PT2403649E - Aglomerados hidrófobos magnéticos - Google Patents
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Description
1
DESCRIÇÃO "AGLOMERADOS HIDRÓFOBOS MAGNÉTICOS" A presente invenção é relativa a um aglomerado de pelo menos um partícula P, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, e de pelo menos uma partícula magnética MP, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial, a um processo para a produção destes aglomerados e à utilização dos aglomerados na separação de uma partícula P de misturas contendo estas partículas P e outros componentes.
Os aglomerados que contêm pelo menos uma partícula magnética e pelo menos outro componente já são conhecidos do estado da técnica. 0 US 4,643,822 A revela um processo para separação das substâncias pretendidas de misturas de substâncias. Para isso, produz-se um aglomerado de pelo menos um material magnético e do material pretendido através de potenciais zeta conjugados das respetivas superfícies. Por exemplo, separa-se uma mistura de granulados metálicos de cobre e de chumbo, ao juntar-se o coloide disperso com uma amina de acordo com o US 4,643,822 A. Produz-se o coloide disperso com a amina ao misturar-se por dissolução uma suspensão de magnetita com dodecilamina em ácido clorídrico. 0 WO 2009/010422 AI revela um processo para o enriquecimento de minérios através de superfícies hidrófobas sólidas. Nesse intuito, produz-se uma suspensão espessa ou uma dispersão da mistura a ser tratada, esta é feita contactar nela com pelo menos uma superfície 2 hidrófoba sólida para a ligação da pelo menos uma substância hidrófoba a ser separada, e a superfície hidrófoba sólida, à qual se encontra ligada a pelo menos uma substância hidrófoba, é removida da dispersão ou da suspensão espessa. Superfície hidrófoba sólida significa, de acordo com o WO 2009/010422 Al, por exemplo, uma placa ou um tapete rolante, ou a soma das superfícies de muitas peças em movimento, por exemplo, as diferentes superfícies de uma séries de esferas. O US 4,657,666 revela um processo para o enriquecimento de minérios de valor, sendo o minério de valor presente na ganga transformado com partículas magnéticas, formando-se aglomerados devido às interações hidrófobas. As partículas magnéticas são hidrofobizadas através do tratamento com compostos hidrófobos na superfície, ocorrendo assim uma ligação ao minério de valor. Os aglomerados são depois separados da mistura através de um campo magnético. O referido documento também revela que os minérios de valor são tratados com uma solução de atividade superficial de 1% de xantogenato de etil-sódio, antes de se juntar as partículas magnéticas. O US 4,834,898 revela um processo para a separação de materiais não magnéticos, ao fazer contactar os mesmos com reagentes magnéticos, revestidos por duas camadas de substâncias de atividade superficial. O US 4,834,898 revela ainda que a carga superficial das partículas não magnéticas, que deverão ser separadas, pode ser influenciada por diversos tipos e concentrações de reagentes electrolíticos. Por exemplo, modifica-se a carga superficial através da adição de aniões multivalentes, por exemplo, iões tripolifosfato. 3 0 WO 2007/008322 AI revela uma partícula magnética, hidrofobizada na superfície, para a separação de impurezas de substâncias minerais através de processos de separação magnéticos. De acordo com o WO 2007/008322 Al, é possível adicionar à solução ou à dispersão um dispersor selecionado de silicato de sódio, poliacrilato de sódio ou hexametafosfato de sódio. O objetivo da presente invenção é o de preparar aglomerados de pelo menos uma partícula magnética e de pelo menos outra partícula, sendo a pelo menos outra partícula preferencialmente um componente de valor. Além disso, os aglomerados de acordo com a invenção deverão distinguir-se por uma grande estabilidade na água ou em meios polares, mas não são estáveis em meios apoiares. Além disso, estes aglomerados deverão apresentar um caráter hidrófobo. Outro objetivo da presente invenção é o de preparar aglomerados correspondentes, que poderão ser separados de outros componentes não magnéticos e não hidrófobos devido à sua magneticidade, através de um campo magnético.
Estes objetivos são atingidos através de aglomerados de pelo menos uma partícula P, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, e de pelo menos uma partícula magnética MP, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial, empregando-se, como pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, um composto com a Fórmula geral (I) Ά-Ζ |1| em que 4 A é selecionado de C3-C3o-alquilo linear ou ramificado, C3-C3o-heteroalquilo, C6-C3o-arilo eventualmente substituído, C6-C3o-heteroalquilo eventualmente substituído, C6-C3o-aralquilo e Z é selecionado do grupo composto por grupos aniónicos -(X)n-P032', - (X)n-P02S2-, - (X)n-POS22_. - (X) nPS32", - (X) n-PS2", - (X)n-POS' -(X)n-P02", -(X)n-P032-, - (X) n-C02" , -(X)nCS2", - (X)n-COS‘, - (X) n-C (S)NHOH, -(X)n-S“, em que X é selecionado do grupo composto por 0, S, NH, CH2 e n = 0, 1 ou 2, eventualmente com catiões selecionados do grupo composto por hidrogénio, NR4+ em que R é igual, de forma independente entre si, a hidrogénio e/ou Ci-Cs-alquilo, metais alcalinos ou alcalinoterrosos, e a pelo menos segunda substância de atividade superficial é selecionada dos compostos com a Fórmula geral (III)
B:~Y em que B é selecionado de C3-C30-alquilo linear ou ramificado, C3-C30-heteroalquilo, C6-C30-arilo eventualmente substituído, C6-C3o~heteroalquilo eventualmente substituído, C6-C3o-aralquilo e Y é um grupo, com o qual o composto com a Fórmula geral (III) se liga à pelo menos uma partícula magnética MP.
Estes objetivos são ainda atingidos por um processo para a produção destes aglomerados e através da utilização dos aglomerados na separação de uma partícula P de misturas contendo estas partículas P e outros componentes. 5
No âmbito da presente invenção, "hidrófobo" significa que a partícula correspondente pode ser posteriormente hidrofobizada através do tratamento com a pelo menos uma substância de atividade superficial. Também é possível que uma partícula de si hidrófoba seja adicionalmente hidrofobizada através do tratamento com a pelo menos uma substância de atividade superficial. "Hidrófobo" significa, no âmbito da presente invenção, que a superfície de uma "substância hidrófoba" ou de uma "substância hidrofobizada" correspondente apresenta um ângulo de contacto > 90° com água contra ar. "Hidrófilo" significa, no âmbito da presente invenção, que a superfície de uma "substância hidrófila" correspondente apresenta um ângulo de contacto < 90° com água contra ar.
Nos aglomerados de acordo com a invenção, existe pelo menos uma partícula P, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma primeira substância de atividade superficial.
Numa forma de execução preferida do aglomerado de acordo com a invenção, a pelo menos um partícula P contém pelo menos um composto metálico e/ou carvão. Com particular preferência, a pelo menos uma partícula P contém um composto metálico selecionado do grupo dos minérios sulfídicos, dos minérios oxídicos e/ou contendo carbonato, por exemplo, azurita [Cu3 (C03) 2 (OH) 2] , ou malaquita [Cu2 [ (OH) 21C03] ] ) , ou dos metais nobres e dos respetivos compostos. Numa forma de execução totalmente preferida, a pelo menos uma partícula P consiste nos referidos compostos metálicos.
Os exemplos de minérios sulfídicos que podem ser empregues de acordo com a invenção são, por exemplo, selecionados do grupo dos minérios de cobre compostos por covelita CuS, 6 sulfureto de molibdénio (IV), calcopirite (pirite de cobre) CuFeS2, bornita CusFeS^ calcosita (calcosina) Cu2S, sulfuretos de ferro, chumbo, zinco ou molibdénio, ou seja, FeS/FeS2, PbS, ZnS ou MoS2 e respetivas misturas.
Os compostos oxidicos apropriados são os de metais e de semimetais, como, por exemplo, silicatos ou boratos ou outros sais de metais e semimetais, como, por exemplo, fosfatos, sulfatos ou óxidos/hidróxidos/carbonatos e outros sais, como, por exemplo, azurita [Cu3 (C03) 2 (OH) 2] , malaquita [Cu2 [ (OH) 2 (C03) ] ] , barita (BaS04) , monacita ((La-Lu)PO4) .
Os exemplos de metais nobres apropriados são, por exemplo, Au, Pt, Pd, Rh etc., ocorrendo Pt principalmente na forma de liga. Os minérios Pt/Pd apropriados são sperrilita PtAs2, cooperita PtS ou bragite (Pt, Pd,Ni)S.
Em conformidade com a invenção, a pelo menos uma particula P existente no aglomerado de acordo com a invenção encontra-se hidrofobizada na superfície com pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, e a pelo menos uma partícula magnética MP encontra-se hidrofobizada com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial. Numa forma de execução do aglomerado de acordo com a invenção, a pelo menos primeira e a pelo menos segunda substâncias de atividade superficial são diferentes. Noutra forma de execução do aglomerado de acordo com a invenção, a pelo menos primeira substância de atividade superficial e a pelo menos segunda substância de atividade superficial são idênticas.
Numa forma de execução preferida no âmbito da presente invenção, "substância de atividade superficial" significa uma substância capaz de alterar a superfície da partícula 7 P, ficando esta hidrófoba no sentido da definição acima referida.
Como pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, emprega-se um composto com a fórmula geral (I) M Pt em que A é selecionado de C3-C30-alquilo linear ou ramificado, C3-C3o-heteroalquilo, C6-C3o-arilo eventualmente substituído, C6-C3o-heteroalquilo eventualmente substituído, C6-C30-aralquilo e Z é selecionado do grupo composto por grupos aniónicos -(X) n-P032-, - (X)n-P02S2-, - (X)n-POS22-, -(X)nPS32-, -(X)n-PS2-, -(X)n-POS- -(X)n-P02', -(X)n-P032' - (X) n-C02- , -(X)nCS2", -(X) ricos-, - (X) n-C (S)NHOH, - (X) n-S-, em que X é selecionado do grupo composto por 0, S, NH, CH2 e n = 0, 1 ou 2, eventualmente com catiões selecionados do grupo composto por hidrogénio, NR4+ em que R é igual, de forma independente entre si, a hidrogénio e/ou Ci-Cg-alquilo, metais alcalinos ou alcalinoterrosos.
Numa forma de execução particularmente preferida, A é um C4-Ci2-alquilo linear ou ramificado, com total preferência um C4-0U C8-alquilo linear. Os heteroátomos eventualmente existentes de acordo com a invenção são selecionados de N, 0, P, S e halogéneos como F, Cl, Br e I.
Noutra forma de execução preferida, A é preferencialmente um C6-C2o_alquilo linear ou ramificado, de preferência linear. Além disso, A é preferencialmente um C6-Ci4-alquilo ramificado, encontrando-se o pelo menos um substituinte, de preferência com 1 a 6 átomos de carbono, preferencialmente na 2 . a posição, como, por exemplo, 2-etil-hexilo e/ou 2-propil-heptilo.
Os referidos aniões e os catiões correspondentes formam de acordo com a invenção compostos de carga neutra com a Fórmula geral (I) .
Se nas fórmulas referidas n = 2, existirão dois grupos A iguais ou diferentes, de preferência iguais, ligados a um grupo Z.
Numa forma de execução particularmente preferida, emprega-se os compostos selecionados do grupo composto por xantatos A-0-CS2, ditiofosfatos de dialquilo (A-0) 2-PS2“, ditiofosfinatos de dialquilo (A) 2-PS2~ e as respetivas misturas, sendo A, de forma independente entre si, um 0¾-C2o-alquilo linear ou ramificado, de preferência linear, como, por exemplo, n-octilo, ou um C6-C14-alquilo ramificado, encontrando-se a ramificação preferencialmente na 2.a posição, como, por exemplo, 2-etil-hexilo e/ou 2-propil-heptilo. Como contraiões encontram-se nestes compostos de preferência catiões selecionados do grupo composto por hidrogénio, NR4+, em que R é igual, de forma independente entre si, a hidrogénio e/ou Ci-Ce-alquilo, metais alcalinos ou alcalinoterrosos, em particular sódio ou potássio.
Os compostos totalmente preferidos com a Fórmula geral (I) são selecionados do grupo composto por xantato de n-octil-sódio ou de n-octil-potássio, xantato de butil-sódio ou de butil-potássio, ditiofosfinato de di-n-ctil-sódio ou de di-n-octil-potássio, ditiofosfato de di-n-octil-sódio ou de di-n-octil-potássio, octanotiol e misturas destes compostos. 9
Para os metais nobres, por exemplo, Au, Pd, Rh etc., prefere-se em particular as substâncias de atividade superficial xantatos, tiocarbamatos ou hidroxamatos. Outras substâncias de atividade superficial apropriados encontram-se descritas, por exemplo, no EP 1200408 BI.
Para os óxidos metálicos, por exemplo, FeO(OH) , Fe304, ZnO etc., carbonatos, por exemplo, azurita [Cu (CO3) 2 (OH) 2], malaquita [Cu2 [ (OH) 2C03] ] , as substâncias de atividade superficial particularmente preferidas são ácido octilfosfónico (OPS) , (EtO)3Si-A, (MeO) 3S1-A, com os significados acima dados para A.
Para sulfuretos metálicos, por exemplo, Cu2S, MoS2, etc., as substâncias de atividade superficial particularmente preferidas são monotióis, ditióis e tritióis ou xantogenatos.
Noutra forma de execução preferida do processo de acordo com a invenção, Z significa -(X)n-CS2‘, -(X)n-P02“ ou -(X)n-S“ em que X é igual a O e n é igual a 0 ou 1 e um catião é selecionado de hidrogénio, sódio ou potássio. As substâncias de atividade superficial totalmente preferidas são 1-octanotiol, xantato de n-octil-potássio, xantato de butil-potássio, ácido octilfosfónico ou um composto com a seguinte Fórmula (IV)
S O
Com particular preferência, no aglomerado de acordo com a invenção encontra-se pelo menos uma partícula P, hidrofobizada com pelo menos uma substância de atividade superficial. Com particular preferência, P é Cu2S, 10 hidrofobizado com os sais de potássio de xantogenatos de etilo, de butilo de octilo ou de outros xantogenatos alifáticos ou ramificados ou respetivas misturas. Além disso, prefere-se em particular que a partícula P seja uma liga contendo Pd, preferencialmente hidrofobizada com os sais de potássio de xantogenatos de etilo, de butilo de octilo ou de outros xantogenatos alifáticos ou ramificados ou respetivas misturas, com total preferência esta partícula encontra-se hidrofobizada com misturas destes xantatos de potássio e tiocarbamatos. Em geral, prefere-se os aglomerados nos quais a partícula P contém Rh, Pt, Pd, Au, Ag, Ir ou Ru. A hidrofobização de atividade superficial é ajustada à respetiva superfície mineral, levando a uma interação ótima entre a substância de atividade superficial e a partícula P, contendo Rh, Pt, Pd, Au, Ag, Ir ou Ru.
Os processos para a hidrofobização da superfície das partículas P que podem ser empregues nos aglomerados de acordo com a invenção são conhecidos do especialista, através, por exemplo, de fazer contactar a partícula P com pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, por exemplo em substância ou em dispersão. Por exemplo, as partículas P e a pelo menos uma substância de atividade superficial são, sem mais dispersor, deitadas e misturadas em conjunto nas respetivas quantidades. Os equipamentos de mistura apropriados são conhecidos do especialista, por exemplo, moinhos, tais como moinhos de esferas (moinhos vibratórios planetários). Noutra forma de execução, os componentes são introduzidos numa dispersão, de preferência em suspensão. Os dispersores apropriados são, por exemplo, água, compostos orgânicos hidrossolúveis, como, por exemplo, álcoois com 1 a 4 átomos de carbono, e respetivas misturas. 11 A pelo menos primeira substância de atividade superficial encontra-se na pelo menos uma particula P em geral numa quantidade de 0,01 a 5% em peso, de preferência de 0,01 a 0,1% em peso, em relação ao total da pelo menos primeira substância de atividade superficial e da pelo menos uma particula P. 0 teor ótimo de substância de atividade superficial depende em geral do tamanho das partículas P.
As partículas P podem em geral ser regulares, por exemplo, esféricas, cilíndricas, quadradas ou irregulares, por exemplo, na forma de fragmento.
Em conformidade com a invenção, é possivel que a particula P esteja ainda ligada a pelo menos outra particula P2. A particula P2 pode ser selecionada do grupo referido em relação à particula P. A particula P2 também pode ser selecionada do grupo de compostos metálicos ou semimetálicos oxidicos, por exemplo, SÍO2. A pelo menos uma particula P, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, apresenta em geral um diâmetro de 1 nm a 10 mm, preferencialmente de 10 a 100 pm. No caso de partículas assimétricas, o diâmetro considerado é o da parte mais comprida da particula. O aglomerado de acordo com a invenção compreende ainda pelo menos uma particula magnética MP, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial.
Em geral, é possivel empregar todas as substâncias magnéticas conhecidas do especialista como partículas magnéticas MP. Numa forma de execução preferida, a pelo menos uma particula magnética MP é selecionada do grupo 12 composto por metais magnéticos, como, por exemplo, ferro, cobalto, niquel e mistura dos mesmos, ligas ferromagnéticas de metais magnéticos, como, por exemplo, NdFeB, SmCo e respetivas misturas, óxidos de ferro magnéticos, como, por exemplo, magnetita, maguemita, ferritas cúbicas com a Fórmula geral (II) .
Kr em que M é selecionado de Co, Ni, Mn, Zn e respetivas misturas e x <1, ferritas hexagonais, por exemplo, ferrita de bário ou de estrôncio MFeeCfg em que M = Ca, Sr, Ba, e respetivas misturas. As partículas magnéticas MP podem ainda apresentar uma camada externa, por exemplo, de S1O2.
Numa forma de execução particularmente preferida da presente invenção, a pelo menos uma partícula magnética MP é ferro, magnetita ou ferrita de cobalto Co2+xFe2+-ixFe3+204 em que x ^ 1.
As partículas magnéticas MP podem em geral ser regulares, por exemplo, esféricas, cilíndricas, quadradas, ou irregulares, por exemplo, na forma de estilhaço. A pelo menos uma partícula magnética MP, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial, apresenta em geral um diâmetro de 10 nm a 1000 mm, de preferência de 100 nm a 1 mm, com particular preferência de 500 nm a 500 ym, com total preferência de 1 a 100 ym. No caso das partículas 13 magnéticas assimétricas, o diâmetro considerado é a parte mais comprida da particula.
Com particular preferência, emprega-se particulas magnéticas MP que apresentem uma distribuição granulométrica semelhante à das particulas P. Estas distribuições granulométricas podem ser monomodais, bimodais ou trimodais.
As particulas magnéticas MP podem ser transformadas, eventualmente antes da utilização de acordo com a invenção pelo processo conhecido do especialista, no respetivo tamanho através, por exemplo, de moagem.
As partículas magnéticas MP que podem ser empregues de acordo com a invenção apresentam preferencialmente uma superfície BET específica de 0,01 a 50 m2/g, com particular preferência de 0,1 a 20 m2/g, com total preferência de 0,2 a 10 m2/g.
As partículas magnéticas MP que podem ser empregues de acordo com a invenção apresentam preferencialmente uma densidade (medida de acordo com a DIN 53193) de 3 a 10 g/cm3, com particular preferência de 4 a 8 g/cm3. A pelo menos uma partícula magnética MP, presente nos aglomerados de acordo com a invenção, encontra-se hidrofobizada na superfície com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial. A pelo menos segunda substância de atividade superficial é selecionada dos compostos com a Fórmula geral (III) B-Y (iij, em que 14 B é selecionado de C3-C30-alquilo linear ou ramificado, C3-C3o-heteroalquilo, Cê-C3o-arilo eventualmente substituído, C6_C3o_heteroalquilo eventualmente substituído, Cg-C3o-aralquilo e Y é um grupo com o qual o composto com a Fórmula geral (III) se liga à pelo menos uma partícula magnética MP.
Numa forma de execução particularmente preferida, B é um C6-Ci8-alquilo linear ou ramificado, preferencialmente C8-Ci2-alquilo linear, com total preferência um Ci2-alquilo linear. Os heteroátomos eventualmente presentes de acordo com a invenção são selecionados de N, 0, P, S e de halogéneos, como F, Cl, Br e I.
Noutra forma de execução particularmente preferida, Y é selecionado do grupo composto por - (X) n_SiHal3, -(X)n_ SiHHal2, - (X) n-SiH2Hal em que Hal é igual a F, Cl, Br, I, e grupos aniónicos como - (X) n_Si033”, -(X)n-C02-, -(X)n-P032”, -(X)n-P02S2-, - (X)n-POS22·, - (X)n-PS32-, -(X)n-PS2_, -(X)n-P0S-, -(X)n-P02", -(X)n-C02-, -(X)n-CS2", -(X)n-C0S_, - (X) n-C (S) NHOH, -(X)n-S- em que X = 0, S, NH, CH2 e n = 0, 1 ou 2, e eventualmente catiões selecionados do grupo composto por hidrogénio, NR4+, em que R é igual, de forma independente entre si, a hidrogénio e/ou Ci-Cs-alquilo, metais alcalinos, metais alcalinoterrosos ou zinco, ainda -(X)n_ Si(OZ)3 em que n = 0, lou2eZ= carga, hidrogénio ou radical alquilo de cadeia curta.
Se nas fórmulas referidas n = 2, encontrar-se-ão dois grupos B iguais ou diferentes, de preferência iguais ligados a um grupo Y.
As substâncias hidrofobizantes com a Fórmula geral (III) totalmente preferidas são alquiltriclorossilanos (grupo 15 alquilo com 6-12 átomos de carbono), alquiltrimetoxissilanos (qrupo alquilo com 6-12 átomos de carbono), ácido octilfosfónico, ácido láurico, ácido oleico, ácido esteárico ou as respetivas misturas. A pelo menos segunda substância de atividade superficial encontra-se sobre a pelo menos uma partícula magnética MP, preferencialmente numa quantidade de 0,01 a 0,1% em peso, em relação ao total da pelo menos segunda substância de atividade superficial e da pelo menos uma partícula magnética MP. A quantidade ótima da pelo menos segunda substância de atividade superficial depende do tamanho da partícula magnética MP.
Com particular preferência, encontra-se no aglomerado de acordo com a invenção, como pelo menos um partícula magnética MP, hidrofobizada com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial, magnetita hidrofobizada com dodeciltriclorossilano e/ou magnetita hidrofobizada com ácido octilfosfónico.
As partículas magnéticas MP hidrofobizadas com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial podem ser produzidas por todos os processos conhecidos do especialista, de preferência como descrito relativamente às partículas P hidrofobizadas.
No aglomerado de acordo com a invenção, a pelo menos uma partícula P, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, e a pelo menos uma partícula magnética MP, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial, existem geralmente em relações de quantidade opcionais. 16
Numa forma de execução preferida do aglomerado de acordo com a invenção, a pelo menos uma partícula P, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, encontra-se de 10 a 90% em peso, de preferência de 20 a 80% em peso, com particular preferência de 40 a 60% em peso, e a pelo menos uma partícula magnética MP, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial, encontra-se de 10 a 90% em peso, de preferência de 20 a 80% em peso, com particular preferência de 40 a 60% em peso, por sua vez em relação a todo o aglomerado, indo o total perfazer respetivamente 100% em peso. Numa forma de execução particularmente preferida, no aglomerado de acordo com a invenção encontram-se 50% em peso de pelo menos uma partícula P, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, e 50% em peso de pelo menos uma partícula magnética MP, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial. Neste caso, ter em atenção que em função das propriedades magnéticas das partículas magnéticas MP, o aglomerado ainda possa ser desviado como um todo sob a influência de um campo magnético externo. Neste caso, prefere-se em particular uma relação de P para MP, em que um campo magnético externo (que pode ser gerado através, por exemplo, de um íman permanente de CoSm forte) ainda consiga desviar de forma magnética estas partículas, se os aglomerados se movimentarem com um movimento de corrente de 300 mm/s num ângulo de 90° em relação ao íman externo. Além disso, é dada total preferência a que as interações hidrófobas entre P e MP sejam suficientemente fortes para que estas não se separem uma da outra à velocidade da corrente. A ligação entre a pelo menos uma partícula P, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma primeira substância de 17 atividade superficial, e a pelo menos uma partícula magnética, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial, tem lugar no aglomerado de acordo com a invenção através de interações hidrófobas. 0 diâmetro dos aglomerados de acordo com a invenção depende dos teores percentuais das partículas P ou das partículas magnéticas MP, dos diâmetros das partículas P ou das partículas magnética MP, e dos interstícios entre as partículas, que dependem do tipo e da quantidade das substâncias de atividade superficial.
Os aglomerados de acordo com a invenção apresentam em geral uma magneticidade, pelo que um campo magnético externo, que pode ser gerado, por exemplo, por um íman permanente de CoSm forte, ainda poderá desviar magneticamente estes aglomerados, se os aglomerados se movimentarem com um movimento de corrente de 300 mm/s num ângulo de 90° em relação ao íman externo. As interações hidrófobas entre P e MP dentro dos aglomerados são em geral suficientemente fortes, pelo que ficam estáveis à referida velocidade de corrente, ou seja, não são separadas uma da outra.
Em geral, os aglomerados de acordo com a invenção podem ser dissociados num meio apoiar, como, por exemplo, diesel e acetona; de preferência sem que a pelo menos uma partícula P ou a pelo menos uma partícula magnética MP sejam destruídas.
Os aglomerados de acordo com a invenção podem ser produzidos através, por exemplo, do contacto da partícula P hidrofobizada com pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, e da partícula magnética MP hidrofobizada com a pelo menos segunda substância de 18 atividade superficial, por exemplo, em substância ou em dispersão. Por exemplo, as partículas hidrofobizadas P e as partículas magnéticas MP hidrofobizadas são deitadas e misturadas em conjunto sem mais dispersor nas quantidades correspondentes. Noutra forma de execução, as partículas P e as partículas magnéticas MP, estando apenas uma das duas hidrofobizada, são deitadas e misturadas em conjunto, na presença da substância de atividade superficial para a partícula ainda não hidrofobizada, sem mais dispersor nas quantidades correspondentes. Noutra forma de execução, as partículas P e as partículas magnéticas MP, não estando nenhuma das duas ainda hidrofobizada, são deitadas e misturadas em conjunto na presença da pelo menos primeira substância de atividade superficial e da pelo menos segunda substância de atividade superficial, sem mais dispersor nas quantidades correspondentes. Os equipamentos de mistura apropriados são conhecidos do especialista, como, por exemplo, moinhos, como os moinhos de esferas.
Os processos acima referidos podem ainda ser realizados na presença de um meio de dispersão apropriado.
Os dispersores apropriados para o processo de acordo com a invenção são, por exemplo, água, compostos orgânicos hidrossolúveis, como, por exemplo, álcoois com 1 a 4 átomos de carbono, e respetivas misturas.
Por conseguinte, a presente invenção é também relativa a um processo para a produção dos aglomerados de acordo com a invenção, compreendendo fazer contactar a partícula P hidrofobizada com a pelo menos primeira substância de atividade superficial, e a partícula magnética MP hidrofobizada com a pelo menos segunda substância de atividade superficial, de modo a obter os aglomerados. 19 0 processo de acordo com a invenção é em geral realizado a uma temperatura de 5 a 50°C, preferencialmente à temperatura ambiente. O processo de acordo com a invenção é em geral realizado à pressão atmosférica.
Após se obter os aglomerados de acordo com a invenção, estes podem ser separados de um solvente ou dispersor eventualmente existente pelo processo conhecido do especialista, através, por exemplo, de filtração, separação por decantação, sedimentação e/ou processo magnético.
Os aglomerados de acordo com a invenção podem ser empregues para separar as respetivas partículas P de misturas contendo estas partículas P e outros componentes. Por exemplo, a partícula P pode ser um minério de valor e os outros componentes podem ser ganga. Após a formação dos aglomerados de acordo com a invenção através da adição das partículas magnéticas MP à mistura contendo as partículas P, estes aglomerados podem ser separados da mistura, através, por exemplo, da aplicação de um campo magnético. Os aglomerados podem ser dissociados após separação pelo processo conhecido do especialista.
Por conseguinte, a presente invenção é igualmente relativa à utilização dos aglomerados de acordo com a invenção na separação de uma partícula P de misturas contendo estas partículas P e outros componentes, por exemplo, na separação de minérios de valor de minérios brutos contendo a ganga. 20
Exemplos
Agita-se com força 3 g de magnetita (Fe304, diâmetro de 4 μιη) com 0,5% em peso de ácido octilfosfónico em 30 mL de água durante meia hora (200 rpm.)· Depois, remove-se os componentes líquidos no vácuo. Em seguida, adiciona-se 100 g de uma mistura e minérios, contendo 0,7% em peso de Cu sulfídico. O componente principal desta mistura de minérios é o SÍO2. A esta mistura de minérios e à magnetita hidrofobizada, junta-se 1 kg/t de xantato de octilo e trata-se o sistema durante 5 minutos num moinho de esferas planetário (200 rpm, com 180 mL de esferas de Zr02, diâmetro 1,7 - 2,3 mm). Em seguida, deita-se o sistema em água. Neste meio, ocorre a formação dos aglomerados hidrófobos de acordo com a invenção entre a magnetita hidrófoba e o sulfureto de cobre hidrofobizado de forma seletiva. Estes aglomerados podem ser mantidos na perpendicular relativamente ao íman através da atuação de um íman forte permanente a velocidades de corrente superiores a 320 mm/s, sem que os aglomerados hidrófobos sejam destruídos.
Lisboa, 31 de Outubro de 2013
Claims (6)
1 REIVINDICAÇÕES 1. Aglomerado de pelo menos uma partícula P, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, e de pelo menos uma partícula magnética MP, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial, empregando-se, como pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, um composto com a Fórmula geral (I) em que A é selecionado de C3-C3o~alquilo linear ou ramificado, C3-C3o-heteroalquilo, Cs-Cso-arilo eventualmente substituído, C8-C3o_heteroalquilo eventualmente substituído, C6-C3o_aralquilo e Z é selecionado do grupo composto por grupos aniónicos -(X)n-P032, - (X) n-P02S2-, - (X) n-POS22', -(X)nPS32-, -(X)n-PS2-, -(X)n-POS", -(X)n-P02", -(X)n-P032" - (X) n-C02' , -(X)n-CS2", — (X) nCOS~, - (X)n-C (S)NHOH, -(X)n-S", em que X é selecionado do grupo composto por 0, S, NH, CH2 e n = 0, 1 ou 2, eventualmente com catiões selecionados do grupo composto por hidrogénio, NR4+ em que R é igual, de forma independente entre si, a hidrogénio e/ou Ci~ C8-alquilo, metais alcalinos ou alcalinoterrosos, e a pelo menos segunda substância de atividade superficial é selecionada dos compostos com a Fórmula geral (III) &-Y lil,: em que 2 B é selecionado de C 3 —C30 -alquilo linear ou ramificado, C3-C30-heteroalquilo, Cg-C3o-arilo eventualmente substituído, C6-C3o-heteroalquilo eventualmente substituído, C6-C30-aralquilo e Y é um grupo, com o qual o composto com a Fórmula geral (III) se liga à pelo menos uma partícula magnética MP.
2. Aglomerado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a pelo menos uma partícula P conter pelo menos um composto metálico e/ou carvão.
3. Aglomerado de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a pelo menos uma partícula magnética MP ser selecionada do grupo composto por metais magnéticos e misturas dos mesmos, ligas ferromagnéticas de metais magnéticos e respetivas misturas, óxidos de ferro magnéticos, ferritas cúbicas com a Fórmula geral (II)
em que M é selecionado de Co, Ni, Mn, Zn e respetivas misturas e x < 1, ferritas hexagonais e respetivas misturas.
4. Aglomerado de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a pelo menos uma partícula P, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma primeira 3 substância de atividade superficial, se encontrar de 10 a 90% em peso, e a pelo menos uma partícula magnética MP, hidrofobizada na superfície com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial, se encontrar de 10 a 90% em peso, em relação a todo o aglomerado, indo a soma perfazer respetivamente 100% em peso.
5. Processo para a produção de aglomerados de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, compreendendo fazer contactar a partícula P hidrofobizada com pelo menos uma primeira substância de atividade superficial, e a partícula magnética MP hidrofobizada com pelo menos uma segunda substância de atividade superficial, de modo a obter os aglomerados.
6. Utilização do aglomerado de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, na separação de uma partícula P de misturas contendo estas partículas P e outros componentes. Lisboa, 31 de Outubro de 2013
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