去除碳酸盐矿物中杂质的过程制造技术

本发明专利技术定义了一种对碳酸盐矿物基质通过磁力分离进行选矿的过程，其中将含磷或氮的有机化合物或试剂和大量磁性颗粒与含有碳酸盐的矿物基质相混合，向该混合物施加磁场，从而使有价值的矿物从无价值的矿物中分离出来。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通过去除不需要的杂质进行碳酸盐矿物基质的选矿的领域。特别而 言，本专利技术涉及一种使用磁性微颗粒和含有氮或磷官能度的矿物活性化合物的组合对碳酸 盐矿石进行选矿的方法。
技术介绍
选矿在采矿工业中指对矿物基质（例如矿石）进行纯化以得到有价值矿物的多种 方法的术语。选矿典型地包括从矿物基质中将所需要的或"有价值"的矿物从其它不太需 要或"无价值"的矿物中分离出来。在很多案例中，可得的分离度大大影响到所选产物的质 量。例如，有价值的矿物质如碳酸钙在广泛的终端应用常用作色素和填料，例如在纸业、涂 料、塑料、制陶中作为涂层和填料。在这些应用中，所需的更高水平的白度和亮度通常和更 杂质的低水平相关联。然而，碳酸盐矿物常含有大量脱色性矿物，如长石、正长石、绿泥石、 硅石、锐钛矿、云母如白云母和黑云母，粘土和铁相物质。同样，在其它应用中如电子、光学 和生物医药领域，常希望得到含有相对低杂质水平的矿物。 一些矿物分离过程涉及到磁性试剂和强磁场的使用。PCT公布W0 02/066168报道 了表面功能化的磁性颗粒，其据称可在矿物筛选中作为磁性试剂。据称该磁性颗粒至少在 大小上与矿物颗粒具可比性，因此很明显的在磁性颗粒表面出现的物质的数量只是磁性试 剂的很小的一部分。美国专利4, 834, 898和4, 906, 382报道的磁化试剂据称含有一种含磁 性物质颗粒的水，每个磁性物质颗粒都有具有内外双层的表面活性剂的包衣。据报道磁性 颗粒的内和外的表面活性剂层是单分子且不相同。 在以前的磁性分离过程中发现，随着磁性微颗粒的颗粒变小，可观测到矿物筛选 质量的提因此，在特定应用中，例如在_岭土的选矿中，倾向于选用具有最小可应用的 颗粒尺寸的磁性微颗粒。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是提供一种使用磁性微颗粒和含有氮或磷官能度的矿物活性 化合物的混合物对含有碳酸盐的矿物基质如矿石进行选矿的优化过程。 优选实施方式的详细描述 -种实施方式提供了一种使用通过磁力分离对碳酸盐矿物基质进行选矿的过程， 其包括混合含有碳酸盐的矿物基质、大量磁性微颗粒和式I或式II的试剂，或式I和式II 试剂组合形成混合物。式I试剂优先包含R1R2R3M，式II试剂优先包含R1R2R3R4M+X_，其中 M是N或P，X是一种阴离子型反离子，Rl，R2,R3和R4各自含有氢或含有具有约1至约50 碳的有机部分，或其中Rl，R2,R3和R4中至少两种形成含有1至50碳原子的环状结构，并 且其中Rl，R2,R3和R4组中至少一种必须是含有1至50碳的有机部分或其中Rl，R2,R3和R4组中至少两种形成含有具有1至50碳原子的环状结构。磁场施加于该混合物使得有价 值的矿物从无价值的矿物中分离出来。 优选添加到碳酸盐矿物基质中的该大量磁性微颗粒和式I或式II的试剂的条件 为磁性微颗粒和式I或式II的试剂重量比范围为约10:1至约1:10,更优选的重量比为约 5:1 至约 1:5。 式I或式II的试剂包含含有有机氮（N)或有机磷（P)的分子，其中N或P能够被 季取代化或以质子化的阳离子形式存在。 式I试剂可能是伯、仲或叔胺或膦衍生物。此类试剂的例子包括但不限于，甲 基-双（2-羟丙基）_椰油烷基甲基硫酸铵、二甲基二癸基氯化铵、二甲基-二（2-乙基已 基）-氯化铵、二甲基-(2-乙基已基）-椰油烧基氯化铵、二椰油烧基二甲基氯化铵、n_动 物脂烷基-1，3_丙烷双乙酸二胺、Arquad2C(二甲二椰油烷基氯化铵）和DuomacT(N_动 物脂烷基-1，3-丙烷双乙酸二胺）与Ethomeenl8/16 (长链烷基胺+50E0)的组合。 式II试剂可能是季盐，其中Rl，R2,R3和R4各自含有1至50碳的有机部分，或其 中Rl，R2,R3和R4中至少两种形成含有1至50碳原子的环状结构，或其也许是Rl，R2,R3和 R4其中至少有一种为H的胺或膦前体的简单盐。Rl，R2,R3和R4中至少一种必须是含有1 至50碳的有机部分或Rl，R2,R3和R4组中至少两种形成含有1至50碳原子的环状结构。 优选地，Rl，R2,R3和R4中至少二种含有1至50碳的有机部分或Rl，R2,R3和R4中任意两 种形成环形结构。Rl，R2,R3,R4各自含有不同的有机化学物质基团，包括但不限于具支链和非支链、 被取代和未被取代的如下基团：烷基，如Q-Cm烷基或烯基，环烷基或二环烷基，烯烃氧化 物（如，（(CH2)n-〇-)m，其中n和m各自的范围为1?6)，聚环烷基，烯基，环烯基，二环烯基， 聚环烯基，炔基，芳基，如C6-C2(l芳基，二环芳基，聚环芳基，杂芳基，以及芳烷基，如C7-C2(l芳 烷基。优选Rl，R2,R3和R4中至少一种含有C5-C2Q烧基、C6-C12芳基或C7-C12芳烷基基团。 适合的R基团的实例包括但不限于：丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基、月桂基、2-乙烷基己 基、动物脂、十七基、油烯基、二十烷基、苯基、甲苯基、萘基和己苯基。其中优选的试剂包括 二甲基二癸基氯化铵、二甲基二环烷基氯化铵、二甲基二月桂基氯化铵、二甲基二十八烷基 氯化铵、二甲基二动物脂烷基氯化铵和相应的甲基硫酸盐。 在另一优选的实施方式中，Rl，R2,R3和R4中任意两种或多种形成环状物。该环状 物也可含有其它的杂原子，如氮、氧或硫。该杂环化合物包含但不限于，（苯）咪唑、（苯） 咪唑啉、（苯）噁唑、（苯）噁唑啉、吗啉和哌啶。杂环可以可选地被烷化或被乙氧化或被丙 氧化。 本专利技术中用作试剂的优选杂环化合物为咪唑、咪唑啉、唑、噁唑啉和吗啉。特别 优选的杂环化合物含有c5-c2(l烷基或烯基，c6-c12芳基，或可附加到环中任何点的C7-(：12芳 烷基基团。在这些优选的实施方式中，其中该式I或式II的试剂是咪唑啉或咪唑的衍生 物。合适的咪唑啉化合物的实例包括Degussa公司提供的已进行商业应用的产品Variquat 56,（1氢-咪唑啉基，1-乙烷基-2-8-十七烷基）4, 5-二氢-乙烷基硫酸盐），Varine0 (1 氢-咪唑基，1-乙醇-，2-(8-十七烷基）-4, 5-二氢）和Varisoft3696 (咪唑啉基，1-乙 烧基-4, 5_二氧-3_(2_轻乙基）_2_(8_十七烧基）-乙烧基硫酸盐），以及塔罗油轻乙基 咪唑啉（式2)，和塔罗油乙烯基双咪唑啉（式4)。 在优选实施方式中，式I的试剂包括仲或叔胺及其盐类。特别优选为含有至少一 种c5-c2Q烧基或烯基、c6-c12芳基或C7-(：12芳烷基基团的脂肪胺衍生物。 伯、仲或叔胺可能被单独应用或在和酸中和后以盐的形式应用，其中该酸可能为 无机酸（如硫酸或盐酸）或有机酸（如醋酸、丙酸或戊二酸）。仲胺、叔胺和杂环胺为优选。 特定的式⑴的试剂的实例包括Cytec工业公司（CytecIndustriesInc. W.Paterson,NJ.)提供的已进行商业应用的脂肪胺盐如伯脂肪醋酸铵Aero?3100C、伯脂 肪醋酸铵Aero1* 3030C、伯动物脂醋酸胺Aeromine?8625A和胺缩合物Aeromine'K'_8651。 特定的式（II)的试剂的实例包括四烷基铵盐，如四乙基溴化铵、四丁基溴化 铵、十六烷基三甲基溴化铵、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对碳酸盐矿物基质使用磁性分离进行选矿的方法，包括：将含碳酸盐的矿物基质、大量磁性微颗粒和式I或式II的试剂相混合以形成混合物；式I R1R2R3M 式II R1R2R3R4M+X‑其中M是N或P，X是一种阴离子型反离子，R1,R2,R3和R4中每种都是选自H或含有约1至约50个碳的有机部分或其中R1,R2,R3和R4中至少两种形成含有1至50碳原子的环状结构，其中R1,R2,R3和R4中至少一种必须是含有约1至50碳的有机部分或其中R1,R2,R3和R4中至少两种可一起形成含有1至50碳原子的环状结构；和向该混合物施加磁场，使得有价值的矿物从无价值的矿物中分离出来。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：萨桑贺力·A·拉维香卡，约尚莱特·C·维莱加斯，王兵，
申请(专利权)人：氰特技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US