使用包含至少一种疏水改性的聚亚烷基亚胺的收集剂用于分离硅酸盐和碱土金属碳酸盐的泡沫浮选方法技术

本发明专利技术涉及一种分离硅酸盐和碱土金属碳酸盐的方法，其使用至少一种疏水改性的聚亚烷基亚胺，其中：i)该聚亚烷基亚胺是通过由官能团R替代伯氨基和/或仲氨基基团的所有或部分氢进行疏水改性的，其中官能团R包含直链的或支化或环状的烷基和/或芳基，并包括1-32个碳原子；ii)在改性之前，聚亚烷基亚胺具有至少3个亚烃基亚胺重复单元和140到100000g/mol范围的分子量；iii)聚亚烷基亚胺的改性使原子C的数量相对于未改性的聚亚烷基亚胺增加了1到80％。本发明专利技术另外还涉及由本发明专利技术的方法得到的包含硅酸盐的产品和包含碱土金属碳酸盐的产品，以及它们的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用包含至少一种疏水改性的聚亚烷基亚胺的收集剂用于分离硅酸盐和碱土金属碳酸盐的泡沬浮选方法
本专利技术涉及用来通过泡沫浮选选择性地分离硅酸盐和碱土金属碳酸盐的
本专利技术的第一个目的在于分离硅酸盐和碱土金属碳酸盐的方法，其特征在于所述方法包公如下步骤a)提供至少一种包含至少一种硅酸盐和至少一种碱土金属碳酸盐的矿物材料，所述矿物材料具有5-1000 μ m范围内的重量中值粒径；b)提供至少一种疏水改性的聚亚烷基亚胺，其中i)该聚亚烷基亚胺通过由官能团R替代其伯氨基和/或仲氨基基团的所有或部分氢进行疏水改性，其中R包含直链的或支化的或环状的烷基和/或芳基，并包括1-32个碳原子；ii)在改性之前，聚亚烷基亚胺具有至少3个亚烷基亚胺重复单元和140到 100000g/mol的分子量；iii)聚亚烷基亚胺的改性使原子C的数量相对于未改性的聚亚烷基亚胺增加了 I 到 80% ；c)在一个或更多步骤中，在水环境中，将步骤a)中所述的矿物材料和步骤b)中所述的疏水改性的聚亚烷基亚胺接触，以形成PH值在7到10的水性悬浮液；d)传送一种气体通过步骤c)中的悬浮液；e)从悬浮液中回收包含碱土金属碳酸盐的产品和包含硅酸盐的产品。本专利技术的第二个目的在于由本专利技术的方法得到的含硅酸盐的产品。本专利技术的第三个目的在于由本专利技术的方法得到的含碱土金属碳酸盐的产品。本专利技术的第四个目的在于本专利技术的含硅酸盐产品在水泥、混凝土或玻璃领域的用途。本专利技术的第五个目的在于本专利技术的含碱土金属碳酸盐产品在纸、涂料、塑料、化妆品以及水处理领域的用途。碱土金属碳酸盐，例如，白云石和碳酸钙，以及尤其它的方解石同形体，和硅酸盐， 如硅石、云母和长石，经常彼此相连地存在于沉积岩如大理石和石灰石中。将这些矿物分离成都有用的碱土金属碳酸盐部分和有用的硅酸盐部分是工业上高度感兴趣的，因为两种产品在很多相似但也不同的领域存在应用。碳酸钙、例如，广泛地作为填料或颜料在原纸和/或纸涂层配方设计方面使用。它也同样用于塑料、涂料、水处理和化妆品工业。硅酸盐特别地应用于陶瓷、混凝土和水泥领域。包含特定浓度的硅酸盐的矿物混合物在农业领域发现应用。因为这些应用要求高温加工，需要限制与实施加合物相关的挥发性有机物的含量。水泥工业具有特殊的要求，在加工过程中限制引起发泡的添加剂的使用,例如在路基石的生产过程中。将碱土金属碳酸盐例如碳酸钙与硅酸盐彼此分离的最普通的方法包含物理_化学分离，其中，首先沉积岩被磨碎，然后，在水环境中通过使用一种装置经受泡沫浮选，该装置选择性地授予磨碎的矿物的包含硅酸盐的部分疏水性，以使这样的组分随气体被浮选。 另一种方法选择性地赋予被磨碎材料中的碱土金属碳酸盐疏水性，以使这样的组分被浮选和/或被气体收集。在本专利技术中，通过浮选将包含碱土金属碳酸盐的部分与含硅酸盐的部分分离，然后被收集，并回收矿物材料的未被浮选的包含碱土金属碳酸盐的部分。泡沫浮选方法中为硅酸盐提供疏水性的方法有多种，且在本领域熟知，在这方面， 包括来自US3，990, 966，其指的是1_羟乙基_2_十七烷基咪唑啉，I-羟乙基_2_烷基咪唑啉和咪唑啉的盐衍生物。CA I 187 212公开了季胺或其盐用做硅酸盐收集剂。W02008/084391描述了纯化包含碳酸盐的矿物的方法，包含至少一个浮选步骤，其特征在于这个步骤使用至少一种季咪唑啉甲基硫酸盐化合物作为收集剂。通常使用的另一种收集剂是N-牛油-1，3 二氨基丙烷双乙酸盐和叔胺的组合，该叔胺具有与氮连接的一个长碳链烷基和两个聚氧乙烯基团。这种方法的明显缺点在于形成该收集剂的两种化合物是高熔点固体，为了使用它们，它们必须使用能量搅拌器和/或加热在水中分散，然后积极地混合以保持悬浮。氯化二椰基二甲基铵是另一种已知的硅酸盐收集剂，但是，因为它需要醇类溶剂体系以利于其生产方法，它的使用招致生产中、存储中以及使用中的易燃性。这种产品还具有相对高的倾点和浊点。基于脂肪酸和脂肪酸盐的添加剂，例如油酸钠，在常在泡沫浮选的文献中被描述； 这样泡沫的使用导致后来的应用中不可控制的发泡，并且它们还具有非常有限的选择性。除了与当前可得到的选择相关的提到的缺点之外，本领域技术人员可能还面临需要发现一种分离碱土金属碳酸盐和硅酸盐的方法，该方法要使废物浪费特别是化学废物最小化。相应地，申请人已经惊喜地发现了一种特殊的聚合有机氮化合物，与已知的现有技术中通过泡沫浮选分离碱土金属碳酸盐和硅酸盐的方法相比，其一样有效，甚至更有效。 本申请中使用的聚合有机氮化合物作为一种单独的液体收集剂，尽管它可与其他浮选助剂联合使用。最值得注意的，本专利技术中所使用的化合物具有的明显优势在于，其在浮选之后， 可通过一种简单的PH调节步骤加以回收以进一步使用。另外，与通过pH调节步骤回收聚合有机氮化合物并行地，硅酸盐部分被回收，其表现为减小的发泡趋势和疏水行为，并因而作为水泥和混凝土等应用的原料非常有用。相应地,本专利技术的第一个目的在于一种分离娃酸盐和碱土金属碳酸盐的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤a)提供至少一种包含至少一种硅酸盐和至少一种碱土金属碳酸盐的矿物材料，所述矿物材料具有5-1000 μ m范围内的重量中值粒径；b)提供至少一种疏水改性的聚亚烷基亚胺，其中i)该聚亚烷基亚胺通过由官能团R替代其伯氨基和/或仲氨基基团的所有或部分氢进行疏水改性，其中R包含直链的或支化的或环状的烷基或芳基；ii)在改性之前，聚亚烷基亚胺具有至少3个亚烷基亚胺重复单元和140到 100000g/mol的分子量；iii)聚亚烷基亚胺的改性使得原子C的数量相对于未改性的聚亚烷基亚胺增加7 I 到 80% ；c)在一个或更多步骤中，在水环境中，将步骤a)中所述的矿物材料和有效量的步骤b)中所述的疏水改性的聚亚烷基亚胺接触，以形成pH值在7到10的水性悬浮液；d)传送一种气体通过步骤c)中的悬浮液；e)从悬浮液中回收包含碱土金属碳酸盐的产品和包含硅酸盐的产品。本专利技术的含义中“聚亚烷基亚胺”为一种具有通式-((CH2) m_NH)n-的残余物的聚合物，其中，m = 2-4，η = 3-5000。根据本专利技术，被疏水改性的聚亚烷基亚胺可为均聚聚亚烷基亚胺，其可通过伯胺、仲胺和叔胺官能团比例限定。为了本专利技术的目的，具体材料的重量中值粒径可依据下面实施例部分所描述的进行测量。本专利技术的方法的步骤a)本专利技术方法的步骤a)指的是提供至少一种包含至少一种硅酸盐和至少一种碱土金属碳酸盐的矿物材料，所述矿物材料具有5-1000 μ m范围内的重量中值粒径。关于步骤a)中的所述碱土金属碳酸盐，其优选是一种碳酸钙和/或碳酸镁，其更优选为一种碳酸钙，例如大理石。碳酸钙镁是例如白云石。在一个具体实施方案中，所述步骤a)中的碱土金属碳酸盐是碳酸钙和白云石的混合物。关于硅酸盐，这些被理解为包含硅和氧。硅酸盐的例子包括硅石、云母和长石。硅石矿物的例子包括石英。云母矿物的例子包括白云母和黑云母。长石矿物的例子包括钠长石和斜长岩。其他的硅酸盐包括绿泥石、 粘土矿物，例如绿脱石和滑石。在一个优选实施例中，所述硅酸盐是石英。除了所述碱土金属碳酸盐和所述硅酸盐之外，在所述矿物材料中还可能存在其他微量矿物，例如硫酸铁和/或硫化铁和/或氧化铁和/或石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·A·C·甘恩，M·布里，S·瑞恩特什，J·索特曼，
申请(专利权)人：OMYA发展股份公司，
类型：
国别省市：