用于湿法冶金应用中矿石浆料体系的石膏阻垢剂制造技术

本发明专利技术涉及在含水矿石浆料中抑制复合水垢，更具体而言石膏水垢生长的组合物，以及在工业采矿操作的较高固含量环境中用于抑制水垢的方法。所述组合物可以包含选自羧酸酯聚合物、聚氨基酸、有机膦酸酯等的活性组分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求于2013年10月15日提交的美国临时申请61/890998的权益，其整体内容在此引入作为参考。专利技术背景本专利技术涉及抑制复合水垢生长，更具体而言在含水矿石浆料中的石膏水垢的组合物，以及在工业采矿操作中具有较高固含量环境中抑制水垢的方法。所述组合物包含选自羧酸酯聚合物、聚胺酸、有机膦酸酯等的活性成分。采矿工业为化学品的大消费者，其在多个矿石加工过程中使用化学品。例如，加入化学品以抑制在矿石加工的不同阶段可形成的各种类型的水垢。在矿石加工系统的不同单元操作的不同条件需要不同的化学品以抑制水垢。矿石的加工非常复杂，需要保持整个过程中的流量的维护，保持最小停机时间的维护，从而以更小成本而加工更多矿石。在工业采矿过程的单元操作需要不断监测、清洁和维护设备，其中所述工业采矿过程包括矿石浆料的形成和/或冷却。所述设备的实例包括骤冷槽和高压釜以及辅助线和设备。骤冷槽和高压釜以及辅助线和设备会有水垢，若不防止的话，需要停止采矿并进行物理除垢。采矿工业一直在寻找其他的在各个阶段中会提高矿石加工效率的技术，因此使采矿加工过程中的总的矿石回收率得以提高。已经表明化学品以及化学品的组合会抑制水溶液中的水垢。然而，矿石的条件极大改变了整个加工，并且在骤冷槽的冷却阶段或者高压釜操作中的矿石可以具有高的固含量，即呈浆料形式且不是100％含水的。必须发现新的化学品以提高浆料阶段的矿石加工。此外，因为对采矿操作的增加的环境考虑，需要对环境损害降低的包含天然材料的化学抗密封添加剂。除非另有所述，本文所述的所有份和百分比为基于重量的重量份和重量百分比。专利技术概括所述在采矿操作中在含水浆料相中用作抗密封剂controls的组合物包含选自羧酸酯聚合物、聚胺酸、有机膦酸酯等以及其组合的活性组分。在采矿操作中，通常将所述抗密封胶组合物以有效量加入矿物浆料中以在管道及用于矿物回收的设备中抑制水垢的形成，其中所述用于矿物回收的设备例如骤冷槽或高压釜，所述组合物可以加入骤冷槽或高压釜的浆料中和/或辅助线或设备单元中。因此，本专利技术包括包含具有矿石的含水相以及有效量的抗密封胶组合物的矿石浆料以抑制骤冷槽或高压釜和/或辅助线或设备的金属、聚合物、塑料或陶瓷表面上的水垢，其中所述抗密封剂组合物包含选自羧酸酯聚合物、聚胺酸、有机膦酸酯等及其组合的活性组分。通常而言，通过抑制设备及管道内壁和装置中复合水垢，尤其是石膏水垢的形成，抗密封剂的施用提高了采矿操作中矿石的容量和流量。这通过降低由于清洁和维护而致的停机时间和其产生的成本而对操作有利，并且还通过在更短时间内除去通过冷却操作的更多矿石浆料而建立更有效的系统。此外，抗密封剂的使用还降低了与高频骤冷电路机械去垢相关的健康和安全风险，并且增加了骤冷槽电路设备的寿命。附图描述图1为本专利技术实施方案中的典型矿石骤冷操作。图2为本专利技术实施方案中的包含初步骤冷装置的典型矿石操作。图3为本专利技术实施方案中的典型矿石高压釜操作。专利技术详述选自羧酸酯聚合物的抗密封剂组合物的活性组分具有下式：R1-CH2-CH(CO2H)-R2-R3其中R1选自官能团，R2为聚羧酸酯且R3为氢或官能团。在实施方案中，R1和R3官能团包含磺酸、硫酸、亚膦酸、膦酸、醇、1,1-二苯基己基、叔丁基、巯基乙醇基、巯基丙酸基、巯基乙醇酸基，并且R2包含聚丙烯酸。通常，所述羧酸酯聚合物的分子量为约1,000g/mol-20,000g/mol，例如约2,000g/mol-12,000g/mol。在实施方案中，所述羧酸酯聚合物包含聚丙烯酸。在一个方面，所述抗密封剂的活性组分可以选自具有下式的聚胺酸：poly(X)mpoly(Y)n,其中X和Y独立地选自氨基酸、氨基酸的盐以及氨基酸衍生物，并且m可以为约2-60，n可至多约60，并且m和n的总数至少约为5。例如，X和Y可以独立地选自天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、天冬氨酸酯、谷氨酸酯、赖氨酸的盐、天冬氨酸酯衍生物、谷氨酸酯衍生物以及赖氨酸衍生物；m可以为约5-12；n可以至多为约12且m和n的总和可以为约5-12。在一个方面，所述聚氨酸可以包含聚天冬氨酸。所述抗密封剂组合物的活性组分可以选自有机膦酸酯。具体而言，所述有机膦酸酯可以选自六亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)(\HDTMPA\)、二亚乙基三胺(五亚甲基膦酸)(\DETPMPA\)、二(六亚甲基三胺五(亚甲基膦酸))(\BHMTPMPA\)等以及其组合。所述抗密封剂组合物用于控制采矿操作中的复合水垢，例如石膏水垢。通常，该方法包括将有效阻垢量的包含活性组分的阻垢组合物加入具有水相的含水矿石浆料中的步骤，其中所述活性组分选自i)具有下式的羧酸酯聚合物；R1-CH2-CH(CO2H)-R2-R3其中R1选自磺酸酯基、硫酸酯基、亚膦酸酯基、膦酸酯基、醇基、1,1-二苯基己基、叔丁基、巯基乙醇基、巯基丙酸基、巯基乙醇酸基，并且R2为i)聚羧酸酯且R3为H或R1，ii)具有下式的聚胺酸：poly(X)mpoly(Y)n，其中X和Y独立地选自氨基酸、氨基酸的盐以及氨基酸衍生物，并且m可以为约2-60，n可以至多约60，并且m和n的总数至少约为5；以及iii)有机膦酸酯，其中浆料的pH低于9.0且该复合水垢包含石膏。在本专利技术的实施方案中，pH可以约3.0至约9.0，通常大于约4.0至约9.0，可以为约4.5-9.0，可以为约5.0-8.0。可以将该方法用于带有矿石的矿石浆料中，温度至多约550℃，可以至多约450℃，可以至多约400℃，可以为约40-约550℃，或者约40-约450℃。本领域熟练技术人员在阅读本公开之后，应理解所有pH和温度范围和数值是经过考虑的。对于抗密封剂组合物的活性组分，可以在方法中使用本说明书中讨论的任何活性化合物。在此所述的抗密封剂组合物可在矿石浆料形成和冷却操作中用于控制复合水垢，通常为石膏水垢，其中所述矿石形成和冷却操作例如矿石骤冷操作或高压釜操作，包括任何关联的管道或辅助设备。在某些方面，该操作可以包含如下步骤：a)提供具有内表面的容器的矿石骤冷槽或者具有内表面的高压釜，至少一个具有内表面的进料线和至少一个具有内表面的排出线；b)提供包含矿石和水相的矿石浆料；c)将有效量的包含活性组分的阻垢组合物加入矿石浆料中，其中所述活性组分选自i)具有下式的羧酸酯聚合物：R1-CH2-CH(CO2H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在采矿操作中防止/抑制/控制复合水垢的方法，其包含将有效量的阻垢组合物加入含水矿石浆料中，其中所述阻垢组合物包含选自如下的至少一种活性组分：a)具有下式的羧酸酯聚合物R1‑CH2‑CH(CO2H)‑R2‑R3其中R1选自磺酸酯基、硫酸酯基、膦酸酯基、亚膦酸酯基、醇基、1,1‑二苯基己基、叔丁基、巯基乙醇基、巯基丙酸基、和巯基乙醇酸基；R2为聚羧酸酯基；且R3为H或R1，b)具有下式的聚氨基酸poly(X)mpoly(Y)n其中X和Y独立地选自氨基酸、氨基酸的盐以及氨基酸衍生物，m可以为约2‑约60，n可以为至多约60，并且m和n的总数为至少约5；以及c)有机膦酸酯，以及其中矿石浆料的pH低于9.0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.15 US 61/890,9981.一种在采矿操作中防止/抑制/控制复合水垢的方法，其包含将有效量
的阻垢组合物加入含水矿石浆料中，其中所述阻垢组合物包含选自如下的
至少一种活性组分：
a)具有下式的羧酸酯聚合物
R1-CH2-CH(CO2H)-R2-R3其中R1选自磺酸酯基、硫酸酯基、膦酸酯基、亚膦酸酯基、醇基、1,1-二
苯基己基、叔丁基、巯基乙醇基、巯基丙酸基、和巯基乙醇酸基；R2为聚
羧酸酯基；且R3为H或R1，
b)具有下式的聚氨基酸
poly(X)mpoly(Y)n其中X和Y独立地选自氨基酸、氨基酸的盐以及氨基酸衍生物，m可以为
约2-约60，n可以为至多约60，并且m和n的总数为至少约5；以及
c)有机膦酸酯，以及
其中矿石浆料的pH低于9.0。
2.权利要求1的方法，其中所述复合水垢包含石膏。
3.权利要求1或2的方法，其中所述矿石浆料包含选自贵金属、碱金
属及其组合的矿物组分。
4.权利要求1-3之一的方法，其中所述矿石浆料包含选自金、铝、
银、铂、铜、镍、锌、铅、钼、钴及其组合的矿物。
5.权利要求1-4之一的方法，其中所述矿石浆料还包含石英、白云石、
方解石、石膏、重晶石或白云母。
6.权利要求1-5之一的方法，其中所述矿石浆料以水相计包含约5ppm
-约300ppm的阻垢组合物中的活性组分。
7.权利要求1-6之一的方法，其中所述羧酸酯聚合物的重均分子量为约
1,000g/mol-约20,000g/mol或约2,000g/mol-约12,000g/mol。
8.权利要求1-7之一的方法，其中所述矿石浆料具有约8重量％-约30
重量％的固含量。
9.权利要求1-8之一的方法，其中所述聚羧酸酯为聚丙烯酸。
10.权利要求1-9之一的方法，其中所述聚氨基酸的X和Y独立地选自
天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、天冬氨酸酯、谷氨酸酯、赖氨酸的盐、天冬
氨酸酯衍生物、谷氨酸酯衍生物以及赖氨酸衍生物；m为约5-约12；n为
至多约12，且m和n的总和为约5-约12。
11.权利要求1-10之一的方法，其中所述聚氨基酸为聚天冬氨酸。
12.权利要求1-11之一的方法，其中所述有机膦酸酯选自六亚甲基二胺
四(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)和二(六亚甲基三胺五(亚甲
基膦酸)。
13.一种控制复合水垢的方法，其包含如下步骤：
a)提供具有至少一个进料线和至少一个排出线的矿石骤冷槽；
b)将含水焙砂矿石浆料加入骤冷槽中；
c)将有效量的包含至少一种活性组分的阻垢组合物加入矿石浆料
中，其中所述至少一种活性组分选自：
i.具有下式的羧酸酯聚合物
R1-CH2-CH(CO2H)-R2-R3其中R1选自磺酸酯基、硫酸酯基、膦酸酯基、亚膦酸酯基、醇基、1,1-二
苯基己基、叔丁基、巯基乙醇基、巯基丙酸基、巯基乙醇酸基；R2为聚羧
酸酯基；且R3为H或R1，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·N·巴基夫，A·M·迪梅约，
申请(专利权)人：索理思科技公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH