JP3388746B2 - 炭酸カルシウム鉱石の浮選法およびそのための浮遊選鉱試薬 - Google Patents

炭酸カルシウム鉱石の浮選法およびそのための浮遊選鉱試薬

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、不純物として珪酸塩を含む炭酸カルシウム
鉱石の浮選法（浮遊選鉱法、浮遊選別法）に関する。本
発明によると、浮選（浮遊選鉱、浮遊選物）は、第四級
アンモニウム化合物およびアミン化合物のアルキレンオ
キシド付加物の存在下で行なわれ、珪酸塩は浮鉱（浮遊
物）中に濃縮される。
米国特許明細書第4,995,965号によって、炭酸カルシ
ウムを珪酸塩のような不純物から、アミン基を含む捕集
剤の存在下で珪酸塩を浮選するステップ、および価値の
ある鉱物すなわち残留物中の炭酸カルシウムを濃縮する
ステップによって、分離することが知られている。この
特許明細書から、メチル−ビス（２−ヒドロキシプロピ
ル）−ココアルキルアンモニウムメチルスルフェート、
ジメチルジデシルアンモニウムクロリド、ジメチル−ジ
（２−エチルヘキシル）−アンモニウムクロリド、ジメ
チル−（２−エチルヘキシル）−ココアルキルアンモニ
ウムクロリド、ジココアルキルジメチルアンモニウムク
ロリド、およびｎ−タロウ（tallow）アルキル−1,3−
ジアミノプロパンジアセテートのような多くのカチオン
化合物が、このような浮選工程において捕集剤として用
いられ得る、ということが明らかである。この特許明細
書はまた、アルカード2C（Arquad 2C）（ジメチルジコ
コアルキルアンモニウムクロリド）、ならびにデュオマ
ックＴ（Duomac T）（Ｎ−タロウアルキル−1,3−ジア
ミノプロパンジアセテート）およびエトメーン18/16（E
thomeen 18/16）（長鎖アルキルアミン＋50 EO）の組
合せによって代表されるような第四級アンモニウム化合
物が、捕集剤として用いられ得る一方、価値のある鉱物
において容認できないほど高い含量の酸不溶性物質をも
たらすことを記述する。
驚くべきことに、不純物として珪酸塩を含む炭酸カル
シウムを洗浄するとき、もし逆浮選が、アミン化合物の
アルキレンオキシド付加物と組合せて第四級アンモニウ
ム化合物の存在下で行なわれるならば、非常に高い収率
および／または高い選択性（酸不溶性物質の低い含量）
が達成され得ることがここに見出された。より具体的に
は、本発明は、次に示す式（Ｉ）を有する第四級アンモ
ニウム化合物および式（II）を有するアルキレンオキシ
ド付加物の存在下で行なわれる泡沫浮選法に関する。
式中、R1、R2、R3およびR4のうちの１つまたは２つの基
は、８〜36個の炭素原子を有する炭化水素基であり、残
りの基は、１〜７個の炭素原子を有する炭化水素基また
は２〜７個の炭素原子を有するヒドロキシアルキル基で
あり、Ａはアニオン対イオンである。
式中、R5は８〜22個の炭素原子を有する炭化水素基であ
り、A1、A2およびA3は２〜４個の炭素原子を有するアル
キレンオキシド基であり、R6は２〜３個の炭素原子を有
するアルキレン基であり、n1、n2およびn3は、３〜20で
あり、かつn1、n2およびn3の合計は10〜40であり、ｓは
０〜３である。
第四級アンモニウム化合物のアルキレンオキシド付加物
に対する重量比は3:2〜11:1であり、好ましくは7:3〜9:
1であり、炭酸カルシウムが残留物から回収される一
方、混在する珪酸塩は浮選によって取除かれる。本発明
の方法によって、石英、長石、角閃石、および輝石のよ
うな不溶性珪酸塩の含量を著しく低減することが可能で
あることがここに見出された。
式（Ｉ）において、R1、R2、R3およびR4のうちの２つ
の基は、８〜22個好ましくは10〜16個の炭素原子を有す
る、直鎖もしくは枝分かれ、飽和もしくは不飽和アルキ
ル基であることが好ましい一方、２つの残りの基は、１
〜３個の炭素原子を有するアルキル基または２〜３個の
炭素原子を有するヒドロキシアルキル基であることが好
ましい。メチルスルフェートまたはクロリドのような一
価のイオンが一般的である。式（Ｉ）の化合物の具体例
は、ジメチルジデシルアンモニウムクロリド、ジメチル
ジココ（coco）アルキルアンモニウムクロリド、ジメチ
ルジラウリルアンモニウムクロリド、ジメチルジステア
リルアンモニウムクロリド、ジメチルジタロウ（tallo
w）アルキルアンモニウムクロリドおよび対応するメチ
ルスルフェート塩である。式（II）のアルキレンオキシ
ド付加物は、R5が10〜20個の炭素原子を有する直鎖また
は枝分かれの飽和または不飽和アルキル基であり、n1、
n2およびn3の合計が12〜30であるものが好ましい。アル
キレンオキシド付加物における全アルキレンオキシ基の
70〜100％がエチレンオキシ基であり、０〜30％がプロ
ピレンオキシ基であることが好ましい。製造技術の理由
上、このような化合物は一般的に、全アルキレンオキシ
基がエチレンオキシ基であるものが好ましい。記号ｓ
は、０または１であることが好ましい。アルキレンオキ
シ基の数、それらのタイプ、および疎水成分Ｒ中の炭素
原子の数を適当に変えることによって、式（II）の化合
物は、それらが式（Ｉ）の化合物と混合されて安定な混
合物を形成し得るような特性を容易に与えられ得る。さ
らに、式（Ｉ）の第四級アンモニウム化合物は、一般的
にアンモニウム化合物の約10〜15重量％の含量でのイソ
プロパノールのようなアルコール溶媒の存在下で調製さ
れる。このような溶媒作用は通常、化合物（Ｉ）および
（II）とともに添加物に基づき、透明、均一で安定な液
相を与える。
本発明に従った捕集剤は別々に加えられ得るが、単一
の浮選剤（浮遊選鉱試薬）として一緒に加えられること
が好ましい。２つの化合物の全含量は、広い範囲内で変
えることができるが、一般的に浮選される鉱石１トンあ
たり50〜2000g、好ましくは200〜1000gである。
本発明の出願において、上記の添加剤に加えて、浮選
においてよく知られる他の添加剤を加えることが可能で
ある。このような添加剤の例は、炭酸ナトリウムおよび
水酸化ナトリウムのようなpH−調節剤、澱粉、ケブラチ
ョ（quebracho）、タンニン、デキストリンおよびグア
ー・ガム（guar gum）のような浮選抑制剤、ならびにポ
リリン酸塩および水ガラスのような、分散剤の効果を有
し、しばしばそれとともに抑制剤の効果を有する高分子
電解質である。他の一般的な添加剤は、メチルイソブチ
ルカルビノール、トリエトキシブタンおよびポリプロピ
レンオキシドおよびそのアルキルエーテルのような起泡
剤である。
本発明の方法は、さらに以下の例によって説明され
る。
例１ 1.6重量％珪酸塩鉱物（石英、長石、角閃石、輝石）
を含む方解石鉱石0.5kgが、0.5kgの水とともに粉砕さ
れ、粒径〜250μｍとされた。この粉砕材料は、1.5リッ
トルの浮選セルに移された。水による1.4リットルまで
の希釈後、用いられた56％の捕集剤が0.5％水溶液の形
で加えられた。３分間の混和後、浮鉱が1.5分間除去さ
れた。さらに22％の試薬がその後残留物に加えられてか
ら、３分間混和され、それから全混合物は1.5分間浮選
された。残留物に対してさらに22％の反応混合物が加え
られ、全混合物は３分間混和されてから浮選された。結
果として生じた浮選残留物は、乾燥され、重量を測定さ
れ、25％塩酸中で酸不溶性の含有物量について分析され
た。用いられた捕集剤および得られた結果を、以下の表
に示す。
これらの結果から、本発明に従った浮選試験、すなわ
ち試験１〜８が、先行技術の方法および対照サンプルよ
りも、顕著に低い酸不溶性物質含量を与え、かつ同じ含
量の酸不溶性物質の場合には、より高い方解石の収率を
与えることが明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B03D 1/00 - 1/26 C02F 1/40 C09K 3/00

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】泡沫浮選工程が浮選選鉱試薬の存在下で行
    なわれる、珪酸塩不純物を含む炭酸カルシウム鉱石の浮
    選法において、前記浮選選鉱試薬が、次の式（Ｉ）を有
    する第四級アンモニウム化合物と次の式（II）を有する
    アルキレンオキシド付加物との組合せであり、前記第四
    級アンモニウム化合物のアルキレンオキシド付加物に対
    する重量比は3:2〜11:1であり、かつ前記炭酸カルシウ
    ムは残留物から回収される一方、混入する前記珪酸塩は
    浮選によって取除かれることを特徴とする、方法。 式中R1、R2、R3およびR4のうちの１つまたは２つの基
    は、８〜36個の炭素原子を有する炭化水素基であり、残
    りの基は、１〜７個の炭素原子を有する炭化水素基また
    は２〜７個の炭素原子を有するヒドロキシアルキル基で
    あり、かつＡはアニオン対イオンである。 式中、R5は８〜22個の炭素原子を有する炭化水素基であ
    り、A1、A2およびA3は２〜４個の炭素原子を有するアル
    キレンオキシド基であり、R6は２〜３個の炭素原子を有
    するアルキレン基であり、n1、n2およびn3は３〜20であ
    り、かつn1、n2およびn3の合計は10〜40であり、ｓは０
    〜３である。
  2. 【請求項２】R1、R2、R3およびR4のうちの２つの基が、
    ８〜22個の炭素原子、好ましくは10〜16個の炭素原子を
    有する炭化水素基である一方、２つの残りの基が１〜３
    個の炭素原子を有するアルキル基または２〜３個の炭素
    原子を有するヒドロキシアルキル基であることを特徴と
    する、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記第四級アンモニウム化合物がジメチル
    ジココアルキルアンモニウム塩であることを特徴とす
    る、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】R5が10〜20個の炭素原子を有するアルキル
    基であり、n1、n2およびn3の合計が12〜30であることを
    特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】前記アルキレンオキシド付加物における全
    アルキレンオキシ基の70〜100％がエチレンオキシ基で
    あり、０〜30％がプロピレンオキシ基であることを特徴
    とする、請求項１〜４いずれか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】ｓが０または１であることを特徴とする、
    請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】次の式（Ｉ）を有する第四級アンモニウム
    化合物と次の式（II）を有するアルキレンオキシド付加
    物との組合せであり、前記第四級アンモニウム化合物の
    前記アルキレンオキシド付加物に対する重量比が3:2〜1
    1:1であることを特徴とする、浮遊選鉱試薬。 式中、R1、R2、R3およびR4のうちの１つまたは２つの基
    は、８〜36個の炭素原子を有する炭化水素基であり、残
    りの基は、１〜７個の炭素原子を有する炭化水素基また
    は２〜７個の炭素原子を有するヒドロキシアルキル基で
    あり、かつＡはアニオン対イオンである。 式中、R5は８〜22個の炭素原子を有する炭化水素基であ
    り、A1、A2およびA3は２〜４個の炭素原子を有するアル
    キレンオキシド基であり、R6は２〜３個の炭素原子を有
    するアルキレン基であり、n1、n2およびn3は３〜20であ
    り、n1、n2およびn3の合計は10〜40であり、かつｓは０
    〜３である。
  8. 【請求項８】R1、R2、R3およびR4のうちの２つの基が、
    ８〜22個の炭素原子、好ましくは10〜16個の炭素原子を
    有する炭化水素基である一方、２つの残りの基が１〜３
    個の炭素原子を有するアルキル基または２〜３個の炭素
    原子を有するヒドロキシアルキル基であることを特徴と
    する、請求項７記載の浮遊選鉱試薬。
  9. 【請求項９】R5が10〜20個の炭素原子を有するアルキル
    基であり、かつn1、n2およびn3の合計が12〜30であるこ
    とを特徴とする、請求項７または８記載の浮遊選鉱試
    薬。
  10. 【請求項１０】前記アルキレンオキシド付加物における
    全アルキレンオキシ基の70〜100％がエチレンオキシ基
    であり、かつ０〜30％がプロピレンオキシ基であること
    を特徴とする、請求項７〜９いずれか１項記載の浮遊選
    鉱試薬。
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