5 libras por t de partículas minerais.
- 25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 24, caracterizado pelo fato de que o reagente é como definido em15 qualquer uma das reivindicações 2 a 20.
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