KR20180043349A - 금속 함유 광석을 펠릿화하기 위한 결합제로서의 소수성 회합성 공중합체의 용도 - Google Patents

금속 함유 광석을 펠릿화하기 위한 결합제로서의 소수성 회합성 공중합체의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 함유 광석 예컨대 철 함유 광석을 펠릿화하기 위한 결합제로서의 소수성 회합성 공중합체의 용도에 관한 것이다. 공중합체는 적어도 1종의 소수성 회합성 단량체, 바람직하게는 적어도 1종의 불포화 소수성 회합성 단량체로부터 유래된 단량체 단위를 포함한다.

Description

금속 함유 광석을 펠릿화하기 위한 결합제로서의 소수성 회합성 공중합체의 용도
본 발명은 금속 함유 광석 예컨대 철 함유 광석을 펠릿화하기 위한 결합제로서의 소수성 회합성 공중합체의 용도에 관한 것이다.
펠릿화 공정은 물질을 펠릿 형태로 무압축 응집시키는 것이다. 화학물질, 금속 함유 광석 예컨대 철광석, 동물 사료 등을 포함한, 다양한 상이한 물질이 이러한 공정을 겪을 수 있다.
예를 들어, 철광석 펠릿은 용광로를 위한 원료로서 사용되는, 전형적으로 8 내지 18 mm의 구체이다. 이들은 전형적으로 적어도 60% 내지 70%의 철광석, 및 펠릿의 화학적 조성 및 야금학적 특성을 조정하는 다양한 추가의 물질을 함유한다.
직접 환원 공정에서, 높고 균일한 기계적 강도 및 높은 마모 강도를 갖는 펠릿은 동일한 양의 연료를 사용할 때 스폰지 철의 제조를 증가시킨다. 철광석 펠릿은 또한 보다 높은 내마모성 때문에 수송 중의 분해에 덜 취약할 수 있다. 더욱이, 펠릿은 보다 용이한 취급을 가능하게 한다.
펠릿화 공정은 원료를 혼합하고, 펠릿을 형성하고, 연질 미가공 펠릿을 경질 구체로 열 처리 베이킹하는 것을 조합한다. 원료는 볼로 롤링된 다음, 입자를 경질 구체로 소결시키기 위해 요로에서 소성된다. 패킹된 구체로서의 금속 함유 광석 펠릿의 구성은 제련 중에 물질 층을 통해 상향 유동하는 공기에 대한 저항을 감소시키면서, 펠릿 사이의 공기 유동을 가능하게 한다. 대조적으로, 용광로에서의 금속 함유 광석 분말 (금속 함유 광석 펠릿 대신에)의 구성은 보다 치밀하게 패킹되며 공기 유동을 막아, 노를 막히게 한다.
금속 함유 광석, 예컨대 Fe 함유 광석의 펠릿화를 위해 첨가될 수 있는 추가의 물질은 염기도를 제어하는 첨가제를 포함할 수 있다. 추가의 물질의 예는 석회석 및/또는 돌로마이트, 및 고체 연료 첨가제 예컨대 석탄 /코크스 가루를 포함한다. 게다가, 결합제가 첨가될 수 있다. 다수의 경우에서, 흡수성 알루미늄 필로실리케이트인 벤토나이트는 그의 사용이 전형적으로 요구되는 기계적 특성, 예를 들어 습윤 강도, 건조 강도 및 적하 수를 갖는 펠릿을 제공하므로 결합제로서 사용된다. 벤토나이트는 물과의 접촉 시 팽윤하여, 활성 결합제로서 사용되는 점성 점착성 물질을 형성한다. 그러나, 벤토나이트는 소성 공정 동안 연소 제거되지 않고, 따라서 잔류 벤토나이트 또는 소결 중에 형성된 그의 다른 규소-기재 유도체가 남아있어, 이는 바람직하지 않다.
다른 결합제, 예컨대 아크릴아미드 및 아크릴산의 공중합체를 포함하는 유기 결합제 알코택(Alcotac)® FE13 (바스프 에스이(BASF SE)) 또는 셀룰로스-기재 결합제가 또한 금속-함유 광석 펠릿화에 적합한 것으로 공지되어 있다. 유기 결합제의 이점은 이들이 소결되었을 때 연소 제거되고, 따라서 남아있는 금속 펠릿이 잔류 유기 결합제를 함유하지 않는다는 것이다. 그러나, 단독의 선행 기술 유기 결합제는 전형적으로 벤토나이트와 비교하여, 금속 함유 펠릿에 동일한 목적하는 기계적 특성을 제공하지 않는다. 따라서, 다른 결합제와 함께 벤토나이트를 포함하는 조성물이 종종 결합제로서 사용된다.
WO2013010629 (A1)에는 a) 광물 입자에 응집력을 가하여 펠릿을 형성하는 적어도 1종의 콜로이드 작용제, 및 b) 광물 입자를 펠릿에 균등하게 분산시키는 적어도 1종의 합성 중합체를 포함하는, 미세 광물 입자의 펠릿화를 위한 결합제 조성물이 기재되어 있다.
US 4684549에는 철광석 펠릿이 소듐 아크릴레이트 및 아크릴아미드의 유기 중합체 또는 공중합체를 포함하는 결합제의 첨가에 의해 제조되는 공정이 개시되어 있다.
US 4728537에는 디알릴 디메틸 암모늄 클로라이드 및 4급화된 디알킬아미노알킬 (메틸) 아크릴레이트 및 4급화된 디알킬아미노알킬 (메틸) 아크릴아미드로부터의 양이온성 중합체와 같은 유기 중합체 결합제가 개시되어 있다.
US 4767449는 제1 성분이 결합 중합체이고 제2 성분이 점토인, 2 성분 결합제 시스템을 포함하는 응집 공정에 관한 것이다. 중합체 또는 공중합체는 아크릴아미드, 소듐 아크릴레이트, 비닐 아세테이트 및 폴리 (에틸렌 옥시드)의 단량체 단위로부터의 유도체이다. 중합체는 또한 폴리사카라이드, 예를 들어 카르복시메틸 셀룰로스, 구아 검 및 히드록시에틸 셀룰로스일 수 있다.
US 5294250에는 합성 또는 천연 마그네슘 및/또는 칼슘 광물 예컨대 방해석, 감람석, 마그네사이트 및 돌로마이트의 군으로부터 선택된 담체 및 높은 점도의 천연 폴리사카라이드, 예를 들어 구아 검으로 이루어진 1종의 유기 인핸서의 혼합물을 포함하는 자가-플럭싱 무점토 결합제 조성물이 개시되어 있다.
종합하면, 금속 함유 펠릿의 목적하는 기계적 특성을 적어도 유지하면서, 금속-함유 광석 펠릿 중의 벤토나이트의 양을 감소시킬 필요가 여전히 존재한다.
또한, 목적하는 기계적 특성을 갖는 금속 함유 광석 펠릿을 제공하기 위해 금속 함유 광석의 펠릿화를 위한 다른 유기 결합제를 제공할 필요가 여전히 존재한다.
따라서, 본 발명의 목적은 유기 결합제를 사용함으로써 목적하는 기계적 특성을 제공하는 금속-함유 광석 펠릿을 제조하는 것이다.
상기 목적은 금속 함유 광석의 펠릿화를 위해, 또한 소수성 회합성 공중합체라고도 지칭되는 공중합체를 사용함으로써 해결되었다.
추가로, 상기 목적은 하기를 포함하는, 금속 함유 광석의 펠릿화를 위한 조성물에 의해 해결되었다:
i. 바람직하게는 적어도 1종의 음이온성 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 A, 적어도 1종의 비하전된, 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 B 및 적어도 1종의 불포화 소수성 회합성 단량체 C로부터 유래된 단량체 단위를 포함하는 소수성 회합성 공중합체; 및
ii. 펠릿화 보조제 및/또는 수용성 처리 중합체로서,
여기서 펠릿화 보조제는 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 규산나트륨, 인산나트륨, 스테아르산나트륨, 벤조산나트륨, 타르타르산나트륨, 옥살산나트륨, 시트르산나트륨, 아세트산나트륨, 상기 나트륨 염의 상응하는 암모늄, 칼륨, 칼슘 및 마그네슘 염, 우레아 및 산화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 수용성 물질이고, 바람직하게는 탄산나트륨이고;
여기서 수용성 처리 중합체는 약 1,000 내지 약 20,000의 분자량을 가지며, 수용성 에틸렌계 불포화 음이온성 단량체, 또는 적어도 50 중량%의 음이온성 단량체를 함유하는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 블렌드의 중합에 의해 형성된 합성 중합체이고, 바람직하게는 아크릴산의 단독중합체임.
본 발명은 금속 함유 광석의 펠릿화를 위한, 본원에서는 또한 소수성 회합성 공중합체라고도 지칭되는 공중합체의 용도에 관한 것이다. 소수성 회합성 공중합체는 소수성 회합성 특성을 부여하는 단량체 단위를 포함한다.
이상적인 경우에, 본 발명에 따라 사용되는 공중합체는 임의의 비에서 물과 혼화성이어야 한다. 그러나, 본 발명에 따르면, 공중합체는 적어도 목적하는 사용 농도에서 및 목적하는 pH에서 수용성인 경우이면 충분하다. 일반적으로, 사용 조건 하에 실온에서의 물 중에서의 공중합체의 용해도는 적어도 약 10 g/l 또는 적어도 25 g/l이어야 한다.
바람직한 실시양태에서, 공중합체의 분자량은 적어도 300,000 Da, 바람직하게는 적어도 500,000 Da, 보다 더 바람직하게는 적어도 1,000,000 Da이다. 관련 기술분야의 통상의 기술자라면 공중합체의 분자량을 결정하는 방법을 알 것이고, 전형적으로 분자량은 평균으로서, 바람직하게는 질량 평균 분자량 (Mw)으로서 또는 수-평균 분자량 (Mn)으로서 결정된다. 공중합체의 분자량은 예를 들어 약 1 MDa 이하의 분자량을 갖는 공중합체의 분자량 결정을 위해 특히 적합한 투과 크로마토그래피에 의해 결정될 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 일반적으로 금속 함유 광석의 펠릿화를 위한 친밀한 혼합물에 사용되는 공중합체의 양은 광석, 공중합체 및 수분을 포함하는 친밀한 혼합물의 중량을 기준으로 하여, 약 0.005 중량% 내지 약 0.1 중량%, 바람직하게는 약 0.01 중량% 내지 약 0.1 중량%이다. 수분의 양은 광석 및 공정에 따라 달라질 것이지만, 전형적으로는 친밀한 혼합물의 중량을 기준으로 하여 약 7 내지 약 15 중량% 또는 약 8 내지 약 12 중량%의 범위이다. 이러한 수분의 일부 또는 모두는 결합제 공중합체 및/또는 임의적인 처리 중합체와 함께 또는 물의 고의적 첨가에 의해 도입될 수 있지만, 종종 모든 수분은 광석에 존재하고, 모든 첨가제, 예컨대 공중합체는 건조 첨가된다.
바람직한 실시양태에서, 소수성 회합성 공중합체는 적어도 1종의 불포화 소수성 회합성 단량체 C로부터 유래된 단량체 단위를 포함한다.
소수성 회합성 단량체 C는, 바람직하게는 에틸렌계 불포화 기 뿐만 아니라, 중합 후에, 형성된 공중합체의 소수성 회합을 담당하는 소수성 기를 포함한다. 이들은 바람직하게는 단량체에 특정 수용해도를 부여하는 친수성 분자 성분을 추가로 포함한다.
특히 바람직한 실시양태에서, 소수성 회합성 단량체 C 중 적어도 1종은 화학식 (I)의 단량체이다:
Figure pct00001
여기서
k: 10 내지 150, 바람직하게는 20 내지 30의 수이고;
l: 5 내지 20의 수이고;
m: 0 내지 30의 수이고;
R1: H 또는 메틸이고;
R2: 독립적으로 단일 결합 또는 -(CH2)n - 및 -O-(CH2)n' -로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 연결기이며, 여기서 n은 1 내지 6의 자연수이고, n'는 2 내지 6의 자연수이고;
R3 및 R5: 각각 독립적으로 수소 또는 히드로카르빌 라디칼, 바람직하게는 1-6개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 라디칼 또는 보다 바람직하게는 1-3개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 라디칼 또는 화학식 -CH2-O-R3'의 에테르 기이며, 여기서 R3'는 적어도 2개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 라디칼이며; 단 모든 히드로카르빌 라디칼 R3 또는 R3' 및 R5의 탄소 원자의 총 합계는 10 내지 50의 범위, 바람직하게는 20 내지 40의 범위이고,
R4: 독립적으로 H 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 라디칼이다.
바람직한 실시양태에서, R1은 H이다.
R2의 -(CH2)n- 및 -(CH2)n' 기는 직쇄형 또는 분지형일 수 있다. 바람직한 실시양태에서, -(CH2)n- 및 -(CH2)n' 기는 직쇄형이다.
바람직한 실시양태에서, R2 기는 -(CH2)n-이다.
바람직한 실시양태에서, n은 1, 2 또는 3이다. 보다 바람직한 실시양태에서, n은 1이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 각각의 R2 기는 -O-(CH2)n' 기이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, n'는 2, 3 또는 4이다. 보다 바람직한 실시양태에서, n'는 4이다.
특히 바람직한 실시양태에서, 각각의 R2는 독립적으로 -CH2- 및 -O-CH2-CH2-CH2-CH2-로부터 선택되고, 바람직하게는 -O-CH2-CH2-CH2-CH2-이다.
화학식 (I)의 단량체 C는 추가적으로 -(-CH2-CH2-O-)k, -(-CH(R5)-CH(R3)-O-)l 및 임의로 -(-CH2-CH2-O-)m 단위로 이루어진 폴리알킬렌옥시 라디칼을 가지며, 이들 단위는 화학식 (I)에 제시된 순서의 블록 구조로 배열된다. 블록 사이의 전이는 갑작스럽거나 또는 달리 연속적일 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 에틸렌옥시 단위 수 k는 12 내지 100, 보다 바람직하게는 15 내지 80, 보다 더 바람직하게는 20 내지 30, 보다 더 바람직하게는 22 내지 26, 보다 더 바람직하게는 23 내지 26의 수이다. 언급된 수가 분포의 평균 값이라는 것은 폴리알킬렌 옥시드 분야 업계의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
바람직한 실시양태에서, R3은 독립적으로 적어도 2개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 라디칼이고, 바람직하게는 2 내지 14개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 2 내지 4개, 보다 더 바람직하게는 2 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌이다. 히드로카르빌 라디칼은 지방족 및/또는 방향족, 선형 또는 분지형 탄소 라디칼일 수 있다.
바람직한 실시양태에서, R3은 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐 또는 n-데실 및 페닐로부터 선택된다. 보다 바람직한 실시양태에서, R3은 n-프로필, n-부틸, n-펜틸로부터 선택된다.
특히 바람직한 실시양태에서, R3은 에틸 또는 n-프로필로부터 선택된다. 따라서, 바람직한 실시양태에서, 화학식 (I)의 -(-CH2-CH(R3)-O-)l 블록은 폴리부틸렌옥시 블록 또는 폴리펜틸렌옥시 블록이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, R3은 화학식 -CH2-O-R3'의 에테르 기일 수 있다. 바람직한 실시양태에서, R3'는 적어도 2개의 탄소 원자를 갖는 지방족 및/또는 방향족, 선형 또는 분지형 히드로카르빌 라디칼이다. 바람직한 실시양태에서, R3'는 2 내지 10개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 적어도 3개의 탄소 원자를 포함한다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, R3'는 n-프로필, n-부틸, n-펜틸, n-헥실, 2-에틸헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데실 또는 페닐로부터 선택된다.
히드로카르빌 라디칼 R3의 배향이 알콕실화 조건, 예를 들어 본 발명의 공중합체의 중합 반응에서 알콕실화를 위해 선택된 촉매에 따라 좌우될 수 있다는 것은 폴리알킬렌 옥시드 분야 업계의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 알킬렌옥시 기는 배향 -(-CH2-CH(R3)-O-)- 또는 달리 역전 배향 -(-CH(R3)-CH2-O-)l-로 단량체 C에 혼입될 수 있다. 따라서, 화학식 (I)의 대표적 표현은 R3 기의 특정한 배향으로 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.
알킬렌옥시 단위 수 l은 5 내지 20, 바람직하게는 8.5 내지 17.25의 수이며, 단 모든 히드로카르빌 라디칼 R3 또는 R3'의 탄소 원자의 총 합계는 20 내지 40, 바람직하게는 25.5 내지 34.5의 범위이다. R3 라디칼이 에테르 기 -CH2-O-R3'인 경우에는, -CH2-O-R3'에서의 연결기 -CH2-O-의 탄소 원자를 포함하지 않은, 히드로카르빌 라디칼 R3'의 총 합계가 20 내지 40, 바람직하게는 25.5 내지 34.5의 범위라는 단서를 적용한다.
바람직한 실시양태는 R3이 에틸이고, l이 12.75 내지 17.25, 바람직하게는 13 내지 17, 보다 바람직하게는 14 또는 16의 수인 단량체 C를 포함하는 상기 기재된 공중합체에 관한 것이다. 추가의 바람직한 실시양태는 R3이 n-프로필이고, l이 8.5 내지 11.5, 바람직하게는 9 내지 11, 예를 들어 10 또는 11의 수인 단량체 C를 포함하는 상기 기재된 공중합체에 관한 것이다. 언급된 수가 분포의 평균 값이라는 것은 폴리알킬렌 옥시드 분야 업계의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
임의적인 블록 -(-CH2-CH2-O-)m은 폴리에틸렌옥시 블록이다. 에틸렌옥시 단위 수 m은 0 내지 15, 바람직하게는 0 내지 10, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 약 10, 보다 바람직하게는 0.1 내지 약 5, 보다 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5, 가장 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2.5의 수이다. 언급된 수가 분포의 평균 값이라는 것은 폴리알킬렌 옥시드 분야 업계의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
바람직한 실시양태에서, R4는 H, 메틸 및 에틸로부터 선택된다. 보다 바람직한 실시양태에서, R4는 H 또는 메틸로부터 선택된다. 특히 바람직한 실시양태에서, R4는 H이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, R5는 수소이다.
화학식 (I)의 단량체 C에서, 말단 모노에틸렌 기는 블록 구조를 갖는 폴리알킬렌옥시 기에, 보다 구체적으로 먼저 폴리에틸렌옥시 단위를 갖는 친수성 블록에 연결되고, 그 다음에 이것은 알킬렌옥시 단위로부터, 바람직하게는 적어도 부틸렌옥시 단위 또는 보다 고급 알킬렌 옥시드 단위, 보다 바람직하게는 부틸렌옥시 또는 펜틸렌옥시 단위로부터 형성된 제2 소수성 블록에 연결된다. 제2 블록은 말단 -OR4 기, 특히 OH 기를 가질 수 있다. 말단 기는 소수성 회합을 위해 히드로카르빌 라디칼과 에테르화될 필요가 없으며; 대신에, R3 또는 R3' 라디칼을 갖는 제2 블록 -(-CH2-CH(R3)-O-)l 자체가 단량체 C를 사용하여 제조된 공중합체의 소수성 회합을 담당할 수 있다. 에테르화는 공중합체의 목적하는 특성에 따라 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 선택될 수 있는 단지 하나의 옵션일 뿐이다.
제조 방법에 따라 2개의 블록 사이의 전이가 갑작스럽거나 또는 달리 연속적일 수 있다는 것은 폴리알킬렌옥시 블록 공중합체 분야 업계의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 연속적 전이의 경우에는, 블록 사이에 블록 둘 다의 단량체를 포함하는 전이 구역이 존재한다. 블록 경계가 전이 구역의 중간에 고정된다면, 제1 블록 - (-CH2-CH2-O-)k는 상응하게 여전히 소량의 -(-CH2-CH(R3)-O-)- 단위를 가질 수 있고 제2 블록 -(-CH(R5)-CH(R3)-O-)l은 소량의 -(-CH2-CH2-O-)- 단위를 가질 수 있지만, 이러한 경우에 이들 단위는 블록에 걸쳐 랜덤 분포되지 않고 언급된 전이 구역 내에 배열된다. 보다 특히, 임의적인 제3 블록 (-CH2-CH2-O-)m은 소량의 단위 -(-CH2-CH(R3)-O-)-를 가질 수 있다.
따라서, 화학식 (I)의 단량체 C는 화학식 (I)에 제시된 순서의 블록 구조로 배열된 (-CH2-CH2-O-)k, (-CH(R5)-CH(R3)-O-)l 및 임의로 -(-CH2-CH2-O-)m 단위를 포함한다. 본 발명의 문맥에서 "블록 구조"는 블록이 각각의 블록의 총량을 기준으로 하여 적어도 85 mol%의 정도까지, 바람직하게는 적어도 90 mol%의 정도까지, 보다 바람직하게는 적어도 95 mol%의 정도까지 상응하는 단위로부터 형성된다는 것을 의미한다. 이는 블록이, 상응하는 단위 뿐만 아니라, 소량의 다른 단위 (특히 다른 폴리알킬렌옥시 단위)를 가질 수 있다는 것을 의미한다. 보다 특히, 임의적인 폴리에틸렌옥시 블록 -(-CH2-CH2-O-)m은 블록의 총량을 기준으로 하여 적어도 85 mol%, 바람직하게는 적어도 90 mol%의 단위 (-CH2-CH2-O-)를 포함한다. 보다 특히, 임의적인 폴리에틸렌옥시 블록 -(-CH2-CH2-O-)m은 85 내지 95 mol%의 단위 (-CH2-CH2-O-) 및 5 내지 15 mol%의 단위 (-CH(R5)-CH(R3)-O-)로 이루어진다.
바람직한 실시양태에서, k, l 및 m은 하기와 같이 선택된다:
k: 23 내지 26의 수이고;
l: 8.5 내지 17.25의 수이고;
m: 0 내지 15의 수이다.
화학식 (I)의 특히 바람직한 실시양태에서,
k: 23 내지 26의 수이고;
l: 12.75 내지 17.25의 수이고;
m: 0 내지 15, 바람직하게는 0 또는 바람직하게는 0.5 내지 10의 수이고;
R1: H이고;
R2: 2가 연결기 -O-(CH2) n' -이며, 여기서 n'는 4이고;
R3: 독립적으로 2개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 라디칼이고;
R4: H이고;
R5: H이다.
화학식 (I)의 또 다른 특히 바람직한 실시양태에서,
k: 23 내지 26의 수이고;
l: 8.5 내지 11.5의 수이고;
m: 0 내지 15의 수이고;
R1: H이고;
R2: 2가 연결기 -O-(CH2)n' -이며, 여기서 n'는 4이고;
R3: 3개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 라디칼이고;
R4: H이고;
R5: H이다.
또 다른 실시양태에서, 공중합체에서의 화학식 (I)의 단량체 C는 m이 0인 화학식 (I)의 단량체 C 및 m이 1 내지 15, 바람직하게는 1 내지 10인 화학식 (I)의 단량체 C의 혼합물이다. 바람직한 실시양태에서, m이 0인 화학식 (I)의 단량체 C 및 m이 1 내지 15, 바람직하게는 1 내지 10인 화학식 (I)의 단량체 C의 중량비는 19 : 1 내지 1 : 19의 범위, 바람직하게는 9 : 1 내지 1 : 9의 범위이다. m이 0인 화학식 (I)의 단량체 C 및 m이 1 내지 15인 화학식 (I)의 단량체 C의 이러한 혼합물은 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 약 10, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5, 보다 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5, 보다 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2.5의 m의 평균 값 (공중합체에서의 모든 단량체 C에 대해 평균함)을 발생시킨다.
화학식 (I)의 단량체 C를 제조하는 방법은 예를 들어 본원에 참조로 포함되는 WO 2014/095608에 기재되어 있다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 모노에틸렌계 불포화 수용성 단량체 C는 하기의 군으로부터 선택된다:
Figure pct00002
여기서
화학식 (IA), (II) 및 (III)의 R1, R2, R3, R4, k 및 l은 화학식 (I)에 대해 상기 정의된 바와 같이 선택될 수 있다.
화학식 (IA), (II) 및 (III)의 -(-CH2-CH(R5')-O-)k 블록에서, 각각의 R5'는 독립적으로 H, 메틸 또는 에틸, 바람직하게는 H 또는 메틸이다. 바람직한 실시양태에서, R5' 라디칼의 적어도 50 mol%는 H이다. 바람직하게는 R5' 라디칼의 적어도 75 mol%, 보다 바람직하게는 적어도 90 mol%는 H이고, 이들은 가장 바람직하게는 독점적으로 H이다. 따라서, 언급된 블록은 특정 비율의 프로필렌 옥시드 및/또는 부틸렌 옥시드 단위를 임의로 또한 가질 수 있는 폴리옥시에틸렌 블록이고, 바람직하게는 순수한 폴리옥시에틸렌 블록이다.
화학식 (II) 또는 (III) 또는 (IV)의 R6은 8 내지 40개의 탄소 원자, 바람직하게는 12 내지 32개의 탄소 원자를 갖는 지방족 및/또는 방향족, 직쇄 또는 분지형 히드로카르빌 라디칼이다. 바람직한 실시양태에서, R6은 n-알킬 기 예컨대 n-옥틸, n-데실 또는 n-도데실 기, 페닐 기, 및 특히 치환된 페닐 기를 포함할 수 있다. 페닐 기 상의 치환기는 알킬 기, 예를 들어 C1-C6-알킬 기, 바람직하게는 스티릴 기일 수 있다. 트리스티릴페닐 기가 특히 바람직하다.
화학식 (II) 및 (III)의 소수성 회합성 단량체 및 그의 제조법은 원칙적으로 관련 기술분야의 통상의 기술자에게, 예를 들어 EP 705 854 A1로부터 공지되어 있다.
화학식 (V)의 RA, RB, RC, RD, RE, RF는 각각 독립적으로 수소 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 히드로카르빌 라디칼이고;
Q는 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 히드로카르빌 라디칼이고;
RG는 8 내지 30개의 원자를 함유하는 히드로카르빌 라디칼이고;
X는 음전하를 갖는 반대이온이다.
바람직한 실시양태에서, X는 브로마이드 또는 클로라이드, 아이오다이드, 플루오라이드를 포함하는 군으로부터 선택된 할로겐화물이다. 그러나, X는 또한 임의의 다른 적합한 반대이온일 수 있다.
화학식 (VI)의 Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 히드로카르빌 라디칼로서 선택된다.
화학식 (VI)의 Rd는 4 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 포화 또는 불포화 알킬로서 선택될 수 있다.
화학식 (VI)의 G는 -O- 또는 -NH-이다.
바람직한 실시양태에서, 소수성 회합성 단량체의 적어도 50 중량%, 바람직하게는 적어도 80 중량%는 화학식 (I), (IA), (II), (III), (IV), (V) 및 (VI)의 단량체 C이고, 본 발명의 공중합체에서의 소수성 회합성 단량체로서 단지 화학식 (I), (II), (III), (IV), (V) 및/또는 (VI)의 단량체 C를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 본 발명에 따라 사용되는 공중합체를 제조하기 위해 소수성 회합성 단량체로서 단지 화학식 (I)의 단량체 C를 사용하는 것이 특히 바람직하다.
바람직한 실시양태에서, 모노에틸렌계 불포화 소수성 회합성 단량체 C의 양은 공중합체의 모든 단량체의 총량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 약 15 중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 10 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.2 내지 약 5 중량%, 보다 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 2 중량%이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용되는 공중합체는 약 0.1 내지 약 15 중량%, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 4 중량%의 적어도 1종의 단량체 C를 포함하며, 여기서 중량%는 공중합체의 모든 단량체의 총 중량을 기준으로 한다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용되는 소수성 회합성 공중합체는 적어도 1종의 음이온성 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 A로부터 유래된 단량체 단위를 추가로 포함한다. 바람직한 실시양태에서, 적어도 1종의 단량체 A는 -COOH, -SO3H, -PO3H2, 그의 염 및 상기 중 임의의 것의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개의 기를 포함한다.
-COOH 기를 포함하는 단량체 A의 예는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레산 또는 푸마르산을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 한 실시양태에서, -COOH 기를 포함하는 단량체 A는 크로톤산, 이타콘산, 말레산 또는 푸마르산을 포함한다.
술폰산 기를 포함하는 단량체 A의 예는 비닐술폰산, 알릴술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 2-메타크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 2-아크릴아미도부탄술폰산, 3-아크릴아미도-3-메틸부탄술폰산 또는 2-아크릴아미도-2,4,4-트리메틸펜탄술폰산을 포함한다. 비닐술폰산, 알릴술폰산 또는 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산이 바람직하다.
바람직한 실시양태에서, 적어도 1종의 단량체 A는 2-아크릴아미도-2-메틸-프로판 술폰산 (AMPS 또는 ATBS)이다.
포스폰산 기를 포함하는 단량체 A의 예는 비닐포스폰산, 알릴포스폰산, N-아크릴아미도알킬포스폰산, N-메타크릴아미도알킬포스폰산, 아크릴로일옥시알킬포스폰산, 메타크릴로일옥시알킬포스폰산을 포함하고, 비닐포스폰산이 바람직하다.
하나의 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용되는 공중합체는 적어도 1종의 불포화 소수성 회합성 단량체 C 및 적어도 1종의 음이온성 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 A로부터 유래된 단량체 단위를 포함한다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용되는 소수성 회합성 공중합체는 적어도 1종의 비하전된, 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 B로부터 유래된 단량체 단위를 추가로 포함한다. 공중합체는 적어도 1종의 불포화 소수성 회합성 단량체 C 및 적어도 1종의 비하전된, 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 B로부터 유래된 단량체 단위를 포함하는 것이 보다 더 바람직하다.
바람직한 실시양태에서, 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 B는 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-메틸 아크릴아미드, N-메틸 메타크릴아미드, N,N'-디메틸 아크릴아미드, N,N'-디메틸 메타크릴아미드, N-메틸올 아크릴아미드, N-메틸올 메타크릴아미드, 비하전된 비닐아미드 예컨대 비닐포름아미드 또는 N-비닐피롤리돈; 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드, 특히 아크릴아미드가 바람직하다. 바람직한 실시양태에서, 상이한 단량체 B의 혼합물이 사용되는 경우에, 단량체 B의 적어도 50 mol%는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드, 바람직하게는 아크릴아미드이어야 한다.
바람직한 실시양태에서, 소수성 회합성 공중합체는 하기로부터 유래된 단량체 단위를 포함한다:
i. 적어도 1종의 음이온성 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 A,
ii. 적어도 1종의 비하전된, 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 B, 및
iii. 적어도 1종의 불포화 소수성 회합성 단량체 C.
또한 단량체는 당연히 음이온성 산성 단량체의 염일 수도 있다. 적합한 반대이온은 특히 알칼리 금속 이온 예컨대 Li+, Na+ 또는 K+ 및 암모늄 이온 예컨대 NH4 + 또는 유기 라디칼을 갖는 암모늄 이온을 포함한다.
단량체 A 및 B로부터 유래된 단량체 단위를 포함하는 공중합체에서, 단량체 A 및 B는 임의의 비에서 물과 혼화성인 것이 바람직하지만, 본 발명의 공중합체가 서두에 언급된 수용해도를 보유하면 본 발명을 실행하는데 충분하다. 바람직한 실시양태에서, 단량체 A 및 B의 실온에서의 물 중에서의 용해도는 적어도 50 g/l, 바람직하게는 적어도 150 g/l, 보다 바람직하게는 적어도 250 g/l이어야 한다.
바람직한 실시양태에서, 단량체 A는 AMPS이고/이거나 단량체 B는 아크릴아미드이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 공중합체는 약 2 중량%의 적어도 1종의 단량체 C, 약 48 중량%의 적어도 1종의 단량체 A 및 약 50 중량%의 적어도 1종의 단량체 B를 포함하며, 여기서 단량체 A는 바람직하게는 AMPS이고/거나 단량체 B는 바람직하게는 아크릴아미드이다. 중량%는 각 경우에 공중합체의 단량체의 총 중량을 기준으로 한다.
한 실시양태에서, 본 발명에 따라 사용되는 공중합체는 적어도 1종의 분지화제의 존재 하에 단량체 블렌드의 중합에 의해 제조된 바 있다. 분지화제는 펜던트 기를 통해 공유 또는 이온성 가교를 유발할 수 있지만 (예를 들어, 글리시딜 에테르 또는 다가 금속 염의 사용에 의해), 바람직하게는 분지화제는 디에틸렌계 불포화 단량체 분지화제이다. 분지화제의 양은 바람직하게는 약 2 내지 약 200 ppm, 보다 바람직하게는 약 10 내지 약 100 ppm의 범위이다. ppm 값은 공중합체의 총 중량을 기준으로 한다.
바람직한 실시양태에서, 적어도 1종의 분지화제는 메틸렌 비스 아크릴아미드 (MBA) 및 테트라 알릴 암모늄 클로라이드 (TAAC) 또는 그의 조합으로부터 선택된다.
한 실시양태에서, 공중합체는 화학식 (V) 또는 (VI)의 단량체 C로부터 유래된 단량체를 포함하지 않는다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 공중합체는 로진 또는 그의 유도체로부터 유래된 단량체를 포함하지 않는다. 로진은 새로 얻은 액체 수지를 가열하여 휘발성 액체 테르펜 성분을 기화시킴으로써 제조된, 소나무 및 일부 다른 식물, 대부분은 침엽수로부터 수득된 수지의 고체 형태이다. 이는 본질적으로 아비에트산으로 이루어진다. 로진의 통상적인 유도체는, 예를 들어, 로진 화합물의 에스테르이다. 로진 및 그의 유도체의 예는 CAS 번호 8050-08-7, CAS 번호 65997-06-0, CAS 번호 68425-08-1, CAS 번호 61790-50-9, CAS 번호 61790-51-0 및 CAS 번호 68783-82-4이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 공중합체는 측쇄로서 폴리아미드 폴리아민 쇄를 포함하지 않는다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 공중합체는 측쇄로서 COOH 또는 COO- 잔기를 포함하지 않는다. 따라서, 이러한 실시양태에서, 본 발명에 따른 공중합체는 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 단량체로부터 유래되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 공중합체는 금속 함유 광석의 펠릿화를 위해 사용되며, 여기서 금속 함유 광석은 Fe 함유 광석, Cu 함유 광석, Mo 함유 광석, Ni 함유 광석, Cr 함유 광석 또는 그의 혼합물의 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 Fe 함유 광석이다. 특히 바람직한 실시양태에서, Fe 함유 광석은 마그네타이트, 헤마타이트 또는 괴타이트 또는 그의 조합을 포함한다.
본 발명은 또한 상기 기재된 바와 같은 소수성 회합성 공중합체 및 펠릿화 보조제 및/또는 수용성 처리 중합체를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
바람직한 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 상기 기재된 바와 같은 적어도 1종의 금속 함유 광석을 추가로 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 조성물은 펠릿화를 위한 금속 함유 광석 펠릿화 조성물일 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 펠릿화 보조제는 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 규산나트륨, 인산나트륨, 스테아르산나트륨, 벤조산나트륨, 타르타르산나트륨, 옥살산나트륨, 시트르산나트륨, 아세트산나트륨, 상기 나트륨 염의 상응하는 암모늄, 칼륨, 칼슘 및 마그네슘 염, 우레아 및 산화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 수용성 물질이다.
보다 바람직한 실시양태에서, 펠릿화 보조제는 탄산나트륨을 포함한다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 공중합체 대 펠릿화 보조제의 중량비는 일반적으로 중량을 기준으로 하여 약 5:1 내지 약 1:5, 보다 바람직하게는 약 2:1 내지 약 1:2의 범위이다.
공중합체 대 처리 중합체의 비는 일반적으로 중량을 기준으로 하여 약 10:1 내지 약 1:2, 바람직하게는 약 5:1 내지 약 1:1의 범위이다.
또 다른 바람직한 실시양태에서, 수용성 처리 중합체는 약 1,000 내지 약 20,000의 분자량 (MW)을 갖는다. 처리 중합체는 수용성 에틸렌계 불포화 음이온성 단량체, 또는 적어도 50 중량%의 음이온성 단량체를 함유하는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 블렌드의 중합에 의해 형성된 합성 중합체인 것이 추가로 바람직하다.
처리 중합체는 일반적으로 약 50 내지 약 100 중량%, 바람직하게는 약 75 내지 100 중량%, 보다 더 바람직하게는 약 80 내지 100 중량%의 음이온성 단량체로부터 형성되며, 그 나머지는 음이온성 단량체와 수용성 블렌드를 형성할 비-이온성 단량체이다. 비-이온성 단량체는 수용성 단량체 예컨대 아크릴아미드일 수 있거나, 또는 이는 잠재적으로 수불용성 단량체 예컨대 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 예를 들어 메틸 또는 부틸 아크릴레이트일 수 있으며, 단 이러한 불용성 단량체는 중합 동안 음이온성 단량체의 수용액 중에 용해될 수 있고, 블렌드는 수용성 중합체를 제공한다.
일반적으로 음이온성 단량체는, 통상적으로 알칼리 금속 (특히 나트륨) 또는 다른 수용성 염 형태의 에틸렌계 불포화 카르복실산 단량체이지만, 원하는 경우에 음이온성 단량체의 일부 또는 모두는 에틸렌계 불포화 술폰산 단량체 예컨대 AMPS 또는 알릴 술포네이트 또는 비닐 술포네이트일 수 있다. 바람직한 카르복실산 단량체는 아크릴산 또는 메타크릴산이고, 가장 바람직하게는 음이온성 단량체는 소듐 아크릴레이트이다. 바람직한 처리 중합체는 아크릴산의 단독중합체 (통상적으로 소듐 폴리아크릴레이트로서)이다.
처리 중합체의 분자량은 바람직하게는 적어도 2,000 또는 3,000이다. 종종 이는 10,000 미만, 바람직하게는 8,000 미만이고, 약 3,000 내지 6,000의 값이 종종 바람직하며, 여기서 분자량은 바람직하게는 중량 평균 분자량 (Mw)이다. 분자량은 겔 투과 크로마토그래피에 의해 측정될 수 있고, 바람직하게는 토아오 회스(Toao Haes) TSK PWXL (G6000+G3000+가드) 칼럼 또는 다른 적합한 칼럼을 사용하고, 예를 들어 용리액으로서 이칼륨 수소 오르토인산염 3수화물, 및 782200-1250 g/mol 범위의 여러 소듐 폴리아크릴레이트 표준물 및 추가의 표준물로서 소듐 아크릴레이트 단량체를 사용하여, 크기 배제 크로마토그래피에 의해 측정될 수 있다. 분자량은 완전 나트륨 염으로서 측정될 수 있다.
바람직한 처리 중합체는 또한 한정된 초저분자량 외에도, 좁은 분자량 분포를 갖는다.
1,000 내지 20,000의 범위 내의 보다 고분자량은, 때때로 바람직한, 처리 중합체가 비드 형태로 도입되어야 하는 경우에 처리 중합체로서 때때로 보다 적합하다. 처리 중합체가 액체 형태로 공급되어야 하는 경우에, 통상적으로 처리 중합체는 통상적인 방식의 용액 중합에 의해 제조된다. 처리 중합체가 분말 형태로 공급되는 경우에, 중합체는 통상적으로 역상 비드 중합 또는 중합체 용액의 분무 건조에 의해 제조된다.
처리 중합체가 미립자 형태인 경우에, 이는 일반적으로 적어도 90 중량%가 300 μm 미만, 가장 바람직하게는 200 μm 미만, 종종 100 μm 미만의 입자 크기를 갖는다. 통상적으로 입자 크기는 적어도 90 중량%가 10 μm 초과이다. 예를 들어, 입자 크기는 체질 또는 레이저 입도측정법에 의해 결정될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 수용성 처리 중합체는 업계에서 분산제로서 공지된 물질인 것으로 인지될 것이다. 본 발명의 조성물에 처리 중합체를 혼입함으로써 개선된 건조 강도를 달성하는 것이 가능할 수 있다. 추가로, 이는 바람직하게는 결합 시스템 (공중합체, 처리 중합체 및/또는 펠릿화 보조제)의 총량이 본 발명의 조성물 중에 일정하게 유지되는 경우에 달성될 수 있다.
본 발명의 조성물에 첨가되어야 하는 처리 중합체의 양은 광석의 성질 및 나머지 결합제 시스템에 따라 달라질 것이지만, 종종 적어도 0.005 중량%, 가장 바람직하게는 적어도 0.008 중량%이다. 종종 이는 약 0.01 내지 약 0.05 중량%의 범위이다. 0.1 중량% 초과의 양은 통상적으로 불필요하지만, 원하는 경우에 사용될 수도 있다. 중량%는 금속 함유 광석, 공중합체 및 수분을 포함하는 친밀한 혼합물 조성물을 기준으로 한다.
처리 중합체는 임의의 적합한 단계에서 첨가함으로써 광석, 결합제 중합체 및 수분의 친밀한 혼합물에 혼입될 수 있다. 결합제 중합체 또는 결합제 시스템의 다른 성분을 첨가하기 전에, 처리 중합체를 광석 및 수분의 일부 또는 모두와 친밀하게 혼합하는 것이 종종 바람직하다. 예를 들어 처리 중합체는 드럼 또는 디스크에서의 펠릿화 전 결합제에의 첨가에 통상적으로 선행되는 필터 전에 액체 또는 분말로서 첨가될 수 있다.
한 실시양태에서, 처리 중합체 및 공중합체는 일반적으로 별도로, 즉 별도의 공급으로부터, 동시에 또는 어떤 순서이든지 순차적으로 첨가된다. 이는 처리 중합체 및 공중합체를 상이한 물리적 형태로, 예를 들어 처리 중합체는 용액으로서, 결합제 중합체는 분말로서 첨가할 가능성을 용이하게 한다. 특히, 처리 중합체는 용액으로서 필터 전에 첨가될 수 있고, 공중합체는 분말로서 필터 다음이지만, 펠릿화 전에 첨가될 수 있다.
처리 중합체를 용액으로서 첨가하는 것이 종종 편리하더라도, 이를 분말로서 첨가하는 것이 통상적으로 바람직하다. 분말 입자는 공중합체와 별도로 (종종 결합제 중합체와 동시에) 첨가될 수도 있지만, 종종 처리 중합체 입자는 공중합체 입자와의 블렌드로서 첨가될 수 있다.
처리 중합체가 용액 또는 공중합체 입자와의 입자의 블렌드로서 첨가되는 대신에, 처리 중합체의 일부가 또한 EP 376,713에서와 같이, 또한 중합체 결합제 입자의 집합체를 위한 집합체 결합제로서 작용할 수도 있다. 그러나 이러한 집합체는 EP 376,713에 기재된 바와 같이 붕해성이어야 할 필요가 있고, 공중합체 및 모든 목적하는 처리 중합체를 둘 다 함유하는 붕해성 집합체를 제조하는 것은 통상적으로 실행가능하지 않다. 따라서 공중합체가 집합체 형태로 도입되어야 하는 경우에, 이들은 결합제로서의 처리 중합체를 포함하지 않는 것이 통상적으로 바람직하고, 이들은 임의의 처리 중합체를 함유하지 않거나, 또는 이들이 함유한다면, 집합체 중의 처리 중합체의 양이 본 발명에서 사용되는 처리 중합체의 총량의 50 중량% 이하, 일반적으로 10 중량% 이하이어야 하는 것이 통상적으로 바람직하다.
원하는 경우에, 본 발명에 따른 조성물은 추가의 결합제로서 벤토나이트를 추가로 포함할 수 있다.
한 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 약 0 내지 약 60 중량%의 펠릿화 보조제, 약 0 내지 약 50 중량%의 처리 중합체 및 적어도 30 중량%의 공중합체를 포함하며, 여기서 조성물의 총 중량%는 합계가 100%가 된다. 바람직한 실시양태에서, 펠릿화 보조제는 탄산나트륨이고/거나 처리 중합체는 폴리아크릴레이트이다.
본 개시내용은 또한 금속 함유 광석의 펠릿화를 위한 공중합체의 용도이며, 여기서 공중합체는 적어도 1종의 음이온성 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 A로부터 유래된 단량체 단위를 포함하고, 여기서 적어도 1종의 단량체 A는 -SO3H, -PO3H2, 그의 염 및 상기 중 임의의 것의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개의 기를 포함하는 것인 용도에 관한 것이다. 술폰산 기를 포함하는 단량체 A의 예는 비닐술폰산, 알릴술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 2-메타크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 2-아크릴아미도부탄술폰산, 3-아크릴아미도-3-메틸부탄술폰산 또는 2-아크릴아미도-2,4,4-트리메틸펜탄술폰산을 포함한다. 비닐술폰산, 알릴술폰산 또는 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산이 바람직하다. 바람직하게는 적어도 1종의 단량체 A는 2-아크릴아미도-2-메틸-프로판 술폰산 (AMPS 또는 ATBS)이다. 포스폰산 기를 포함하는 단량체 A의 예는 비닐포스폰산, 알릴포스폰산, N-아크릴아미도알킬포스폰산, N-메타크릴아미도알킬포스폰산, 아크릴로일옥시알킬포스폰산, 메타크릴로일옥시알킬포스폰산을 포함하고, 비닐포스폰산이 바람직하다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 공중합체는 적어도 1종의 비하전된, 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 B로부터 유래된 단량체 단위를 추가로 포함한다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, 공중합체는 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-메틸 아크릴아미드, N-메틸 메타크릴아미드, N,N'-디메틸 아크릴아미드, N,N'-디메틸 메타크릴아미드, N-메틸올 아크릴아미드, N-메틸올 메타크릴아미드, 비하전된 비닐아미드 예컨대 비닐포름아미드 또는 N-비닐피롤리돈; 및 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 비하전된, 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 B를 포함한다. 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드, 특히 아크릴아미드가 바람직하다. 바람직한 실시양태에서, 상이한 단량체 B의 혼합물이 사용되는 경우에, 단량체 B의 적어도 50 mol%는 아크릴아미드 또는 메타크릴아미드, 바람직하게는 아크릴아미드이어야 한다. 단량체 A 및 B는 임의의 비에서 물과 혼화성인 것이 바람직하지만, 본 발명의 공중합체가 서두에 언급된 수용해도를 보유하면 본 발명을 실행하는데 충분하다. 바람직한 실시양태에서, 단량체 A 및 B의 실온에서의 물 중에서의 용해도는 적어도 50 g/l, 바람직하게는 적어도 150 g/l, 보다 바람직하게는 적어도 250 g/l이어야 한다. 공중합체는 바람직하게는 약 10 내지 약 50 중량%의 적어도 1종의 단량체 A로부터 유래된 단량체 단위 및 약 50 내지 약 90 중량%의 적어도 1종의 단량체 B로부터 유래된 단량체 단위를 포함한다. 이러한 실시양태에서, 중량%는 단량체 단위의 총 중량을 기준으로 한다.
본 개시내용은 또한 공중합체가 약 10 중량%의 적어도 1종의 단량체 A 및 약 90 중량%의 적어도 1종의 단량체 B로부터 유래된 단량체 단위를 포함하는 것인 실시양태에 관한 것이다. 이러한 실시양태에서, 중량%는 단량체 단위의 총 중량을 기준으로 한다. 그의 바람직한 실시양태에서, 단량체 A는 바람직하게는 AMPS이고/거나 단량체 B는 아크릴아미드이다.
본 발명의 범주에서, "친수성"은 상응하는 고체 "친수성 입자"가 < 90°의 공기에 대한 물의 접촉각을 갖는 것을 의미한다.
접촉각을 결정하는 방법은 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 물에 대한 접촉각의 결정을 위해 광학 액적 형상 분석에 의해, 예를 들어 관련 소프트웨어를 갖춘 크뤼세(Kruesse; 독일 함부르크 소재)의 DSA 100 접촉각 측정 장치를 사용하여 결정할 수 있다. 신뢰할 수 있는 평균 접촉각을 결정하기 위해 전형적으로 5 내지 10회의 독립적 측정이 수행된다.
본원에 사용된 용어 "광석" 또는 "금속 함유 광석"은 고형의 무기성이고 화학식에 의해 나타낼 수 있으며, 이는 통상적으로 비생물성이고 규칙적인 원자 구조를 가질 수 있는 것인 자연 발생 물질을 지칭한다. 금속-함유 광석의 예는 유가 금속 예컨대 Ag, Au, Pt, Pd, Rh, Ru, Ir, Os, Cu, Mo, Ni, Cr, Mn, Zn, Pb, Te, Sn, Hg, Re, V, Fe 또는 그의 혼합물의 황화물, 산화물, 할로겐화물, 탄산염, 황산염 및 인산염을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 바람직한 금속 함유 광석은 Fe 함유 광석이다. Fe 함유 광석의 예는 마그네타이트, 헤마타이트 및 괴타이트를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
"모노에틸렌계 불포화 단량체"에서와 같이 본원에 사용된 용어 "모노에틸렌계 불포화"는 -C=C- 결합을 함유하는 유기 화합물을 지칭한다. 바람직하게는, 모노에틸렌계 불포화 화합물은 정확하게 1개의 -C=C- 결합을 함유한다. "모노에틸렌계 불포화 단량체"의 문맥에서, 단량체는 바람직하게는 중합을 위한 관능성 -C=C- 기를 함유하는 것으로 의도된다.
"디에틸렌계 불포화 단량체 분지화제"에서와 같이 본원에 사용된 용어 "디에틸렌계 불포화"는 화합물이, 각각 바람직하게는 중합을 위한 관능기인 2개의 -C=C- 결합을 함유하는 것을 의미한다.
"음이온성 단량체"에서와 같이 본원에 사용된 용어 "음이온성"은 음으로 하전된 화합물, 예컨대 음이온성 단량체를 지칭한다. 그러나, 본원에 사용된 용어 "음이온성 단량체"는 또한 음으로 하전된 음이온성 단량체를 포함하는 각각의 염 및 음이온성 단량체의 각각의 유리 산, 즉 수소에 결합된 음으로 하전된 음이온성 단량체를 포함한다. 따라서, 음이온성 단량체의 예는 -COOH, -SO3H, -PO3H2 또는 -COO-, -SO3 -, -PO3H-로부터 선택된 적어도 1개의 기를 함유하는 단량체 또는 그의 염을 포함한다. 음이온성 단량체의 다른 예는 비닐술폰산, 알릴술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 2-메타크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 2-아크릴아미도부탄술폰산, 3-아크릴아미도-3-메틸부탄술폰산 또는 2-아크릴아미도-2,4,4-트리메틸펜탄술폰산 및 그의 염을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
"비하전된 단량체"에서와 같이 본원에 사용된 용어 "비하전된"은 전형적으로 표준 조건 하에 예컨대 실온에서의 물 중에서 상당한 양으로 음이온 및 양이온으로 해리되지 않는 화합물을 지칭한다. 비하전된 단량체의 문맥에서, 이는 단량체가 각각의 관능기 예컨대 아미드 기를 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 비하전된 단량체의 예는 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-메틸 메타크릴아미드, N-메틸 아크릴아미드, N,N'-디메틸 아크릴아미드, N,N'-디메틸 메타크릴아미드, N-메틸올 아크릴아미드, N-메틸올메타크릴아미드 또는 그의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 유리 산, 예를 들어 COOH, -SO3H 또는 -PO3H2 기를 함유하는 화합물은 본 발명에 따르면 비하전된 것이 아니라, 음이온성으로서 간주된다는 것이 강조된다.
본원에 사용된 용어 "합성 중합체"는 화학적으로 합성된 중합체, 즉 인공 중합체를 지칭한다. 전형적으로 합성 중합체라는 용어는 열가소성 물질, 열경화성 물질, 엘라스토머 및 합성 섬유를 포함한다. 통상적인 합성 중합체 예컨대 폴리텐 및 폴리스티렌, 폴리 아크릴레이트의 백본은 탄소-탄소 결합으로 구성되고, 반면에 헤테로 쇄 중합체 예컨대 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리술피드 및 폴리카르보네이트는 백본을 따라 삽입된 다른 원소 (예를 들어 산소, 황, 질소)를 갖는다. 또한 규소는 실록산 연결을 통한 실리콘과 같이, 탄소 원자를 필요로 하지 않으면서 유사한 물질을 형성하고; 따라서 이들 화합물을 무기 중합체라 한다. 배위 중합체는 백본에 다양한 금속을 함유할 수 있고, 비-공유 결합이 존재한다. 합성 중합체의 반대는 자연 발생 중합체 예컨대 셀룰로스이다.
본원에 사용된 용어 "수용성 중합체"는, 중합체를 물 중에서 가용성으로 만드는 극성 또는 하전된 관능기를 갖는 중합체를 지칭한다.
본원에 사용된 용어 "적하 수"는 9-16 mm의 습윤 펠릿이 45 cm의 높이로부터 강철판 상에 습윤 펠릿 상의 임의의 균열 없이 반복되는 적하의 수를 의미한다. 적하 수는 습윤 펠릿이 이송 작업 동안 그의 형상을 유지하는 능력을 측정한다.
본원에 사용된 용어 "습윤 강도"는 습윤 펠릿이 견딜 수 있는 하중 정도의 척도이고, 이는 압력을 습윤 펠릿 상에 균열될 때까지 적용하고, 최대 하중을 기록함으로써 결정된다.
본원에 사용된 용어 "건조 강도"는 건조 펠릿이 견딜 수 있는 하중 정도의 척도이다. 전형적으로 습윤 펠릿은, 예를 들어 110℃에서 3시간 동안 건조될 수 있고, 건조된 펠릿이 분쇄되면서 최대 하중이 기록된다. 건조 강도는 소성 공정 동안의 취급을 견뎌내는 건조된 펠릿의 능력의 척도로서 간주될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "소수성 회합성 공중합체"는, 충분한 수용해도를 보장하는 친수성 분자 성분 뿐만 아니라, 측면 또는 말단 소수성 기를 갖는 수용성 공중합체를 포함한다. 수용액 중에서, 중합체의 소수성 기는 분자간 힘 때문에 이들 자신과 또는 소수성 기를 갖는 다른 물질과 회합할 수 있다. 이로써 분자간 힘에 의해 연결된 중합체 네트워크가 발생하고, 이는 수성 매질을 증점시킨다.
본원에 사용된 용어 "히드로카르빌" 또는 "탄소 라디칼"은 지방족 및/또는 방향족, 선형 또는 분지형 탄소 라디칼을 지칭한다. 따라서, 히드로카르빌 라디칼 예컨대 "2 내지 50개의 탄소 원자를 함유하는 히드로카르빌 라디칼" 등은 2 내지 50개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 및/또는 방향족, 선형 또는 분지형 탄소 라디칼을 지칭한다. 예를 들어, 2개의 탄소 원자를 함유하는 히드로카르빌 라디칼은 에틸이고, 4개의 탄소 원자를 함유하는 히드로카르빌 라디칼은 n-부틸, 이소부틸 및/또는 tert-부틸을 포함한다.
지방족 라디칼이 바람직하다. 지방족 라디칼의 예는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, 펜틸, 특히 n-펜틸, 이소펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 이소헥실, tert-헥실, n-헵틸, 이소헵틸, tert-헵틸, n-옥틸, 이소옥틸, tert-옥틸, 노닐, n-노닐, 이소노닐, tert-노닐, n-데실, 이소데실, tert-데실, 운데실, n-운데실, 이소운데실, tert-운데실 또는 도데실, n-도데실, 이소도데실 또는 tert-도데실을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 바람직하게는 2 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 지방족 비분지형 히드로카르빌 라디칼, 즉 에틸 또는 프로필이 특히 바람직하다.
지방족 분지형 탄소 라디칼의 추가의 예는 6 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 시클릭 탄화수소 예컨대 모노-, 비- 또는 트리시클릭 포화 또는 불포화 탄화수소를 포함한다. 그의 예는 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸, 시클로노닐, 시클로데실, 시클로운데실 및 시클로도데실을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
방향족 탄소 라디칼의 예는 모노, 비- 및 트리-시클릭 고리계를 모두 포함한, 6 내지 30개의 고리원의 방향족 카르보시클릭 고리를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 비제한적 예는 -인데닐, -페닐, -나프틸, -아세나프틸, -안트라닐, -페난트릴 등을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "포화 알킬"은 상기 기재된 바와 같은 선형 또는 분지형 지방족 히드로카르빌을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "불포화 알킬"은 적어도 1개의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 직쇄 또는 분지형 비-시클릭 지방족 히드로카르빌을 지칭한다. 따라서, 4 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 불포화 알킬은, 예를 들어, -1-부테닐, -2-부테닐-, 이소부테닐, -1-펜테닐, -2-펜테닐, -3-메틸-1-부테닐, -2-메틸-2-부테닐 등을 포함한다.
본원에 사용된 용어 "펠릿화 보조제"는 본 발명에 따른 공중합체와 함께 사용될 때 금속 함유 광석의 펠릿화를 보조하는 화합물을 지칭한다. 펠릿화 보조제는 바람직하게는 수용성 단량체 물질이다. 펠릿화 보조제의 예 및 적합한 물질은 EP 225 171 및 EP 288 150, US 4 767 449 및 US 4 802 914에 기재되어 있다.
본 출원의 문맥에서 예를 들어 "약 50 중량%"에서와 같이 용어 "약"은 "약"의 바로 다음에 열거된 값에서 그 용어가, 예를 들어 칭량 오차 등으로 인해 정확한 수치 값으로부터의 약간의 편차를 또한 포함한다는 것을 의미한다. 바람직한 실시양태에서, 용어 "약"은 용어 "약"의 바로 다음에 열거된 값의 15% (±15%) 내의, 상기 범위 내의 임의의 수치 값, 상기 범위의 상한치 (즉, +15%)에 해당되는 값 및 하한치 (즉, -15%)에 해당되는 값을 포함한 값을 의미한다. 예를 들어, 어구 "약 100"은 85 및 115를 포함한, 85와 115 사이의 임의의 수치 값을 포괄한다 (항상 100%의 상한치를 갖는 "약 100%"는 제외함). 한 측면에서, "약"은 ±10%, 보다 더 바람직하게는 ±5%, 보다 더 바람직하게는 ±1% 또는 ±1% 미만을 의미한다. 또 다른 바람직한 실시양태에서, "약 50 중량%"에서와 같이 용어 "약"은 50 중량% ± 1 중량% 또는 50 중량% ± 0.5 중량%의 값을 의미한다.
실시예 1: 공중합체의 제조
공중합체의 제조는 수용액 중에서의 단열 겔 중합에 의해 수행하였다.
실시예 1: 철광석 농축물 펠릿화 및 펠릿 분석
약 10%의 수분 (9.3 내지 9.7%)을 갖는 마그네타이트 광석을 3분 동안 혼합기 기계 브랜드 아이리히 모델 EL1을 사용하여, 결합제 배합물의 분말화된 프리믹스와 블렌딩하였다. 각각의 펠릿의 조성은 표 2.1에 요약되어 있다. 생성된 친밀한 혼합물을 33 rpm의 속도로 회전하는, 60 cm 직경의 경사진 펠릿화 디스크를 사용하여 펠릿화에 적용하였다. 제조된 펠릿은 9.4 내지 13.4 mm의 크기를 가졌다. 110℃에서 3시간 동안 건조시킨 후에 건조 펠릿을 제조하였다. 습윤 및 건조 펠릿의 강도를 채틸론 디지털 강도 측정기를 사용하여 결정하였다. 총 25개의 펠릿을 단축 방향으로 압착하였고, 펠릿이 분쇄되었을 때 최대 압축 강도를 기록하였다. 적하 수를 결정하기 위해, 습윤 펠릿을 반복적으로 45 cm의 높이로부터 강철판 상에 적하하였고, 임의의 가시적 균열에 대해 검사하였다. 균열이 검출될 때까지의 적하의 평균 수를 적하 수로서 기록하였다.
하기 결합제 배합물을 철광석 펠릿화를 위해 사용하였다:
알코택® FE 13 (바스프 에스이)은 아크릴아미드 및 아크릴레이트 단량체의 공중합체를 포함하는, 철광석 펠릿화를 위한 상업적으로 입수가능한 유기 결합제이다.
배합물 1은 단량체 아크릴아미드 (50 중량%), Na-AMPS (48 중량%) 및 회합성 단량체 유형 1을 기재로 하는 소수성 회합성 공중합체, 탄산나트륨 및 약 4,000 내지 약 5,000의 평균 분자량의 소듐 폴리아크릴레이트 단독중합체로 구성되었다. 회합성 단량체 유형 1은 CH2=CH-O-CH2-CH2-CH2-CH2-O-(EO)n-(PeO)m-H이며, 여기서 n은 24-25이고, m은 약 10이고; EO는 에틸렌옥시드이고, PeO는 펜틸렌옥시드이다.
결합제 배합물 및 평균 결과가 하기 표 1.1에 제시되어 있다.
표 1.1 철광석 펠릿의 조성 및 분석
Figure pct00003
* 중량%는 철광석 펠릿의 총 중량을 기준으로 한다.
본 발명에 따른 배합물을 포함하는 펠릿은 상업적으로 입수가능한 중합체-기재 결합제 배합물을 포함하는 펠릿과 비교하여 증가된 습윤 및 건조 강도, 및 보다 높은 적하 수를 제시하였다.
실시예 2: 유기 결합제와 조합하여 벤토나이트를 사용하는 철광석 농축물 펠릿화
상기 실시예 1에 기재된 것과 동일한 펠릿화 실험 절차에 따라, 본 발명에 따른 결합제 배합물과 함께 벤토나이트를 포함하는 결합제 조성물을 시험하였다.
결합제 배합물 3, 4 및 5를 벤토나이트와 조합하여 철광석 펠릿화를 위해 사용하였다.
배합물 3은 단량체 아크릴아미드 (50 중량%), Na-AMPS (48 중량%) 및 회합성 단량체 유형 1을 기재로 하는 소수성 회합성 공중합체; 및 약 4,000 내지 약 5,000의 평균 분자량의 소듐 폴리아크릴레이트 단독중합체로 구성되었다. 배합물은 50 중량%의 공중합체 및 50 중량%의 소듐 폴리아크릴레이트 단독중합체를 포함하였다.
배합물 4는 단량체 아크릴아미드 (50 중량%), Na-AMPS (48 중량%) 및 회합성 단량체 유형 1을 기재로 하는 소수성 회합성 공중합체, 및 탄산나트륨으로 구성되었다. 배합물은 50 중량%의 공중합체 및 50 중량%의 탄산나트륨을 포함하였다.
배합물 5는 단량체 소듐 아크릴레이트 (30 중량%), 아크릴아미드 (68 중량%) 및 회합성 단량체 유형 1을 기재로 하는 소수성 회합성 공중합체; 및 약 4,000 내지 약 5,000의 평균 분자량의 소듐 폴리아크릴레이트 단독중합체로 구성되었다. 공중합체 및 폴리아크릴레이트 단독중합체의 상대 비율은 배합물 중의 각각의 성분이 50 중량%였다.
표 2.1 벤토나이트 또는 본 발명의 공중합체 결합제를 갖는 벤토나이트의 조성물을 사용한 철광석 펠릿의 조성 및 분석
Figure pct00004
* 중량%는 철광석 펠릿의 총 중량을 기준으로 한다.
본 발명에 따른 배합물 및 소량의 벤토나이트를 포함하는 펠릿은 결합제로서 보다 다량의 벤토나이트를 단독으로 사용하여 제조된 펠릿으로부터 얻어진 것과 비교하여 유사한 건조 강도 및 적하 수를 제공하였다.

Claims (20)

  1. 금속 함유 광석의 펠릿화를 위한 소수성 회합성 공중합체의 용도.
  2. 제1항에 있어서, 소수성 회합성 공중합체가 적어도 1종의 불포화 소수성 회합성 단량체 C로부터 유래된 단량체 단위를 포함하는 것인 용도.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 1종의 단량체 C가 화학식 (I), 화학식 (III), 화학식 (IV), 화학식 (V) 또는 (VI)의 단량체인 용도:
    Figure pct00005

    여기서
    k: 10 내지 150, 바람직하게는 20 내지 30의 수이고;
    l: 5 내지 20의 수이고;
    m: 0 내지 30의 수이고;
    R1: H 또는 메틸이고;
    R2: 독립적으로 단일 결합 또는 -(CH2)n - 및 -O-(CH2)n' -로 이루어진 군으로부터 선택된 2가 연결기이며, 여기서 n은 1 내지 6의 자연수이고, n'는 2 내지 6의 자연수이고;
    R3 및 R5: 각각 독립적으로 수소 또는 1- 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 라디칼 또는 화학식 -CH2-O-R3'의 에테르 기이며, 여기서 R3'는 적어도 2개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 라디칼이며; 단 모든 히드로카르빌 라디칼 R3 또는 R3' 및 R5의 탄소 원자의 총 합계는 10 내지 50의 범위이고;
    R4: 독립적으로 H 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 라디칼이고;
    R5': 독립적으로 H, 메틸 또는 에틸이고;
    R6: 독립적으로 8 내지 40개의 탄소 원자를 갖는 지방족 및/또는 방향족, 직쇄 또는 분지형 히드로카르빌 라디칼이고;
    RA, RB, RC, RD, RE, RF, Ra, Rb, Rc: 각각 독립적으로 수소 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 히드로카르빌 라디칼이고;
    Q: 1 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 히드로카르빌 라디칼이고;
    RG: 8 내지 30개의 원자를 함유하는 히드로카르빌 라디칼이고;
    Rd: 4 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 포화 또는 불포화 알킬이고;
    X: 음전하를 갖는 반대이온이고;
    G: -O- 또는 -NH-이다.
  4. 제3항에 있어서, 적어도 1종의 단량체 C가
    k: 23 내지 26의 수이고;
    l: 8.5 내지 17.25의 수이고;
    m: 0 내지 15의 수인 화학식 (I)의 단량체이고; 바람직하게는
    적어도 1종의 단량체 C가
    (a)
    k: 23 내지 26의 수이고;
    l: 12.75 내지 17.25의 수이고;
    m: 0 내지 15의 수이고;
    R1: H이고;
    R2: 2가 연결기 -O-(CH2) n' -이며, 여기서 n'는 4이고;
    R3: 독립적으로 2개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 라디칼이고;
    R4: H이고;
    R5: H이거나; 또는
    (b)
    k: 23 내지 26의 수이고;
    l: 8.5 내지 11.5의 수이고;
    m: 0 내지 15의 수이고;
    R1: H이고;
    R2: 2가 연결기 -O-(CH2)n' -이며, 여기서 n'는 4이고;
    R3: 3개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 라디칼이고;
    R4: H이고;
    R5: H인
    화학식 (I)의 단량체인
    용도.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 (I)의 적어도 1종의 단량체 C가, m = 0인 화학식 (I)의 적어도 1종의 단량체 C 및 m = 1 내지 15인 화학식 (I)의 적어도 1종의 단량체 C의 혼합물인 용도.
  6. 제5항에 있어서, m = 0인 화학식 (I)의 적어도 1종의 단량체 C 및 m = 1 내지 15인 화학식 (I)의 적어도 1종의 단량체 C의 중량비가 19 : 1 내지 1 : 19의 범위인 용도.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 소수성 회합성 공중합체가 적어도 1종의 음이온성 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 A로부터 유래된 단량체 단위를 추가로 포함하는 것인 용도.
  8. 제7항에 있어서, 적어도 1종의 단량체 A가 -COOH, -SO3H, -PO3H2, 그의 염 및 상기 중 임의의 것의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개의 기를 포함하는 것인 용도.
  9. 제8항에 있어서, 적어도 1종의 단량체 A가 2-아크릴아미도-2-메틸-프로판 술폰산 (AMPS) 또는 그의 염인 용도.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 소수성 회합성 공중합체가 적어도 1종의 비하전된, 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 B로부터 유래된 단량체 단위를 추가로 포함하는 것인 용도.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 소수성 회합성 공중합체가 하기로부터 유래된 단량체 단위를 포함하고:
    i. 적어도 1종의 음이온성 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 A,
    ii. 적어도 1종의 비하전된, 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 B, 및
    iii. 적어도 1종의 불포화 소수성 회합성 단량체 C;
    여기서 바람직하게는 적어도 1종의 단량체 A는 -COOH, -SO3H, -PO3H2, 그의 염 및 상기 중 임의의 것의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1개의 기를 포함하고, 여기서 보다 더 바람직하게는 적어도 1종의 단량체 A는 2-아크릴아미도-2-메틸-프로판 술폰산 (AMPS) 또는 그의 염인
    용도.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 적어도 1종의 단량체 B가 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-메틸 메타크릴아미드, N-메틸 아크릴아미드, N,N'-디메틸 아크릴아미드, N,N'-디메틸 메타크릴아미드, N-메틸올 아크릴아미드, N-메틸올메타크릴아미드, 비하전된 비닐아미드 또는 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 적어도 1종의 단량체 B가 아크릴아미드인 용도.
  13. 제2항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 공중합체가 약 0.1 내지 약 15 중량%, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 4 중량%의 적어도 1종의 단량체 C를 포함하는 것인 용도.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 공중합체가 약 2 중량%의 적어도 1종의 단량체 C, 약 48 중량%의 적어도 1종의 단량체 A 및 약 50 중량%의 적어도 1종의 단량체 B를 포함하는 것인 용도.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 공중합체가 적어도 1종의 분지화제의 존재 하에 단량체 블렌드의 중합에 의해 제조되고, 여기서 바람직하게는 적어도 1종의 분지화제는 메틸렌 비스 아크릴아미드 (MBA) 및 테트라 알릴 암모늄 클로라이드 (TAAC) 또는 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 여기서 보다 바람직하게는 적어도 1종의 분지화제의 양은 중합을 위해 사용된 단량체의 총 중량을 기준으로 하여 약 10 ppm 내지 약 100 ppm인 용도.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 공중합체의 분자량이 적어도 300,000 Da, 바람직하게는 적어도 500,000 Da, 보다 더 바람직하게는 적어도 1,000,000 Da인 용도.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 공중합체가 수용성인 용도.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 공중합체가 화학식 (V) 또는 (VI)의 단량체 C로부터 유래된 단량체를 포함하지 않는 것인 용도.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 금속 함유 광석이 Fe 함유 광석, Cu 함유 광석, Mo 함유 광석, Ni 함유 광석, Cr 함유 광석 또는 그의 혼합물의 군으로부터 선택되고, 바람직하게는 Fe 함유 광석인 용도.
  20. 하기를 포함하는, 금속 함유 광석의 펠릿화를 위한 조성물:
    i. 바람직하게는 적어도 1종의 음이온성 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 A, 적어도 1종의 비하전된, 모노에틸렌계 불포화 친수성 단량체 B 및 적어도 1종의 불포화 소수성 회합성 단량체 C로부터 유래된 단량체 단위를 포함하는, 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 바와 같은 소수성 회합성 공중합체; 및
    ii. 펠릿화 보조제 및/또는 수용성 처리 중합체로서,
    여기서 펠릿화 보조제는 탄산나트륨, 중탄산나트륨, 규산나트륨, 인산나트륨, 스테아르산나트륨, 벤조산나트륨, 타르타르산나트륨, 옥살산나트륨, 시트르산나트륨, 아세트산나트륨, 상기 나트륨 염의 상응하는 암모늄, 칼륨, 칼슘 및 마그네슘 염, 우레아 및 산화칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 수용성 물질이고, 바람직하게는 탄산나트륨이고; 여기서 수용성 처리 중합체는 약 1,000 내지 약 20,000의 분자량을 가지며, 수용성 에틸렌계 불포화 음이온성 단량체, 또는 적어도 50 중량%의 음이온성 단량체를 함유하는 수용성 에틸렌계 불포화 단량체 블렌드의 중합에 의해 형성된 합성 중합체이고, 바람직하게는 아크릴산의 단독중합체임.
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