CN113275131A - 用于泡沫浮选的磺化改性剂 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了用于反向泡沫浮选分离的改进的喷射组合物及其用途，以及反向泡沫浮选的方法。所述喷射组合物包括磺化聚合物改性剂，所述改性剂可以用作分散剂和抑制剂，并且所述组合物适用于含有超细颗粒的微粒材料的反向泡沫浮选。例如，所述组合物和方法可以用于从包括二氧化硅、硅酸盐等的铁矿石中分离氧化铁精选矿。

Description

用于泡沫浮选的磺化改性剂
本申请是申请日为2017年8月25日、申请号为“201780048952.2”、发明名称为“用于泡沫浮选的磺化改性剂”的发明专利申请的分案申请。
本发明涉及用于泡沫浮选的改进方法、改性剂和组合物，特别是用于将精选矿与需要精细粉碎的矿石分离。
背景技术
本发明涉及用于改善泡沫浮选选矿过程的有效性的新型材料、组合物和方法。在选矿过程中，使用具有/不具有化学品的机械过程将在微粒材料的混合物中共存的两种或更多种材料彼此分离。通常，材料中的一种，精选矿比其它材料，脉石更有价值或更理想。
选矿的一种形式是泡沫浮选分离。在泡沫浮选分离中，为了制造浆料，将包括矿石，如研磨或粉碎的矿石的微粒材料与水(或另一种溶剂或溶剂混合料)以及如捕收剂、改性剂、抑制剂和/或活化剂等的化学品一起浆化，这有助于将精选矿与脉石分开。捕收剂的作用是使目标颗粒更加疏水，从而有助于它们从浆料浮选。如果需要，然后用起泡剂(起泡剂)掺杂浆料并喷射以形成气泡，所述气泡从带有疏水颗粒的浆料中上升，并在喷射的浆料上方形成泡沫层。然后可以将泡沫层沉积在流槽上。疏水性较差的材料留在浆料中，从而完成泡沫浮选分离。
浮选分离过程的两种常见形式是直接浮选和反向浮选。在直接浮选过程中，泡沫包括精选矿或浓缩物，而在反向浮选过程中，泡沫包括脉石或尾矿。在任一过程中浮选的目的是从尽可能高浓度的微粒材料中分离和回收尽可能多的精选矿，然后使其可用于进一步的下游加工步骤。在泡沫浮选中，喷射包括浆料的喷射组合物以形成泡沫层和喷射的浆料。在直接泡沫浮选中，泡沫层包括浓缩的精选矿(浓缩物)，并且喷射的浆料包括尾矿(浓缩的脉石)。在反向泡沫浮选中，泡沫层包括尾矿，并且喷射的浆料包括浓缩的精选矿。在直接泡沫浮选中，泡沫在喷射之前在喷射组合物中包括更多的精选矿作为精选矿加脉石的比例而不是精选矿作为精选矿加脉石的比例；并且，尾矿在喷射之前在喷射组合物中包括更多的脉石作为精选矿加脉石的比例而不是脉石作为精选矿加脉石的比例。在反向泡沫浮选中，泡沫在喷射之前在喷射组合物中包括更多的脉石作为精选矿加脉石的比例而不是脉石作为精选矿加脉石的比例；并且因此，尾矿在喷射之前在喷射组合物中包括更多的脉石作为精选矿加脉石的比例而不是脉石作为精选矿加脉石的比例。
泡沫浮选分离可以用于从固体(如煤矿的成分)分离固体，以及从固体分离液体或半固体(如从油砂分离沥青)。
抑制剂通常用于帮助矿物矿石的泡沫浮选分离中的捕收剂。抑制剂阻碍了尾矿(直接泡沫浮选中)或精选矿(反向浮选中)的浮选。
磺酸盐部分已经被用作脉石的抑制剂，如直接泡沫浮选中的精选矿如磷酸盐的浮选中的硅质材料。
美国专利4,172,029公开了一种方法，其通过用脂肪酸和燃料油试剂进行泡沫浮选来对硅质磷酸盐矿石进行选矿，并在浮选磷酸盐矿石之前用经烷基取代的芳族磺酸盐调节磷酸盐矿石。
美国专利4,514,292公开了脉石抑制剂，其基本上由无机亚硫酸盐和某些磺化化合物的盐的组合组成，用于金属矿石和煤。所公开的盐包含苯二磺酸盐、萘二磺酸盐、甲醛和萘磺酸的缩合物、萘酚磺酸、木质素磺酸和磺化的白藜芦醇。
美国专利4,719,009公开了含有醚基和金属磺酸盐基团的聚酯材料，其用作从复杂矿石泡沫浮选分离硫化锌浓缩物中的硅质脉石的抑制剂。
美国专利5,314,073公开了一种方法，其通过用脂肪酸和燃料油以及水分散性磺基聚酯调节7.5到10.5的pH下的矿石的含水浆料并对经调节的磷酸盐浆料充气以浮选磷酸盐，从而对硅质磷酸盐矿石进行选矿。
美国专利5,507,395公开了一种方法，其抑制硅质脉石，其中抑制剂是聚乙烯醇和丙烯酰胺的接枝聚合物。抑制剂可以包含共聚单体，如乙烯基磺酸盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、苯乙烯磺酸和2-磺基乙基甲基丙烯酸酯。
美国专利5,525,212公开了一种方法，其抑制非硫化物硅酸盐脉石材料，其中抑制剂是多糖和聚乙烯醇与丙烯酰胺的接枝聚合物的混合物。丙烯酰胺可以包含共聚单体，如乙烯基磺酸盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、苯乙烯磺酸和2-磺基乙基甲基丙烯酸酯。
美国专利5,531,330公开了一种方法，其抑制非硫化物、硅酸盐脉石。抑制剂是聚合物材料，其包括一个或多个丙烯酰胺残基、含羟基的聚合物单元和含阴离子基团的聚合物单元的聚合残基。含阴离子基团的聚合物单元尤其可以包括乙烯基磺酸盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、苯乙烯磺酸和2-磺基乙基甲基丙烯酸酯的聚合残基。
美国专利5,533,626公开了一种方法，其抑制非硫化物硅酸盐脉石，其中抑制剂是多糖和聚合物材料的混合物，所述聚合物材料包括一个或多个丙烯酰胺残基、含羟基的聚合物单元和含阴离子基团的聚合物单元的聚合残基。含阴离子基团的聚合物单元尤其可以包括乙烯基磺酸盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、苯乙烯磺酸和2-磺基乙基甲基丙烯酸酯的聚合残基。
进一步，磺酸盐部分已经被用作捕收剂。例如，美国专利3,164,549公开了通过使用燃料油和磺酸或其盐从磷酸盐矿石回收磷酸盐部分。美国专利5,171,427公开了二烷基化芳基磺酸或其盐或其混合物，用作矿物浮选，特别是氧化物矿物的捕收剂。
从上述内容可以看出，磺酸盐部分已经被用作脉石矿物的抑制剂，特别是用于硅质脉石和在其中浮选精选矿如磷酸盐的过程中。
浮选分离的先决条件是释放颗粒。因此，为了浮选矿物矿石，需要粉碎(通过如干磨、湿磨等技术研磨固体)以释放矿物。广泛的研磨或粉碎可以更好地释放颗粒，用于在泡沫浮选过程中分离精选矿和脉石。然而，这种研磨或粉碎可以导致相对大比例的超细颗粒(小于10μm)。超细颗粒的存在表示泡沫浮选的挑战，如粘泥涂层，这可以导致精选矿的回收率降低。在粘泥涂层中，超细粉末的颗粒涂覆较大的矿石颗粒。这个问题对于浮选非硫化物矿物矿石，如工业矿物矿石、磷矿石、钾碱矿石和金属氧化物矿石尤为严重：脉石或富含脉石的材料的超细颗粒可能涂覆精选矿或富含精选矿的材料的颗粒--在这种情况下，富含精选矿的材料可以在泡沫浮选过程中与脉石分离。这种可能性可以不合期望地导致精选矿的较低回收率。类似地，例如，精选矿的超细细胞可以涂覆脉石颗粒--因此可以用精选矿分离脉石颗粒。这种可能性可以不合期望地导致较低纯度的精选矿。为了避免这种问题，通常在泡沫浮选之前和准备泡沫浮选中实施脱泥过程，以移除超细颗粒。然而，尽管如此，超细粉末通常进入泡沫浮选过程并导致粘泥涂层和其它对精选矿和脉石分离具有有害影响的问题。因此，通常在泡沫浮选过程中使用分散剂，以通过分散精选矿和脉石的超细粉末和/或减少超细粉末在脱泥过程和/或调节过程中涂覆较大颗粒或以其它方式减轻精选矿的损耗和/或降低精选矿的纯度来减轻泡沫浮选中超细粉末的有害影响。
鉴于上述问题，提供用于泡沫浮选的改进的方法和/或组合物将是有利的，可以在现有的泡沫浮选设备中实施所述方法和/或组合物，用于从矿石分离精选矿。提供可以用于有效地从含有超细颗粒的材料浓缩精选矿的改进方法和/或组合物将是有利的。提供一种或多种分散剂以在研磨过程、脱泥过程、调节过程或其粉碎的矿石的矿石和/或浆料的任何组合中有效地分散精选矿和脉石颗粒两者以进行泡沫浮选分离将是有利的。
发明内容
本文公开了一种喷射组合物，其包括、由或基本上由以下组成：(i)介质；(ii)矿石，其选自钾矿石、煤、金属氧化物矿石、石灰石、粘土、沙子、砾石、硅藻土、高岭土、膨润土、二氧化硅、重晶石、石膏、滑石、锆石、萤石和其任何组合；(iii)胺捕收剂；以及(iv)改性剂，其包括一种或多种磺化聚合物，其中所述矿石包括精选矿和脉石。在实施例中，介质包括水、由水组成或基本上由水组成。在一些实施例中，矿石包括金属氧化物矿石、由金属氧化物矿石组成或基本上由金属氧化物矿石组成。在实施例中，精选矿包括氧化铁、由氧化铁组成或基本上由氧化铁组成。在实施例中，氧化铁选自磁铁矿、赤铁矿、针铁矿和褐铁矿及其任何组合。在实施例中，精选矿包括磁铁矿、由磁铁矿组成或基本上由磁铁矿组成。在实施例中，脉石包括硅酸盐、二氧化硅、碳酸盐或其任何组合。在实施例中，胺捕收剂包括、由或基本上由：C12-C24脂肪胺、C12-C24脂肪二胺、C6-C13醚胺、C6-C13醚二胺或其任何组合组成。在一些这种实施例中，胺捕收剂包括C13醚二胺、由C13醚二胺组成或基本上由C13醚二胺组成。在实施例中，喷射组合物具有4到7的pH。
在实施例中，所述改性剂具有约300g/摩尔到约100,000g/摩尔的重均分子量。在一些这种实施例中，改性剂包括、由或基本上由聚合物组成，所述聚合物包括包括丙烯酸和/或其盐的聚合残基的第一残基，和包括丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸和/或其盐(统称为ATBS)、磺甲基化丙烯酰胺、或ATBS和磺甲基化丙烯酰胺两者的聚合残基的第二残基。
本文还公开了一种泡沫浮选的方法，所述方法包括形成喷射组合物，所述喷射组合物包括、由或基本上由以下组成：(i)介质，(ii)矿石，其选自钾矿石、煤、金属氧化物矿石、石灰石、粘土、沙子、砾石、硅藻土、高岭土、膨润土、二氧化硅、重晶石、石膏、滑石、锆石、萤石和其任何组合，(iii)捕收剂，和(iv)改性剂，其包括一种或多种磺化聚合物；以及喷射所述喷射组合物以产生喷射的组合物，所述喷射的组合物包括泡沫和喷射的浆料，其中所述喷射的浆料包括精选矿的浓缩物，并且其中所述泡沫包括脉石的尾矿，所述脉石包括硅酸盐、二氧化硅、碳酸盐或其任何组合。在实施例中，矿石包括金属氧化物矿石、由金属氧化物矿石组成或基本上由金属氧化物矿石组成。在实施例中，介质包括水、由水组成或基本上由水组成。在实施例中，金属氧化物矿石包括铁矿石、由铁矿石组成或基本上由铁矿石组成。在一些这种实施例中，泡沫包括二氧化硅、硅酸盐、碳酸盐或其组合，并且精选矿的浓缩物包括氧化铁。在实施例中，改性剂包括、由或基本上由磺化天然聚合物、磺化合成聚合物或其组合组成。在一些这种实施例中，改性剂包括、由或基本上由磺化合成聚合物组成，所述磺化合成聚合物具有约300g/摩尔到约100,000g/摩尔的重均分子量。在一些这种实施例中，磺化合成聚合物包括磺化乙烯醇、磺化丙烯酰胺、磺甲基化丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸盐、苯乙烯磺酸、苯乙烯磺酸盐或其任何组合的残基。在一些这种实施例中，磺化合成聚合物进一步包括丙烯酸、丙烯酸盐、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸盐、丙烯酰胺、乙烯醇、马来酸、马来酸盐、马来酸酯或其任何组合的残基。在一些实施例中，磺化合成聚合物包括丙烯酸和/或其盐的第一残基；以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和/或其盐(ATBS)、磺甲基化丙烯酰胺或其组合的第二残基。在一些这种实施例中，所述磺化合成聚合物具有约300g/摩尔到约100,000g/摩尔的重均分子量。在实施例中，所述方法进一步包含将精选矿的浓缩物的至少一部分与喷射的浆料分离。
附图说明
图1示出了三次泡沫浮选测试中回收的铁的百分比等级与二氧化硅移除百分比的关系图。
具体实施方式
尽管本公开提供优选实施例的参考，但所属领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式及细节上作出改变。各种实施例的参考不在此限制所附的权利要求书的范围。额外地，此说明书中阐述的任何实例不旨在是限制性的，且仅仅阐述了所附权利要求的许多可能实施例中的一些。
定义
除非另有定义，否则本文所使用的所有技术术语和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。在有冲突的情况下，将以本文件，包含定义为准。
如本文所用，术语“包括”、“包含”、“具有”、“具有”“可以”、“含有”以及其变体旨在是开放式过渡型短语、术语或单词，不排除额外行为或结构的可能性。除非上下文明确地另外指明，否则单数形式“一”、“和”和“所述”包含复数指代物。本公开也设想了“包括”、“由本文呈现的实施例或元件组成”和“基本上由本文呈现的实施例或元件组成”的其它实施例，无论是否明确地指出。
如本文所用，术语“任选的”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可能但不必发生，并且那个描述包含事件或情况发生的实例和事件或情况不发生的实例。
如本文所用，在描述本公开的实施例中采用的修饰例如组合物中的成分的量、浓度、体积、工艺温度、工艺时间、产量、流动速率、压力和类似值，以及其范围的术语“约”，是指可以例如通过用于制备化合物、组合物、浓缩物或使用配制品的典型测量和处理程序；通过在这些程序中的疏忽性错误；通过起始材料或用于进行所述方法的成分的制造、来源或纯度的差异，以及类似接近的考虑发生的数字量的变化。术语“约”还涵盖由于配制品的老化而与特定起始浓度或混合物不同的量，以及由于混合或加工配制品而与特定起始浓度或混合物不同的量。在通过术语“约”修饰的情况下，所附权利要求书包含这些量的等效物。进一步，除非上下文具体限制，否则其中“约”用于描述值的范围，例如“约1到5”或“约1到约5”引用是指“1到5”和“约1到约5”和“1到约5”和“约1到5”。
如本文所用，“矿石”是指通过挖掘获得的具有经济价值的任何固体地下材料，如采石、露天采矿或坑采矿：“矿石”在本文中被解释为不仅包含岩石、矿物和矿物聚集体，所述矿物聚集体含有元素和/或化学复合形式的一种或多种金属，而且包含煤和其它固体的地下物质。
除非另有说明，否则如本文所用的“碳酸酯”是指无机碳酸酯，如含有CO3 2-、HCO3 -离子和抗衡离子的材料。
除非另有说明，否则如本文所用的“磷酸盐”是指无机磷酸盐，如含有PO4 3-、H2PO4 2-和H2PO4 -离子和抗衡离子的材料。
如本文所用，“介质”是指在20℃和1个大气压下为液体的材料。在本文的任何实施例中，介质可以包括水、由水组成或基本上由水组成。
如本文所用，“捕收剂”是指选择性地粘附在喷射组合物中的目标颗粒的材料，并且在喷射期间增加目标颗粒与气体气泡的粘附或结合。“目标颗粒”是富含脉石的颗粒(在反向泡沫浮选中)或富含精选矿的颗粒(在直接泡沫浮选中)。
如本文所用，“胺捕收剂”是指包括胺基和/或铵基的有机部分。胺捕收剂的非限制性实例包含C12-C24脂肪胺、C12-C24脂肪二胺、C6-C13醚胺、C6-C13醚二胺、或其任何组合，进一步其中术语“胺”是指游离胺、其共轭酸或其组合。
如本文所用，“微粒”或“微粒材料”是指多个颗粒。
如本文所用，“颗粒”是指离散的固体物体，其可以归因于物理化学性质，如体积或质量，其中颗粒在约0.001μm到约5mm的任何方向上具有最大的最大尺寸。
如本文所用，“超细颗粒”或“超细粉末”是指如通过湿法进行的抛掷筛分析测量的具有小于10μm的粒度的微粒。美国测试与材料协会(ASTM)C 136[2]概述了筛分分析的程序。
如本文所用，“粉碎”是指减小微粒的粒度。在实施例中，粉碎是指通过机械方式粉末化、弄碎、研磨或以其它方式分开。
如本文所用，“喷射组合物”是指包括微粒材料、捕收剂和液体介质的组合物。这种组合物具有液体表面并且包括介质中的微粒材料的浆料。在喷射之后，这种组合物包括液体表面处的泡沫和喷射的浆料。在直接泡沫浮选中，泡沫包括浓缩物，并且喷射的浆料包括尾矿。在反向泡沫浮选中，泡沫包括尾矿，并且喷射的浆料包括浓缩物。
如本文所用，“喷射”、“喷射的”或“喷射”是指将气体引入喷射组合物中，用于产生在液体内向上迁移的多个气泡的目的。在实施例中，气体是空气。
如本文所用，“浓缩物”是指其中精选矿已经通过泡沫浮选过程被浓缩的材料。在喷射之前，浓缩物具有比喷射组合物的微粒材料高的精选矿浓度(作为精选矿与精选矿加上脉石的重量比)。
如本文所用，“尾矿”是指其中脉石已经通过泡沫浮选过程被浓缩的材料。在喷射之前，尾矿具有比喷射组合物的微粒材料高的脉石浓度(作为脉石与精选矿加上脉石的重量比)。
如本文所用，“喷射的浆料”是指已经被喷射的喷射组合物的液体体，其中在气-液界面处形成泡沫。如本文所用，喷射的浆料排除或基本上排除泡沫。
如本文所用，“颗粒浆料”是指包括液体介质和微粒材料的组合物，其中微粒材料分散和/或悬浮在介质中，并且其中组合物排除或基本上排除捕收剂。在实施例中，液体介质基本上由水组成。
如本文所用，“抑制剂”是指在喷射期间选择性地降低喷射组合物中非目标颗粒与气体气泡的粘附或结合的材料。非目标颗粒是直接泡沫浮选中富含脉石的颗粒或反向泡沫浮选中富含精选矿的颗粒。抑制剂用于减少非目标颗粒向喷射组合物表面的迁移。
如本文所用，“发泡剂”或“起泡剂”是指降低水的表面张力并且能够在喷射期间在喷射组合物的气-液界面处形成泡沫的物质组合物。
如本文所用，“分散剂”是指促进矿石颗粒在液体介质中分散、有助于矿石颗粒在液体介质中的分散、稳定矿石颗粒在液体介质中的分散、或其任何组合的材料。在实施例中，分散剂是将矿石的超细颗粒分散在介质中的材料。
如本文所用，“改性剂”是指是、充当或作为分散剂、抑制剂或分散剂和抑制剂两者有效的材料。在实施例中，本发明的改性剂是、充当或作为分散剂和抑制剂两者有效。
如本文所用，“ATBS”是指2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和/或其盐，除非另有说明如下：如本文所用，“ATBS磺酸”是指2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸；如本文所用，“ATBS盐”是指2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸的盐。
如本文所用，材料的“浮选”是指泡沫浮选中的过程，其中在液体介质中喷射粉碎的矿石的浆料期间，材料至少部分地迁移到在液-气界面处形成的泡沫层中。
如本文所用，材料的“凹陷”是指泡沫浮选中的过程，其中在液体介质中喷射粉碎的矿石的浆料期间，材料基本上保持在喷射的浆料内并且不倾向于迁移到泡沫层中。
如本文所用，“磺化单体”是指包括至少一个磺酸盐或硫酸盐基团的可聚合化合物(-SO3H、-SO3R、-SO3 -、-O-SO3H、-O-SO3R或–O-SO3 -，其中R是烷基、芳基、烷芳基或另一种有机基团)。
如本文所用，“磺化单体残基”和类似术语是指单体的聚合残基，其中残基包括至少一个磺酸盐或硫酸盐部分。
如本文所用，“磺酸盐部分”、“磺酸盐”、“磺酸盐基团”、“磺化的”等类似术语是指包括至少一个磺酸盐或硫酸盐基团的部分(-SO3H、-SO3R、-SO3 -、-O-SO3H、-O-SO3R或–O-SO3 -，其中R是烷基、芳基、烷芳基或另一种有机基团)。
如本文所用，“磺化聚合物”是指包括至少一个磺酸盐或硫酸盐基团的聚合物(-SO3H、-SO3R、-SO3 -、-O-SO3H、-O-SO3R或–O-SO3 -，其中R是烷基、芳基、烷芳基或另一种有机基团)。
如本文所用，“金属氧化物矿石”是指包括金属离子和氧化物离子的微粒形式的矿石。金属氧化物矿石的非限制性实例包含粉碎的磁铁矿、赤铁矿、针铁矿和褐铁矿。
如本文所用，“铁矿石”是指包括铁离子的那些矿石。实例包含但不限于包括磁铁矿、赤铁矿、针铁矿、褐铁矿或其任何组合的那些。
讨论
虽然以下描述了优选的方法和材料，但是与本文所述的那些类似或相当的方法和材料可以用于本发明的实施或测试中。本文提及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考通过引用以其整体并入。本文公开的材料、方法和实例仅是说明性的而不旨在是限制性的。
申请人已经发现，具有约100,000g/摩尔或更低的重均分子量的磺化聚合物出乎意料地改善了金属氧化物矿石的反向浮选中脉石矿物的浮选，并且已经发现磺化聚合物作为精选矿和金属氧化物矿石的脉石颗粒两者的分散剂。因此，磺化聚合物可以用作直接和反向泡沫浮选两者中的分散剂，并且可以在浮选之前在研磨过程、脱泥过程、调节过程或其任何组合中施用。在实施例中，磺化聚合物减少泡沫浮选中的粘泥涂层。
聚合物包括一个或多个磺酸盐和/或硫酸盐基团。公开了用于泡沫浮选的方法和组合物，其包含改性剂，所述改性剂包括、由或基本上由一种或多种磺化聚合物组成。可以在现有的泡沫浮选设备中实施改性剂、包括改性剂的组合物和方法，用于分离粉碎的矿石的精选矿和脉石。粉碎的矿石包括矿石颗粒。在实施例中，矿石颗粒包括、由或基本上由超细颗粒组成。在用于从金属氧化物矿石分离精选矿和脉石的介质中的反向泡沫浮选过程中使用，申请人发明的改性剂出乎意料地提供了浓缩物或尾矿的改进的分离和选择性、精选矿的改进的回收率(如以精选矿的重量来测量金属氧化物矿石中总精选矿的比例回收)、更高等级(如以浓缩物中精选矿的重量所测量的)、抑制剂对精选矿的改进的抑制作用(如以降低抑制剂剂量所测量的)、改进的矿石颗粒的分散、改进的矿石的超细粉末的分散、减少的矿石颗粒的粘泥涂层、或其任何组合。
第一实施例
因此，在第一实施例中，提供了一种用于泡沫浮选的喷射组合物，所述喷射组合物包括、由或基本上由以下组成：介质；矿石，其包括精选矿和脉石；捕收剂；以及改性剂，其包括一种或多种磺化聚合物。在实施例中，用于泡沫浮选的喷射组合物是用于反向泡沫浮选的喷射组合物。在实施例中，介质包括水、由水组成或基本上由水组成。在实施例中，介质是水。在实施例中，矿石选自钾矿石、煤、金属氧化物矿石、石灰石、粘土、沙子、砾石、硅藻土、高岭土、膨润土、二氧化硅、重晶石、石膏、滑石、锆石、萤石和其任何组合。在实施例中，矿石包括金属氧化物矿石、由金属氧化物矿石组成或基本上由金属氧化物矿石组成。在实施例中，矿石包括铁矿石、由铁矿石组成或基本上由铁矿石组成。在实施例中，金属氧化物矿石是铁矿石。在实施例中，精选矿包括氧化铁、由氧化铁组成或基本上由氧化铁组成。在一些这种实施例中，精选矿包括、由或基本上由磁铁矿、赤铁矿、针铁矿、褐铁矿或其任何组合组成。在实施例中，精选矿包括磁铁矿、由磁铁矿组成或基本上由磁铁矿组成。在实施例中，脉石包括、由或基本上由硅酸盐、二氧化硅、碳酸盐或其组合组成。
在替代性第一实施例中，金属氧化物矿石选自铁矿石、黑钨矿-白钨矿、氧化铜矿石、氧化锌矿石、氧化铅矿石、包括金的氧化物矿石、铝土矿及其任何组合。
在第一实施例中，胺捕收剂选自C12-C24脂肪胺、C12-C24脂肪二胺、C6-C13醚胺、C6-C13醚二胺、或其任何组合。
在第一实施例中，胺捕收剂选自具有结构(I)的一种或多种脂肪胺
R6NH2，
(I)
其中R6是C12-C24直链或支链烷基；具有结构(II)的一种或多种脂肪二胺
R6-NH-R7-NH2
(II)，
其中R6是C12-C24直链或支链烷基，且R7是直链或支链烃链，在一些实施例中是(CH2)3；具有结构(III)的一种或多种醚胺
R8-O-R7-NH2
(III)，
其中R8是C6-C13支链或直链烷基，且R7是直链或支链烃链，在实施例中是(CH2)3；具有结构(IV)的一种或多种醚二胺
R9-O-R7-NH-R7-NH2
(IV)，
其中R9是C8-C13支链或直链烷基，且R7是直链或支链烃链，在实施例中是(CH2)3。
在第一实施例中，胺捕收剂包括、由或基本上由具有结构(V)的C13醚二胺组成
H2N-(CH2)3-NH-(CH2)3-O-(CH2)10-CH(CH3)2
(V)。
在第一实施例中，所述一种或多种磺化聚合物选自磺化天然聚合物、磺化合成聚合物及其组合。
在第一实施例中，所述一种或多种磺化合成聚合物的重均分子量为约300到约5,000,000，在实施例中约300到约1,000,000，在实施例中约300到约500,000，在实施例中约300到约100,000，在实施例中约300到约50,000，在实施例中约300到约35,000，在实施例中约300到约30,000，在实施例中约300到约25,000，在实施例中约500到约5,000,000，在实施例中约500到约1,000,000，在实施例中约500到约500,000，在实施例中约500到约100,000，在实施例中约500到约50,000，在实施例中约500到约25,000，在实施例中约700到约5,000,000，在实施例中约700到约1,000,000，在实施例中约700到约500,000，在实施例中约700到约100,000，在实施例中约700到约50,000，在实施例中约700到约25,000，在实施例中约1,000到约5,000,000，在实施例中约1,000到约1,000,000，在实施例中约1,000到约500,000，在实施例中约1,000到约100,000，在实施例中约1,000到约50,000，在实施例中约1,000到约40,000，在实施例中约1,000到约35,000，在实施例中约1,000到约30,000，在实施例中约1,000到约25,000，在实施例中约500到约20,000，在实施例中约500到约15,000，在实施例中约500到约10,000，在实施例中约500到约7,000，在实施例中约500到约5,000，在实施例中约500到约3,000，在实施例中约500到约1,000，在实施例中约1,000到约25,000，在实施例中约700到约20,000，在实施例中约700到约15,000，在实施例中约700到约10,000，在实施例中约700到约7,000，在实施例中约700到约5,000，在实施例中约700到约3,000，在实施例中约700到约1,000，在实施例中约1,000到约25,000，在实施例中约1,000到约20,000，在实施例中约1,000到约15,000，在实施例中约1,000到约10,000，在实施例中约1,000到约7,000，在实施例中约1,000到约5,000，在实施例中约1,000到约3,000，或在实施例中约1,000到约2,000。
在第一实施例中，所述一种或多种磺化聚合物与矿物矿石颗粒的重量比为每吨矿物矿石颗粒约1g到约1000g的所述一种或多种磺化聚合物，每吨矿石在实施例中约5g到约500g，在实施例中约10g到约500g，在实施例中约20g到约300g，在实施例中约50g到约300g，在实施例中约50g到约200g，在实施例中约10g到约100g，在实施例中约10g到约70g，在实施例中约30g到约70g所述一种或多种磺化聚合物。
金属氧化物矿石是微粒形式。在实施例中，1重量％到99重量％的微粒具有约38微米到约250微米的粒度，在实施例中50重量％到80重量％的粉碎的矿石具有约38微米到约250微米的粒度，在实施例中60％到约70％具有约38微米到约250微米的粒度，在实施例中65％到75％具有约38微米到约250微米的粒度，或在实施例中约68％到约72％具有约38微米到约250微米的粒度，如通过湿法进行的抛掷筛分析所测量的。美国测试与材料协会(ASTM)C 136[2]ASTM C136/C136M–14概述了筛分分析的过程。
第二实施例
在第二实施例中，根据任何第一实施例所述的组合物的改性剂包括磺化木质素、由磺化木质素组成、或基本上由磺化木质素组成。木质素是一类复杂的有机聚合物。不限于此并且仅出于说明的目的，木质素可以由结构(VI)表示。
Figure BDA0003120823980000151
Figure BDA0003120823980000161
在第二实施例中，磺化木质素具有宽范围的分子量。在实施例中，磺化木质素具有约1,000到约140,000的重均分子量范围。
在第二实施例中，磺化木质素包括、由或基本上由使用亚硫酸盐泵送生产木浆的副产物组成。在一些实施例中，磺化木质素是木质素与一种或多种亚硫酸盐、一种或多种亚硫酸氢盐或其组合的反应产物。
在第二实施例中，磺化木质素包括结构(VI)的改性，其中-CH2OH基团中的一个或多个被–CH2SO3H、–CH2SO3 -或其组合取代。
在第二实施例中，磺化木质素具有包括结构(VII)、结构(VIII)或结构(VII)和结构(VIII)两者的结构：
Figure BDA0003120823980000162
其中R1是氢或在木质素结构中发现的各种有机结构中的一种；R2是在木质素结构中发现的各种有机结构中的一种；并且R3是氢或在木质素结构中发现的各种有机结构中的一种。
第三实施例
在第三实施例中，根据任何第一实施例所述的组合物的改性剂包括磺化淀粉、由磺化淀粉组成、或基本上由磺化淀粉组成。在实施例中，磺化淀粉包括支链淀粉，其中-OH基团中的一个或多个被磺酸盐基团(-SO3H和/或-SO3 -)、直链淀粉取代，其中-OH基团中的一个或多个被磺酸盐基团(-SO3H和/或-SO3 -)、或其组合取代。
第四实施例
在第四实施例中，根据任何第一实施例所述的组合物的改性剂包括、由或基本上由磺化纤维素组成，其中纤维素分子中-OH基团中的一个或多个被磺酸盐基团(-SO3H和/或-SO3 -)取代。
第五实施例
在第五实施例中，根据任何第一实施例所述的组合物的改性剂包括、由或基本上由磺化木质素、磺化淀粉、磺化纤维素、磺化瓜尔胶、磺化黄原胶或其任何组合组成。
第六实施例
在第六实施例中，根据任何第一实施例所述的组合物的改性剂包括一种或多种磺化合成聚合物。在第六实施例中，根据任何第一实施例所述的喷射组合物的改性剂包括一种或多种磺化合成聚合物，其中所述一种或多种磺化合成聚合物中的至少一种包括磺化单体的残基，其中磺化单体选自磺化乙烯醇、磺化丙烯酰胺、磺甲基化丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸盐、苯乙烯磺酸、苯乙烯磺酸盐及其任何组合。
在第六实施例中，所述一种或多种磺化合成聚合物中的至少一种包括具有结构(IX)的单体残基
Figure BDA0003120823980000181
其中抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵、季有机铵；具有结构(X)的单体残基
Figure BDA0003120823980000182
或其组合。
在第六实施例中，所述一种或多种磺化合成聚合物中的至少一种包括具有结构(XI)的单体残基
Figure BDA0003120823980000183
其中抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵；
具有结构(XII)的单体残基
Figure BDA0003120823980000191
具有结构(XIII)的单体残基
Figure BDA0003120823980000192
其中n为1、2或3，并且抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵；
具有结构(XIV)的单体残基
Figure BDA0003120823980000201
其中n为1、2或3；
具有结构(XV)的单体残基
Figure BDA0003120823980000202
具有结构(XVI)的单体残基
Figure BDA0003120823980000203
其中抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵；
具有结构(XVII)的单体残基
Figure BDA0003120823980000211
具有结构(XVIII)的单体残基
Figure BDA0003120823980000212
其中抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵；
具有结构(XIX)的单体残基
Figure BDA0003120823980000221
其中R4是烷基；
具有结构(XX)的单体残基
Figure BDA0003120823980000222
其中R4是烷基，并且其中磺酸盐抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵；
具有结构(XXI)的单体残基
Figure BDA0003120823980000223
具有结构(XXII)的单体残基
Figure BDA0003120823980000224
其中磺酸盐抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵；或其任何组合。
在一些这种第六实施例中，所述一种或多种磺化合成聚合物中的至少一种进一步包括丙烯酰胺残基、丙烯酸残基、丙烯酸盐残基、甲基丙烯酸残基、甲基丙烯酸盐残基、马来酸残基、马来酸盐残基、马来酸单酯残基、马来酸单酯盐残基、马来酸二酯残基、具有结构(XXIII)的残基
Figure BDA0003120823980000231
或其任何组合。在实施例中，丙烯酸盐的阳离子、甲基丙烯酸盐的残基、马来酸盐的残基、或马来酸单酯的盐的残基选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵。
在第六实施例中，任何第一实施例的喷射组合物的改性剂包括、由或基本上由丙烯酸和/或丙烯酸盐与ATBS的共聚物组成。在实施例中，丙烯酸盐的阳离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵。在实施例中，ATBS是ATBS盐，其中阳离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵。
在实施例中，任何第一实施例的喷射组合物的改性剂包括、由或基本上由丙烯酸和/或丙烯酸盐、ATBS和丙烯酰胺的三元共聚物组成。在实施例中，丙烯酸盐的阳离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵。在实施例中，ATBS是ATBS盐，其中阳离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵。
第七实施例
在第七实施例中，提供了一种方法，其包括喷射第一到第六实施例中的任一个的喷射组合物，以产生包括脉石尾矿的泡沫和包括精选矿浓缩物的喷射的浆料；并从喷射的浆料分离出至少一部分浓缩物。在实施例中，喷射喷射组合物产生喷射的组合物，喷射的组合物包括、由或基本上由上泡沫层和下浆料层组成。在一些这种实施例中，下浆料层包括水，并且浓缩物和上泡沫层的浆料包括尾矿。在一些这种实施例中，方法包括将上泡沫层与下浆料层分离。因此，通过本领域中已知的方法完成将至少一部分浓缩物与尾矿分离。在实施例中，分离包括、由或基本上由以下组成：取下上泡沫层的至少一部分、撇去上泡沫层的至少一部分、将上泡沫层的至少一部分沉积到流槽上、倾析上泡沫层的至少一部分、或其任何组合。
第八实施例
在第八实施例中，提供了一种泡沫浮选的方法，所述方法包括、由或基本上由以下组成：形成喷射组合物，所述喷射组合物包括(i)介质、(ii)矿石、(iii)胺捕收剂和(iv)改性剂，所述改性剂包括一种或多种磺化聚合物；以及喷射所述喷射组合物以产生喷射的组合物，喷射的组合物包括、由或基本上由泡沫和喷射的浆料组成，其中喷射的浆料包括精选矿的浓缩物，并且其中泡沫包括脉石的尾矿，并且脉石包括、由或基本上由硅酸盐、二氧化硅、碳酸盐或其任何组合组成。在实施例中，矿石包括铁矿石、由铁矿石组成或基本上由铁矿石组成。在实施例中，精选矿包括氧化铁、由氧化铁组成或基本上由氧化铁组成。在实施例中，氧化铁选自磁铁矿、赤铁矿、针铁矿、褐铁矿或其任何组合。在实施例中，精选矿包括磁铁矿、由磁铁矿组成或基本上由磁铁矿组成。在实施例中，所述方法进一步包括将精选矿的浓缩物的至少一部分与喷射的组合物分离。在实施例中，介质包括水、由水组成或基本上由水组成。
在第八实施例中，脉石包括、由或基本上由方解石、白云石、粘土或其任何组合组成。在实施例中，金属氧化物矿石包括铁矿石、由铁矿石组成或基本上由铁矿石组成。在一些这种实施例中，铁矿石包括磁铁矿。
在第八实施例中，喷射组合物具有1到3的pH，在实施例中3到6，在实施例中4到7，在实施例中6到10，在实施例中11到14，在实施例中4.5到5.5，在实施例中4.7到5.3，或在实施例中5.0到5.2。
在第八实施例中，所述方法的喷射组合物包括、由或基本上由以下组成：水；金属氧化物矿石，其包括磁铁矿，且进一步包括二氧化硅、硅酸盐或其组合；胺捕收剂；以及改性剂，其包括所述一种或多种磺化聚合物。
在第八实施例中，所述一种或多种磺化聚合物选自磺化天然聚合物、磺化合成聚合物及其组合。
在第八实施例中，磺化合成聚合物的重均分子量为约300到约5,000,000，在实施例中约300到约1,000,000，在实施例中约300到约500,000，在实施例中约300到约100,000，在实施例中约300到约50,000，在实施例中约300到约35,000，在实施例中约300到约30,000，在实施例中约300到约25,000，在实施例中约500到约5,000,000，在实施例中约500到约1,000,000，在实施例中约500到约500,000，在实施例中约500到约100,000，在实施例中约500到约50,000，在实施例中约500到约25,000，在实施例中约700到约5,000,000，在实施例中约700到约1,000,000，在实施例中约700到约500,000，在实施例中约700到约100,000，在实施例中约700到约50,000，在实施例中约700到约25,000，在实施例中约1,000到约5,000,000，在实施例中约1,000到约1,000,000，在实施例中约1,000到约500,000，在实施例中约1,000到约100,000，在实施例中约1,000到约50,000，在实施例中约1,000到约40,000，在实施例中约1,000到约35,000，在实施例中约1,000到约30,000，在实施例中约1,000到约25,000，在实施例中约500到约20,000，在实施例中约500到约15,000，在实施例中约500到约10,000，在实施例中约500到约7,000，在实施例中约500到约5,000，在实施例中约500到约3,000，在实施例中约500到约1,000，在实施例中约1,000到约25,000，在实施例中约700到约20,000，在实施例中约700到约15,000，在实施例中约700到约10,000，在实施例中约700到约7,000，在实施例中约700到约5,000，在实施例中约700到约3,000，在实施例中约700到约1,000，在实施例中约1,000到约25,000，在实施例中约1,000到约20,000，在实施例中约1,000到约15,000，在实施例中约1,000到约10,000，在实施例中约1,000到约7,000，在实施例中约1,000到约5,000，在实施例中约1,000到约3,000，或在实施例中约1,000到约2,000。
在第八实施例中，在第八实施例的方法的喷射组合物中，所述一种或多种磺化聚合物与包括金属氧化物矿石的微粒的重量比为每吨微粒约1g到约1000g所述一种或多种磺化聚合物，每微粒在实施例中约5g到约500g，在实施例中约10g到约500g，在实施例中约20g到约300g，在实施例中约50g到约300g，在实施例中约50g到约200g，在实施例中约10g到约100g，在实施例中约10g到约70g，或在实施例中约30g到约70g所述一种或多种磺化聚合物。
第九实施例
在第九实施例中，根据第七或第八实施例所述的方法的组合物的改性剂包括磺化木质素、由磺化木质素组成、或基本上由磺化木质素组成。木质素是一类复杂的有机聚合物。
在第九实施例中，磺化木质素具有宽范围的分子量。在实施例中，磺化木质素具有约1,000到约140,000的重均分子量范围。
在第九实施例中，磺化木质素包括、由或基本上由使用亚硫酸盐泵送生产木浆的副产物组成。在一些实施例中，磺化木质素是木质素与一种或多种亚硫酸盐、一种或多种亚硫酸氢盐或其组合的反应产物。
在第九实施例中，磺化木质素包括结构(I)的改性，其中-CH2OH基团中的一个或多个被–CH2SO3H、–CH2SO3 -或其组合取代。
在第九实施例中，磺化木质素具有包括结构(II)、结构(III)或结构(II)和结构(III)两者的结构，其中R1是氢或在木质素结构中发现的各种有机结构中的一种；R2是在木质素结构中发现的各种有机结构中的一种；并且R3是氢或在木质素结构中发现的各种有机结构中的一种。
第十实施例
在第十实施例中，根据第七或第八实施例所述的方法的组合物的改性剂包括磺化淀粉、由磺化淀粉组成、或基本上由磺化淀粉组成。在实施例中，磺化淀粉包括支链淀粉，其中-OH基团中的一个或多个被磺酸盐基团(-SO3H和/或-SO3 -)、直链淀粉取代，其中-OH基团中的一个或多个被磺酸盐基团(-SO3H和/或-SO3 -)、或其组合取代。
第十一实施例
在第十一实施例中，根据第七或第八实施例所述的任何方法的组合物的改性剂包括、由或基本上由磺化纤维素组成，其中纤维素分子中-OH基团中的一个或多个被磺酸盐基团(-SO3H和/或-SO3 -)取代。
第十二实施例
在第十二实施例中，根据第七或第八实施例所述的任何方法的组合物的改性剂包括、由或基本上由磺化天然聚合物组成，所述磺化天然聚合物选自磺化木质素、磺化淀粉、磺化纤维素、磺化瓜尔胶、磺化黄原胶及其任何组合。
第十三实施例
在第十三实施例中，根据第七或第八实施例所述的方法的组合物的改性剂包括磺化合成聚合物。在第十三实施例中，根据第七或第八实施例所述的任何方法的喷射组合物的改性剂包括磺化合成聚合物，其中磺化合成聚合物包括磺化单体的残基，其中磺化单体选自磺化乙烯醇、磺化丙烯酰胺、磺甲基化丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和/或其盐(ATBS)、苯乙烯磺酸和/或其盐、及其任何组合。
在第十三实施例中，磺化合成聚合物包括选自具有结构(IX)的单体残基的单体残基，其中抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵；具有结构(X)的单体残基；具有结构(XI)的单体残基，其中抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵；具有结构(XII)的单体残基；具有结构(XIII)的单体残基，其中抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵、季有机铵；具有结构(XIV)的单体残基；具有结构(XV)的单体残基；具有结构(XVI)的单体残基，其中抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵；具有结构(XVII)的单体残基；具有结构(XVIII)的单体残基，其中抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵；具有结构(XIX)的单体残基，其中R4是烷基；具有结构(XX)的单体残基，其中R4是烷基且其中抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵；具有结构(XXI)的单体残基；具有结构(XXII)的单体残基，其中抗衡离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵；和其任何组合。
在一些这种第十三实施例中，磺化合成聚合物进一步包括丙烯酰胺残基、丙烯酸残基、丙烯酸盐残基、甲基丙烯酸残基、甲基丙烯酸盐残基、马来酸残基、马来酸盐残基、马来酸单酯残基、马来酸单酯盐残基、马来酸二酯残基、具有结构(XXIII)的残基、或其任何组合。在实施例中，丙烯酸盐的阳离子、甲基丙烯酸盐的残基、马来酸盐的残基、或马来酸单酯的盐的残基选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵。
在第十三实施例中，根据第七或第八实施例所述的方法的喷射组合物的改性剂包括、由或基本上由丙烯酸和ATBS的共聚物组成。在实施例中，丙烯酸盐的阳离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵。在实施例中，ATBS是ATBS盐，其中阳离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵。
在第十三实施例中，根据第七或第八实施例所述的任何方法的喷射组合物的改性剂包括、由或基本上由丙烯酸、ATBS和丙烯酰胺的三元共聚物组成。在实施例中，丙烯酸盐的阳离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵。在实施例中，ATBS是ATBS盐，其中阳离子选自NH4 +、Na+、K+、伯有机铵、仲有机铵、叔有机铵和季有机铵。
在第十三实施例中，根据第七或第八实施例中任一方法的所述一种或多种磺化聚合物中的至少一种包括单体残基，其中单体选自磺化乙烯醇、磺化丙烯酰胺、磺甲基化丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和/或其盐(ATBS)、苯乙烯磺酸和/或其盐、和其任何组合。在一些这种实施例中，所述一种或多种磺化聚合物中的至少一种进一步包括单体残基，所述单体残基选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯醇、马来酸、马来酸酯和其任何组合。在一些这种实施例中，所述一种或多种磺化聚合物中的至少一种进一步包括残基丙烯酸、丙烯酸盐或其组合。在一些这种实施例中，所述一种或多种磺化聚合物中的至少一种包括ATBS的残基、磺甲基化丙烯酰胺的残基、或ATBS的残基和磺甲基化丙烯酰胺的残基两者。
在实施例中，第七和第八实施例的任何方法的改性剂包括萘磺酸盐甲醛缩合物、磺化聚(噻吩-3-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-2,5-二基)、或其组合。
第十四实施例
在第十四实施例中，根据第一到第十三实施例中任一项的所述一种或多种磺化聚合物中的至少一种用荧光标签标记。在实施例中，将荧光标签共聚合到所述一种或多种磺化聚合物中的至少一种的主链中，或者荧光标签以其它方式共价键合到所述一种或多种磺化聚合物中的至少一种。在实施例中，荧光标签选自由以下组成的组：羟基烯丙氧基丙基萘二甲酰亚胺(HAPNQ)、芘四磺酸(PTSA)、萘二磺酸和4-甲氧基-N-(3-二甲基氨基丙基)-萘二甲酰亚胺乙烯基苄基季铵盐(VBNQ)。在实施例中，荧光标签按重量计是所述一种或多种磺化聚合物的约2％到约5％。
在第十四实施例中，任何第一到第十三实施例的改性剂包括荧光标签材料。在这种实施例中，荧光标签材料与所述一种或多种磺化聚合物的重量比为约2:98到约5:95。在一些这种实施例中，荧光标签材料选自由以下组成的组：羟基烯丙氧基丙基萘二甲酰亚胺(HAPNQ)、芘四磺酸(PTSA)、萘二磺酸和VBNQ。
第十五实施例
在第十五实施例中，根据第七到第十四实施例中任一项所述的方法进一步包括研磨矿物矿石以形成包括金属矿石的微粒。
第十六实施例
在第十六实施例中，根据第十五实施例所述的方法进一步包括将微粒与至少一部分介质组合以形成中矿浆的步骤。
第十七实施例
在第十七实施例中，根据第十六实施例中任一项所述的方法进一步包括使金属矿石脱泥。
第十八实施例
在第十八实施例中，根据第十六或第十七实施例中任一项所述的方法进一步包括将微粒与至少一部分改性剂、胺捕收剂或改性剂和胺捕收剂组合以形成改性剂/捕收剂-矿石浆料，并调节微粒。
第十九实施例
在第十九实施例中，任何第七到第十八实施例的方法包括研磨矿物矿石以形成包括金属矿石的微粒；以及将微粒与改性剂、胺捕收剂和介质组合以制备喷射组合物。
第二十实施例
在第二十实施例中，提供了一种根据第一到第六实施例的任何喷射组合物在通过反向泡沫浮选进行铁矿石选矿以提供包括氧化铁的精选矿的用途。
通过参考以下实例可以更好地理解前述内容，所述实例是出于说明的目的而呈现的，并不旨在限制本发明的范围。特别地，实例证明了本发明固有的原理的代表性实例，并且这些原理并不严格限于这些实例中列举的具体条件。因此，应该理解，本发明涵盖对本文所述实例的各种变化和修改，并且可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行这种变化和修改，并且不会减少其预期的优点。因此，这样的变化和修改由所附权利要求覆盖。
实例
使用磺酸盐聚合物作为改性剂进行铁矿石分离成浓缩物和尾矿。氧化铁包括磁铁矿和二氧化硅脉石。
实例1：含水聚合物
如表1中合成六种含水聚合物：
表1：含水聚合物
Figure BDA0003120823980000311
实例2：铁矿石样品的喷射测试
将浮选进料浆料样品作为铁矿石选矿厂。铁矿石样品主要由磁铁矿和二氧化硅杂质组成。表2中示出了其主要组成、固体浓度、pH和大小。
表2：铁矿石浆料的组成
Figure BDA0003120823980000312
*如通过湿法进行的抛掷筛分析测量。
在Denver D-12浮选机中进行反向浮选。将pH 7.9到8的铁矿石浆料用于浮选而无需进一步稀释。如表3所示，进行四次单独的反向浮选测试。具有式(V)的C13醚二胺用作测试的每个中的捕收剂。在没有改性剂的情况下进行测试1和2，测试3用聚合物E作为改性剂，且测试4用聚合物F作为改性剂。将改性剂和捕收剂中的每一种制备成去离子水中的1％溶液。将浓缩物和尾矿(泡沫)过滤、干燥、称重，并通过X射线分析送去总铁和SiO2测定。
表3和图1中示出了测试结果。相比之下，添加磺化聚合物E和F改善了二氧化硅移除和铁回收率。
表3：用铁矿石浆料进行喷射测试
Figure BDA0003120823980000321
t＝吨。

Claims (15)

1.一种喷射组合物，其包含：
(i)介质；
(ii)矿石，其选自钾矿石、煤、金属氧化物矿石、石灰石、粘土、沙子、砾石、硅藻土、高岭土、膨润土、二氧化硅、重晶石、石膏、滑石、锆石、萤石和其任何组合，所述矿石包括脉石和精选矿；
(iii)捕收剂；以及
(iv)磺化聚合物，其中所述磺化聚合物
(a)重均分子量为约300g/摩尔至约100,000g/摩尔，并且
(b)包含以下项的残基：磺化乙烯醇、磺化丙烯酰胺、磺甲基化丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸盐、苯乙烯磺酸盐或其任何组合。
2.根据权利要求1所述的喷射组合物，其中所述磺化聚合物还包含以下项的残基：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯醇、马来酸、马来酸酯或其任何组合。
3.根据权利要求1所述的喷射组合物，其中所述精选矿包含氧化铁。
4.根据权利要求1所述的喷射组合物，其中所述脉石包含硅酸盐、二氧化硅、碳酸盐或其组合。
5.根据权利要求1所述的喷射组合物，其中所述捕收剂是C12-C24脂肪胺、C12-C24脂肪二胺、C6-C13醚胺、C6-C13醚二胺、或其任何组合。
6.根据权利要求1所述的喷射组合物，其中所述捕收剂是具有结构(V)的C13醚二胺
H2N-(CH2)3-NH-(CH2)3-O-(CH2)10-CH(CH3)2
(V)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的喷射组合物，其中所述磺化聚合物包含以下项的残基：磺化乙烯醇、磺甲基化丙烯酰胺、苯乙烯磺酸盐或其任何组合。
8.一种泡沫浮选的方法，所述方法包括：
形成喷射组合物，所述喷射组合物包含
(i)介质，
(ii)矿石，其选自钾矿石、煤、金属氧化物矿石、石灰石、粘土、沙子、砾石、硅藻土、高岭土、膨润土、二氧化硅、重晶石、石膏、滑石、锆石、萤石和其任何组合，所述矿石包括脉石和精选矿，
(iii)捕收剂，以及
(iv)磺化聚合物，其中所述磺化聚合物
(a)重均分子量为约300g/摩尔至约100,000g/摩尔，并且
(b)包含以下项的残基：磺化乙烯醇、磺化丙烯酰胺、磺甲基化丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸盐、苯乙烯磺酸盐或其任何组合；以及
喷射所述喷射组合物以形成喷射的组合物，所述喷射的组合物包含泡沫和喷射的浆料。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述精选矿包含金属氧化物。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述精选矿包含氧化铁。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述磺化聚合物还包含以下项的残基：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、乙烯醇、马来酸、马来酸酯或其任何组合。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述脉石包含硅酸盐、二氧化硅、碳酸盐或其任何组合。
13.根据权利要求8所述的方法，其中胺捕收剂是C12-C24脂肪胺、C12-C24脂肪二胺、C6-C13醚胺、C6-C13醚二胺、或其任何组合。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述捕收剂是具有结构(V)的C13醚二胺
H2N-(CH2)3-NH-(CH2)3-O-(CH2)10-CH(CH3)2
(V)。
15.根据权利要求8-14中任一项所述的方法，其中所述磺化聚合物包含以下项的残基：磺化乙烯醇、磺甲基化丙烯酰胺、苯乙烯磺酸盐或其任何组合。
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