用于铁矿石浮选过程的中度氧化的多糖抑制剂制造技术

本发明专利技术提供抑制剂，其包含在约6至约7的pH下具有约0.05 mmol至约4.5 mmol的阴离子电荷/克，或在约10至约11.2的pH下具有约0.2 mmol至约5 mmol的阴离子电荷/克的中度氧化的多糖。本发明专利技术还公开了用于从包含所需矿物质和脉石的矿石中富集所需矿物质的方法，其中所述方法包括在一种或多种所述抑制剂的存在下进行浮选过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于铁矿石浮选过程的中度氧化的多糖抑制剂
总体而言，本公开涉及用于矿石浮选过程、特别是反向阳离子浮选过程的抑制剂。背景尽管铁是地壳中第四大丰富的元素，但绝大多数结合在硅酸盐中或更少见地结合在碳酸盐矿物质中。从这些矿物质中分离纯铁的热力学壁垒是难以应付的且能量密集的，因此人类工业使用的普通铁源利用相对罕见的高等级氧化铁矿物质，主要是赤铁矿。这种高等级矿石的大部分储量现在已经耗尽，这导致开发较低等级铁矿石来源，例如磁铁矿和铁燧岩。这些较低等级矿石的铁含量可以通过各种浓缩(选矿)工艺浓缩(升级)为更高的铁含量，例如以满足钢铁工业的质量要求。较低等级矿石来源的加工涉及除去脉石，脉石作为矿岩本身的固有部分的不想要的矿物质(诸如硅酸盐和碳酸盐)。在这些选矿过程中，使用如粉碎、研磨、碾磨、重力或重介质分离、筛选、磁力分离和/或泡沫浮选的技术分离脉石，以改善所需矿物质的浓度并除去杂质。一种这样的选矿技术是泡沫浮选。在泡沫浮选中，将矿石研磨至足够小尺寸以从脉石中释放一种或多种所需的矿物质。将研磨的矿石与水组合以产生含有矿物质粒子和脉石粒子的浆料。然后将该浆料诸如在称为浮选槽的罐或塔中充气。基于气泡选择性地粘附到浆料中的特定矿物质表面的能力差异，泡沫浮选物理地分离研磨的粒子。具有附着的气泡的粒子被载运到浆料的表面，形成可以被除去的泡沫，同时保持完全润湿的粒子留在固/液相中。可以与浮选工艺组合使用的额外步骤包括通过脱泥除去超细粒子。通常将超细粒子定义为直径小于5微米至10微米的粒子。脱泥过程可以伴随着或者接着是絮凝步骤或诸如使用旋风分离装置的一些其他类型的沉降步骤。该步骤通常接着是浮选步骤，其中在捕集剂和/或起泡剂的存在下将脉石材料与一种或多种所需矿物质分离。可以改变浆料的化学以控制或增强某些粒子与气泡的相互作用，或者备选地沉降至底部。例如，可以将“捕集剂”，通常是表面活性剂，添加到浆料中以与某些粒子的表面相互作用，引起粒子的表面疏水性增加并促进浮选。可以将“抑制剂”添加到浆料中以选择性地与某些粒子的表面相互作用，以降低表面疏水性并抑制该类型粒子的浮选，即促进抑制作用。在矿物质浮选系统中，通常在浮选一种或多种合乎需要的矿物质的同时抑制或压制不合需要的脉石材料。在差分或反向浮选系统中，通常在浮选不合需要的脉石的同时抑制或压制所述一种或多种所需矿物质。也就是说，正常的浮选系统是反向的，其中硅酸盐富集在浮选物中，而铁矿石富集底部级分中。这种反向泡沫浮选系统公开在美国专利4,732,667中。常见的抑制剂包括来源于诸如树胶、糊精和淀粉的天然物质的材料。参见Frommer等人的美国专利3,292,780和Iwasaki的美国专利3,371,778以及美国专利4,339,331。已经开发出合成抑制剂用于分离脉石与合乎需要的矿物质，例如如美国专利4,360,425和4,289,613、美国专利2,740,522、美国专利3,929,629、以及美国专利4,808,301中所述。在反向或差分浮选系统中使用抑制剂的情况下，所需矿物质的一部分会无意中随脉石一起被除去。无意中随脉石一起除去的那部分有价值的矿物质通常会永久地从该过程中损失，并且会具有重大的经济影响。因此，无意中随脉石一起浮选的一种或多种所需矿物质的量即使少量减少也会产生显著的经济利益。概述本文公开了包含中度氧化的多糖的抑制剂，所述中度氧化的多糖在约6至约7的pH下具有约0.05mmol至约4.5mmol的阴离子电荷/克，且在约10至约11.2的pH下具有约0.2mmol至约5mmol的阴离子电荷/克。本文还公开了通过加热在水中的多糖、一种或多种碱和一种或多种氧化剂制备的抑制剂，以及包含所述抑制剂和溶剂的组合物。还公开了从具有所需矿物质和脉石的矿石中富集所需矿物质的方法，其中所述方法包括在一种或多种该示例性抑制剂存在下进行浮选过程。通过参考本公开的各种特征的以下详细描述和其中包括的实施例，可以更容易地理解本公开。附图简述图1示出来自用空白、淀粉、包含中度氧化的淀粉或重度氧化的淀粉的示例性抑制剂处理的铁矿石的浮选的所得SiO2等级(%)vs.Fe回收率(%)的曲线图(上图)以及来自相同实验的所得Fe等级(%)vs.Fe回收率(%)的曲线图(下图)；图2是描绘来自用空白、淀粉、包含中度氧化的淀粉或重度氧化的淀粉的示例性抑制剂处理的铁矿石的浮选的SiO2等级(%)vs.Fe回收率(%)的相对斜率、Fe等级(%)vs.Fe回收率(%)的相对斜率以及浮选的SiO2(%)vs.Fe回收率(%)的相对斜率的条形图；图3示出来自用空白(A)、淀粉(B)或包含中度氧化的淀粉的示例性抑制剂(C或D)处理的铁矿石的浮选的所得SiO2等级(%)vs.Fe回收率(%)的曲线图，以及来自相同实验的所得Fe等级(%)vs.Fe回收率(%)的曲线图(下图)；图4示出来自用空白(A)、淀粉(B)或包含中度氧化的淀粉的示例性抑制剂(C或D)处理的铁矿石的浮选的所得浮选的SiO2(%)vs.Fe回收率(%)的曲线图；图5是描绘来自用空白(A)、淀粉(B)或包含中度氧化的淀粉的示例性抑制剂(C或D)处理的铁矿石的浮选的SiO2等级(%)vs.Fe回收率(%)的相对斜率、Fe等级(%)vs.Fe回收率(%)的相对斜率以及浮选的SiO2(%)vs.Fe回收率(%)的相对斜率的条形图。详述根据本文所述的各种示例性实施方案，抑制剂和相关组合物和方法可以用于从铁矿石中浓缩铁。更一般来讲，所述示例性抑制剂和相关组合物和方法可以用于从含矿物质的矿石中浓缩所需矿物质。示例性抑制剂包含中度氧化的多糖，例如中度氧化的淀粉。通常，氧化淀粉包含比未被氧化的淀粉更多的阴离子带电基团。在示例性实施方案中，与没有被氧化或已被过度氧化的淀粉相比，示例性抑制剂的选择性得到改善。在示例性实施方案中，示例性抑制剂的增加的选择性可以用于增强浮选过程期间异质矿物质团聚体的分散，这使得矿物质更易于分离。在示例性实施方案中，抑制剂适用于涉及矿石（例如，铁矿石）的反向阳离子浮选的方法。除了增加的浮选工艺选择性之外，示例性抑制剂还可以用于提供减少的捕集剂消耗、减少的氢氧化钠消耗和/或减少的填埋，特别是与基于淀粉的抑制剂、例如基本上不包含中度氧化的多糖的基于淀粉的抑制剂相比。在某些实施方案中，与基于淀粉的抑制剂的剂量相比，所述抑制剂的浮选浓度或剂量降低。在示例性实施方案中，抑制剂可以以使得它们更易于稀释和/或直接施用的形式提供，例如以溶液形式提供。在示例性实施方案中，示例性抑制剂可以以固体或溶液的形式施用。定义如本文所用，“脉石”是指含有不合需要的矿物质和所需矿物质二者的材料如矿床中的不合需要的矿物质。这种不合需要的矿物质可以包括铝、硅石(例如，石英)、钛、硫和碱土金属的氧化物。在某些实施方案中，脉石包括硅石、硅酸盐或硅质材料的氧化物。如本文所用，术语“所需矿物质”或“有价值的矿物质”是指具有价值的矿物质，并且尤其可以从含有所需矿物质和脉石的矿石中提取。所需矿物质的实例包括铁粉、赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿、铬铁矿、针铁矿、白铁矿、褐铁矿、磁黄铁矿或任何其他含铁的矿物质。如本文所用，“矿石”是指可以从中提取所需矿物质的岩石和矿床。根据所需矿物质的特性，所需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种抑制剂，其包含中度氧化的多糖，所述中度氧化的多糖在约6至约7的pH下具有约0.05 mmol至约4.5 mmol的阴离子电荷/克，在约7至约8的pH下具有约0.05 mmol至约5 mmol的阴离子电荷/克，在约10至约11.2的pH下具有约0.2 mmol至约5 mmol的阴离子电荷/克，或在约10.5的pH下具有约0.2 mmol至约5 mmol的阴离子电荷/克。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.08 US 62/2390901.一种抑制剂，其包含中度氧化的多糖，所述中度氧化的多糖在约6至约7的pH下具有约0.05mmol至约4.5mmol的阴离子电荷/克，在约7至约8的pH下具有约0.05mmol至约5mmol的阴离子电荷/克，在约10至约11.2的pH下具有约0.2mmol至约5mmol的阴离子电荷/克，或在约10.5的pH下具有约0.2mmol至约5mmol的阴离子电荷/克。2.根据权利要求1所述的抑制剂，其中所述中度氧化的多糖在约6至约7的pH下具有约0.06mmol至约0.11mmol的阴离子电荷/克，或在约10至约11.2的pH下具有约0.23mmol至约0.36mmol的阴离子电荷/克。3.根据权利要求1或2所述的抑制剂，其中所述中度氧化的多糖为中度氧化的淀粉。4.一种包含中度氧化的多糖的抑制剂，其通过加热多糖、一种或多种碱和一种或多种氧化剂在水中的混合物制备。5.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述多糖为淀粉。6.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述加热步骤在约20℃至约100℃的范围内的温度下进行。7.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述加热步骤进行约15分钟至约6小时。8.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述处理中使用的水量是制备浓度为约0.5重量%至约50重量%的玉米淀粉溶液所需的水量。9.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述一种或多种碱包括氢氧化钠。10.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述一种或多种氧化剂包括过氧化氢。11.根据权利要求5所述的抑制剂，其中所述淀粉是玉米淀粉，所述加热步骤在约55℃至约95℃的范围内的温度下进行约30分钟至约5小时，所述处理中使用的水量是制备浓度为约0.5重量%至约10...

【专利技术属性】
技术研发人员：DC威尔逊，
申请(专利权)人：凯米罗总公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI