JPS6255901B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、石炭含有灰、石炭スラツジ又は石炭
含有残渣を泡沫浮遊選鉱して低率の不純物を含有
する石炭を回収することに関する。特に、本発明
は、微細な石炭の浮遊選鉱用コンジシヨナ
(conditioner)としてアルカノールアミンと脂肪
酸との縮合生成物を使用することに関する。
「石炭化」の天然の過程は、本来可燃性の炭素
質固体に伴つて若干の不燃性の鉱物質を沈積させ
る。不燃性物の大部分は、ふるいがけ又は他の重
力濃縮技術によつて除くことができるが、他の浄
化法が更に有効に炭素質固体に密に組合されてい
る細かい材料を除く。石炭の泡沫浮選法(froth
floatation)を当該技術において使用して微細な
粗炭を選鉱(beneficiate)する。瀝青炭は、一般
に自然の疏水性を有し、その結果石炭は、望まし
くはケロセンのような比較的温和なコレクタと共
に、メチルイソブチルカルビノールのような発泡
剤(frother)の存在下に浮遊選鉱が可能であ
る。然し、無煙炭、並びに表面が少なくとも部分
的に酸化されているすべての級の石炭類は、前記
の媒質中うまく浮遊選鉱されず、その結果浮遊選
鉱からのテール中かなりの量の可燃性物の損失が
ある。
油型コレクタの装入量は、一般に中間又は低ラ
ンクの瀝青炭に対しては石炭供給量1000Kg当り
0.05〜1Kgであり、褐炭及び無煙炭の浮遊選鉱に
対しては装入量は比較的大きい。然し、酸化され
た石炭又は褐炭の良好な回収は、かなりの量の不
活性物が可燃性物と共に浮遊選鉱されるような高
い油型コレクタの装入量においてのみ行なうこと
ができる。サンは、Trans.AIME、199:396〜
401(1954)中脂肪族アミン類を酸化された石炭
類の浮遊選鉱において共コレクタとして利用して
高められた回収を行なうことができると示唆して
いる。然し、これらのアミンコレクタであつても
石炭と共に実質的な量の灰分を浮遊させ、可燃性
物の部分的回収のみを行なう。
本発明は、石炭を選鉱するための泡沫浮選法に
おいて
(a) 石炭を類して浮遊選鉱の大きさの粒子を分離
し;そして
(b) 燃料油コレクタ及び有効量の、アルカノール
アミンモル当り少なくとも0.8モルの脂肪酸又
は脂肪酸エステルのモル比の、脂肪酸又は脂肪
酸エステルと縮合した、式
〔式中、
R1は、2〜5の炭素原子を有するβ−ヒド
ロキシアルキル基又は不活性置換β−ヒドロキ
シアルキル基であり;そして
R2及びR3は、独立してR1、水素、1〜4の
炭素原子のアルキル基又は式
(式中、
yは、2又は3であり、そして
R4及びR5は、独立してR1、水素又は1〜4
の炭素原子のアルキルである)に対応する1価
の基である〕
に対応するアルカノールアミンの縮合生成物、
或いはこの縮合生成物の酸誘導体を含有する泡
沫性水性媒質中に前記(a)で大きさ分けされた石
炭を浮遊選鉱することを特徴とする方法であ
る。
本発明は又、次の反応生成物
(1) 1:2のモル比で縮合したジエタノールアミ
ンとC10〜C24脂肪酸との縮合生成物、並びに
(2) 縮合物のモル数を基にして、当モル量の半分
のC1〜C4モノカルボン酸又はそれらの混合物
を含有する組成物を包含する。
本発明の実施において縮合生成物の成分として
利用されるアルカノールアミンは、非置換又はN
−アルキル置換モノエタノールアミン;ジエタノ
ールアミン;トリエタノールアミン;ヒドロキシ
エチルエチレンジアミン;N・N′−ジ(ヒドロ
キシエチル)エチレンジアミン;N・N−ジ(ヒ
ドロキシエチル)エチレンジアミン;N・N・
N′−トリ(ヒドロキシエチル)エチレンジアミ
ン;N・N・N′・N′−テトラ(ヒドロキシエチ
ル)エチレンジアミン;並びにエチレン部分がプ
ロピレン基により置換されている、並びに(又
は)ヒドロキシエチル基が3〜5の炭素原子を有
するβ−ヒドロキシアルキル基により置換されて
いる類縁の化合物である。経済的理由によつてこ
のヒドロキシアルキル基は、望ましくはヒドロキ
シエチル、1−メチル(ヒドロキシエチル)又は
1−エチル(ヒドロキシエチル)基である。然
し、ヒドロキシエチル及びエチレン部分のみを持
つ上に定めた非置換アルカノールアミン類が好適
である。ジエタノールアミン、トリエタノールア
ミン及びジ−、トリ−又はテトラ(ヒドロキシエ
チル)エチレンジアミンは、特に好適なアルカノ
ールアミン類であり、ジエタノールアミンが最も
好適である。アルカノールアミン類は、単一の化
合物であることも又は使用可能なアルカノールア
ミン類の混合物であることもでき、経済的理由に
よつて後者が好適である。これらのアルカノール
アミン類は、市販されており、或いは当該技術に
既知の方式で酸化アルキレン類のアンモニア又は
アルキレンジアミンとの反応によつて容易に製造
することができる。
アルカノールアミンと縮合する脂肪酸は、飽和
又は不飽和アルキル基を有する脂肪酸を使用する
ことができる。この脂肪酸は、適当にはそのアル
キル部分上ヒドロキシル置換分を持つことができ
るが、このような置換は実質的な利点を生じな
い。オレイン酸、ラウリン酸、リノレイン酸、パ
ルミチン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、それ
らの混合物及び他の類縁の脂肪酸のような脂肪酸
を使用することができる。グリセライドのよう
な、これらの脂肪酸に対応するエステルも使用で
きるが、それ程好適ではない。経済的理由によつ
て、トール油、ココナツ油、パルム油、パルム核
油、綿実油、アマニ油、オリーブ油、落花生油及
び魚油のような、少量のロジン酸、リグニン及び
不ケン化性物との脂肪酸の粗混合物を使用するこ
とが好適である。トール油及びトール油ヘツヅ
は、特に好適な脂肪酸の混合物である。トール油
及びトール油へツヅは、カーク−オスマー、
Encyclopedia of Chemical Technology、第2
版、第19巻、614〜629頁(1969)中記載されてい
る周知の組成物である。
脂肪酸又は対応するエステル及びアルカノール
アミンは、オーバー−ヘツドに蒸留される水又は
縮合生成物の赤外スペクトル分析によつて示され
る所望の程度の縮合がおこるまでこれらの反応剤
を混合加熱することによつて容易に反応させるこ
とができる。一般に、約120℃〜約250℃の反応温
度が使用できる。この反応は、比較的低温におけ
る酸のアンモニウム塩の生成から区別するために
ここでは縮合と称する。アルカノールアミンによ
つて、縮合生成物は、エステル、アミド又は双方
であつてよい。縮合反応が完了して反応剤を最も
効率よく利用することが望ましいが、実質的な量
の未反応の脂肪酸及び酸の非縮合アルカノールア
ンモニウム塩の存在下に石炭に対するコンジシヨ
ナとして縮合生成物を使用できるが、有効性は劣
る。用語「コンジシヨナ」とは、縮合生成物が石
炭の表面の疎水性を高めるのに主として有効であ
ることを示す。然し、説明的用語「コンジシヨ
ナ」の使用は、この縮合生成物が燃料油と共に共
コレクタとして作用する可能性を排除するもので
はない。
本縮合生成物の有用性は、反応剤が特定のモル
比で縮合する時の方が大きい。少なくとも化学量
論量の脂肪酸又はその均等物(即ち、脂肪族エス
テル)をアルカノールアミンと縮合させることが
望ましいが、等モル量以下も使用できる。脂肪酸
又は脂肪族エステルのアルカノールアミンに対す
るモル比は、少なくとも0.8、そして好適には約
1.5:1〜約5:1、更に好適には約2:1〜約
3:1である。然し、脂肪酸の無駄を避けるため
に、縮合物中脂肪酸及びエステルのモル数は、ア
ルカノールアミンのモル数にアルカノールアミン
の分子上の反応性部位の平均数を乗じたものを超
えるべきではない。用語「反応性部位」とは、ア
ミン基上の交換可能な水素置換分及びヒドロキシ
アルキル基上の反応性のヒドロキシル置換分をい
う。これらは脂肪酸又は脂肪酸エステルと反応し
て夫々アミド及びエステルを生じる。
本浮遊選鉱法において、縮合物自体だけではな
く、前述した縮合生成物の酸誘導体も使用でき
る。これらの誘導体は、縮合物に無機又は有機酸
を添加して得られる混合物のPHを低下させること
によつて製造される。この誘導体は、塩、部分塩
又は酸コンプレツクスであつてよい。有機酸誘導
体は、原化合物より一般に容易に水性浮遊選鉱媒
中分散される。これらの誘導体は、それらの原化
合物より大きく活性を示すことも又は小さい活性
を示すこともあるが、この関係は、完全には理解
されていない。酸誘導体を製造するために使用す
ることができる普通の無機酸は、燐酸、硝酸、ホ
ウ酸、塩酸、臭化水素酸及び硫酸を包含する。こ
れらの無機酸誘導体は、使用することはできる
が、好適ではない。使用することができる有機酸
は、脂肪酸モノー、ジー又はトリカルボン酸;低
級アルキルカルボン酸;モノ−又はジヒドロキシ
低級アルキルカルボン酸;アミノ置換カルボン酸
及び非置換脂肪族カルボン酸を包含する。これら
の有機酸の代表的な例は、ギ酸、酢酸、ヒドロキ
シ酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソバレリアン
酸、乳酸、グルコン酸、アミノ酢酸、マロン酸、
コハク酸、アジピン酸、リンゴ酸、酒石酸、グル
タール酸、フマル酸、クエン酸、サリチル酸、安
息香酸及びナフタレン酸である。脂肪酸は、使用
できるが、好適ではない。酢酸、並びに他の低級
アルキル有機カルボン酸、特にC1〜C4有機酸が
この目的に対して好適である。特に好適な一実施
態様においては、2当量のトール油脂肪酸と縮合
した1当量のジエタノールアミンから製造される
縮合物モル当り0.5モルの酢酸又はプロピオン酸
が添加される。得られる本縮合物の酢酸又はプロ
ピオン酸誘導体の塩基を用いる滴定、並びに赤外
及びプロトン磁気共鳴スペクトル分析は、塩では
なく酸コンプレツクスが生成していることを示
す。
許容量の不活性物と共に可燃性炭素質物の最大
の回収を行なう浮遊選鉱媒質中縮合生成物の装入
量は、石炭供給物の大きさ、級、酸化の程度及び
不活性物含量、並びに泡沫及び他の補助剤の装入
量により影響される。用語「有効量の縮合生成
物」とは、燃料油及び発泡剤(frother)の存在
下に泡沫浮遊選鉱による石炭の回収を増大させる
のに要する該生成物の量を示すためにここでは使
用される。一般に、縮合生成物が燃料油のみと共
に用いられる場合には、石炭浮遊選鉱供給物1000
Kg当り約0.001〜約1.0、好適には約0.002〜約0.2
Kgの縮合物の比で縮合物を用いるのが有利であ
る。活性化剤、コンジシヨナ(conditiong
reagents)、分散剤、発泡剤及びデプレシング試
薬のような、共コレクタ又は他の補助剤と組合わ
せて本縮合生成物を利用することができる。浮遊
選鉱媒質中コレクタとして燃料油が用られる。代
表的な燃料油は、ジーゼル油、ケロシン、バンカ
ー(Bunker)C燃料油及びそれらの混合物を包
含する。燃料油は、一般に石炭浮遊選鉱供給物
1000Kg当り約0.02〜約2.5Kgの燃料油の比で用い
るのが有利である。浮遊選鉱媒質中燃料油の至適
の装入量は、浮遊選鉱されるべき石炭の大きさ、
酸化の程度及び級並びに縮合物及び発泡剤の装入
量のような多くの因子によつて影響される。従つ
て、燃料油の装入量は、浮遊選鉱の間最大の選択
性及び回収を得るように実験的に至適にするべき
である。一実施態様においては燃料油仕込の一部
又は全部に分散された浮遊選鉱媒質にコンジシヨ
ナを仕込む。
発泡剤は、浮遊選鉱媒質中泡沫の形成を促進す
るために存在するべきである。パイン油、クレゾ
ール、1又は2の三級又は1の四級炭素原子を有
するC4〜C8アルカノール、例えば、アミルアル
コールの異性体のような、常法の発泡剤がこの目
的のために適当である。然し、メチルイソブチル
カルビノール及びプロピレングリコールアルキル
又はフエニルエーテル類が発泡剤として好適であ
り、約200〜約600の平均分子量を有するプロピレ
ングリコールメチルエーテル類が最も好適であ
る。浮遊選鉱媒質中発泡剤の至適の装入量は、多
くの因子によつて影響され、そのうち最も重要な
のは石炭の酸化のランク及び程度である。一般
に、石炭供給物1000Kg当り約0.05〜約0.5Kgの比
が有利である。
本方法によつて浮遊選鉱されるべき石炭は、適
当には無煙炭、瀝青炭又は亜瀝青炭であることが
できる。この方法は、常用の発泡剤を用いて浮遊
選鉱することができない石炭の浮遊選鉱に好適に
用いられ、常用の薬剤を使用する石炭の浮遊選鉱
をかなり妨害する程石炭の表面が酸化されている
場合、中間又は低級の瀝青炭の浮遊選鉱において
特に有効である。
一般に約28メツシユ(米国ふるい径)より大き
い粒子は、浮遊選鉱するのが困難であるので、浮
遊選鉱によつて分離されるべき石炭粒子の大きさ
は重要である。典型的な操作においては、28メツ
シユより大きい、有利には100メツシユより大き
い石炭粒子は、それと共に採掘される不活性物と
比較的微細な石炭との双方から重力分離技術によ
つて分離される。然し、浮遊選鉱供給物中実質的
な画分の石炭が28メツシユより大きい粒子よりな
る場合には、浮遊選鉱の前に供給物を更に粉砕す
ることが望ましい。
大きさ分けされた石炭浮遊選鉱供給物は、任意
には最初洗浄し、次に迅速な浮遊選鉱を促進する
固体濃縮物を有する水性スラリを得るのに十分な
水と混合する。一般に、約2〜約20重量%、更に
好適には約5〜約10重量%の固体濃度が好適であ
る。この水性石炭スラリは、縮合生成物、発泡
剤、燃料油及び任意の他の補助剤で当該技術に既
知の方式によつてスラリと混合することによりコ
ンジシヨニングするのが有利である。一般に浮遊
選鉱することが困難な石炭に対しては、浮遊選鉱
の前に石炭スラリをコンジシヨナ及び燃料油とあ
る期間接触させて、実質的にすべての石炭とのコ
ンジシヨナ及び燃料油の密な接触を実施すること
が有利である。水性石炭スラリが浮遊選鉱セルと
別の容器中で調製され、次にコンジツトを通して
浮遊選鉱に運ばれる場合には、浮遊選鉱セルから
の流れに逆つてスラリにコンジシヨナ及び燃料油
を導入することによつて所望の密な接触を便利に
行なうことができる。然し、発泡剤は、最大の発
泡を得るために浮遊選鉱の少し前又はその間にス
ラリに導入するべきである。
石炭は、水性スラリ中石炭の自然のPHにおいて
浮遊選鉱を行なうことができ、それは、供給物の
組成によつて約3.0から約9.5まで変動することが
できる。然し、PH調節用組成物を任意には必要に
応じて使用して浮遊選鉱の前及びその間に水性石
炭スラリのPHを約4〜約8、好適には約4〜約7
に調節維持され、それは、最大の石炭の回収を普
通促進する。石炭が特に酸性である場合には、PH
調節用組成物は、ソーダ灰、石灰、アンモニア、
カセイカリ又は水酸化マグネシウムような、アル
カリ性材料を使用することができる。水性石炭ス
ラリが特性がアルカリ性である場合には、酢酸の
ようなカルボン酸、或いは硫酸又は塩酸のような
鉱酸を使用してPHを調節することができる。
コンジシヨニング及びPH調節された水性石炭ス
ラリは、常用の浮遊選鉱機又は比較的でこぼこの
セルのバンク中通気される。任意の比較でこぼこ
した浮遊選鉱ユニツトを用いることができる。
本発明の方法の実際を単独で使用して石炭を選
鉱することができる。別法として、この方法を本
方法の後の二次浮遊選鉱と組合わせて使用して更
に大きい石炭の選鉱を行なうことができる。
次の実施例においては、別示しないかぎり、す
べての部及び百分率は重量による。
例 1
主として使用される発泡剤及びアルカノールア
ミン/脂肪酸縮合生成物の存在又は不存在が異な
る類似の一連の浮遊選鉱実験において、粉砕した
石炭の200gの仕込を脱イオン水で希釈して6.67
%の固形分のスラリを得た。石炭は、元素分析技
術によつて測定される石炭の高酸素含量(14.3
%)で示される高い酸化面を有する低級、瀝青炭
である。石炭供給物の25メツシユより大きい粒子
の画分は、希釈の前に分離され、粉砕され、次に
残余の石炭と再び合わされる。粉砕された石炭供
給物では、90%より多い80メツシユより小さい粒
子である。スラリに仕込まれる石炭は、約14.7%
の灰分を含有する。
この水性石炭スラリを3リツトルのセルを有す
る浮遊選鉱機中に導入する。スラリのPHを測定し
て約4である。この石炭スラリを約7分間撹拌し
て石炭を十分湿らせ、この時スラリに精製ケロシ
ンを添加して石炭供給物1000Kg当り約2.5Kgのケ
ロシンの装入を行なう。本方法の実施態様である
2浮遊選鉱実験において、1部のジエタノールア
ミン(DEA)対2部のトール油脂肪酸
(TOFA)のモル比から製造される縮合物をケロ
シンと共に石炭供給物1000Kg当り縮合物約0.125
Kgの装入量で水性石炭スラリ中に導入する。常法
による分析によれば、このトール油脂肪酸反応剤
は、39%のロジン酸、29.3%のオレイン酸、23%
のリノレイン酸、3.7%の共役リノレイン酸、1.8
%のステアリン酸及び約3.2%の他の酸及び成分
を含有する。ケロシンがスラリに添加されるコレ
クタである本発明の実施態様でない2対照浮遊選
鉱実験をも行なう。
スラリにケロシンを添加して後、スラリを1分
間撹拌して石炭をコンジシヨニングする。次にス
ラリに発泡剤を添加して石炭供給物1000Kg当り
0.2Kgの発泡剤の装入を行なう。別の実験におい
てメチルイソブチルカルビノール(MIBC)及び
約400の重量平均分子量を有するポリプロピレン
グリコールメチルエーテル(D−1012)を各々発
泡剤として用いる。1分間撹拌することによつて
この水性石炭スラリをコンジシヨニングし、その
後媒質の通気を開始し、4分間継続する。通気の
間泡沫状の濃縮物を集める。
集められた濃縮物を最初乾燥し、次に重量をは
かる。浮遊選鉱による石炭の回収率は、濃縮物中
の石炭の重量を200gの仕込中の石炭の重量(即
ち全重量差引き灰分の重量)で割つたものから決
定される。濃縮物の1gの試料を完全に燃焼し、
燃焼後に残留する材料の重量から濃縮物の灰分含
量を決定する。表は、各実験に対するコンジシ
ヨナ及び発泡剤の種類並びに石炭の回収率及び濃
縮物中の灰分含量を表示する。浮遊選鉱において
先行技術の脂肪族アミン共コレクタ、塩酸ドデシ
ルアミン(DDA・HCl)をDEA/TOFA濃縮物
の代りに使用し、その他は前述したのと同一であ
る比較浮遊選鉱の結果も表に含まれる。
【表】
表中のデータは、浮遊選鉱中DEAのTOFA
との縮合生成物の存在は、ケロシンのみを利用す
る浮遊選鉱系に比し、酸化された石炭の回収を大
いに高めることを示す。更に、実験Aにおける
DEA/TOFAコンジシヨナは、比較C中利用さ
れる先行技術の脂肪族アミンより高い石炭回収及
び小さい灰分の共浮遊選鉱(co−flotation)を示
す。
例 2
後に開示する小さな相違を除いて、例1と同様
にして一連の実験を行なう。水性石炭スラリのPH
を測定して後、カセイソーダの添加によつてPHを
2別実験中夫々7及び9に調節する。第3の実験
において石炭スラリのPHを測定するが、調節しな
い。この3スラリの各々において石炭を次に、例
1中と同様にしかつ述べられている装入量におい
てDEA/TOFA、ケロシン及びPPGME発泡剤の
存在下に浮遊選鉱する。各実験に対する結果及び
同定パラメータを表中表示する。
【表】
表中のデータは、この特定の酸化された瀝青
炭の浮遊選鉱によるクリーン石炭の回収に対する
スラリPHの効果を証明する。
例 3
コンジシヨナとして用いられる縮合生成物を除
いて、例1と同様にして7浮遊選鉱実験を行な
う。各々の場合例1のトール油脂肪酸をジエタノ
ールアミン(DEA)、トリエタノールアミン
(TEA)及びヒドロキシエチル置換エチレンジア
ミン(HEEDA)の混合物から選択されるアルカ
ノールアミンと縮合させることによつて縮合生成
物を製造する。このHEEDA混合物は、約10%の
アミノエチルエタノールアミン、約75%のジ(ヒ
ドロキシエチル)エチレンジアミン、約12%のト
リ(ヒドロキシエチル)エチレンジアミン及び約
3%のテトラ(ヒドロキシエチル)エチレンジア
ミンよりなる。アルカノールアミン(AA)及び
トール油脂肪酸(TOFA)は、後に表示するモ
ル比で縮合させる。この3スラリの各々における
石炭は、例1中述べた方式及び装入量においてケ
ロシン及びPPGME発泡剤と共に、石炭供給物
1000Kg当り縮合生成分0.125Kgで浮遊選鉱する。
各実験に対する結果及び同定パラメータを表中
表示する。
【表】
【表】
例 4
異なつた石炭を用いることを除いて、例1の一
般的方式で14の浮遊選鉱実験を行なう。後に表示
する灰分含量を有する、7種の異なつた原料石炭
を、各々対の実験において浮遊選鉱し、その際こ
の対の一方のみにおいてDEA/TOFAの1:2
縮合物を使用し、他方の実験は対照とする。各々
の場合において石炭は、水性スラリとして浮遊選
鉱機中に導入される。スラリのPHを測定し、次に
PPGME発泡剤、ケロシン及びDEA/TOFA縮合
物を、表中特定される石炭供給物1000Kg当りの
Kg装入量においてスラリ中に導入する。浮遊選鉱
が完了して後、濃縮物を回収し、前述した方式で
灰分含量及び石炭の回収を決定する。
【表】
表示したデータは、DEAのTOFAとの縮合生
成物が、試験した石炭の各々からのクリーン石炭
の回収を高めることを証明する。更に、この向上
は、対照実験より縮合物を用いる実験中で用いら
れるケロシンの装入量の方が少ないという事実に
もかかわらずはつきり示される。
例 5
例1の一般的方式で、コンジシヨナ・コレクタ
として1号ジーゼル油中1:2DEA/TOFA縮合
物又はその酢酸又はプロピオン酸誘導体の8%分
散液を使用して5の浮遊選鉱実験を行なう。これ
らの酸誘導体は、縮合物各モルに対して酢酸又は
プロピオン酸0.5モルよりなる。これらの誘導体
は、導入された酢酸が0.085規定KOHで化学量論
的に滴定できるので、水素結合酸コンプレツクス
であると考えられる。赤外及びプロトン磁気共鳴
スペクトルも、水素結合を持つ酸コンプレツクス
が存在することを示す。各実験において、水3リ
ツトル中14.4%の灰分を有する石炭200gを浮遊
選鉱機中に導入し、7分間コンジシヨニングす
る。スラリのPHを、NaOH又はHClの1規定水溶
液で表中表示する値に調節する。
スラリを撹拌し、その間コンジシヨナを含有す
る1号ジーゼル油を仕込み、石炭供給物1000Kg当
りジーゼル油約1.5Kg及び石炭1000Kg当り縮合物
0.12Kgに相当する装入量を得る。このスラリに少
量の常用の発泡剤(D−1012)を添加し、このス
ラリを10秒間撹拌する。各実験に対する結果及び
同定パラメータを表中表示する。
【表】
導体
アルカノールアミン類と高級有機酸との縮合生
成物は知られている。米国特許2173909号、クリ
チエフスキ、1939年9月26日は、脂肪族アルカノ
ールアミド類が、特にわずかに酸性の媒質中、鉱
石の浮遊選鉱に用いることができることを開示し
ている。米国特許2609931、ロドマン、1952年9
月9日は、N・N−ジヒドロキシアルキルエチレ
ンジアミンのモノ脂肪族アミド誘導体が有用な
過剤であることを教示している;カラム6、43〜
47行においてこれらの化合物の酢酸塩が若干の応
用において特に有用であるといわれている。米国
特許2993919、フインドレ、1961年7月25日は、
鉱石浮遊選鉱中脂肪族アルカノールアミドとジエ
タノールアミンとの混合物の酸塩の使用を説明し
ている。
ジエタノールアミンと脂肪酸との縮合生成物が
当該技術において知られているが、一般に脂肪酸
に対して少なくとも当モル量のジエタノールアミ
ンの過剰をこれらの縮合物を製造する際に用いて
いる。用語「縮合生成物」とは、ここでは比較的
低温において生じる脂肪酸のアンモニウム塩から
この生成物を区別するのに用いられる。本新規組
成物中縮合生成物は、ジエタノールアミン各モル
に対して脂肪酸約1.8〜2.2モルの比を使用して製
造される。
特許請求の範囲の組成物は、水溶性低級アルカ
ン酸、即ち、ギ酸、酢酸、プロピオン酸又は酪酸
又はそれらの混合物を上述した縮合生成物に実質
的な縮合が更におこらない温度において添加する
ことによつて製造される。この低級アルカン酸の
添加の間の温度は、約10℃〜約100℃、好適には
約20℃〜約50℃が使用できる。組成物に添加され
るこの低級アルカン酸の実質的にすべてをアルカ
リ金属水酸化物で滴定することができ、このこと
は、塩ではなく水素結合酸コンプレツクスが生成
していることを示唆する。赤外及びプロトン磁気
共鳴スペクトル分析は、得られる組成物が酸コン
プレツクスであるという理論を支持するが、この
構造の解明は確かではなく、本組成物はこれによ
つて限定されない。
ジエタノールアミン/脂肪酸のC1〜C4のアル
カン酸誘導体を燃料油中分散された浮遊選鉱媒質
に仕込む。好適には、このアルカン酸誘導体は、
全燃料油分散液の約0.1〜約70、更に好適には
0.25〜50容量%よりなる。この燃料油分散液は、
新規組成物であると信じられる。同様に、アルカ
ン酸誘導体及び発泡剤そして任意は更に燃料油よ
りなる組成物は新規であると信じられる。
例 6
DEA/TOFAの1:2縮合物及びその酢酸誘
導体を石炭浮遊選鉱プラントにおいて用いる。酢
酸誘導体は、縮合物各モルに対して酢酸0.5モル
よりなる。コンジシヨナを1号ジーゼル油に容量
が10%増大する量添加する。コンジシヨナと1号
ジーゼル油との混合物を、ダニエル浮遊選鉱セル
の4個のバンクに導入する前に100メツシユより
小さい石炭を集めるのに使用されたタンクに毎分
200cm3の速度で導入する。1例においては、比較
のためにジーゼル油単独を導入する。収集用タン
ク中石炭スラリのPHを各実験について測定する。
セルの各バンクにバンク中4個のセルの第一のも
のの空気口において、毎分67cm3の重量平均分子量
約400を有するポリプロピレングリコールメチル
エーテル発泡剤を導入する。各実験に対して、セ
ルのバンクの第一のセルに石炭供給物を導入する
際その試料を回収する。泡沫浮遊選鉱により回収
される材料の試料を、4個のセルの各バンクにお
いて第二のセルの末端近くから取る。サンドゲー
トの上のオーバーフローせきにおいてテール材料
の試料を採取する。
各例における石炭供給物、浮遊選鉱された材料
及びテール材料を乾燥し、次に重量をはかる。石
炭供給物、浮遊選鉱された材料(又は濃縮物)及
びテール材料の1gの試料を次に各々燃焼させ、
非燃焼灰分の重量を測定する。これら画分の各々
の重量の燃焼前後の差を各画分に存在する石炭の
重量であるとする。次に回収された灰分を含まな
い又は「クリーン」石炭の百分率を次の式により
計算する:
クリーン石炭パーセンと=100×C(F−T)/F(
C−T)
式中:
C=100−(濃縮物中灰分パーセント)
F=100−(供給材料中灰分パーセント)
T=100−(テール材料中灰分パーセント)
結果及び同定パラメータを表中表示する。
【表】
表中示したデータは、特許請求の範囲の
DEA/TOFA縮合物の酢酸誘導体が商業的浮遊
選鉱操作においてある種の石炭を浮遊選鉱する際
ジーゼル油単独又はDEA/TOFA縮合物を含有
するが酢酸を含有しないジーゼル油よりはるかに
有効であることを示す。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to foam flotation of coal-containing ash, coal sludge or coal-containing residue to recover coal containing a low percentage of impurities. In particular, the invention relates to the use of condensation products of alkanolamines and fatty acids as conditioners for the flotation of fine coal. The natural process of "coalization" deposits some non-combustible mineral matter along with the naturally combustible carbonaceous solids. Although most of the noncombustibles can be removed by sieving or other gravity concentration techniques, other cleaning methods are more effective in removing fine materials that are intimately associated with carbonaceous solids. Coal foam flotation
floatation is used in this technique to beneficiate fine coarse coal. Bituminous coal generally has natural hydrophobic properties, so that the coal can be flotated in the presence of a frother, such as methyl isobutyl carbinol, preferably with a relatively mild collector such as kerosene. It is. However, anthracite, as well as all grades of coal whose surface is at least partially oxidized, do not flotate well in said media, resulting in the loss of significant amounts of combustibles in the tail from the flotation. There is. The charging amount of oil type collector is generally per 1000 kg of coal feed for medium or low rank bituminous coal.
The charging amount is 0.05 to 1 kg, which is relatively large for lignite and anthracite flotation. However, good recovery of oxidized coal or lignite can only be achieved at high oil-type collector loadings, in which a significant amount of inert material is floated together with the combustible material. Sun Trans.AIME, 199:396~
401 (1954) suggests that medium aliphatic amines can be utilized as co-collectors in the flotation of oxidized coals to provide enhanced recovery. However, even these amine collectors suspend substantial amounts of ash with the coal and provide only partial recovery of combustibles. The present invention provides a foam flotation process for beneficiation of coal that (a) separates the coal from flotation size particles; and (b) contains a fuel oil collector and an effective amount per mole of alkanolamine. condensed with a fatty acid or fatty acid ester, with a molar ratio of at least 0.8 moles of fatty acid or fatty acid ester; [wherein R 1 is a β-hydroxyalkyl group or an inertly substituted β-hydroxyalkyl group having 2 to 5 carbon atoms; and R 2 and R 3 are independently R 1 , hydrogen, 1 -4 carbon atom alkyl group or formula (wherein y is 2 or 3, and R 4 and R 5 are independently R 1 , hydrogen or 1-4
is a monovalent group corresponding to the alkyl of the carbon atom of] ] A condensation product of an alkanolamine corresponding to
Alternatively, the method is characterized by flotation of the coal sized in (a) above in a foamy aqueous medium containing an acid derivative of the condensation product. The present invention also provides the following reaction products: (1) a condensation product of diethanolamine and a C10 - C24 fatty acid condensed in a molar ratio of 1:2; and (2) based on the number of moles of the condensate: Encompasses compositions containing half an equimolar amount of C1 - C4 monocarboxylic acids or mixtures thereof. The alkanolamines utilized as a component of the condensation product in the practice of this invention may be unsubstituted or N
-Alkyl-substituted monoethanolamine; diethanolamine; triethanolamine; hydroxyethylethylenediamine; N・N′-di(hydroxyethyl)ethylenediamine; N・N-di(hydroxyethyl)ethylenediamine;
N′-tri(hydroxyethyl)ethylenediamine; N・N・N′・N′-tetra(hydroxyethyl)ethylenediamine; and the ethylene moiety is substituted by a propylene group, and/or the hydroxyethyl group is 3 to 5 is a related compound substituted with a β-hydroxyalkyl group having carbon atoms of . For economic reasons, this hydroxyalkyl group is preferably a hydroxyethyl, 1-methyl (hydroxyethyl) or 1-ethyl (hydroxyethyl) group. However, unsubstituted alkanolamines as defined above having only hydroxyethyl and ethylene moieties are preferred. Diethanolamine, triethanolamine and di-, tri- or tetra(hydroxyethyl)ethylenediamine are particularly preferred alkanolamines, with diethanolamine being the most preferred. The alkanolamines can be a single compound or a mixture of the available alkanolamines, the latter being preferred for economic reasons. These alkanolamines are commercially available or can be readily prepared by reaction of alkylene oxides with ammonia or alkylene diamines in a manner known in the art. As the fatty acid to be condensed with the alkanolamine, a fatty acid having a saturated or unsaturated alkyl group can be used. The fatty acid may suitably have hydroxyl substitutions on its alkyl portion, but such substitutions do not confer any substantial advantage. Fatty acids such as oleic acid, lauric acid, linoleic acid, palmitic acid, stearic acid, myristic acid, mixtures thereof and other related fatty acids can be used. Esters corresponding to these fatty acids, such as glycerides, can also be used, but are less preferred. For economic reasons, fatty acids with small amounts of rosin acids, lignin and unsaponifiables, such as tall oil, coconut oil, palm oil, palm kernel oil, cottonseed oil, linseed oil, olive oil, peanut oil and fish oil. It is preferred to use a crude mixture of Tall oil and tall oil heads are particularly suitable fatty acid mixtures. Tall oil and tall oil head are Kirk-Othmer,
Encyclopedia of Chemical Technology, Part 2
19, pp. 614-629 (1969). The fatty acid or corresponding ester and alkanolamine are mixed and heated by mixing and heating these reactants until the desired degree of condensation has occurred as indicated by overhead distilled water or infrared spectral analysis of the condensation product. Therefore, the reaction can be easily carried out. Generally, reaction temperatures of about 120<0>C to about 250<0>C can be used. This reaction is referred to herein as condensation to distinguish it from the formation of ammonium salts of acids at relatively low temperatures. Depending on the alkanolamine, the condensation product can be an ester, an amide or both. Although it is desirable for the condensation reaction to be complete for the most efficient utilization of the reactants, the condensation product can be used as a conduiter for coal in the presence of substantial amounts of unreacted fatty acids and non-condensed alkanol ammonium salts of acids. However, it is less effective. The term "conditioner" indicates that the condensation product is primarily effective in increasing the hydrophobicity of the coal surface. However, the use of the descriptive term "conditioner" does not exclude the possibility that this condensation product acts as a co-collector with the fuel oil. The utility of the present condensation products is greater when the reactants are condensed in specific molar ratios. Although it is desirable to condense at least a stoichiometric amount of a fatty acid or its equivalent (ie, an aliphatic ester) with the alkanolamine, less than equimolar amounts can be used. The molar ratio of fatty acid or aliphatic ester to alkanolamine is at least 0.8, and preferably about
1.5:1 to about 5:1, more preferably about 2:1 to about 3:1. However, to avoid waste of fatty acids, the number of moles of fatty acid and ester in the condensate should not exceed the number of moles of alkanolamine times the average number of reactive sites on the molecule of the alkanolamine. The term "reactive site" refers to exchangeable hydrogen substitutions on amine groups and reactive hydroxyl substitutions on hydroxyalkyl groups. These react with fatty acids or fatty acid esters to produce amides and esters, respectively. In this flotation method, not only the condensate itself but also the acid derivatives of the aforementioned condensation products can be used. These derivatives are produced by adding an inorganic or organic acid to the condensate to lower the PH of the resulting mixture. This derivative may be a salt, partial salt or acid complex. Organic acid derivatives are generally more easily dispersed in aqueous flotation media than the parent compounds. These derivatives may exhibit greater or lesser activity than their parent compounds, but this relationship is not completely understood. Common inorganic acids that can be used to prepare acid derivatives include phosphoric acid, nitric acid, boric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid and sulfuric acid. Although these inorganic acid derivatives can be used, they are not preferred. Organic acids that can be used include fatty mono-, di- or tricarboxylic acids; lower alkyl carboxylic acids; mono- or dihydroxy lower alkyl carboxylic acids; amino-substituted carboxylic acids and unsubstituted aliphatic carboxylic acids. Typical examples of these organic acids are formic acid, acetic acid, hydroxyacetic acid, propionic acid, butyric acid, isovaleric acid, lactic acid, gluconic acid, aminoacetic acid, malonic acid,
These are succinic acid, adipic acid, malic acid, tartaric acid, glutaric acid, fumaric acid, citric acid, salicylic acid, benzoic acid and naphthalic acid. Fatty acids can be used, but are not preferred. Acetic acid, as well as other lower alkyl organic carboxylic acids, especially C1 - C4 organic acids, are suitable for this purpose. In one particularly preferred embodiment, 0.5 mol of acetic acid or propionic acid is added per mole of condensate prepared from 1 equivalent of diethanolamine condensed with 2 equivalents of tall oil fatty acid. Base titration of the acetic acid or propionic acid derivatives of the resulting condensates and infrared and proton magnetic resonance spectroscopy indicate that an acid complex rather than a salt is formed. The charge of condensation products in the flotation medium that provides maximum recovery of combustible carbonaceous material with an acceptable amount of inerts depends on the size, grade, degree of oxidation and inerts content of the coal feed, and the foam content. and the amount of other adjuvants charged. The term "effective amount of condensation product" is used herein to indicate the amount of such product required to increase the recovery of coal by foam flotation in the presence of fuel oil and frother. Ru. Generally, if the condensation product is used with fuel oil only, the coal flotation feed 1000
About 0.001 to about 1.0, preferably about 0.002 to about 0.2 per Kg
It is advantageous to use a condensate with a ratio of Kg of condensate. activator, conditioner
The condensation products can be utilized in combination with co-collectors or other auxiliaries, such as reagents), dispersants, blowing agents and depressing agents. Fuel oil is used as a collector in the flotation medium. Typical fuel oils include diesel oil, kerosene, Bunker C fuel oil and mixtures thereof. Fuel oil is generally a coal flotation feed
Advantageously, a ratio of about 0.02 to about 2.5 kg of fuel oil per 1000 kg is used. The optimum charge of fuel oil in the flotation medium depends on the size of the coal to be flotated,
It is influenced by many factors such as the degree and grade of oxidation and the condensate and blowing agent charges. Therefore, the fuel oil charge should be optimized experimentally to obtain maximum selectivity and recovery during flotation. In one embodiment, the condiner is charged to a flotation medium that is dispersed in part or all of the fuel oil charge. A blowing agent should be present to promote foam formation in the flotation medium. Customary blowing agents are suitable for this purpose, such as pine oil, cresol, C4 - C8 alkanols having one or two tertiary or one quaternary carbon atoms, e.g. isomers of amyl alcohol. It is. However, methyl isobutyl carbinol and propylene glycol alkyl or phenyl ethers are preferred as blowing agents, with propylene glycol methyl ethers having an average molecular weight of about 200 to about 600 being most preferred. The optimum charge of blowing agent in the flotation medium is influenced by a number of factors, the most important of which is the rank and degree of oxidation of the coal. Generally, a ratio of about 0.05 to about 0.5 Kg per 1000 Kg of coal feed is advantageous. The coal to be flotated by the method can suitably be anthracite, bituminous or sub-bituminous coal. This method is suitable for flotation of coal which cannot be flotated using conventional blowing agents, and where the surface of the coal is oxidized to the extent that it significantly interferes with flotation of coal using conventional agents. It is particularly effective in flotation of medium or low grade bituminous coal. The size of the coal particles to be separated by flotation is important because particles larger than about 28 meshes (US sieve diameter) are generally difficult to flotate. In typical operations, coal particles larger than 28 meshes, preferably larger than 100 meshes, are separated by gravity separation techniques from both the inert material and the relatively fine coal that is mined with them. . However, if a substantial fraction of the coal in the flotation feed consists of particles larger than 28 mesh, it may be desirable to further grind the feed prior to flotation. The sized coal flotation feed is optionally first washed and then mixed with sufficient water to obtain an aqueous slurry with a solids concentrate that promotes rapid flotation. Generally, a solids concentration of about 2 to about 20% by weight, more preferably about 5 to about 10% by weight, is suitable. This aqueous coal slurry is advantageously conditioned by mixing the slurry with condensation products, blowing agents, fuel oil, and any other adjuvants in a manner known in the art. Generally, for coals that are difficult to flotate, the coal slurry is contacted with the condi- tioner and fuel oil for a period of time prior to flotation to achieve intimate contact of the condi- tioner and fuel oil with substantially all of the coal. It is advantageous to implement. If the aqueous coal slurry is prepared in a vessel separate from the flotation cell and then conveyed to the flotation mine through a conduit, the conduitant and fuel oil may be introduced into the slurry against the flow from the flotation cell. Thus, the desired close contact can be conveniently achieved. However, the blowing agent should be introduced into the slurry shortly before or during flotation to obtain maximum foaming. Coal can be flotated at the natural PH of the coal in an aqueous slurry, which can vary from about 3.0 to about 9.5 depending on the composition of the feed. However, a PH adjusting composition is optionally used to adjust the PH of the aqueous coal slurry from about 4 to about 8, preferably from about 4 to about 7, before and during flotation.
control is maintained, which typically facilitates maximum coal recovery. If the coal is particularly acidic, the PH
The conditioning composition includes soda ash, lime, ammonia,
Alkaline materials can be used, such as caustic potash or magnesium hydroxide. If the aqueous coal slurry is alkaline in nature, a carboxylic acid such as acetic acid or a mineral acid such as sulfuric acid or hydrochloric acid may be used to adjust the PH. The conditioned and PH-adjusted aqueous coal slurry is aerated in a conventional flotation machine or in a bank of relatively irregular cells. Any comparatively rugged flotation unit can be used. Coal can be beneficent using the embodiment of the method of the invention alone. Alternatively, this method can be used in combination with a secondary flotation after the method to produce even larger coal beneficiation. In the following examples, all parts and percentages are by weight unless otherwise indicated. Example 1 In a series of similar flotation experiments, differing in the presence or absence of the blowing agent and the alkanolamine/fatty acid condensation product used, a 200 g charge of ground coal was diluted with deionized water to 6.67
% solids was obtained. Coal has a high oxygen content (14.3
%) is a low-grade, bituminous coal with a high oxidation surface. The fraction of particles larger than 25 mesh of the coal feed is separated and ground prior to dilution and then recombined with the remaining coal. In crushed coal feed, more than 90% of particles are smaller than 80 mesh. Approximately 14.7% of the coal is charged into the slurry.
Contains ash. This aqueous coal slurry is introduced into a flotation machine having a 3 liter cell. The pH of the slurry was measured to be approximately 4. The coal slurry is stirred for about 7 minutes to fully moisten the coal, at which time refined kerosene is added to the slurry to provide a charge of about 2.5 kg of kerosene per 1000 kg of coal feed. In two flotation experiments that are embodiments of the present method, condensate prepared from a molar ratio of 1 part diethanolamine (DEA) to 2 parts tall oil fatty acid (TOFA) was combined with kerosene to produce approximately 0.125
Introduced into the aqueous coal slurry in a charge of Kg. According to conventional analysis, this tall oil fatty acid reactant contains 39% rosin acid, 29.3% oleic acid, and 23%
of linoleic acid, 3.7% conjugated linoleic acid, 1.8
% stearic acid and approximately 3.2% other acids and ingredients. A two-control flotation experiment is also conducted that is not an embodiment of the invention in which kerosene is the collector added to the slurry. After adding the kerosene to the slurry, the slurry is stirred for 1 minute to condition the coal. Next, a blowing agent is added to the slurry and
Charge 0.2Kg of blowing agent. In separate experiments, methyl isobutyl carbinol (MIBC) and polypropylene glycol methyl ether (D-1012) having a weight average molecular weight of about 400 are each used as blowing agents. Condense the aqueous coal slurry by stirring for 1 minute, then begin aeration of the medium and continue for 4 minutes. Collect a foamy concentrate during aeration. The collected concentrate is first dried and then weighed. The recovery rate of coal by flotation is determined from the weight of the coal in the concentrate divided by the weight of the coal in the 200 g charge (i.e. the total weight minus the weight of ash). Completely burn a 1 g sample of concentrate;
The ash content of the concentrate is determined from the weight of the material remaining after combustion. The table displays the type of conditioner and blowing agent as well as the coal recovery and ash content in the concentrate for each experiment. Also included in the table are comparative flotation results in which a prior art aliphatic amine co-collector, dodecylamine hydrochloride (DDA HCl), was used in place of the DEA/TOFA concentrate in the flotation, but otherwise the same as described above. It can be done. [Table] The data in the table is the TOFA of DEA during flotation.
The presence of condensation products with kerosene is shown to greatly enhance the recovery of oxidized coal compared to flotation systems utilizing only kerosene. Furthermore, in experiment A
The DEA/TOFA condiner exhibits higher coal recovery and less ash co-flotation than the prior art aliphatic amine utilized in Comparative C. Example 2 A series of experiments are carried out similarly to Example 1, with minor differences disclosed below. PH of water-based coal slurry
After measuring the pH, the pH is adjusted to 7 and 9 respectively in two separate experiments by addition of caustic soda. In the third experiment, the PH of the coal slurry is measured but not adjusted. The coal in each of the three slurries is then flotated in the presence of DEA/TOFA, kerosene and PPGME blowing agents as in Example 1 and at the stated charges. The results and identification parameters for each experiment are displayed in the table. [Table] The data in the table prove the effectiveness of slurry PH on the recovery of clean coal by flotation of this particular oxidized bituminous coal. Example 3 Seven flotation experiments are carried out as in Example 1, except that the condensation product is used as a condishioner. The condensation product is prepared by condensing the tall oil fatty acids of Example 1 in each case with an alkanolamine selected from the mixture of diethanolamine (DEA), triethanolamine (TEA) and hydroxyethyl-substituted ethylenediamine (HEEDA). . The HEEDA mixture consists of about 10% aminoethylethanolamine, about 75% di(hydroxyethyl)ethylenediamine, about 12% tri(hydroxyethyl)ethylenediamine, and about 3% tetra(hydroxyethyl)ethylenediamine. Alkanolamine (AA) and tall oil fatty acid (TOFA) are condensed at the molar ratio shown below. The coal in each of the three slurries was added to the coal feed with kerosene and PPGME blowing agents in the manner and charge described in Example 1.
Flotation is carried out at a condensation product content of 0.125Kg per 1000Kg.
The results and identification parameters for each experiment are displayed in the table. [Table] [Table] Example 4 Fourteen flotation experiments are carried out in the general manner of Example 1, except that different coals are used. Seven different coking coals with the ash contents indicated below were flotated in each pair of experiments, with DEA/TOFA 1:2 in only one of the pairs.
The condensate is used and the other experiment serves as a control. In each case the coal is introduced into the flotation machine as an aqueous slurry. Measure the PH of the slurry and then
PPGME blowing agent, kerosene and DEA/TOFA condensate per 1000Kg of coal feed specified in the table.
Kg charge is introduced into the slurry. After flotation is completed, the concentrate is recovered and the ash content and coal recovery determined in the manner described above. Table: The data presented demonstrate that the condensation product of DEA with TOFA enhances the recovery of clean coal from each of the coals tested. Moreover, this improvement is despite the fact that a lower kerosene charge is used in the condensate experiments than in the control experiments. EXAMPLE 5 Five flotation experiments are carried out in the general manner of Example 1 using an 8% dispersion of a 1:2 DEA/TOFA condensate or its acetic acid or propionic acid derivative in No. 1 diesel oil as the conduit collector. These acid derivatives consist of 0.5 mol of acetic acid or propionic acid for each mole of condensate. These derivatives are considered to be hydrogen bonded acid complexes since the acetic acid introduced can be titrated stoichiometrically with 0.085N KOH. Infrared and proton magnetic resonance spectra also indicate the presence of an acid complex with hydrogen bonds. In each experiment, 200 g of coal with 14.4% ash in 3 liters of water are introduced into the flotation machine and conditioned for 7 minutes. Adjust the pH of the slurry to the value shown in the table with a 1N aqueous solution of NaOH or HCl. The slurry is stirred, while No. 1 diesel oil containing conduit is charged, approximately 1.5 kg of diesel oil per 1000 kg of coal feed and condensate per 1000 kg of coal.
Obtain a charge equivalent to 0.12Kg. Add a small amount of conventional blowing agent (D-1012) to the slurry and stir the slurry for 10 seconds. The results and identification parameters for each experiment are displayed in the table. [Table] Conductor
Condensation products of alkanolamines and higher organic acids are known. US Pat. No. 2,173,909, Kryciewski, September 26, 1939, discloses that aliphatic alkanolamides can be used in the flotation of ores, especially in slightly acidic media. U.S. Patent 2,609,931, Rodman, 9/1952
May 9th teaches that monoaliphatic amide derivatives of N.N-dihydroxyalkylethylenediamines are useful superagents; columns 6, 43~
In line 47 the acetate salts of these compounds are said to be particularly useful in some applications. U.S. Patent No. 2993919, Findre, July 25, 1961,
The use of acid salts of mixtures of aliphatic alkanolamides and diethanolamines in ore flotation is described. Although condensation products of diethanolamine and fatty acids are known in the art, generally at least an equimolar excess of diethanolamine to fatty acid is used in preparing these condensates. The term "condensation product" is used herein to distinguish this product from ammonium salts of fatty acids that occur at relatively low temperatures. The condensation products in the new compositions are prepared using a ratio of about 1.8 to 2.2 moles of fatty acid for each mole of diethanolamine. The claimed composition comprises adding a water-soluble lower alkanoic acid, i.e., formic acid, acetic acid, propionic acid or butyric acid, or mixtures thereof, to the above-mentioned condensation product at a temperature at which no substantial further condensation occurs. It is manufactured by Temperatures during the addition of the lower alkanoic acid can range from about 10°C to about 100°C, preferably from about 20°C to about 50°C. Substantially all of this lower alkanoic acid added to the composition can be titrated with the alkali metal hydroxide, indicating that a hydrogen bonded acid complex is being formed rather than a salt. Infrared and proton magnetic resonance spectroscopy supports the theory that the resulting composition is an acid complex, but the elucidation of this structure is not certain and the present composition is not limited thereby. Diethanolamine/ C1 - C4 alkanoic acid derivatives of fatty acids are charged to a flotation medium dispersed in fuel oil. Preferably, the alkanoic acid derivative is
from about 0.1 to about 70% of the total fuel oil dispersion, more preferably
Consisting of 0.25-50% by volume. This fuel oil dispersion is
It is believed to be a new composition. Similarly, compositions comprising an alkanoic acid derivative and a blowing agent and optionally further a fuel oil are believed to be new. Example 6 A 1:2 condensate of DEA/TOFA and its acetic acid derivative is used in a coal flotation plant. The acetic acid derivative consists of 0.5 mole of acetic acid for each mole of condensate. Add conditioner to No. 1 diesel oil in an amount that increases the volume by 10%. A mixture of condi- tioner and No. 1 diesel oil was added to a tank used to collect less than 100 mesh coal per minute before introducing it into the four banks of the Daniel flotation cell.
Introduce at a speed of 200cm3 . In one example, diesel oil alone is introduced for comparison. The PH of the coal slurry in the collection tank is measured for each experiment.
A polypropylene glycol methyl ether blowing agent having a weight average molecular weight of about 400 at 67 cm 3 per minute is introduced into each bank of cells at the air port of the first of four cells in the bank. For each experiment, a sample is collected as the coal feed is introduced into the first cell of the bank of cells. A sample of the material recovered by foam flotation is taken from near the end of the second cell in each bank of four cells. Sample the tail material in the overflow weir above the sand gate. The coal feed, flotated material and tail material in each instance are dried and then weighed. 1 g samples of coal feed, flotated material (or concentrate) and tail material are then each combusted;
Measure the weight of unburned ash. The difference in the weight of each of these fractions before and after combustion is taken to be the weight of coal present in each fraction. The percentage of ash-free or "clean" coal recovered is then calculated by the following formula: Percent clean coal = 100 x C(F-T)/F(
C-T) where: C = 100 - (percent ash in concentrate) F = 100 - (percent ash in feed) T = 100 - (percent ash in tail material) The results and identification parameters are displayed in the table. [Table] The data shown in the table is within the scope of the claims.
Acetic acid derivatives of DEA/TOFA condensates are much more effective than diesel oil alone or diesel oil containing DEA/TOFA condensates but no acetic acid in flotating some types of coal in commercial flotation operations. shows.
Claims (1)
て (a) 石炭を分類して浮遊選鉱の大きさの粒子を分
離し;そして (b) 燃料油コレクタ及び式 [式中、R1は、2〜5の炭素原子を有するβ−
ヒドロキシアルキル基又は不活性置換β−ヒド
ロキシアルキル基であり;そして R2及びR3は、独立してR1、水素、1〜4の
炭素原子のアルキル基又は式 (式中、yは、2又は3でありそして R4及びR5は、独立してR1、水素又は1〜4
の炭素原子のアルキルである)に対応する1価
の基である] に対応するアルカノールアミンと該アルカノー
ルアミンモリ当たり少なくとも0.8モルの脂肪
酸又は脂肪酸エステルとの縮合生成物 或いはこの縮合生成物の酸誘導体を含有する泡
沫性水性媒質中に分離した石炭を浮遊させること
を特徴とする方法。 2 石炭が酸化された面を有する瀝青炭である特
許請求の範囲第1項記載の方法。 3 β−ヒドロキシアルキル基がβ−ヒドロキシ
エチルである特許請求の範囲第1項記載の方法。 4 R2がβ−ヒドロキシエチル又は水素であ
り、そしてR3が式 (式中、R4及びR5は、各々β−ヒドロキシエチル
又は水素であるが、ただしR2及びR4のうち少な
くとも1個は、β−ヒドロキシエチルである)に
対応する1価の基である特許請求の範囲第1項記
載の方法。 5 縮合生成物中脂肪酸またはそのエステルのア
ルカノールアミンに対するモル比が1.5:1〜
5:1である特許請求の範囲第1項記載の方法。 6 石炭が縮合生成物のC1〜C4モノカルボン酸
誘導体の存在下に浮遊選鉱される特許請求の範囲
第1項記載の方法。 7 石炭が酢酸又はプロピオン酸コンプレツク
ス、縮合物(ただし縮合物各モルに対して0.5モ
ルの酢酸又はプロピオン酸が存在する)の存在下
に浮遊選鉱される特許請求の範囲第6項記載の方
法。 8 泡沫性水性媒質が有効量の常用の発泡剤を含
有する特許請求の範囲第1項記載の方法。 9 次の反応生成物を含有する石炭浮選の条件
剤: (1) 1:2のモル比で縮合したジエタノールアミ
ンとC10〜C24脂肪酸との縮合生成物、並びに (2) 縮合物のモル数を基にして、当モル量の半分
のC1〜C4モノカルボン酸又はそれらの混合
物。 10 脂肪酸がトール油脂肪酸又はトール油脂肪
酸の混合物である特許請求の範囲第9項記載の石
炭浮選の条件剤。 11 成分(2)が酢酸である特許請求の範囲第9項
記載の石炭浮選の条件剤。 12 更に燃料油を該反応生成物が全容の0.1〜
70容量%を構成するような量で含有する特許請求
の範囲第9項記載の石炭浮選の条件剤。 13 更に有効量の発泡剤を含有する特許請求の
範囲第9項記載の石炭浮選の条件剤。[Scope of Claims] 1. In a foam flotation method for beneficiation of coal, the method comprises: (a) sorting the coal to separate flotation size particles; and (b) a fuel oil collector and formula. [wherein R 1 is β- having 2 to 5 carbon atoms]
is a hydroxyalkyl group or an inert substituted β-hydroxyalkyl group; and R 2 and R 3 are independently R 1 , hydrogen, an alkyl group of 1 to 4 carbon atoms or a group of the formula (wherein y is 2 or 3 and R 4 and R 5 are independently R 1 , hydrogen or 1-4
is a monovalent group corresponding to the alkyl carbon atom of ) ] and a condensation product of an alkanolamine corresponding to at least 0.8 mole of fatty acid or fatty acid ester per mole of the alkanolamine, or an acid derivative of this condensation product A method characterized in that separated coal is suspended in a foamy aqueous medium containing. 2. The method according to claim 1, wherein the coal is bituminous coal with an oxidized surface. 3. The method according to claim 1, wherein the β-hydroxyalkyl group is β-hydroxyethyl. 4 R 2 is β-hydroxyethyl or hydrogen, and R 3 is of the formula (In the formula, R 4 and R 5 are each β-hydroxyethyl or hydrogen, but at least one of R 2 and R 4 is β-hydroxyethyl.) A method according to claim 1. 5 The molar ratio of fatty acid or its ester to alkanolamine in the condensation product is from 1.5:1 to
5:1. 6. The method of claim 1, wherein the coal is flotated in the presence of a C1 - C4 monocarboxylic acid derivative of the condensation product. 7. A process according to claim 6, in which the coal is flotated in the presence of acetic acid or propionic acid complexes, condensates, with the proviso that for each mole of condensate there is 0.5 mole of acetic acid or propionic acid. . 8. The method of claim 1, wherein the foamy aqueous medium contains an effective amount of a conventional blowing agent. 9 A conditioner for coal flotation containing the following reaction products: (1) a condensation product of diethanolamine and a C10 to C24 fatty acid condensed in a molar ratio of 1:2; and (2) moles of the condensate. Half equimolar amount of C1 - C4 monocarboxylic acids or mixtures thereof, based on number. 10. The conditioner for coal flotation according to claim 9, wherein the fatty acid is a tall oil fatty acid or a mixture of tall oil fatty acids. 11. The conditioner for coal flotation according to claim 9, wherein component (2) is acetic acid. 12 Furthermore, add fuel oil to a proportion of 0.1 to 0.1% of the total volume of the reaction product.
Coal flotation conditioning agent as claimed in claim 9, containing in such an amount that it constitutes 70% by volume. 13. The coal flotation conditioning agent according to claim 9, further comprising an effective amount of a blowing agent.
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