制备半纤维素组合物的方法技术

提供了用于制备半纤维素组合物的多次提取方法。本文还提供了包含半纤维素组合物的抑制剂组合物。还公开了从包含所需矿物的矿石中富集所需矿物的方法，其中该方法包括在一种或多种捕收剂和包含半纤维素的抑制剂组合物存在下实施浮选工艺。

Method for preparing hemicellulose compositions

A multiple extraction method for preparing hemicellulose compositions is provided. Inhibitor compositions comprising hemicellulose compositions are also provided. A method for enriching the required minerals from ores containing the required minerals is also disclosed, in which a flotation process is carried out in the presence of one or more collectors and inhibitor compositions containing hemicellulose.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备半纤维素组合物的方法相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月31日提交的美国临时专利申请第62/316,084号的优先权，其全部内容并入本文。
本公开一般涉及制备半纤维素组合物的方法，所述半纤维素组合物可用作矿石浮选工艺中的抑制剂。背景在含矿物矿石的加工中，理想的是将称为脉石的不需要的矿物(例如Al2O3、SiO2和TiO2)与矿石中需要的矿物(例如铁矿石)分离。实现该目标的一种方法是在正常浮选工艺中抑制具体矿物的浮选。在矿物浮选系统中，通常在漂浮需要的一种或多种矿物时抑制脉石材料。在优先浮选或反浮选系统中，通常在漂浮脉石时抑制需要的一种或多种矿物。通常通过在浮选步骤期间使用一种或多种抑制剂(depressingagent)(也称为抑制剂(depressant))来实现抑制。当添加到浮选系统中时，抑制剂对待抑制的材料施加特定的作用，从而防止其漂浮。抑制剂促进这种分离的能力被称为其选择性，即更具选择性的抑制剂实现了脉石与所需矿物的更好分离。在典型的矿石浮选方案中，将矿石研磨至足够小的尺寸以从脉石中释放所需的一种或多种矿物。浮选工艺中的另一步骤涉及通过脱泥除去超细颗粒。超细颗粒通常定义为直径小于5至10微米的那些颗粒。脱泥工艺可以伴随或之后是絮凝步骤或一些其他类型的沉降步骤，例如使用旋风分离装置。该步骤之后是浮选步骤，其中在捕收剂和/或起泡剂的存在下将脉石材料与所需的一种或多种矿物分离。在许多浮选系统中常规使用天然衍生的物质如淀粉、糊精和树胶作为抑制剂。在一些国家，禁止在这种类型的商业应用中使用具有食品价值的物质如淀粉。玉米纤维是玉米碾磨过程的低价值副产品，通常与浸液掺和并用作动物饲料。玉米纤维的主要成分是纤维素、半纤维素、蛋白质、油、木质素和淀粉。通常通过碱性过氧化氢工艺(AHP)从玉米纤维中分离半纤维素。在AHP中，将玉米纤维在高温下与碱性溶液和过氧化物混合。所得产物含有固体和液体部分。当液体含有半纤维素时，将固体部分与液体分离。该方法是麻烦的，因为溶解的有机固体含量低并且仅约50-75%的玉米纤维溶解在反应介质中。增加溶解的有机固体含量的浓缩方法已证明是不成功的，因为玉米纤维在提取条件下显著溶胀，从而增加了提取溶液中玉米纤维的量(称为“浓度%”)并引起高浆料粘度和无效固液分离，导致产品损失。由于显著的发泡，半纤维素溶液的真空蒸发也是不成功的。简述本文公开了包含半纤维素的组合物，和制备该组合物的方法，以及它们在矿石浮选中作为抑制剂组合物的用途。具体地，制备半纤维素组合物或包含半纤维素的抑制剂组合物的方法包括：(a)将包含半纤维素的新的或未消化的植物材料，至少一种苛性碱和任选至少一种氧化剂合并以形成第一反应混合物；(b)使第一反应混合物反应足以形成含有半纤维素的第一反应产物的时间，其中所述反应产物包含液体部分和固体部分；(c)将第一反应产物的至少一些液体部分与第一反应产物的固体部分分离，以提供第一半纤维素组合物；(d)将至少一部分第一半纤维素组合物与新的或未消化的植物材料，至少一种苛性碱和任选至少一种氧化剂合并以形成第二反应混合物；(e)使第二反应混合物反应足以形成含有半纤维素的第二反应产物的时间，其中所述反应产物包含液体部分和固体部分；(f)将第二反应产物的至少一些液体部分与第二反应产物的固体部分分离，以提供第二半纤维素组合物或包含半纤维素的抑制剂组合物。还公开了从包含所需矿物的矿石中富集所需矿物的方法，其中所述方法包括在一种或多种捕收剂和本文所述的示例性半纤维素组合物或包含半纤维素的抑制剂组合物的存在下实施浮选工艺。通过参考以下对本公开的各种特征和其中包括的实施例的详细描述，可以更容易地理解本公开。附图简述图1是示出示例性方法的流程图。图2是铁矿石浮选工艺的铁回收率(Fe回收率%)对漂浮的二氧化硅的图，其使用阶段1提取半纤维素组合物作为抑制剂，使用示例性(阶段3提取)半纤维素组合物作为抑制剂，或者没有使用抑制剂。详述定义如本文所用，“半纤维素”是指除纤维素之外的植物细胞壁的杂聚物多糖组分。半纤维素具有称为戊糖的糖，例如木糖，其各自具有5个碳原子作为构成单元，称为己糖的糖，例如甘露糖、阿拉伯糖和半乳糖醛酸，其各自具有6个碳原子作为构成单元，和任选复合多糖，例如葡甘露聚糖和葡糖醛酸木聚糖。半纤维素可以是几乎所有植物细胞壁中存在的几种杂聚物中的任何一种，例如木聚糖、阿拉伯木聚糖、葡糖醛酸木聚糖、葡糖醛酸阿拉伯木聚糖。通常，主链(即骨架)由β-1,4-连接的D-吡喃木糖残基组成。除木糖外，半纤维素还可含有阿拉伯糖、葡糖醛酸或其4-O-甲基醚，以及乙酸、阿魏酸和对香豆酸。在一些情况下，单体从木聚糖骨架上分支出来。分支的频率和组成取决于来源。在示例性实施方案中可以使用所有类型的半纤维素。如本文所用，“抑制剂”是指与抑制相关脉石浮选相比优先抑制所需矿物浮选的试剂。如本文所用，“所需矿物”是指具有价值并且可以从含有所需矿物和脉石的矿石中提取的矿物。所需矿物的实例包括铁粉、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矿物。如本文所用，“脉石”是指包含不需要的和需要的矿物的材料中的不需要的矿物，例如矿床。这些不需要的矿物可包括铝、二氧化硅(例如石英)、钛、硫和碱土金属的氧化物。在某些实施方案中，脉石包括二氧化硅、硅酸盐或硅质材料的氧化物。如本文所用，“矿石”是指可从中提取所需矿物的岩石和沉积物。根据所需矿物的特性，所需矿物的其他来源可包括在“矿石”的定义中。矿石可能含有不需要的矿物或材料，在本文也称为脉石。如本文所用，“铁矿石”是指可从中提取金属铁的岩石、矿物和其他铁源。矿石通常富含铁氧化物，颜色从深灰色、亮黄色、深紫色到锈红色变化。铁本身通常以磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、针铁矿(FeO(OH))、褐铁矿(FeO(OH)•n(H2O))、菱铁矿(FeCO3)或黄铁矿(FeS2)的形式发现。铁燧岩是一种含铁沉积岩，其中铁矿物与石英、燧石或碳酸盐形成隔层。铁英岩，也称为条带状石英赤铁矿和赤铁矿片岩，是一种铁和石英形成物，其中铁以赤铁矿、磁铁矿或假象赤铁矿的薄层形式存在。任何这些类型的铁都适用于本文所述的方法。在示例性实施方案中，铁矿石基本上是磁铁矿、赤铁矿、铁燧岩或铁英岩。在示例性实施方案中，铁矿石基本上是黄铁矿。在示例性实施方案中，铁矿石被脉石材料污染，例如铝、二氧化硅或钛的氧化物。在示例性实施方案中，铁矿石被粘土污染。制备半纤维素组合物的方法在示例性实施方案中，提供了通过多次提取方法由包含半纤维素的植物材料制备半纤维素组合物的方法。在示例性实施方案中，多次提取方法包括第一次提取包含半纤维素的植物材料以形成含有半纤维素的反应产物，例如含有半纤维素的溶液和植物材料固体废物；将含有半纤维素的溶液与植物材料固体废物分离；和第二次提取包含半纤维素的植物材料，其中将从第一次提取产生的含有半纤维素的溶液的至少一部分添加到新植物材料，至少一种苛性碱和任选至少一种氧化剂中，即从新植物材料中提取半纤维素。可以将至少一部分含有半纤维素的溶液与植物材料固体废物分离，并任选地用于第三次提取，其中添加另一部分新植物材料、至少一种苛性碱和任选至少一种氧化剂。在完成所需数量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.制备半纤维素组合物或包含半纤维素的抑制剂组合物的方法，其包括：(a) 将包含半纤维素的新的或未消化的植物材料，至少一种苛性碱和任选至少一种氧化剂合并以形成第一反应混合物；(b) 使第一反应混合物反应足以形成含有半纤维素的第一反应产物的时间，其中所述反应产物包含液体部分和固体部分；(c) 将第一反应产物的至少一些液体部分与第一反应产物的固体部分分离，以提供第一半纤维素组合物；(d) 将至少一部分第一半纤维素组合物与新的或未消化的植物材料，至少一种苛性碱和任选至少一种氧化剂合并以形成第二反应混合物；(e) 使第二反应混合物反应足以形成含有半纤维素的第二反应产物的时间，其中所述反应产物包含液体部分和固体部分；和(f) 将第二反应产物的至少一些液体部分与第二反应产物的固体部分分离，以提供第二半纤维素组合物或包含半纤维素的抑制剂组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.31 US 62/3160841.制备半纤维素组合物或包含半纤维素的抑制剂组合物的方法，其包括：(a)将包含半纤维素的新的或未消化的植物材料，至少一种苛性碱和任选至少一种氧化剂合并以形成第一反应混合物；(b)使第一反应混合物反应足以形成含有半纤维素的第一反应产物的时间，其中所述反应产物包含液体部分和固体部分；(c)将第一反应产物的至少一些液体部分与第一反应产物的固体部分分离，以提供第一半纤维素组合物；(d)将至少一部分第一半纤维素组合物与新的或未消化的植物材料，至少一种苛性碱和任选至少一种氧化剂合并以形成第二反应混合物；(e)使第二反应混合物反应足以形成含有半纤维素的第二反应产物的时间，其中所述反应产物包含液体部分和固体部分；和(f)将第二反应产物的至少一些液体部分与第二反应产物的固体部分分离，以提供第二半纤维素组合物或包含半纤维素的抑制剂组合物。2.如权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括：(g)将至少一部分第二半纤维素组合物与新的或未消化的植物材料，至少一种苛性碱和任选至少一种氧化剂合并以形成第三反应混合物；(h)使第三反应混合物反应足以形成含有半纤维素的第三反应产物的时间；其中所述反应产物包含液体部分和固体部分；和(i)将第三反应产物的至少一些液体部分与第三反应产物的固体部分分离，以提供第三半纤维素组合物或包含半纤维素的抑制剂组合物。3.如权利要求2所述的方法，其中所述方法进一步包括：(j)将至少一部分第三半纤维素组合物与新的或未消化的植物材料，至少一种苛性碱和任选至少一种氧化剂合并以形成第四反应混合物；(k)使第四反应混合物反应足以形成含有半纤维素的第四反应产物的时间；其中所述反应产物包含液体部分和固体部分；和(1)将第四反应产物的至少一些液体部分与第四反应产物的固体部分分离，以提供第四半纤维素组合物或包含半纤维素的抑制剂组合物。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中步骤(a)、(d)、(g)和/或(j)中的新的或未消化的植物材料包含木质纤维素生物质。5.如权利要求4所述的方法，其中所述木质纤维素生物质衍生自农业废物、硬木或草本作物。6.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中步骤(a)、(d)、(g)和/或(j)中的新的或未消化的植物材料为玉米纤维。7.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中步骤(a)、(d)、(g)和(j)中的植物材料浓度%为约5%至约50%。8.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中步骤(a)、(d)、(g)和/或(j)的每一个中的苛性碱独立地选自氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铷、氢氧化铯、氢氧化镁、氢氧化锶、氢氧化钡、氢氧化钙，其水合物、其氧化物或它们的组合。9.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中在步骤(a)、(d)、(g)和/或(j)的每一个中加入至少一种氧化剂。10.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中在步骤(a)、(d)、(g)和/或(j)的每一个中加入的至少一种氧化剂为过氧化物。11.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中步骤(b)、(e)、(h)和(k)的至少一个进一步包括加热反应混合物。12.如权利要求11所述的方法，其中在约25℃至约130℃的温度下加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：X殷，DC威尔逊，SA科夫斯基沃福德，MM达科斯塔，
申请(专利权)人：凯米罗总公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI