控制金属矿渣的流变性制造技术

本发明专利技术涉及一种由含水金属矿渣制备矿物水悬浮液的方法，将通过GPC测量的分子量Mw为2000g/mol至20000g/mol且通过至少一种阴离子单体(M)的自由基聚合来制备的聚合物(P)引入矿物水悬浮液中。本发明专利技术还涉及所制备的悬浮液，其布氏黏度小于1800mPa.s或其屈服点小于80Pa。80Pa。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】控制金属矿渣的流变性
[0001]说明书
[0002]本专利技术涉及一种由含水金属矿渣制备矿物水悬浮液的方法，其中将聚合物(P)引入矿物水悬浮液中，聚合物(P)通过GPC测量的分子量Mw为2000g/mol至20000g/mol并且通过至少一种阴离子单体(M)的自由基聚合制备。本专利技术还涉及所制备的悬浮液，其布氏黏度小于1800mPa.s或流动阈值小于80Pa。
[0003]根据本专利技术的方法用于涉及至少一个矿床的采矿过程中。这些采矿方法通常使得可以从金属矿石中获得至少一种可用金属。金属矿石还包含该金属矿石的残渣。采矿方法通常使用水作为处理或输送干固体成分的介质来实施。因此，金属矿渣通常是含水金属矿渣。它也可能是金属矿渣的淤泥。它也可能是矿石的泥渣。
[0004]因此，根据本专利技术，含水金属矿渣是由至少一个步骤产生的，在该步骤中，从金属矿石，特别是通过采矿提取而产生的金属矿石分离可用金属或可用金属的衍生物。根据本专利技术，可用金属矿石的部分是金属或几种金属或金属的衍生物或几种金属的衍生物。
[0005]当使用根据本专利技术的制备方法时，必要的步骤包括将至少一种聚合物(P)加入含水金属矿渣中。因此，该步骤涉及金属矿渣的处理。它与可用金属矿石的处理无关。因此，该步骤通常在采矿方法中使用，该采矿方法包括用于处理金属矿石的各种步骤和用于处理金属矿渣的各种步骤。
[0006]通常，采矿方法包括用于处理金属矿石的几个步骤、用于处理可用金属或用于处理可用金属衍生物的几个步骤以及用于处理金属矿渣的几个步骤。
[0007]采矿方法通常包括以下步骤中的一个或多于一个：
[0008]-使金属矿石破碎，
[0009]-研磨金属矿石，特别是干磨或湿磨，通常在水中进行，
[0010]-分离，特别是通过浮选将可用金属或可用金属衍生物与金属矿渣分离，特别是含水矿渣，
[0011]-净化或富集可用金属或可用金属衍生物，特别是通过浮选进行，
[0012]-例如通过过滤、沉降、重力、使用浓缩机、絮凝来浓缩金属矿渣，
[0013]-部分分离含水金属矿渣和部分水，
[0014]-输送含水金属矿渣，和
[0015]-储存含水金属矿渣。
[0016]由含水金属矿渣制备矿物水悬浮液的方法是已知的，特别是用于处理、输送或储存这种矿渣的方法。
[0017]文献GB1414964涉及一种使颗粒材料解絮凝的方法，该方法包括将共聚物或乙烯基共聚物的水溶性衍生物添加到颗粒材料的浆料中。
[0018]文献WO2007-082797描述了一种结合使用絮凝剂聚合物和使用辐射或自由基试剂、氧化剂或酶来浓缩固体颗粒的水悬浮液的方法。
[0019]文献WO2017-097799公开了一种用于处理由油砂采矿作业产生的含水流出物的方法，该方法包括添加磺化的分散剂，然后添加絮凝剂。
[0020]文献WO00-43317公开了黏度改进化合物在污泥浓缩机中的用途，其中该化合物以特定方式掺入浓缩机中。
[0021]为了便于它们的处理，已知的悬浮液通常具有较低的固体含量。实际上，加水可能有助于降低这些悬浮液的黏度或流动阈值。
[0022]然而，加水会导致水消耗、能量消耗的问题，甚至导致组织和储存含水金属矿渣的问题。
[0023]因此，由具有高干固体含量的含水金属矿渣制备矿物水悬浮液的方法是重要的。
[0024]使得能够制备稳定的悬浮液，特别是在高干固体含量下制备稳定的悬浮液的方法也很重要。同样地，重要的是具有使得可以制备稳定的悬浮液，并且其中干固体含量的颗粒具有相对粗糙或不是很均匀的粒度分布的方法。
[0025]与由含水金属矿渣制备的矿物水悬浮液的各种成分的相容性也是要寻求的重要性质，特别是与可用于处理含水金属矿渣的絮凝剂的相容性，特别是与聚丙烯酰胺或聚丙烯酰胺衍生物的相容性。
[0026]同样地，重要的是能够控制由采矿衍生物制得的矿物水悬浮液的黏度，特别是使其更易于泵送、搅拌或输送。
[0027]此外，重要的是具有能够控制含水金属矿渣的流动阈值的方法。
[0028]特别重要的是使含水金属矿渣具有流动阈值，最小阈值使得在没有剪切力或剪切力很小的情况下能够消除或降低矿渣的固体部分沉降的风险。
[0029]还应追求在处理含水金属矿渣时减少水的消耗。
[0030]在采矿方法的各个步骤中的水回收或再循环也是优选的。
[0031]既要追求分离或再循环的水的量，又要追求分离或再循环的水的质量。
[0032]能够控制由含水金属矿渣制备的矿物水悬浮液的性状也很重要，以避免处理、存储或运输设备出现问题。实际上，如果由含水金属矿渣制备的矿物悬浮液的黏度或流动阈值有漂移或无法控制，则该设备可能会被损坏、堵塞或阻塞。
[0033]因此，需要用于由含水金属矿渣制备矿物水悬浮液的改进方法。
[0034]根据本专利技术的方法提供了现有技术中由含水金属矿渣制备矿物水悬浮液的方法的全部或部分问题的解决方案。
[0035]因此，本专利技术提供了一种制备矿物水悬浮液的方法，该矿物水悬浮液的干固体含量大于悬浮液的40重量％，并且具有选自以下的至少一种性质：
[0036]-在100rpm和25℃下测得的布氏黏度小于1800mPa.s，
[0037]-使用配备叶片式转子并具有施加的剪切力的流变仪在25℃的温度下测得的对于特定扭转载荷的流动阈值小于80Pa，和
[0038]-在100rpm和25℃下测得的布氏黏度小于1800mPa.s，和使用配备叶片式转子并具有施加的剪切力的流变仪在25℃的温度下测得的对于特定扭转载荷的流动阈值小于80Pa，
[0039]所述方法包括在含水金属矿渣中添加至少一种通过GPC测量的分子量Mw为2000g/mol至20000g/mol的聚合物(P)，该聚合物(P)在至少一种产生自由基的化合物的存在下，在高于50℃的温度下，通过至少一种阴离子单体(M)的至少一种自由基聚合反应制备，阴离子单体(M)包含至少一种可聚合的烯属不饱和键和至少一个羧酸基团或其盐，产生自由基的化合物选自过氧化氢、过氧化苯甲酰、乙酰基过氧化物、月桂酰基过氧化物、叔丁基过氧化
氢、氢过氧化枯烯、过硫酸铵、碱金属过硫酸盐，优选过硫酸钠或过硫酸钾、偶氮化合物，例如2,2'-偶氮双(2-(4,5-二氢咪唑基)丙烷、2,2'-偶氮双(2-甲基丙酰胺)二盐酸盐、重氮-戊腈、4,4'-偶氮双-(4-氰基戊)酸、AZDN或2,2'-偶氮二异丁腈，以及它们各自的组合或它们与选自Fe
II
、Fe
III
、Cu
I
、Cu
II
的离子的缔合物及其混合物。
[0040]因此，根据本专利技术的方法使得可以控制所制备的水悬浮液的基本性质。该方法使得可以控制所制备的悬浮液的布氏黏度和流动阈值。
[0041]根据本专利技术，例如使用Brookfield DV3T流变仪在100rpm和2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制备矿物水悬浮液的方法，所述矿物水悬浮液的干固体含量大于悬浮液的40重量％，并且所述矿物水悬浮液具有选自以下的至少一种性质：-在100rpm和25℃下测得的布氏黏度小于1800mPa.s，-使用配备叶片式转子并具有施加的剪切力的流变仪，在25℃的温度下测得的对于特定扭转载荷的流动阈值小于80Pa，和-在100rpm和25℃下测得的布氏黏度小于1800mPa.s，和使用配备叶片式转子并具有施加的剪切力的流变仪，在25℃的温度下测得的对于特定扭转载荷的流动阈值小于80Pa，所述方法包括在含水金属矿渣中添加至少一种通过GPC测量的分子量Mw为2000g/mol至20000g/mol的聚合物(P)，所述聚合物(P)在至少一种产生自由基的化合物的存在下，在高于50℃的温度下，通过至少一种阴离子单体(M)的至少一种自由基聚合反应制备，阴离子单体(M)包含至少一种可聚合的烯属不饱和键和至少一个羧酸基团或其盐，产生自由基的化合物选自过氧化氢、过氧化苯甲酰、乙酰基过氧化物、月桂酰基过氧化物、叔丁基过氧化氢、氢过氧化枯烯、过硫酸铵、碱金属过硫酸盐，优选过硫酸钠或过硫酸钾、偶氮化合物，例如2,2'-偶氮双(2-(4,5-二氢咪唑基)丙烷、2,2'-偶氮双(2-甲基丙酰胺)二盐酸盐、重氮-戊腈、4,4'-偶氮双-(4-氰基戊)酸、AZDN或2,2'-偶氮二异丁腈，以及它们各自的组合或它们与选自Fe
II
、Fe
III
、Cu
I
、Cu
II
的离子的缔合物及其混合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述悬浮液的黏度小于1500mPa.s，优选小于1200mPa.s，更优选小于1000mPa.s或小于900mPa.s，更优选小于800mPa.s或小于700mPa.s，或甚至小于500mPa.s。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述悬浮液的流动阈值：-小于70Pa或小于60Pa，优选小于50Pa或小于40Pa，更优选小于30Pa或小于20Pa，或-大于10Pa，优选大于12Pa，更优选大于15Pa，或-大于10Pa，优选大于12Pa，更优选大于15Pa且小于70Pa或小于60Pa，优选小于50Pa或小于40Pa，更优选小于30Pa或小于20Pa。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述悬浮液的干固体含量大于50重量％或55重量％，优选大于60重量％或大于65重量％，更优选大于70重量％或大于75重量％。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述悬浮液包含0.01重量％至2重量％的聚合物(P)(相对于矿渣的干重％)，优选0.01重量％至1.8重量％或0.01重量％至1.5重量％，更优选0.01重量％至1.2重量％或0.01重量％至1重量％，更优选0.02重量％至0.8重量％或0.03重量％至0.5重量％，甚至更优选0.04重量％至0.25重量％或0.04重量％至0.15重量％。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其包括添加一种、两种或三种不同的聚合物(P)或进一步添加选自木质素磺酸盐衍生物、硅酸盐、未改性的多糖和改性的多糖中的至少一种化合物。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中
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金属矿石选自锂矿石、锶矿石、镧系元素矿石、锕系元素矿石、铀矿石、稀土元素矿石、钛矿石、锆矿石、钒矿石、铌矿石、铬矿石、钼矿石、钨矿石、锰矿石、铁矿石、钴矿石、铑矿石、铱矿石、镍矿石、钯矿石、铂矿石、铜矿石、银矿石、金矿石、锌矿石、镉矿石、锡矿石和铅
矿石，或
●
金属矿石包含金属氧化物、金属硫化物或金属碳酸盐，或
●
相对于金属矿渣的量，金属矿渣包含的金属残留量小于每吨2000g(干重/干重)；优选地，相对于金属矿渣的量，金属的量为每吨10g至2000g(干重/干重)或每吨10g至1000g(干重/干重)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中-在含水金属矿渣的泵送步骤之前，特别是使用选自离心泵、蠕动泵、正位移泵、压缩空气泵、隔膜泵、旋转泵的泵泵送步骤之前添加聚合物(P)，或-在含水金属矿渣的泵送步骤期间，特别是使用选自离心泵、蠕动泵、正位移泵、压缩空气泵、隔膜泵、旋转泵的泵泵送步骤期间添加聚合物(P)，或-在含水金属矿渣的泵送步骤之后，特别是使用选自离心泵、蠕动泵、正位移泵、压缩空气泵、隔膜泵、旋转泵的泵泵送步骤之后添加聚合物(P)，或-在含水金属矿渣的絮凝步骤之前，例如使用聚丙烯酰胺或聚丙烯酰胺衍生物的絮凝步骤之前添加聚合物(P)，或-在含水金属矿渣的絮凝步骤期间，例如使用聚丙烯酰胺或聚丙烯酰胺衍生物的絮凝步骤期间添加聚合物(P)，或-在含水金属矿渣的絮凝步骤之后，例如使用聚丙烯酰胺或聚丙烯酰胺衍生物的絮凝步骤之后添加聚合物(P)，或-在含水金属矿渣的浓缩步骤之前添加聚合物(P)，浓缩步骤特别是通过重力浓缩，例如使用选自常规浓缩机、高密度浓缩机、高产率浓缩机中的至少一种装置，或通过密度浓缩，例如使用选自常规浓缩机、高密度浓缩机、高产率浓缩机中的至少一种装置，或通过过滤，例如使用选自过滤器、压滤机、旋转式过滤器中的至少一种装置进行，或-在含水金属矿渣的浓缩步骤期间添加聚合物(P)，浓缩步骤特别是通过重力浓缩，例如使用选自常规浓缩机、高密度浓缩机、高产率浓缩机中的至少一种装置，或通过密度浓缩，例如使用选自常规浓缩机、高密度浓缩机、高产率浓缩机中的至少一种装置，或通过过滤，例如使用选自过滤器、压滤机、旋转式过滤器中的至少一种装置进行，或-在含水金属矿渣的浓缩步骤之后添加聚合物(P)，浓缩步骤特别是通过重力浓缩，例如使用选自常规浓缩机、高密度浓缩机、高产率浓缩机中的至少一种装置，或通过密度浓缩，例如使用选自常规浓缩机、高密度浓缩机、高产率浓缩机中的至少一种装置，或通过过滤，例如使用选自过滤器、压滤机、旋转式过滤器中的至少一种装置，或-在含水金属矿渣的输送步骤之前，特别是使用开放管、封闭管或管道的输送步骤之前添加聚合物(P)，或-在含水金属矿渣的储存步骤之前添加聚合物(P)，或-在含水金属矿渣的储存步骤期间添加聚合物(P)。9.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈赫迪，
申请(专利权)人：可泰克斯公司，
类型：发明
国别省市：