BRPI0719648B1

BRPI0719648B1 - uso de um coletor, processo para a separação por flotação de carbonatos contidos em rocha fosfórica e coletor para a separação por flotação de carbonatos contidos em rocha fosfórica

Info

Publication number: BRPI0719648B1
Application number: BRPI0719648A
Authority: BR
Inventors: Oumimoun Hammou; Maghnouj Jamal; Antoni Riaza Martínez Joan; Rocafull Fajardo Marc; Mundo Blanc Miquel; Brahim Jouti Moulay
Original assignee: Centre Detudes Et De Rech Des Phosphates Mineraux Cerphos; Kao Corp Sa
Priority date: 2006-11-29
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2019-10-22
Also published as: SA07280649B1; ES2302453B1; PL2091655T3; US20100065479A1; ES2302453A1; AU2007327591B2; ES2786005T3; MA31078B1; BRPI0719648A2; CN101631620A; RU2454282C2; RU2009124448A; US8657118B2; AU2007327591A1; EP2091655A1; WO2008065129A1; TN2009000218A1; EP2091655B1

Abstract

uso de um coletor, processo para a separação por flotação de carbonatos contidos em rocha fosfórica e coletor para a separação por flotação de carbonatos contidos em rocha fosfórica a invenção diz respeito a um coletor para a separação por flotação de carbonatos contidos em minerais não-sulfurosos, particularmente rocha fosfórica, compreendendo ao menos um éster fosfórico de fórmula (i) em que, - r1 representa h, ch3 ou c2h5, - r2 representa um grupo alquila ou alquenila linear ou ramificado, contendo entre 4 e 10 átomos de carbono, - r3 representa h ou um cátion apropriado, selecionado de um metal alcalino, um metal alcalinoterroso, amônio, alquilamônio, alcanolamônio ou glicamônio - k representa um número compreendido entre 1 e 2, e - n representa um número compreendido entre 0 e 4.

Description

USO DE UM COLETOR, PROCESSO PARA A SEPARAÇÃO POR FLOTAÇÃO DE CARBONATOS CONTIDOS EM ROCHA FOSFÓRICA E COLETOR

PARA A SEPARAÇÃO POR FLOTAÇÃO DE CARBONATOS CONTIDOS EM ROCHA FOSFÓRICA

Campo da Técnica

Refere-se a presente invenção a um coletor para flotação de carbonatos que compreende ésteres fosfóricos particulares. O dito coletor é especialmente adequado para o processo de flotação de rocha fosfórica.

Estado Anterior da Técnica

Os fertilizantes são produtos químicos naturais ou industrializados os quais são administrados às plantas com o propósito de otimizar o seu crescimento e o desenvolvimento de seu potencial ou perfil genético; são eles de uma maneira geral aplicados ao solo de maneira que são diluídos na solução e podem ser incorporados no sistema de planta através das raízes; mas eles também podem ser aplicados através dos estomas.

Eles proporcionam os três nutrientes principais necessários para o desenvolvimento da planta em diferentes proporções (nitrogênio, fósforo e potássio), nutrientes secundários (cálcio, enxofre e magnésio) e, por vezes micro-nutrientes, os quais também são importantes para a nutrição da planta (boro, manganês, ferro, zinco, cobre e molibdênio).

As rochas fosfóricas proporcionam o recurso principal para produzir fertilizantes fosforados e produtos químicos fosfáticos. Mais de 75% dos recursos de

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 13/45

2/24 rocha fosfórica têm uma origem marinha, 10-15% têm uma origem ígnea e somente uma pequena proporção é encontrada em depósitos de guano.

Os depósitos de rocha fosfórica são amplamente distribuídos no mundo todo muito embora os maiores de pósitos estejam concentrados no Norte de África e no Oriente Médio (Marrocos, Tunísia, Jordânia) e também nos Estados Unidos, China e Rússia.

Os fosfatos mais comuns são aqueles de cálcio do grupo da apatita (Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)). Outros fosfatos incluem minerais provenientes do grupo da crandalita, bem como do grupo da variscita e estrengita, que contêm Al e Fe e correspondentes desagregações ambientais (fosfatos secundários), muito embora a apatita constitua a fonte principal de fósforo e fosfato para a produção de fertilizante.

As especificações de rocha fosfórica típica para a produção de fertilizante contêm:

< 1% MgO > 30% P2O5 < 4% SiO2

Os minerais de fosfato principais do grupo apatita são fluoroapatita, hidroxilapatita, carbonatohidroxilapatita e francolita.

A flotação é um processo de seleção que é de uma maneira geral usado para preparar produtos minerais brutos, em que os minerais valiosos são separados daqueles sem valor. Exemplos de minerais não-sulfurosos

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 14/45

3/24 que são separados por meio de flotação são, por exemplo, apatita, fluorita, schelita, calcita e outros minerais do tipo salino, cassiterita e outros óxidos de metais, por exemplo, óxido de titânio e de zircônio, bem como determinados silicatos e alumino-silicatos.

O mineral, que pode ser moído seco, mas preferentemente é moído úmido, é previamente esmigalhado e colocado em suspensão para a flotação. Coletores são normalmente adicionados ao mineral, frequentemente em combinação com agentes de formação de espuma e, onde forem apropriados, outros reagentes auxiliares tais como reguladores, depressores (desativadores) e/ou intensificadores (ativadores), para favorecer a separação dos minerais valiosos em relação aos componentes de ganga mineral indesejáveis na flotação subseqüente. Usualmente permite-se que estes reagentes atuem durante um determinado espaço de tempo no mineral finamente moído (condicionado) antes do insuflamento de ar dentro da suspensão (flotação) de maneira a gerar uma espuma na sua superfície. Neste caso, o coletor fica encarregado de provocar uma hidrofobização da superfície dos minerais tais como os minerais que aderem às bolhas de gás formadas durante o insuflamento de ar. A hidrofobização dos componentes minerais é realizada seletivamente de forma tal que os componentes minerais que não são levados a flutuar não aderem às borbulhas de gás. A espuma que contém o mineral é separada e subsequentemente preparada. O objetivo da flotação é obter-se o

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 15/45

4/24 mineral valioso a partir dos minerais com o rendimento mais alto possível, e simultaneamente obter-se, neste caso, o melhor enriquecimento possível.

A separação de minerais dificilmente solúveis tais como apatita, fluorita, schelita, calcita e silicatos minerais é um processo relativamente simples. Entretanto, a separação destes minerais uns em relação aos outros é difícil devido às suas propriedades químicas de superfície similares.

Devido ao fato de que a maior parte dos depósitos de fosfato no mundo são depósitos que também contêm carbonatos, a separação seletiva de minerais de fosfato em relação aos carbonatos (calcita, dolomita, e outros) é um processo que foi estudado intensamente.

Nos processos conhecidos utilizam-se tensoativos não-iônicos, aniônicos e catiônicos como coletores para a flotação de apatita, tal como se encontra descrito em “Sis, H., Chander, S. (2003) Reagents used in the flotação of phosphate ores: a critical review. Minerals Engineering, 16(7), 577-585, Elsevier Science

Ltd.”

Os coletores aniônicos conhecidos são, por exemplo, ácidos graxos saturados e não-saturados, especialmente os ácidos graxos de óleo de sebo e ácido oléico, ésteres fosfóricos, especialmente os ésteres fosfóricos opcionalmente alcoxilados derivados de álcoois graxos ou de misturas de álcoois graxos, sulfatos de alquila, especialmente sulfatos de alquila derivados

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 16/45

5/24 de álcoois graxos ou de misturas de álcoois graxos, sulfonatos de alquilarila, sulfossuccinatos de alquila, alquilsulfossuccinimatos e lactilatos de acila.

Os coletores catiônicos conhecidos são, por exemplo, as aminas alifáticas primárias, especialmente as aminas graxas derivadas de ácidos graxos de óleos e gorduras de origem vegetal e animal, bem como determinadas diaminas de alquileno alquila-substituídas e hidroxila alquila-substituídas e os sais de adição ácida solúveis em água destas aminas.

Muitos coletores desenvolvem sua própria espuma, adequada para flotação, devido ao seu caráter tensoativo. Não obstante, também pode ser necessário desenvolver a espuma por meio de agentes de formação de espuma especiais ou para modificá-la adequadamente. Agentes de formação de espuma conhecidos para flotação são os álcoois com de 4 a 10 átomos de carbono, os glicóis de polipropileno, os éteres de polietileno glicolou polipropileno glicol, óleos de terpeno (óleos de pinheiro) e ácidos teressílicos. adicionalmente, a espuma formada é ocasionalmente excessiva e demasiadamente estável, o que torna difícil o processo de flotação nos tanques de flotação, porque a espuma excessiva pode ser prejudicial durante a etapa subseqüente de formação de ácido fosfórico a partir do mineral. Entretanto, dado que a água é normalmente levada a recircular na instalação de flotação de mineral, o agente anti-formação de espuma pode acumular-se afetando deste modo o processo

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 17/45

6/24 de flotação.

Reagentes de modificação, por exemplo, reguladores de pH, ativadores para o mineral a ser obtido na espuma ou desativadores para os minerais indesejados na espuma, e também, onde forem apropriados, dispersantes, serão adicionados às suspensões a serem submetidas a flotação na medida em que forem necessários.

Adicionalmente, o uso de ésteres fosfóricos e seus derivados etoxilados para flotação de minerais (apatita e outros) é amplamente conhecido por aqueles versados na técnica. Desta forma, a DE-A-1175623 descreve um processo para a flotação de minerais não sulfurosos, preferentemente fosforita, apatita e/ou óxidos de ferro, em que são usados sais de ésteres fosfóricos de álcoois graxos como coletores aniônicos. Entretanto, devido ao fato de que a espuma gerada pelos ditos ésteres fosfóricos não é satisfatória, não necessários agentes de formação de espuma (Flotanol F, éter alquílico de polipropileno glicol) para uma flotação ótima. A DE-A-1175623 não descreve o tipo de cadeia carbonatada dos ditos ésteres fosfóricos mais especificamente.

A US-A-4324653 descreve um processo para o tratamento por meio de flotação direta de minerais de fosfato que contêm sílico-carbonatos como impurezas, processo esse que compreende as etapas de:

a) flotação global do mineral, utilizando-se um coletor que compreende essencialmente um éster fosfórico em uma quantidade e sob condições capazes de

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 18/45

7/24 fazerem com que os silicatos sejam coletados no concentrado de flotação, sendo a dita etapa de flotação realizada sob o pH natural da polpa mineral (aproximadamente 7,8), e recuperando-se o produto de flotação que contém o fosfato e o carbonato,

b) condicionamento do produto de flotação em um meio ácido isento de ácido fosfórico durante um espaço de tempo suficiente para promover a flotação dos carbonatos, ao mesmo tempo em que os fosfatos permanecem no concentrado de flotação.

O processo descrito na US-A-4324653 menciona ésteres fosfóricos do tipo fosfato de alquila C8-C20 como coletores adequados, sendo preferíveis os ésteres fosfóricos derivados de álcool etoxilado que incluem de a 12 mols de óxido de etileno.

A US-A-4425229 descreve um processo para o tratamento por meio de flotação inversa de minerais de fosfato que contêm carbonatos ou sílico-carbonatos como impurezas, sendo que o dito processo compreende as etapas de

a) formar uma suspensão e condicionar a dita suspensão com um depressor (fluossilicato de sódio, ou assemelhado) to inibir a flotação dos fosfatos contidos no mineral,

b) tratar a suspensão condicionada na etapa anterior com um coletor que compreende um éster fosfórico em uma quantidade suficiente para promover a flo

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 19/45

8/24 tação dos carbonatos, e

c) separar por flotação os carbonatos contidos na suspensão e separar da dita suspensão concentrado de flotação que contém os fosfatos.

O processo descrito na US-A-4425229 menciona ésteres fosfóricos do tipo fosfato de alquila C8-C20 como coletores adequados, sendo preferíveis os ésteres fosfóricos derivados de álcool etoxilado C10-C15 que incluem de 4 a 12 mols de óxido de etileno.

A US-A-4514290 descreve um processo para o tratamento por meio de flotação de apatita, schelita, magnesita, barita, calcita ou fluorita que contém cálcio, bário, ou magnésio a partir de sílica, silicatos ou impurezas minerais de ferro, sendo que o dito processo compreende as etapas de

1) formar uma polpa do,

2) tratar a dita polpa com uma quantidade efetiva de uma composição de coletor que compreende uma combinação de

a)	5-85%,	em	peso, de um	ácido	graxo ou	um	sal
	do mesmo,
b)	10-75%	, em	peso, de um	ácido	amidocarboxílico
	ou um	ácido amidossulfônico	, ou um	sal	do
	mesmo,	e
c)	3-40%,	em	peso, de um	éster parcial	de	um
	ácido	fosfórico e pelo	menos	um álcool alco-
	xilado	, e

3) separar a apatita, schelita, magnesita, barita,

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 20/45

9/24 calcita ou fluorita a partir das impurezas de cálcio, bário ou magnésio por flotação sob um pH su perior a 6, coletar os produtos de flotação e se parar o concentrado de flotação que contém as im purezas.

Os exemplos da US-A-4514290 descrevem

a) uma mistura de monoéster e diéster de ácido fosfórico e álcool esteárico, que contém 4 mols de óxido de etileno por mol de álcool,

b) uma mistura de 45% de monoéster e 55% de diéster de ácido fosfórico e álcool eleílico, que contém 8 mols de óxido de etileno por mol de álcool.

Finalmente, a FR-A-2529475 descreve um processo para enriquecer fosfato mineral por meio de flotação, em que o dito processo compreende as seguintes etapas:

a) uma primeira etapa durante a qual o mineral é condicionado na forma de uma polpa concentrada ou iluída sob pH alcalino durante 15 segundos a 3 minutos com o auxílio de um coletor que consiste de uma amina ou carboxilado de etermina e/ou um éster fosfórico ou uma mistura de éster fosfórico;

b) uma segunda etapa durante a qual é realizada a flotação dos silicatos e/ou carbonatos, precipitação do fosfato no concentrado de flotação, e na eventualidade de que a ganga contenha silicatos e depois da flotação dos carbonatos,

c) uma terceira etapa durante a qual o fosfato pre

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 21/45

10/24 sente no concentrado de flotação é separado.

Adicionalmente, Baudet, G. e Save, M, em “Phosphoric esters as carbonate collectors in the flotation of sedimentary phosphate ores. Chapter 14 of Beneficiation of Phosphates: Advances in Research and Practice (1999), 163-185, published by the Society for Mining,

Metallurgy, and Exploration (ISBN: 0873351789)”, estudaram o uso de ésteres fosfóricos etoxilados como coletores para carbonatos em minerais de fosfato utilizando-se ácido sulfúrico ou fluoro-silicato de sódio como depressores. De acordo com os autores, quando a cadeia de hidrocarbonetos dos ésteres fosfóricos etoxilados tem de 12 a 15 átomos de carbono, o pó de coletor máximo é observado com de 9 a 10 unidades de óxido de etileno.

Apesar do que se encontra descrito no estado da técnica, pode concluir-se que ainda são necessários aperfeiçoamentos no campo do enriquecimento de minerais não-sulfurosos por flotação, particularmente, no processo de flotação de rocha fosfórica, em que são usados coletores para a separação de carbonatos por flotação, que por um lado permite a obtenção de um bom rendimento e espuma adequada, mas, por outro lado, permite que a dita espuma não seja excessiva e se dissipe facilmente, prevenindo desta maneira o uso de agentes anti-formação de espuma.

Descrição da Invenção

A presente invenção oferece uma solução efici

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 22/45

11/24 ente para os mencionados inconvenientes do estado da técnica, proporcionando um coletor para a separação por flotação de carbonatos contidos em minerais nãosulfurosos, particularmente rocha fosfórica, preferentemente apatita, coletor este que compreende pelo menos um éster fosfórico da fórmula (I)

Ri O i II [R₂-O- (CH_Z-CH-O)_n]_k-P- (OR₃)₃__k (I) em que,

Ri representa H, CH3 ou C2H5,

R2 representa um grupo alquila ou alquenila linear ou ramificado que contém entre 4 e 10 átomos de carbono,

Rs representa H ou um cátion adequado, selecionado a partir de um metal alcalino, um metal alcalino-terroso, amônio, alquilamônio, alcanolamônio ou glicamônio, k representa um número compreendido entre 1 e 2, e n representa um número compreendido entre 0 e 4.

O dito coletor, por um lado, permite a obtenção de uma espuma de melhor eficiência e adequada, comparado com os coletores conhecidos, mas por outro lado permite que a dita espuma não seja excessiva e se dissipe facilmente, evitando deste modo o uso de agentes antiformação de espuma.

O uso do pelo menos um éster fosfórico da fórPetição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 23/45

12/24 mula (I), na separação por flotação de carbonatos contidos na rocha fosfórica, também é parte do objetivo da invenção.

O uso de um coletor que compreende pelo menos um éster fosfórico da fórmula (I) para a separação por flotação de carbonatos contidos na rocha fosfórica também constitui parte do objetivo da invenção.

Constitui igualmente parte do objetivo da invenção um processo para a separação por flotação de carbonatos contidos na rocha fosfórica, em que se utiliza um coletor que compreende pelo menos um éster fosfórico da fórmula (I).

Descrição Detalhada da Invenção

Os ésteres fosfóricos são produtos que são amplamente conhecidos na técnica. Eles são usualmente obtidos a partir da reação de álcoois com pentóxido de fósforo, e tanto os produtos obtidos quanto a reação mencionada são conhecidos, sendo possível encontrar-se uma informação mais detalhada acerca dos mesmos no artigo publicado por O'Lenick et al. em Soap Cosmetics and Chemical Specialities , July 1986, pg. 26.

De acordo com a invenção, prefere-se que R1 represente H ou CH3 no éster fosfórico da fórmula geral (I). Portanto, se os álcoois que reagem com o pentóxido de fósforo forem alcoxilados, a referida alcoxilação é realizada preferencialmente com óxido de etileno (EO), óxido de propileno (PO), ou as suas misturas.

Adicionalmente, preferem-se os ésteres fosfóriPetição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 24/45

13/24 cos da fórmula geral (I), em que n é um número compreendido entre 0 e menos do que 4, preferentemente entre 0,5 e menos do que 4, com maior preferência entre 1 e 3,5, ainda com maior preferência entre 1,5 e 3.

São igualmente preferidos os ésteres fosfóricos da fórmula geral (I), em que R2 representa um grupo alquila ou alquenila linear ou ramificado que contém entre 4 e 8 átomos de carbono, preferentemente entre 6 e 8 átomos de carbono. Prefere-se especialmente que R2 seja derivado de n-hexanol, n-octanol, 2-etilbutanol, 2-metilpentanol, 2-etilexanol, 2-metileptanol ou as suas misturas, preferentemente 2-etilbutanol, 2metilpentanol, 2-etilexanol, 2-metileptanol ou as suas misturas.

Preferem-se igualmente os ésteres fosfóricos da fórmula geral (I), em que R3 representa hidrogênio ou um metal alcalino. Preferem-se especialmente os ésteres fosfóricos da fórmula geral (I), em que R3 representa hidrogênio, sódio ou potássio.

Finalmente, preferem-se os ésteres fosfóricos da fórmula geral (I) que são formados por uma mistura de monoéster e diéster. Particularmente, os ésteres fosfóricos da fórmula geral (I) em que a relação em peso entre monoéster e diéster está compreendida entre 90:10 e 50:50, preferentemente entre 85:15 e 50:50, com maior preferência entre 80:20 e 50:50, ainda com maior preferência entre 80:20 e 60:40.

De acordo com a invenção, prefere-se que o co

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 25/45

14/24 letor de acordo com a invenção compreenda ainda pelo menos um tensoativo catiônico.

Aminas alifática primárias opcionalmente alcoxiladas; poliaminas alifáticas lineares ou ramificadas opcionalmente alcoxiladas; aminas de éter alifático opcionalmente alcoxiladas que podem ser obtidas a partir da reação de um álcool opcionalmente alcoxilado e acrilonitrila e a subseqüente hidrogenação do éter de nitrila resultante; e os sais de adição ácida solúveis em água destas aminas e/ou aminas de éter podem ser mencionados entre os tensoativos catiônicos adequados.

Aminas alifáticas primárias; diaminas de alquileno substituídas com metades de alquila alfaramificadas; diaminas de alquileno hidroxila alquilasubstituídas; aminas de éter alifáticas e os sais de adição solúveis em água, constituem os tensoativos catiônicos que são especialmente preferidos.

Os ácidos preferidos para a formação de sais de adição compreendem ácido clorídrico, fosfórico, nítrico, sulfúrico, acético e fórmico, ou as suas misturas. Preferentemente, ácido clorídrico, fosfórico e acético, ou as suas misturas.

O uso de pelo menos um éster fosfórico da fórmula (I), na separação por flotação dos carbonatos contidos na rocha fosfórica, também constitui parte do objetivo da invenção.

O uso de um coletor de acordo com a invenção para a separação por flotação dos carbonatos contidos

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 26/45

15/24 na rocha fosfórica, preferentemente apatita, constitui igualmente parte do objetivo da invenção.

Um processo para a separação por flotação dos carbonatos contidos na rocha fosfórica, preferentemente apatita, também constitui parte do objetivo da invenção, processo este que é caracterizado pelo fato de que a dita rocha fosfórica molda é misturada com água para formar uma suspensão, ar é introduzido na suspensão na presença de um coletor e a espuma formada é separada em conjunto com os carbonatos contidos na mesma, os fosfatos permanecendo como um concentrado de flotação, caracterizado pelo fato de que se utiliza um coletor o qual compreende pelo menos um éster fosfórico de acordo com a fórmula (I),

R_± O

I II [R₂-O- (CH₂-CH-O) _n] _k-p- (OR₃)₃__k (I) em que,

Ri representa H, CH3 ou C2H5, preferentemente H ou CH₃,

R2 representa um grupo alquila ou alquenila linear ou ramificado que contém entre 4 e 10 átomos de carbono, preferentemente entre 6 e 8 átomos de carbono,

R3 representa H ou um cátion adequado, selecionado a partir de um metal alcalino, um metal alcalino-terroso, amônio, alquilamônio, alcanolamônio ou glicamônio, preferentemente H ou um me

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 27/45

16/24 tal alcalino, ainda com maior preferência H, sódio ou potássio.

- k representa um número compreendido entre 1 e2, e

- n representa um número compreendido entre 0 e4, preferentemente entre 0 e menos do que 4, com maior preferência entre 0,5 e menos do que 4, ainda com maior preferência entre 1 e 3,5, ainda com maior preferência entre 1,5 e3.

A percentagem de éster fosfórico da fórmula (I) no coletor de acordo com a invenção está compreendida entre 5-95%, em peso, preferentemente entre 20-80%, em peso, ainda com maior preferência entre 35-65%, em peso, com relação ao peso total do dito coletor.

De acordo com a invenção, prefere-se que o coletor de acordo com a invenção compreenda ainda pelo menos um tensoativo catiônico daqueles descritos anteriormente. A separação dos carbonatos e silicatos contidos na rocha fosfórica é deste modo conseguida em uma única etapa, com os fosfatos permanecendo como um concentrado de flotação.

A relação em peso entre os ésteres fosfóricos da fórmula (I) e o tensoativo catiônico dependerá da composição da rocha fosfórica e, mais especificamente, da sua percentagem de silicato e carbonato.

Prefere-se que a relação, em peso, entre os ésteres fosfóricos da fórmula (I) e o tensoativo catiônico esteja compreendida entre 1:1 e 8:1, preferentemente

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 28/45

17/24 entre 2:1 e 5:1.

Adicionalmente, o tensoativo catiônico também pode ser adicionado separadamente ao éster fosfórico da fórmula (I), tendo assim dois coletores, um coletor que compreende pelo menos um éster fosfórico da fórmula (I) e o outro coletor compreendendo pelo menos um tensoativo catiônico daqueles descritos anteriormente. A separação dos carbonatos e silicatos contidos na rocha fosfórica também é deste modo conseguida em uma única etapa, com os fosfatos permanecendo como um concentrado de flotação.

Entretanto, o referido tensoativo catiônico também pode ser adicionado em uma etapa que é independente da separação dos carbonatos, sendo necessárias desta maneira duas etapas, com uma etapa para a separação dos carbonatos e a outra etapa para a separação dos silicatos contidos na rocha fosfórica, com os fosfatos permanecendo como um concentrado de flotação.

O coletor de acordo com a presente invenção será de uma maneira geral usado em quantidades variáveis de 20 a 2000 g por tonelada de rocha fosfórica bruta, preferentemente de 50 até 1500 g por tonelada de rocha fosfórica bruta.

O coletor de acordo com a invenção pode conter adicionalmente um ou mais dos seguintes aditivos, considerando-se que esta lista não é limitativa; tensoativos não-iônicos, tensoativos aniônicos e tensoativos catiônicos, agentes e formação de espuma, reguladores

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 29/45

18/24 de pH, ativadores para o mineral a ser obtido na espuma ou desativadores para os minerais indesejados na espuma, agentes de dispersão, e outros.

Os exemplos seguintes são expostos para o propósito de proporcionar para a pessoa versada na técnica uma explanação suficientemente clara e completa da presente invenção, mas não deverão ser considerados como limitações dos aspectos essenciais do seu objetivo, tais como foram expostos nas seções anteriores desta descrição.

Exemplos

Exemplo 1. Testes de Flotação

Utilizou-se rocha fosfórica (apatita) proveniente de Marrocos, com a seguinte composição química, referente aos componentes principais de acordo com fluorescência de raio-X (XRF), como o material para ser submetido a flotação:

P2O5 28,20%

CaO 48,89%

SiO2 4, 68%

MgO 0,39%

O referido material foi moído, com o que se obteve a seguinte distribuição granulométrica:

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 30/45

19/24

Dimensão	Peso(g)	%
(pm)
600	0,23	0,	05
425	0,32	0,	06
300	0,81	0,	16
250	1,90	0,	38
180	138,37	27,	67
125	237,73	47,	55
90	76,06	15,	21
60	18,89	3,	78
0	5,51	1,	10

A flotação dos carbonatos contidos na rocha fosfórica (flotação inversa) foi realizada para enriquecer a apatita, sendo os fosfatos recuperados no con5 centrado de flotação.

Utilizou-se um equipamento de flotação de laboratório Denver model D-10. Realizaram-se os testes em células de flotação de 1,5 l a 1000 rpm. E sob temperatura ambiente.

O mineral foi condicionado durante 2 minutos a

25% de sólidos e a flotação também foi realizada sob uma concentração de sólidos de 25%. A dose de coletor foi de 500 g/tonelada de rocha fosfórica adicionada intrinsecamente.

Os resultados da flotação estão ilustrados na

Tabela 1. As análises da % de P2O5 foram obtidas por meio de fluorescência de raio-X (XRF). Os Exemplos 1-4

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 31/45

20/24 são exemplos de acordo com a invenção, enquanto que os exemplos C1-C4 são exemplos comparativos.

Exemplo 2. Testes de avaliação de espuma

Utilizou-se o Método EN 14371 “Agentes ativos de superfície. Determinação da capacidade e grau de formação de espuma. Método de teste por circulação”, para avaliar a formação de espuma.

O método consiste em preparar uma solução do coletor em água com uma determinada dureza circulando durante 10 minutos sob uma velocidade de circulação definida. Um volume de espuma definido característico do coletor é gerado durante esta circulação sob uma determinada concentração e temperatura. Depois de 10 minutos, o produto atinge um volume de saturação que é a potência de formação de espuma máxima. Depois de 10 minutos, pára-se a agitação e registram-se a desestabilização de espuma e o tempo durante o qual metade da espuma murcha, que indica a estabilidade da espuma formada pelo coletor.

O volume de espuma de uma solução aquosa do coletor a ser testado foi determinado sob uma concentração de ppm (produto ativo), sob uma dureza de água de 20°HF (graus franceses e sob uma temperatura de 20°C). O fluxo de circulação foi de 250 l/h. O volume máximo do tubo de teste de avaliação de espuma foi de 1500 ml.

Os resultados da avaliação estão expostos na Tabela 1. Os Exemplos 1-4 são exemplos de acordo com a invenção, enquanto que os exemplos C1-C4 são exemplos

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 32/45

21/24 comparativos.

Tabela 1.- Avaliação dos coletores

Coletor	Flotação	Espuma
	Éster fosfórico^{1 2 3}	Recupe-	Teor de	Max.	Max.
	Ca-	Mols	Mo-	ração	P2O5 (%)	Vol.	Vol./
	deia	EO¹	no:Di²	(%)	no con-	(ml)	2 (s)
	(R2)	(n)		Flutua-	centra-
				da (é	do de
				rejei-	flota-
				tada)	ção
1	C6	—	50:50	30,1	32,00	100	<30
2	C6	—	75:25	20,2	31,50	100	<30
3	C8-iso	2,5	75:25	25,0	31,75	240	<30
4	C10	3	75:25	16,8	31,07	440	210
C1	C12-	4	75:25	10,0	29,80	>1500	>600
	C14⁴
C2	C12-	9	75:25	23,9	31,60	>1500	>600
	C14⁴
C3	C16-	4	75:25	2,2	---	>1500	>600
	C18⁵
C4	C13-iso	6,5	75:25	27,8	32,50	>1500	>600

¹ Mols de óxido de etileno (Ri=H) ² Relação, em peso, de monoéster (k=2) e diéster (k=1)

3-Nos ésteres fosfóricos dos Exemplos 1-4 e C1-C4, R3 é hidrogênio.

⁴-R2 provém dos álcoois graxos obtidos a partir de óleo de coco.

^5.R2 provem dos álcoois graxos obtidos a partir de sebo

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 33/45

22/24 hidrogenado.

Devido à sua incorporação deficiente na água, o teor de P2O5 não foi medido para o exemplo comparativo C3.

Os coletores de acordo com a presente invenção têm um bom rendimento nos testes de flotação (teor de P2O5 no concentrado de flotação maior do que 30%) bem como um nível de espuma (Vol. Max.) e uma estabilidade de espuma (Vol. Max. /2; tempo necessário para reduzir o nível de espuma pela metade) que são mais baixos do que os coletores conhecidos. Os coletores de acordo com a presente invenção que são alcoxilados são mais adequados por razões de incorporação na água.

O nível de espuma e a estabilidade da dita espuma obtida com os coletores conhecidos mais adequados (exemplos comparativos C2 e C4) são particularmente inadequados para uma flotação ótima em uma instalação de flotação em que se faz recircular água.

Exemplo 3. Testes de flotação sob diferentes doses de coletor

Realizaram-se diferentes testes de flotação de acordo com o procedimento descrito no Exemplo 1 sob uma dose de coletor de 340 g/ton de rocha fosfórica adicionada como tal. Os testes de avaliação de espuma foram similarmente realizados de acordo com o Exemplo 2. Os resultados da avaliação estão ilustrados na Tabela 2. Os Exemplos 3 e 5 são exemplos de acordo com a invenção, enquanto que o Exemplo C4 é um exemplo comparatiPetição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 34/45

23/24 vo.

Tabela 2.- Avaliação dos coletores

Coletor	Flotação	Espuma
	Éster fosfórico³	Recu-	Teor	Max.	Max.
	Ca-	Mols	Mo-	pera-	de P2O5	Vol.	Vol./
	deia	EO¹	no:Di^{2 * 4}	ção(%)	(%) no	(ml)	2 (s)
	(R2)	(n)		Flutu-	con-
				ada(é	cen-
				rejei-	trado
				tada)	de
					flota-
					ção
3	C8-iso	2,5	75:25	20,3	30,90	140	<30
5	C8-iso	2,5	60:40	15,7	30,20	180	<30
C1	C12-	4	75:25	3,2	28,60	>1500	>600
	C14⁴

¹ Mols de óxido de etileno (R1=H) ² Relação, em peso, de monoéster (k=2) e diéster (k=1) ³-Nos ésteres fosfóricos dos Exemplos 3, 5 e C1, R3 é hidrogênio.

⁴-R2 provém de álcoois graxos obtidos a partir de óleo de coco.

Os resultados experimentais permitem concluir que os coletores de acordo com a invenção são mais eficientes do que os coletores conhecidos porque eles permitem obter uma recuperação maior sob doses de coletor menores.

Exemplo Comparativo

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 35/45

24/24

Tabela - Avaliação dos coletores: C8 linear provém de n-octanol, C8-ramificado provém de 2-etilexanol ³

Coletor	Flotação
	Estes fosfórico³	Recuperação Flutuada (é rejeitada)	Teor de P2O5 (%) no concentrado de flotação
Cadeia (R2)	Mols EO¹ (n)	Mo- no:Di²
1	Cg-linear	---	80:20	10,4	29,5
2	C8- ramificado	---	80:20	16,7	31,3
3	^C8-linear	2,5	60:40	11,8	29,4
4	Cg- ramificado	3	60:40	23,7	31,7

¹ Mols de óxido de etileno (R1=H) ³ Relação, em peso, de monoéster (k=2) e diéster (k=1) ³ Nos ésteres fosfóricos dos Exemplos 1-3, R3 é hidrogênio.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Uso de um coletor caracterizado por ser para a separação por flotação de carbonatos contidos em rocha fosfórica, em que o coletor compreende pelo menos um éster fosfórico da fórmula (I):

R₁ O

I H (I) [R2-O-(CH2-CH-O)Jk-P-(OR3)3_k em que:

- Ri representa H, CH3 ou C2H5,

- R2 representa um grupo selecionado a partir de n_hexila, 2-etilbutila, 2_metilpentila, 2_etilhexila, 2_ metilheptila ou misturas destes,

- R3 representa H ou um cátion apropriado, selecionado a partir de um metal alcalino, um metal alcalino-terroso, amônia, alquilamônio, alcanolamônio ou glucilamônio representa um número compreendido entre 1 e 2, e em que representa um número o éster fosfórico de compreendido fórmula (I) é entre 0 formado por uma mistura de monoéster e diéster e em que a razão, em peso, entre monoéster e diéster está compreendida entre

90:10 e 50:50.
2. Uso de um coletor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por R2 representar um grupo selecionado a partir de 2-etilbutil, 2-metilpentil, 2etilhexil, 2-metilheptil ou misturas destes.

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 37/45

2/4
3. Uso de um coletor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por, no éster fosfórico de fórmula (I), n representar um número compreendido entre 0 e menos do que 4.
4. Uso de um coletor, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por, no éster fosfórico de fórmula (I), n representar um número compreendido entre 0,5 e menos do que 4.
5. Uso de um coletor, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por, no éster fosfórico de fórmula (I), n representar um número compreendido entre 1 e 3,5.
6. Uso de um coletor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por, no éster fosfórico de fórmula (I), R3 representar H ou um metal alcalino.
7. Uso de um coletor, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por compreender ainda pelo menos um tensoativo catiônico.
8. Uso de um coletor, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo tensoativo catiônico ser selecionado a partir de aminas alifáticas primárias opcionalmente alcoxiladas; poliaminas alifáticas lineares ou ramificadas opcionalmente alcoxiladas; éter de aminas alifáticas opcionalmente alcoxiladas; e os sais ácidos de adição solúveis em água destas aminas e/ou éter aminas.
9. Uso de um coletor, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo éter de aminas alifáticas opcionalmente alcoxiladas ser obtido a partir da

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 38/45

3/4

reação de um álcool opcionalmente alcoxilado e acrilonitrila e subsequente hidrogenação do éter de nitrila resultante. 10. Uso de um coletor, de acordo com a

reivindicação 8, caracterizado pelo tensoativo catiônico ser selecionado a partir de aminas alifáticas primárias; alquilenodiaminas substituídas com radicais alquila alfaramificadas; alquilenodiaminas substituídas por hidroxialquilas; aminas de éter alifáticas e os sais ácidos de adição solúveis em água destas aminas.
11. Uso de um coletor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 10, caracterizado por, nos sais ácidos de adição solúveis em água, o ácido ser selecionado a partir de ácido hidroclórico, fosfórico, nítrico, sulfúrico, acético ou fórmico, ou misturas destes.
12. Processo para a separação por flotação de carbonatos contidos em rocha fosfórica caracterizado pela dita rocha fosfórica pulverizada ser misturada com água para formar uma suspensão, por ser introduzido ar na suspensão na presença de um coletor e pela espuma formada ser separada juntamente com os carbonatos ali contidos, permanecendo os fosfatos como um resíduo de flotação, em que é usado um coletor conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.
13. Processo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por serem usados de 20 a 2000 g de um coletor, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, por tonelada de rocha fosfórica crua.

Petição 870190058076, de 24/06/2019, pág. 39/45

4/4
14. Coletor para a separação por flotação de carbonatos contidos em rocha fosfórica caracterizado pelo fato de compreender ao menos um éster fosfórico da fórmula ^R1

5 (I) [R2-O-(CH2-CH-O) n] k-P-(OR3)3-k em que:

R1 representa H, CH3 ou

C2H5

R2 representa um grupo selecionado a partir de

2-etilbutila

2-metilpentila

2-etilhexila

2metilheptila ou misturas destes,

- R3 representa H ou um cátion apropriado, selecionado a partir de um metal alcalino, um metal 15 alcalino-terroso, amônia, alquilamônio, alcanolamônio ou glucilamônio,

- k representa um número compreendido entre 1 e 2, e - n representa um número compreendido entre 0 20 e 4; em que o éster fosfórico de fórmula (I) é formado por uma mistura de monoéster e diéster e em que a razão, em

peso, entre monoéster e diéster está compreendida entre

80:20 e 60:40.