在鉀堿礦的泡沫浮選方法中作為抑制劑的聚季銨聚合物的制作方法
【專利說明】在鉀堿礦的泡沬淳選方法中作為抑制劑的聚季銨聚合物
[0001] 發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及聚季銨聚合物在鉀堿礦的泡沫浮選方法中作為抑制劑的用途。
[0003] 發(fā)明的技術(shù)背景
[0004] 鉀石鹽（鉀堿）礦泡沫浮選是用于從礦漿中回收鉀鹽（KCl)的常規(guī)方法。鉀堿礦 的實例為鉀石鹽、光鹵石、無水鉀鎂釩和鉀鹽鎂釩，在這些中，鉀石鹽處理較易。
[0005] 除石鹽（NaCl)之外，常規(guī)脈石礦物是不同類型的水不溶性細粒礦物質(zhì)，例如粘土 礦物質(zhì)、無水石膏、鐵氧化物等，通常稱為礦泥。廣義而言，礦泥意指細粒含硅材料如粘土和 砂。
[0006] 含硅脈石（粘土）由極細的顆粒組成且具有大表面積，這不利地干擾了鉀石鹽或 其他鉀堿礦泡沫浮選方法中的鉀鹽（KCl)浮選回收。鉀堿浮選期間所用的捕收劑通常吸附 在粘土上，從而導(dǎo)致高捕收劑消耗和不良冶金學(xué)結(jié)果。粘土也干擾其他鉀鹽富集過程，例如 溶解程序。
[0007] 數(shù)種技術(shù)開發(fā)已解決由礦泥存在所導(dǎo)致的問題，例如用于機械除去方法，例如使 用旋液分離、離心和水分離器，以及礦泥浮選。
[0008] 用于分離主要量的礦泥的工藝步驟之后通常為鉀鹽的浮選步驟，其中必須借助所 謂的抑制劑遮蔽殘留的礦泥以免吸附鉀鹽捕收劑。許多不同類型的聚合物已用于該目的， 例如天然多糖，如不同來源的淀粉（玉米、土豆等）、瓜耳膠，改性的天然聚合物，如羧甲基 纖維素（CMC)和木素磺酸鹽，和合成聚合物，如脲醛樹脂。
[0009] RU2165798涉及一種用抑制劑處理鉀鹽浮選進料的方法，所述抑制劑為包含聚乙 烯亞胺的改性脲醛樹脂。
[0010] US8092686涉及一種用于分離方法中，例如作為抑制劑用于泡沫浮選中的改性樹 月旨，所述樹脂包含為伯或仲胺和醛的反應(yīng)產(chǎn)物的基礎(chǔ)樹脂（例如脲醛樹脂），其中用偶聯(lián)劑 (例如取代的硅烷）對所述基礎(chǔ)樹脂進行改性。US3, 017, 028公開了在含鉀礦石的泡沫浮 選中用作抑制劑的未改性脲醛樹脂。
[0011] 然而，仍需要更有效的抑制劑以用于鉀堿礦的泡沫浮選中從而回收鉀鹽。
[0012] 發(fā)明簡述
[0013] 本發(fā)明的目的是提供一種用于鉀堿礦的泡沫浮選方法中的抑制劑，其中所述抑制 劑在遮蔽粘土表面以免捕收劑吸附方面非常有效。
[0014] 現(xiàn)已令人驚訝地發(fā)現(xiàn)了一種抑制劑能顯著改善捕收劑的效率和從鉀堿礦中回收 鉀鹽的回收率，其為可通過使二烷基胺、雙官能化合物和任選的多官能胺反應(yīng)而獲得聚季 銨聚合物，所述雙官能化合物為表鹵代醇、二環(huán)氧化物，或其前體。
[0015] 發(fā)明詳述
[0016] 本發(fā)明的第一方面涉及聚季銨聚合物在鉀堿礦的泡沫浮選方法中作為抑制劑的 用途，其中所述聚季銨聚合物可通過使如下物質(zhì)反應(yīng)而獲得：
[0017] i)具有結(jié)構(gòu)R1R2NH的二烷基胺，其中札和R 2獨立地為具有1-3個，優(yōu)選1-2個， 最優(yōu)選1個碳原子的烴基；
[0018] ii)選自如下組的雙官能化合物：表鹵代醇、二環(huán)氧化物以及在堿性條件下容易 地轉(zhuǎn)化成相應(yīng)環(huán)氧化合物的表鹵代醇和環(huán)氧化物的前體，及其混合物，優(yōu)選為表鹵代醇，最 優(yōu)選為表氯醇；和
[0019] iii)任選的選自如下組的多官能胺：氨，伯胺，具有2-6個，優(yōu)選2-3個，最優(yōu)選2 個碳原子的亞烷基二胺，和具有結(jié)構(gòu)H 2N - [R3-N(R4) ]y - R3 -見12的多亞烷基多胺，其中y為 1- 5,優(yōu)選1-4,最優(yōu)選1-3的整數(shù)，R3為具有2-6個，優(yōu)選2-3個，最優(yōu)選2個碳原子的亞烷 基，且R 4選自氫，具有1-3個，優(yōu)選1-2個，最優(yōu)選1個碳原子的烴基，和具有2-6個，優(yōu)選 2- 3個，最優(yōu)選2個碳原子的ω-氨基烷基，R4優(yōu)選為氫。
[0020] 如果存在iii)，則i)與iii)的摩爾比優(yōu)選為99:1-85:15。ii)的摩爾量基本上 等于i)和iii)的摩爾量之和或更高。優(yōu)選地，ii)與i)+iii)的摩爾比為1:1-1. 5:1，更 優(yōu)選為1. 3:1。
[0021] 所述聚季銨聚合物優(yōu)選在20°C下可以以至少30重量％，更優(yōu)選至少50重量％的 濃度分散于水中，更優(yōu)選溶于水中。
[0022] 最優(yōu)選的聚季銨聚合物通過使i)二甲胺，ii)表氯醇和iii)乙二胺反應(yīng)而獲得。
[0023] 所述聚季銨聚合物的重均分子量（Mw)優(yōu)選為IO4-IO6Da,根據(jù)本文所述的尺寸排 阻色譜法測定。
[0024] 除所述分子量之外或者替代地，所述聚季銨聚合物可根據(jù)本文所定義的方法由其 50重量％含水組合物的粘度表征。所述聚季銨聚合物的粘度優(yōu)選為100-20, OOOmPa * s， 優(yōu)選為 200-2000mPa * s。
[0025] 在另一方面中，本發(fā)明涉及一種泡沫浮選鉀堿礦以回收鉀礦物質(zhì)的方法，其中使 用本文所述的聚季銨聚合物作為抑制劑。
[0026] 該泡沫浮選方法通常包括如下步驟：
[0027] a)在飽和鹽水溶液中，優(yōu)選在用獲自實際礦床的溶解鉀堿礦飽和的鹽水中，用有 效量的抑制劑調(diào)節(jié)成漿的鉀堿礦，其中所述鉀堿礦包含鉀礦物質(zhì)和粘土組分，所述抑制劑 為本文所定義的聚季銨聚合物；
[0028] b)向所述漿液中添加鉀礦物質(zhì)捕收劑和其他浮選助劑；和
[0029] c)實施泡沫浮選方法以回收鉀礦物質(zhì)。
[0030] 通過使用本文所定義的聚季銨聚合物作為鉀堿礦的泡沫浮選中的抑制劑，可獲得 更好的鉀鹽回收率和改善的捕收劑效率，尤其是在更熱的浮選淤漿中（礦石和鹽水（鹽的 飽和水溶液）的混合物）。
[0031] 聚季銨聚合物抑制劑的有效量是足以使所述抑制劑如預(yù)期的那樣起作用，即至少 部分阻止鉀礦物質(zhì)捕收劑粘附至粘土組分上的量。該量取決于存在于成漿鉀堿礦中的粘土 組分的量，但通常為IO-1000 g/噸干礦石，優(yōu)選為20-500g/噸干礦石。
[0032] 當(dāng)將本發(fā)明的方法與其中使用脲醛樹脂作為抑制劑的方法相比時，鉀鹽回收率通 常得以提高。另一優(yōu)點是所述抑制劑在低劑量下就已非常有效。
[0033] 在又一方面中，本發(fā)明涉及一種漿液，其包含粉碎且研磨的鉀堿礦、本文所定義的 鉀礦物質(zhì)捕收劑和用作抑制劑的本文所定義的聚季銨聚合物。
[0034] 所述聚季銨聚合物的合成是公知的，且描述于例如US3, 738, 945中。
[0035] 上述泡沫浮選方法中的鉀鹽捕收劑為陽離子表面活性劑，其合適地為但不限于烷 基胺。所述捕收劑通常為具有式R5NH2的伯胺，其中R5為具有12-22個，優(yōu)選16-22個碳原 子的烴基。合適的實例為椰油烷基胺、牛油烷基胺、大豆油烷基胺、菜籽油烷基胺、肉豆蔻基 胺、棕櫚基胺、硬脂基胺和油基胺。
[0036] 可存在于所述泡沫浮選方法中的其他添加劑為增量油，和起沫劑/泡沫調(diào)節(jié)劑， 如松油、MIBC(甲基異丁基甲醇）和醇如己醇和醇乙氧基化物/丙氧基化物。
[0037] 在使用上述抑制劑實施鉀堿礦的泡沫浮選之前，通常分離主要部分礦泥。因此，在 另一實施方案中，本發(fā)明還涉及一種方法，其中在使用本發(fā)明抑制劑的鉀堿礦浮選之前為 包括分離主要部分的礦泥的