CN101213621B - 用于除去矿物中杂质的方法和磁性试剂 - Google Patents

用于除去矿物中杂质的方法和磁性试剂 Download PDF

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Abstract

磁性试剂含有文中所定义的磁性微粒和通式(I)的化合物。该磁性试剂可用于除去矿物基质中杂质的磁分离方法。

Description

用于除去矿物中杂质的方法和磁性试剂
该申请是2005年7月6日提交的美国申请序列11/175,490的部分继续。
背景
发明领域
本发明涉及通过除去不利的杂质对矿物基质进行选矿的领域。本发明更具体涉及磁性试剂和在磁分离过程中使用该磁性试剂降低矿物基质中杂质含量的方法。
相关领域说明
选矿是采矿工业中所用的术语，是指各种纯化矿物基质(例如矿石)以得到有价值矿物的方法。选矿通常包括将所需或“有价值”的矿物与矿物基质中可能存在的不那么需要或“无价值”的矿物分离。在许多情况中，获得的分离程度强烈影响经过选矿的产品的质量。例如，有价值的矿物如高岭土、滑石和碳酸钙用作各种终端应用中的颜料，例如用于纸、油漆、塑料、陶瓷等中的涂料和填料。在这些应用中，所需的高水平白度或亮度通常与杂质含量低有关。但是，有价值的矿物通常含有多种脱色矿物如钛和铁相。例如，高岭土通常含有锐钛矿(TiO2)和铁氧化物，它们对高岭土的亮度造成不利的影响。而且，杂质含量较低的矿物通常也是其它应用所需的，例如在电子、光学和生物医疗领域中。
一些矿物分离方法涉及使用磁性试剂和强磁场。PCT公开WO 02/066168揭示了据说能够用作矿物选矿中的磁性试剂的表面功能化的磁性颗粒。该磁性颗粒据说在尺寸上至少与矿物颗粒相近，因此很明显在磁性颗粒表面上存在的物质的量仅仅只是磁性试剂的一小部分。美国专利4834898和4906382揭示了据说包含水的磁化试剂，所述水含有磁性物质的颗粒，每个颗粒都具有两层表面活性剂涂层，包括内层和外层。所述在磁性颗粒上的内层和外层表面活性剂层据说是单分子的，因此很明显磁性试剂中的表面活性剂的量与磁性颗粒的量相比非常少。
发明概述
一个实施方式提供了通过磁分离对矿物基质进行选矿的方法，该方法包括：
使矿物基质与磁性试剂相互混合，形成混合物；
对所述混合物施加磁场，从而使有价值的矿物与无价值的矿物分离；
其中所述磁性试剂包括多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物，
(I)R-(CONH-O-X)n
所述通式(I)的化合物的分子量约等于或小于2000；n是1-3的整数；各X独立地选自H、M和NR′4；M是金属离子；R包含约1-50个碳；各R′独立地选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和C7-C10芳烷基；
所述多个磁铁矿微粒的平均粒度小于50微米；
所述磁性试剂中存在的多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的重量比为磁铁矿微粒∶通式(I)的化合物等于约10∶1至1∶10。
另一个实施方式提供了对矿物基质进行选矿的磁性试剂，该试剂包含：
多个平均粒度小于50微米的磁铁矿微粒；
通式(I)的化合物，
(I)R-(CONH-O-X)n
所述通式(I)的化合物的分子量约等于或小于2000；n是1-3的整数；各X独立地选自H、M和NR′4；M是金属离子；R包含约1-50个碳；各R′独立地选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和C7-C10芳烷基；
所述磁性试剂中存在的多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的重量比为磁铁矿微粒∶通式(I)的化合物等于约10∶1至1∶10。
以下将更详细地描述这些和其它实施方式。
优选实施方式的详细说明
许多实施方式提供了磁性试剂和使用所述磁性试剂对矿物基质进行选矿的方法。在一个实施方式中，磁性试剂包含多个平均粒度小于50微米的磁铁矿微粒和通式(I)的化合物：
(I)R-(CONH-O-X)n
下文描述优选的通式(I)的化合物的多个例子。所述磁性试剂中存在的多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的重量之比优选为磁铁矿微粒∶通式(I)的化合物等于约10∶1至1∶10。
可通过本领域技术人员已知的技术制备或由商购的来源得到磁性试剂中的磁铁矿微粒(参见，例如P.Tartaj等，J.Phys.D：Appl.Phys.36，(2003)R182-R197和其中包含的参考文献)。本领域技术人员将理解所谓的亚正铁氧化物颗粒(通常通过铁(II)和铁(III)盐的共沉淀方法制得)是磁铁矿微粒的例子。
优选的磁铁矿微粒的平均粒度小于50微米。已经发现，随着磁铁矿微粒的粒度减小，通常观察到选矿的改善。因此，在某些应用中希望使用具有最小实际粒度的磁铁矿微粒。通常，使用平均粒度小于10微米的磁铁矿微粒可以获得良好的结果。优选平均粒度小于1微米。所述磁性试剂中的多个磁铁矿微粒可具有单峰或多峰(例如双峰)粒度分布。
在任何给定的情况中，可根据各种实际考虑如成本、产量、待处理的矿物基质和所需的选矿程度来选择磁铁矿微粒的尺寸。因此，例如，在一些应用中，使用包含平均粒度约1-50微米的磁铁矿微粒的磁性试剂可以得到较低程度的选矿。但是，当需要高程度的选矿时，通常优选较小的磁铁矿微粒。在一些应用中，磁性试剂优选包含平均粒度约等于或小于1.0微米、更优选约等于或小于0.2微米(200纳米)的磁铁矿微粒。特别是在需要高程度的选矿时，最优选使用包含平均粒度小于0.02微米(20纳米)的磁铁矿微粒的磁性试剂。这些极小的微粒可称为纳米颗粒。
可通过使用BET N2吸附技术测量磁铁矿微粒的表面积来确定其粒度。例如，下表1说明了通过本领域技术人员已知的BET N2吸附技术确定的磁铁矿微粒直径(单位为纳米，nm)与表面积(单位为平方米/克，m2/g)的相关性。
表1
直径(纳米) 表面积(米2/克)
 4  300
 8  150
 20  60
 200  5
 10000  0.1
优选的磁铁矿微粒的磁响应在约25emu/g至300emu/g。磁性试剂的电导率约为0-50毫西门子/厘米，但是优选小于约2毫西门子/厘米。磁性微粒中的铁氧化物包括由FeO至Fe2O3的通式表示的各种铁氧化物，通常可以表示为FexOy，其中x和y各自独立地为1-4。一个或多个水分子可与各铁原子缔合。例如，各铁原子可与约1个至10个水分子缔合，更优选与约1个至7个水分子缔合，最优选与约1个至4个水分子缔合。任选地，铁氧化物可包含铁的氢氧化物，例如FexOy中的一个或多个氧原子可被一个或多个羟基(OH)取代。
所述磁性试剂还包含通式(I)的化合物：
(I)R-(CONH-O-X)n
较佳地，通式(I)的化合物的分子量约等于或小于2000；n是1-3的整数；各X独立地选自H、M和NR′4；M是金属离子(例如锂、钠、钾、镁或钙，优选是钠或钾)；R包含约1-50个碳；各R′独立地选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和C7-C10芳烷基。因此，R可包含各种有机化学基团，包括但不限于以下基团的支化和未支化的、取代和未取代的形式：烷基(例如，C1-C20烷基，优选C5-C12烷基)、环烷基、双环烷基、环氧烷(例如，((CH2)n-O-)m，其中n和m各自独立地为约1-6)、多环烷基、烯基、环烯基、双环烯基、多环烯基、炔基、芳基(例如，C6-C20芳基，优选C6-C12芳基)、双环芳基、多环芳基、杂芳基和芳烷基(例如C7-C20芳烷基，优选C7-C12芳烷基)。较佳地，R＝C1-C20烷基、C6-C20芳基或C7-C20芳烷基。更佳地，R＝C5-C12烷基、C6-C12芳基或C7-C12芳烷基。合适的R基团的例子包括丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基、月桂基、2-乙基己基、油基、二十烷基、苯基、甲苯基、萘基和己基苯基。
优选的通式(I)的化合物的例子包括其中n＝1，X和R如下的化合物：X＝K，R＝丁基；X＝K，R＝戊基；X＝K，R＝辛基；X＝K，R＝癸基；X＝K，R＝月桂基；X＝K，R＝2-乙基己基；X＝K，R＝油基；X＝K，R＝苯基；X＝K，R＝萘基；X＝K，R＝己基苯基；X＝Na，R＝丁基；X＝Na，R＝戊基；X＝Na，R＝辛基；X＝Na，R＝癸基；X＝Na，R＝月桂基；X＝Na，R＝2-乙基己基；X＝Na，R＝油基；X＝Na，R＝苯基；X＝Na，R＝萘基；X＝Na，R＝己基苯基。应理解，通式(I)的化合物是相应酸的盐，包含通式(I)的化合物的磁性试剂也可以包含相应的酸。盐和酸可通过本领域技术人员已知的方法相互转换。优选的通式(I)的化合物可通过美国专利4629556、4871466和4929343所述的方法制备，这些文献的全部内容通过参考结合于此，尤其是为了描述通式(I)的化合物及其制备方法的例子。优选的通式(I)的化合物可以商品名CYTEC S6493、CYTEC S6494、CYTEC S8881和CYTEC S9849 MININGREAGENTS
Figure 200680024256X_0
从美国新泽西州的维斯特帕特森(West Paterson)的氰特工业公司(Cytec Industries，Inc.)购得。所述磁性试剂可包含通式(I)的化合物的混合物。
包含磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的磁性试剂可任选地包含其它组分。例如，在一个实施方式中，磁性试剂包含磁铁矿微粒、通式(I)的化合物以及醇和/或水之类的液体。在另一个实施方式中，磁性试剂包含磁铁矿微粒、通式(I)的化合物和分散剂。在另一个实施方式中，磁性试剂包含磁铁矿微粒、通式(I)的化合物、醇和/或水之类的液体和分散剂。磁铁矿微粒、通式(I)的化合物、任选的液体和任选的分散剂的量可在很宽的范围内变化。例如，在一个磁性试剂实施方式中，磁铁矿微粒的量约为1％至99％，通式(I)的化合物(或其混合物)的量约为1％至99％，液体(例如水、油(例如矿物油、合成油、植物油)、和/或醇)的量约为0-95％，分散剂的量约为0-10％，所有上述量是以磁性试剂的总重量为基准计的重量百分数。磁性试剂中多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的重量比优选为磁铁矿微粒∶通式(I)的化合物等于约10∶1至1∶10，更优选约为8∶1至1∶8，更优选约为5∶1至1∶5。可以各种方法配制包含一种液体(例如水、油和/或醇)的磁性试剂，例如，可以使磁性颗粒悬浮(例如胶状悬浮液)、分散和/或成浆在液体中，以及/或者通式(I)的化合物可以悬浮、分散、成浆和/或溶解在液体中。在一个实施方式中，磁性试剂以基本干燥的粉末形式提供。
磁性试剂中存在分散剂可以带来许多益处。例如，分散剂有助于磁性微粒和/或通式(I)的化合物分散在含液体的磁性试剂中，以及/或者分散剂有助于矿物颗粒和/或与磁性试剂相混的矿物基质中的杂质分散。分散剂可以是有机分散剂，如水溶性聚合物或这类水溶性聚合物的混合物，无机分散剂如硅酸盐、磷酸盐或它们的混合物，或者有机分散剂和无机分散剂的混合物。合适的有机分散剂的例子是包含至少一个选自羧基和磺酸酯基的部分的水溶性或水分散性聚合物。聚丙烯酸和Na-聚丙烯酸酯是包含羧基的水溶性或水分散性聚合物的例子。聚(2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸酯)，也称为聚(AAMPS)，是包含磺酸酯基的水溶性或水分散性聚合物的例子。其它合适的有机分散剂包括天然和合成的树胶和树脂，例如瓜尔胶、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素。分散剂的量优选为每吨磁性试剂约0-15磅的分散剂。
在另一个实施方式中，磁性试剂以液体形式提供，优选为磁铁矿微粒和通式(I)的化合物在液体中的分散体。为了经济起见，所述液体优选是水，尽管液体形式还包含其它液体如油和/或醇，它们可与水一起使用或代替水使用。以分散体的总重量为基准计，所述液体的含量优选使得液体形式可流动，例如约25重量％至约95重量％，更优选为约35重量％至75重量％。任选地，分散剂可用于提供组分在液体中均匀且稳定的分散体。优选的分散剂的例子包括上述无机和有机分散剂。以分散体的总重量为基准计，分散体中分散剂的量优选能促进提供稳定的分散体，例如约1重量％至10重量％。
可以各种方法制备包含磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的磁性试剂。例如，在一个实施方式中，磁性试剂的形式是磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的基本干燥的混合物，任选地还包含分散剂。这种基本干燥的混合物可通过以下方法形成：例如，使各组分(例如干燥的磁铁矿微粒、干燥的通式(I)的化合物和任选的分散剂)相互混合，或者任选地在加热和/或搅拌的情况下，将各组分悬浮、分散、成浆或溶解在液体中，然后除去液体，形成基本干燥的混合物。在另一个实施方式中，磁性试剂的形式是包含磁铁矿微粒、通式(I)的化合物、液体(例如水和/或醇)的可流动混合物，还任选地包含分散剂。如上所述，这种可流动混合物中的磁性颗粒可悬浮(例如胶状悬浮液)、分散和/或成浆在液体中，以及/或者通式(I)的化合物可以悬浮、分散、成浆和/或溶解在液体中。这种可流动混合物可通过使各组分相互混合(以任何顺序)而形成，该混合操作优选在搅拌，任选在加热条件下进行。通过使用常规实验可以制备多种制剂。
另一种实施方式提供了通过磁分离对矿物基质进行选矿的方法，所述方法包括使矿物基质与磁性试剂相互混合，形成混合物；对该混合物施加磁场，从而使有价值的矿物与无价值的矿物分离。用于该方法的磁性试剂可以是上述的磁性试剂。较佳的，所述磁性试剂包含多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物，所述多个磁铁矿微粒的平均粒度小于50微米；磁性试剂中存在的多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的重量比为磁铁矿微粒∶通式(I)的化合物等于约10∶1至1∶10。
与磁性试剂相混的矿物基质可以是同时含有“有价值”矿物和“无价值”矿物的基质。在本文中，术语“有价值”矿物是指作为选矿处理主要目标的一种或多种矿物，例如需要除去其中的杂质的矿物。术语“无价值”矿物是指需要从有价值的矿物中除去的一种或多种矿物，例如有价值的矿物中的杂质。通常矿物基质中有价值矿物的量明显大于无价值矿物的量。术语“有价值”矿物和“无价值”矿物在本领域中不一定表示矿物基质中各组分的相对经济价值。例如，为了得到含有小于2％TiO2的经过选矿的高岭土，需要对包含约97％高岭土、2％TiO2和约1％其它杂质的矿物基质进行选矿处理。因此，在该例子中，即使TiO2在经济意义上可能具有价值，但是高岭土被认为是有价值的矿物，而TiO2和其它杂质被认为是无价值的矿物。无价值的矿物不一定需要废弃，在之后的处理中可能被认为是有价值的矿物，在此后处理中对其进行回收和/或纯化。矿物基质的例子包括金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、铝硅酸盐、硫化物和磷酸盐。优选的矿物基质包括包含高岭土、碳酸钙、滑石、磷酸盐和铁氧化物中至少一种的矿物基质。可以多种方法形成矿物基质。例如，矿物基质可以是已经研磨到细小尺寸(通常在水性介质中)从而有利于释放出构成矿物的矿体。这种矿物基质可包括矿物颗粒的分散体或浆料，该分散体或浆料随后用磁性试剂进行处理。
矿物基质和磁性试剂可以各种方法相互混合，例如，在单阶段中，在多阶段中，顺序地，反顺序地，同时地，或者以它们的各种组合相互混合。例如，在一个实施方式中，通过将各组分(例如，磁性微粒、通式(I)的化合物、任选的组分如水、分散剂等)独立地混合形成预混物，然后再与矿物基质混合来形成磁性试剂。在另一个实施方式中，通过将磁性试剂的各组分分别与矿物基质相互混合而现场形成磁性试剂。例如，可以向矿物基质中加入磁铁矿微粒，然后加入通式(I)的化合物，或者将磁性微粒和通式(I)的化合物同时加入(不首先形成预混物)矿物基质中。各种加料的方式都是有效的。
与矿物基质相互混合的磁性试剂的量优选为能够有效进行矿物基质选矿，从而在施加磁场后能够使有价值矿物与无价值矿物分离的量。因为磁性试剂中磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的量取决于磁性试剂中水(如果存在)的量和/或组分是单独加入还是作为预混物加入，所以在许多情况中，优选根据磁性试剂中各组分(例如磁铁矿微粒和通式(I)的化合物)的量来确定要与矿物基质相互混合的磁性试剂的量。因此，与矿物基质相互混合的磁性试剂的量优选为能够使每吨矿物基质中通式(I)的化合物的量约为0.1千克至10千克，更优选约为0.25千克至6千克。与矿物基质相互混合的磁性试剂的量优选为能够使每吨矿物基质中磁铁矿微粒的量约为0.005千克至10千克，更优选约为0.25千克至6千克。
通过矿物基质与磁性试剂相互混合形成的混合物的选矿处理可以在向混合物施加磁场的条件下进行，从而使有价值矿物与无价值矿物分离。混合物(包含矿物基质和磁性试剂)在文中可称为“泥釉(slip)”。可以各种方式向泥釉施加磁场。例如，在一个实施方式中，通过使泥釉通过高梯度磁分离器完成分离。各种高梯度磁分离器是本领域技术人员已知并且可商购的磁通量大于或等于约2.2的磁分离器。优选的高梯度磁分离器的例子是以商品名CarpcoCryofilter
Figure 200680024256X_1
(奥托昆普技术公司(Outokumpu Technologies)，杰克逊维尔(Jacksonville)，佛罗里达州)出售的设备。高梯度磁分离是本领域普遍已知的方法，例如在美国专利4125460、4078004和3627678中进行了描述。通常，分离处理包括在使泥釉通过具有开放结构的钢基体(例如不锈钢棉、不锈钢球、钉子、大头钉等)的同时，向所述泥釉施加强磁场。依据标准方法，可以按照需要改变在磁铁基体和磁铁循环中的停留时间。
作为另一个例子，在一个实施方式中，通过使泥釉通过低强度磁分离器完成分离。各种低强度磁分离器是本领域技术人员已知的，可通过商购得到。优选的低强度磁分离器的例子是磁通量最高约0.7泰斯拉、优选约0.01泰斯拉至6泰斯拉、更优选约0.1泰斯拉至2.2泰斯拉、更优选约0.1泰斯拉至1泰斯拉、最优选约0.1泰斯拉至0.7泰斯拉的设备。低梯度磁分离是本领域普遍知道的方法，例如，在美国专利5961055和6269952中进行了描述。通常，该分离处理包括在使泥釉通过具有开放结构的钢基体的同时，向所述泥釉施加弱磁场(0.01泰斯拉至0.7泰斯拉)。通常，低强度磁分离器是那些用于除去混杂的铁的本身是强铁磁性的设备，例如不锈钢棉、不锈钢球、钉子、大头钉等。如同高梯度磁分离，低强度分离的在磁铁基体和磁铁循环中的停留时间可以根据需要依据标准方法进行调整。
对通过(I)的化合物进行优选，从而使得有价值矿物和无价值矿物之间分离的程度大于使用油酸化合物替代通式(I)的化合物所获得的可比性分离程度。更佳地，所述分离程度至少比使用油酸化合物替代通式(I)的化合物所获得的可比性分离程度高约10％，更优高约25％，更优选高约50％。在本文中，术语油酸化合物包括油酸的酸形式和盐形式。分离程度表示为按照以下公式计算的百分数：100×((W1-W2)/W1)，其中W1＝分离前矿物基质中杂质的重量分数，W2＝分离后矿物基质中杂质的重量分数。
较佳地，在施加磁场之前先要对泥釉进行调理。本领域中使用的术语“调理”是指在水性环境中对矿物基质施加高剪切作用的各种处理。可以使用任何类型的能够对矿物基质和磁性试剂的混合物施加高剪切作用的转子设备(例如，转子-定子类研磨机)。可以使用在转子叶梢速率至少约为20英尺/秒、通常约为50-200英尺/秒下工作的转子设备获得高剪切作用。优选的转子设备是能够获得约125-150英尺/秒的转子叶梢速率的研磨机。合适的转子设备包括转子-定子类型的研磨机，例如由凯迪国际公司(Kady International)(美国麻萨诸塞州斯卡伯勒(Scarborough))制造的转子-定子研磨机(文中称为“凯迪(Kady)研磨机”)和由依派克(Impex)(美国佐治亚州密耳基威尔(Milledgeville))制造的转子-定子研磨机(文中称为”依派克(Impex)研磨机”)；叶片类型的高剪切研磨机，例如考维斯(Cowles)叶片类型的研磨机(默浩斯工业公司(Morehouse Industries，Inc.)，美国加利福尼亚州，福乐顿(Fullerton))；高剪切介质研磨机，例如砂磨机。泥釉的调理时间优选为足以加强之后的磁分离步骤，而不会过度地降低所得有价值矿物的质量。在许多情况中，可根据用于施加剪切作用的设备的类型改变调节时间。例如，对于用凯迪(Kady)研磨机进行调理，泥釉的调理时间约为1分钟至10分钟，通常约为2分钟至8分钟，在许多情况中约为3分钟至6分钟。如同本领域技术人员所理解的，根据其它剪切设备与凯迪(Kady)研磨机相比的相对剪切作用，这些典型的时间也适用于其它剪切设备。经过调理的含磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的泥釉随后可进行上文所述的高梯度磁分离。所述高梯度磁分离优选在调理之后即刻至调理之后约1天内、调理之后约2天内、调理之后约3天内或者调理之后约4天内进行。
在一个优选的实施方式中，所述矿物基质包括高岭土，在本文中也称为高岭土粘土或简单称为粘土。高岭土可以是任何需要进行选矿的高岭土，例如包含一种或多种含杂质(例如铁、钛、和/或锰)的无价值矿物的高岭土，或者任何可能削弱高岭土亮度的其它矿物(例如无价值矿物或杂质)。一个优选的实施方式提供了用于制备高亮度高岭土的改善的选矿方法。例如，优选的高岭土选矿方法包括如上所述使高岭土基质与磁性试剂相互混合，形成泥釉，在pH值约为7.0-10.0的条件下分散泥釉，对所得分散的泥釉进行调理，对所得的经过调理的泥釉施加高梯度磁场，从而使亮化的高岭土与不需要的杂质分离。以下描述的不同部分涉及其中矿物基质包含高岭土(有价值矿物)和TiO2(无价值矿物或杂质)的实施方式。但是，本领域的技术人员将意识到以下描述中的这些部分是为了说明的目的，这些部分的不同方面可以被选择和/或调节用于涉及对其它矿物基材进行选矿的其它方法。
在一个优选的实施方式中，所述矿物基质可包含任何需要提高亮度的高岭土粘土，例如粗制、经过处理或部分处理的高岭土粘土。例如，高岭土粘土可以是粗制的高岭土粘土，例如可包括灰粘土、奶油状粘土或粘土的组合。或者，粗制粘土可包括澳大利亚或巴西粗制高岭土或英国粗制高岭土。粗制高岭土可含有有机物质(即灰色的粗产品)或者可以是基本不含有机物质的粗产品(即奶油状、棕褐色、褐色或红色粗产品)。如下所述，原料粗产品的选择可指导用于进一步提高高岭土产品的亮度的其它处理步骤的选择。例如，在一个实施方式中，当起始粗材料是灰色的粗产品时，可以在加入磁性试剂之前，或者在磁分离之后，任选地额外进行臭氧处理。
高岭土可以是经过分馏的粘土，包括例如通过机械方法或其它方法(例如化学分馏或聚集)对粒度分布进行过改进或聚集的任何粘土，这些方法是本领域众所周知的。分馏可以在所述方法的任何所需步骤中进行，例如在与磁性试剂相互混合之前，在调理之前，在磁分离之前，在磁分离之后，或者在磁分离之后进行的任何标准处理步骤之后。所述粘土可以是去粗砂(degritted)粘土，例如使得该粘土符合纸涂布应用的+325目残余物规格。为了防止在调理步骤所用的研磨机上发生不必要的磨损，优选对粗制粘土进行去粗砂处理。
矿物基质可包含掺水拌的粗制粘土。如果在磁分离之前，将该粘土掺水拌合，则优选用弱或强分散剂，在碱性pH条件下，优选用硅酸钠或硅酸盐水溶胶对粘土进行掺水拌合。在粘土与磁性试剂相互混合之前进行的掺水拌合优选在碱性pH条件下进行，优选pH值约7.0-11.0，更优选pH约8.0-10.0，更优选pH约8.0-9.5，所述掺水拌合可以在固体含量大于0至约70％固体、或者约20％固体至70％固体的条件下进行；优选的固体含量范围可以是约30％固体至70％固体，约20％固体至65％固体，约20％固体至60％固体，约30％固体至60％固体，约40％固体至60％固体，约20％固体至45％固体，约35％固体至55％固体，约39％固体至44％固体。
水性高岭土粘土浆料优选包含分散剂，可以是弱分散剂或强分散剂。“弱分散剂”是指在表面上吸附TiO2杂质与吸附磁铁增强剂的能力相比不具有明显竞争优势的分散剂，而“强分散剂”是在表面上吸附TiO2杂质占据绝对优势的分散剂。硅酸钠是弱分散剂的非限制性例子。另外，在磁分离之前的任意时刻，可以向矿物基质和/或泥釉中加入强分散剂。强分散剂的非限制性例子包括聚丙烯酸钠、六偏磷酸钠(″Calgon，″卡龙公司(CalgonCorp.)，匹兹堡，美国宾夕法尼亚州)Cyanamer P-80、Cyanamer P-70和Cyanamer P-35(氰特工业公司(Cytec Industries，Inc.)，美国新泽西州)。聚丙烯酸钠的例子包括Colloid 211(罗纳普朗克公司(Rhone-Poulenc)，玛丽埃塔(Marietta)，美国乔治亚州)。
以活性物质为基准计，矿物基质或泥釉中强分散剂的含量为0磅/吨高岭土(高岭土重量以干重计)至约1.0千克/吨高岭土(高岭土重量以干重计)，例如约0.1千克/吨高岭土至0.7千克/吨高岭土(高岭土重量以干重计)。可根据粘土的具体性质，通过本领域技术人员已知的方法调节所述含量。可在不同的阶段加入一种或多种分散剂，以促进磁分离之前对高岭土的处理。例如，可以在掺水拌合之前、之中或之后加入分散剂，或者在加入磁铁矿试剂之前、之中或之后加入分散剂，或者是它们的任何组合，例如在掺水拌合之前且任选地在加入磁铁矿试剂之前和/或之后加入分散剂。
在施加磁场之前的任意时刻，可以调节矿物基质或泥釉的pH值，例如，对于高岭土粘土，优选pH约为7.0-11.0，所述pH值是通过原位pH方法测量的。pH可以是例如约8.0-9.0，约8.5-9.0，优选的pH范围可以是约8.0-9.5，所有这些pH值都是通过原位pH方法测量的。为了提高pH值，可以使用任何碱性物质，例如氢氧化钠，或者硅酸钠和氢氧化钠的混合物。或者，可以使用硅酸钠或苏打灰调节pH值。
在施加磁场之前，可以将可流动泥釉如浆料的固体含量调节到所需的浓度，该浓度范围通常为以总重量为基准计大于0％至约70％，更优选约20％至60％，最优选约20％至45％。
在磁分离后，可以对所得经过选矿的产物进行其它处理步骤，从而提供所需形式的分离的有价值矿物和无价值矿物。因此，可对所得的经过选矿的产物进行任何所需的处理步骤。例如，所述经过选矿的产物可以絮凝，例如，产生絮凝的亮度提高的高岭土粘土产品，或者生产絮凝的杂质含量降低的粘土产品。另选或者另外地，可以对经过选矿的产物进行沥滤，例如，产生沥滤的亮度提高的高岭土粘土产品，或者产生沥滤的杂质含量降低的粘土产品。也可以对经过选矿的产物进行臭氧处理，以除去有机物质。在磁分离后得到的次品或磁性部分可以就这样或者与新的磁性试剂组组合为一种试剂用于处理新的高岭土泥釉，除去杂质。
该选矿方法可还包括使经过分馏、絮凝和/或沥滤的亮度提高的高岭土粘土或杂质含量降低的粘土脱水的步骤。脱水处理包括除去任何量的水，这样所得的亮度提高的高岭土粘土或杂质含量降低的粘土可以是本领域已知的浆料、部分干燥的粘土或完全干燥的粘土。
用于制备亮度提高的高岭土粘土或用于除去含铁和/或二氧化钛杂质的任何粘土中这类杂质的方法变量的一些例子如下：
1)掺水拌合--去粗砂--加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--磁分离--非磁性部分--其它处理
2)掺水拌合--去粗砂--加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--磁分离--磁性部分-加入到新泥釉中-调理-磁分离--非磁性部分--其它处理
3)掺水拌合--去粗砂--分馏--加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--磁分离--其它处理
4)掺水拌合-去粗砂-分馏-加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--磁分离-加入到新泥釉中-调理-磁分离--非磁性部分--其它处理。
5)掺水拌合--去粗砂--臭氧处理--加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--磁分离--其它处理。
6)掺水拌合--去粗砂--臭氧处理--加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--磁分离-加入到新泥釉中-调理-磁分离--非磁性部分--其它处理。
7)掺水拌合--去粗砂--臭氧处理--分馏--加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--磁分离--其它处理。
8)掺水拌合--去粗砂--臭氧处理--分馏--加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--磁性分离--加入到新泥釉中--调理--磁分离--非磁性部分--其它处理。
9)掺水拌合--去粗砂--加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--磁分离--分馏--分层--其它处理。
10)掺水拌合--去粗砂--分馏--加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--磁分离-收集磁性部分-加入新泥釉中-加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--磁分离-收集非磁性部分-其它处理。
11)掺水拌合--去粗砂-过筛-加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--磁分离-收集磁性部分-加入到新泥釉中-加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理-磁分离-收集无磁性部分-分馏-其它处理。
12)掺水拌合--去粗砂-过筛-加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--通过离心分馏-收集细料-其它处理。
13)掺水拌合--去粗砂-过筛-加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理-通过离心分馏-收集粗产物-磁分离-非磁性部分-其它处理。
14)掺水拌合--去粗砂-过筛-加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物--调理--通过离心分馏-收集细料-加入磁铁矿微粒-然后加入通式(I)的化合物-调理-磁分离-其它处理。
在上述方法变量的例子中，其它处理可包括以下处理中的任何一种或多种：无处理，喷雾干燥、分馏、絮凝、沥滤、脱水。
实施例1-7
使用5-6磅/吨硅酸钠至1-2份氢氧化钠的分散混合物，将TiO2含量为1.8重量％的来自中部乔治亚州的表征为“粗白(coarse)”或“中等粗白”的粗制高岭土或它们的混合物在pH＝8条件下在水中拌合，使得固体含量约40-45％。在通过多尔圆锥体(Dorr-Cone)、砂箱和100目筛子对该粗产物进行去粗砂处理后，使用伯德机械公司(Bird Machine Co.)(美国马萨诸塞州，南沃尔普(SouthWalpole))的离心机对该粗产物进行分馏，得到90％的细小部分，通过Sedigraph5100(麦克仪器公司(Micromeritics)，诺克洛斯(Norcross)，美国乔治亚州)测量小于2微米。对于粗的部分不进行任何其它处理。细小部分的固体含量为30.3％。
称取干重约1千克的细小部分，转移到凯迪(Kady)调理研磨机中。将该浆料在凯迪(Kady)研磨机中以10-20Hz的频率低速搅拌，以来样为基准加入3千克/吨的硅酸钠分散剂(Star Brand Silicate)，然后加入3千克/吨10％的NaOH溶液，将pH调节到9.2。向调节了pH值的浆料中，加入5千克/吨的BET表面积为82.0米2/克(平均粒度为14纳米)的磁铁矿微粒，然后加入1千克/吨(以活性成分为基准计)的表2所示的各种化学添加剂。
在添加剂混入约30秒至1分钟后，使用凯迪(Kady)研磨机在60Hz频率下对泥釉调理6分钟，从38至57HP-小时/吨。经过调理的泥釉随后固体含量降低到25％，使用填充了标称基质(直径为60微米)的高梯度磁分离器(Cryofilter，奥托昆普技术公司(Outokumpu Technologies)，杰克逊维尔(Jacksonville)，佛罗里达州)，以相当于10吨/小时的进料速率，在2.5泰斯拉的磁场下进行处理。所述泥釉通过磁铁的时间为1分25秒，然后进行清洗。收集产物，烘箱干燥，测量经过选矿的高岭土中TiO2的含量(％TiO2)。
在表2中，AP-Aero
Figure 200680024256X_2
6493是可商购的(氰特工业公司(Cytec Industries，Inc.))含有通式1的化合物的收集组合物。Hamphosil O是可商购的(汉普郡化学公司Hampshire Chemical Corp.)油酰基肌氨酸表面活性剂。Ethox ML5是可商购的(伊索克斯化学公司LLC(Ethox Chemicals LLC)乙氧基化醇表面活性剂。HM-62是可商购的(Penreco)石油磺酸酯表面活性剂。AP-3000C是可商购的(氰特工业公司(Cytec Industries，Inc.))伯胺表面活性剂。
表2显示了实施例2中使用磁铁矿微粒和通式(I)的化合物得到最高程度的分离(68％)。
表2
编号 化学添加剂 添加剂类型 添加剂剂量(按照活性物质计算)千克/吨 ％TiO2  分离程度
1C 无磁铁矿微粒无添加剂 无 0 1.13  37％
2  Aero
Figure 200680024256X_3
-6493		 通式(I)的化合物 3.33(1.0) 0.58  68％
3C  AP-3000C 胺表面活性剂 2.00(1.0) 0.76  58％
4C  HM-62 磺酸酯表面活性剂 1.00(1.0) 0.89  51％
5C  Hemphosil-O 肌氨酸酯(sarcocinate)表面活性剂 2.00(1.0) 1.11  38％
6C  油酸 羧酸酯表面活性剂 1.00(1.0) 0.82  54％
7C  Ethox ML-5 乙氧基化的醇表面活性剂 1.00(1.0) 0.76  58％
C：对比例
实施例8-16
高岭土选矿按照实施例1-7中所述进行，不同的是向调节过pH值的浆料中加入2千克/吨具有不同粒度的磁铁矿微粒，然后加入2千克/吨可商购的收集剂(CYTEC S8881，氰特工业公司(Cytec Industries，Inc.)，0.6千克/吨，以活性物质为基准)，如表3所示。CYTEC S8881收集剂含有通式(I)的化合物。
表3所示的结果表明随着磁铁矿微粒的粒度减小，分离程度通常提高。
表3
编号 磁铁矿微粒的表面积(米2/克) 磁铁矿微粒的等效球径(纳米) ％TiO2 分离程度
8C 无磁铁矿微粒无通式(I)的化合物 N/A  1.349  25％
9  5.0  230  1.26  30％
10  10.0  114  1.268  30％
11  25.0  46  0.847  53％
12  51.0  22  1.011  44％
13  64.7  18  0.958  46％
14  75.5  15.2  0.815  55％
15  82.0  14  0.53  71％
16  126.5  9.2  0.35  71％
实施例17-20
使用5-6千克/吨硅酸钠和1-2千克/吨10％的氢氧化钠的分散混合物，采用具有4″叶片的考维斯(cowls)类型的混合器(Inco Mill)以5-10英尺/秒(FPS)的叶梢速率将含有主要杂质针铁矿的研磨蒙大拿(Ground Montana)滑石在水中拌合，直到在pH约为10.5时固体含量约为50％。所得浆料通过200目的筛子过筛，作为母料。
称取干重约1千克的来自母料的一部分，转移到考维斯(cowls)类型的调理研磨机(sonditioning mill)中。将该浆料以1100rpm(叶梢速率约19FPS)的速率搅拌。按照表4所述的剂量，向浆料中加入BET表面积为5.0米2/克(平均粒度为230纳米)的磁铁矿微粒，然后加入可商购的收集剂(CYTEC S6493，氰特工业公司(Cytec Industries，Inc.))。CYTEC S6493收集剂含有通式(I)的化合物。在磁性试剂混入0.5-1分钟之后，使用Inco研磨机以1750rpm(叶梢速率为30FPS)的速率对泥釉进行调理约5分钟。
经过调理的泥釉随后固体含量降低到25％，使用可商购的填充了标称基质(直径为60微米)的高梯度磁分离器(Cryofilter，奥托昆普技术公司(Outokumpu Technologies)，杰克逊维尔(Jacksonville)，佛罗里达州)，以相当于10吨/小时的进料速率，在5.0泰斯拉磁场下进行处理。所述泥釉通过磁铁的时间为1分25秒，然后进行清洗循环。收集经过选矿的产物(非磁性部分)，烘箱干燥，测量GE亮度。结果示于表4中。
表4显示的结果表明使用含有磁性微粒和通式(I)的化合物的磁性试剂选矿的滑石(实施例19和20)的亮度明显高于滑石进料(实施例17C)和在无磁性微粒或通式(I)的化合物的情况下进行磁分离的滑石进料样品的亮度(实施例18C)。
表4
编号 磁性微粒(千克/吨) CYTEC S6493收集剂(千克/吨) GE亮度
 17C(进料) 无 无 85.5
 18C(仅磁分离) 无 无 87.4
 19 0.125 0.125 89.4
 20 0.25 0.25 88.2
实施例21-23
对70％固体的研磨磷酸盐矿石浆料进行初始高梯度磁分离处理，然后静置10分钟，使粗的部分沉降。倾析出细小的部分，以提供固体含量为26.57％的母料浆料。然后将一部分浆料通过325目的筛子进行过筛，称取干重约1千克的细小部分，转移到考维斯(cowls)类型的调理研磨机中。将该浆料以1750rpm(叶梢速率约30FPS)的速率搅拌。按照表5所示，加入磁铁矿微粒和分散剂(AP908W，来自亚拉巴马州颜料(Alabama pigments)，美国亚拉巴马州)，然后加入可商购的收集剂(CYTEC S8881，氰特工业公司(Cytec Industries，Inc.))。CYTEC S8881收集剂含有通式(I)的化合物。
在磁性试剂混入0.5-1分钟之后，使用Inco研磨机以1750rpm(叶梢速率为30FPS)的速率对泥釉进行调理6分钟。经过调理的泥釉然后使用可商购的填充了标称基质(直径为60微米)的高梯度磁分离器(Cryofilter，奥托昆普技术公司(Outokumpu Technologies)，杰克逊维尔(Jacksonville)，佛罗里达州)，以相当于10吨/小时的进料速率，在5.0泰斯拉磁场下进行处理。所述泥釉通过磁铁的时间为1分25秒，然后进行清洗循环。收集经过选矿的磷酸盐产物(非磁性部分)，烘箱干燥，测量铁、钛和锰的含量。
表5所示的结果表明使用含有磁性微粒和通式(I)的化合物的磁性试剂选矿的磷酸盐(实施例23)与磷酸盐进料(实施例21C)和在无磁性微粒或通式(I)的化合物的情况下进行磁分离的磷酸盐进料样品(实施例22C)相比，明显含有更少的Fe、Mn和Ti。
表5
编号 磁铁矿微粒(千克/吨) CYTEC S8881收集剂(千克/吨) Fe(％) Mn(ppm) Ti(ppm)
 21C(进料) 无 无 14.2  2572  2953
 22C(仅磁分离) 无 无 12.4  2718  2275
 23 1.25 1.66 10.1  1952  1343
实施例24
该实施例说明了使用含磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的磁性试剂预混物对矿物基质(高岭土)进行选矿。
按照以下所述制备含磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的磁性试剂：使18.2克(干重6.0克)BET表面积为82.0米2/克的磁铁矿微粒(平均粒度14纳米)的水分散体与21.7克水混合。然后加入约0.1克硅酸钠分散剂(Star Brand)。使用均化器低速搅拌该混合物，然后加入8.00克可商购的收集剂(CYTEC Aero
Figure 200680024256X_4
6494收集剂，氰特工业公司(Cytec Industries，Inc.))。CYTEC Aero
Figure 200680024256X_5
6494收集剂含有通式(I)的化合物。使用均化器在低速设定(setting)下均化所得的磁性试剂预混物。
高岭土选矿按照实施例1-7所述进行，不同的是向调节了pH值的浆料中加入约10.0克磁性试剂预混物。所得的经过选矿的高岭土的TiO2含量约为0.54％(分离程度约70％)。
实施例25-39
使用5-6磅/吨硅酸钠和1-2份氢氧化钠的分散混合物，将TiO2含量为1.8重量％的来自中部乔治亚州的表征为“粗白”或“中等粗白”粗制高岭土或它们的混合物在pH＝8的条件下、在水中拌合，使得固体含量约为40-45％。在通过多尔圆锥体(Dorr-Cone)、砂箱和100目筛子对该粗产物进行去粗砂处理后，使用伯德机械公司(Bird Machine Co.)(美国马萨诸塞州，南沃尔普(SouthWalpole))的离心机对该粗产物进行分馏，得到90％的细小部分，通过Sedigraph5100(麦克公司(Micromeritics)，诺克洛斯(Norcross)，美国乔治亚州)测量小于2微米。对于粗的部分不进行任何其它处理。细小部分的固体含量为30.3％。
称取干重约1千克的细小部分，转移到凯迪(Kady)调理研磨机中。将该浆料在凯迪(Kady)研磨机中以10-20Hz的频率低速搅拌，以来样为基准加入2千克/吨的硅酸钠分散剂(Star Brand Silicate)，然后加入2千克/吨10％的NaOH溶液，将pH调节到9.2。向调节了pH值的浆料中，加入1千克/吨的BET表面积为82.0米2/克(平均粒度为14纳米)的磁铁矿微粒，然后加入1.33千克/吨(以活性成分为基准计)的Cytec S6493。
在添加剂混入约30秒至1分钟后，使用凯迪(Kady)研磨机在60Hz频率下对泥釉调理6分钟，从38至57HP-小时/吨。经过调理的泥釉随后固体含量降低到25％，使用填充了标称基质(直径为35微米)的高梯度磁分离器(Cryofilter，奥托昆普技术公司(Outokumpu Technologies)，杰克逊维尔(Jacksonville)，佛罗里达州)，以相当于11.5TPH至23.0TPH的进料速率，在0.1-5.0泰斯拉(1000-50000高斯)的可变磁场(磁通量)下进行处理。所述泥釉通过磁铁的时间为规定的时间，然后进行清洗循环。收集产物，烘箱干燥，测量经过选矿的高岭土中TiO2的含量(％TiO2)。
表6显示了使用磁铁矿微粒和通式(I)的化合物得到最高程度的分离(68％)，该分离程度不依赖于0.1-5.0泰斯拉范围内的磁通量或磁场。
表6：
    实施例号     磁场     进料速率     产物中％TiO2
    25     0.1     11.5     0.573
    26     0.18     11.5     0.475
    27     0.25     11.5     0.543
    28     0.5     11.5     0.47
    29     1     11.5     0.45
    30     2.5     11.5     0.44
    31     5     11.5     0.44
    32     0.5     17.3     0.50
    33     0.5     23     0.50
    34     1     17.3     0.58
    35     1     23     0.55
    36     2.5     17.3     0.48
    37     2.5     23     0.52
    38     5     17.3     0.60
    39     5     23     0.55
使用标准亚硫酸氢钠在酸性pH值下对产物进行还原性漂白，使用标准亮度测量仪测量的所有产物的GE亮度在90％-91.5％的范围内。
本领域技术人员将理解在不背离本发明范围的情况下，可以对上述材料和方法进行各种省略、添加和修改，所有这些修改和变化落在所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (41)

1.一种通过磁分离对矿物基质进行选矿的方法，该方法包括：
使矿物基质与磁性试剂相互混合，形成混合物；
对所述混合物施加磁场，从而使有价值的矿物与无价值的矿物分离；
其中所述磁性试剂包含多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物，
(I)R-(CONH-O-X)n
所述通式(I)的化合物的分子量约等于或小于2000；n是1-3的整数；各X独立地选自H、M和NR′4；M是金属离子；R包含约1-50个碳；各R′独立地选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和C7-C10芳烷基；
所述多个磁铁矿微粒的平均粒度小于10微米；
所述磁性试剂中存在的多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的重量比为磁铁矿微粒∶通式(I)的化合物等于约10∶1至1∶10。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对通式(I)的化合物进行选择，从而使得有价值矿物和无价值矿物之间分离的程度大于使用油酸化合物替代通式(I)的化合物所获得的可比性分离程度。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有价值矿物和无价值矿物之间的分离程度至少比使用油酸化合物替代通式(I)的化合物所获得的可比性分离程度高约10％。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述有价值矿物和无价值矿物之间的分离程度至少比使用油酸化合物替代通式(I)的化合物所获得的可比性分离程度高约25％。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，有价值矿物和无价值矿物之间的分离程度至少比使用油酸化合物替代通式(I)的化合物所获得的可比性分离程度高约50％。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，R＝C1-C20烷基、C6-C20芳基或C7-C20芳烷基。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述矿物基质包括选自高岭土、碳酸钙、滑石、磷酸盐和铁氧化物的矿物。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物分别与所述矿物基质相互混合，形成磁性试剂。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个磁铁矿微粒的平均粒度小于1微米。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，R＝C1-C20烷基、C6-C20芳基或C7-C20芳烷基。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述矿物基质包括选自高岭土、碳酸钙、滑石、磷酸盐和铁氧化物的矿物。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述矿物基质包括高岭土粘土。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括在pH约为7-10的条件下分散高岭土粘土。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过将多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物分别与矿物基质相互混合形成磁性试剂。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个磁铁矿微粒的平均粒度小于200纳米。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，R＝C1-C20烷基、C6-C20芳基或C7-C20芳烷基。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述矿物基质包括选自高岭土、碳酸钙、滑石、磷酸盐和铁氧化物的矿物。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述矿物基质包括高岭土。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述矿物基质包括滑石。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述矿物基质包括磷酸盐。
21.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述使磁性试剂与矿物基质相互混合的操作通过使多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物分别与矿物基质相互混合形成混合物来进行。
22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个磁铁矿微粒的平均粒度小于20纳米。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，R＝C1-C20烷基、C6-C20芳基或C7-C20芳烷基。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述矿物基质包括选自高岭土、碳酸钙、滑石、磷酸盐和铁氧化物的矿物。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述矿物基质包括高岭土。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述矿物基质包括滑石。
27.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述矿物基质包括磷酸盐。
28.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述多个磁铁矿微粒与通式(I)的化合物相互混合，形成磁性试剂，然后所述磁性试剂与矿物基质相互混合，形成混合物。
29.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁场约为0.01泰斯拉至6泰斯拉。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述磁场约为0.1泰斯拉至2.2泰斯拉。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述磁场约为0.1泰斯拉至1泰斯拉。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述磁场约为0.1泰斯拉至0.7泰斯拉。
33.一种用于对矿物基质进行选矿的磁性试剂，其包含：
多个磁铁矿微粒，其平均粒度小于10微米；
通式(I)的化合物，
(I)R-(CONH-O-X)n
所述通式(I)的化合物的分子量约等于或小于2000；n是1-3的整数；各X独立地选自H、M和NR′4；M是金属离子；R包含约1-50个碳；各R′独立地选自H、C1-C10烷基、C6-C10芳基和C7-C10芳烷基；
所述磁性试剂中存在的多个磁铁矿微粒和通式(I)的化合物的重量比为磁铁矿微粒∶通式(I)的化合物等于约10∶1至1∶10。
34.如权利要求33所述的磁性试剂，其特征在于，所述多个磁铁矿微粒的平均粒度小于1微米。
35.如权利要求34所述的磁性试剂，其特征在于，所述多个磁铁矿微粒的平均粒度小于0.2微米。
36.如权利要求33所述的磁性试剂，其特征在于，R＝C1-C20烷基、C6-C20芳基或C7-C20芳烷基。
37.如权利要求36所述的磁性试剂，其特征在于，所述多个磁铁矿微粒的平均粒度小于1微米。
38.如权利要求36所述的磁性试剂，其特征在于，所述多个磁铁矿微粒的平均粒度小于0.2微米。
39.如权利要求33所述的磁性试剂，其特征在于，还包括选自硅酸盐、磷酸盐和水溶性聚合物的分散剂。
40.如权利要求39所述的磁性试剂，其特征在于，所述分散剂是硅酸盐。
41.如权利要求39所述的磁性试剂，其特征在于，所述水溶性聚合物包含至少一个选自羧基和磺酸酯基的部分。
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