Спосіб зневоднення концентрату мінерального шламу з збільшенням виробництва фільтраційного кеку

Реферат: Винахід стосується зневоднення концентрату мінерального шламу з збільшенням виробництва фільтраційного кеку, який включає змішування концентрату водного мінерального шламу з ефективною кількістю неіонної поверхнево-активної речовини та ефективною кількістю катіонного полімеру з утворенням обробленого неіонною поверхнево-активною речовиною та катіонним полімером концентрату водного мінерального шламу, та піддавання обробленого концентрату водного мінерального шламу процесу вилучення води для зневоднення обробленого водного мінерального шламу і для збільшення виробництва результуючого фільтраційного кеку зневодненого мінерального шламу. UA 101596 C2 (12) UA 101596 C2 UA 101596 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Галузь винаходу Даний винахід стосується способу та синергічної композиції для зневоднення водного мінерального шламу та збільшення виробництва результуючого фільтраційного кеку. Зокрема, цей винахід запроваджує такі спосіб та синергічну композицію, де водний мінеральний шлам зневоднюється шляхом його змішування з ефективною кількістю неіонної поверхнево-активної речовини та ефективною кількістю катіонного полімеру й піддається процесу фільтрації для вилучення води та збільшення виробництва результуючого фільтраційного кеку. 2. Попередній рівень техніки Велику кількість мінеральних руд переробляють для відновлення найбільш цінних компонентів. Руди піддають переробці, наприклад, але не обмежуючись цим, шляхом подрібнення, просіювання, циклонної обробки, промивання, флотації та загущення для концентрування найбільш потрібних компонентів з утворенням концентрованого водного мінерального шламу. Компоненти мінералів концентрують зазвичай за допомогою процедур, які добре відомі фахівцям у даній галузі. Потім такий концентрований мінеральний шлам звичайно піддають процесу зневоднення для досягнення вилучення рідкої води з концентрованого мінерального шламу. При застосуванні в даному винаході термін "концентрований мінеральний шлам" може стосуватися, наприклад, але не обмежуючись цим, концентратів залізних руд, мідних руд, їхніх комбінацій, солей, оксидів та сульфідів, і, зокрема, магнетитової залізної руди. Інші приклади концентрованого мінерального шламу можуть містити метали, такі як молібден, нікель, цинкову руду, метали групи платини, пісок та гравій. При застосуванні в даному винаході концентрований мінеральний шлам не включає гематитову залізну руду або вугілля. Одна з кінцевих стадій відновлення звичайно включає певну форму розділення тверде тіло/рідина, тобто фільтрацію або центрифугування. Залишкова волога, що міститься у продукті концентрованої мінеральної руди, може у значній мірі впливати на наступну переробку продукту, таку як, але не обмежуючись цим, гранулювання або плавлення, або навіть на транспортні витрати. Концентровані мінеральні шлами є предметом процесів зневоднення протягом багатьох років. Процес зневоднення є спробою досягти вилучення рідкої води з концентрованого мінерального шламу. Метою процесу зневоднення є зниження залишкового вмісту рідкої води у вихідному концентраті мінерального шламу. Зневоднюючі добавки, такі як флокулянти у комбінації з аніонною поверхнево-активною речовиною, додають до концентрованих мінеральних шламів для зниження вмісту рідкої води в оброблюваному шламі, що піддається фільтрації. Теоретично засоби зневоднення мають збільшити виробничі об'єми та знизити кількість води, присутньої у фільтрованих рудних або вугільних кеках. Оскільки відфільтровані тверді речовини містять менше води, загальний вихід продукту має, як очікують, зрости. Проте, на практиці це не завжди спостерігається. Застосування добавок та їх комбінацій, що відомі фахівцям у даній галузі, не лише знижує вологість відфільтрованих твердих речовин, а знижує і вихід твердих речовин у порівнянні з необробленим рудним шламом. Традиційно для агломерації твердих речовин та підвищення швидкості фільтрації використовують полімери. Однак, полімери схильні до захоплення води з твердими речовинами і тому вони спричиняють підвищення вмісту вологи у рудному кеку. У багатьох випадках підвищений вміст вологи впливає негативно на кінцеве застосування або обробку вугільної або металічної руди. До сьогоднішнього дня ефективний спосіб зневоднення мінерального шламу розглядається як можливість підвищити продукування твердих речовин шляхом зменшення залишкової вологи у продукті та шляхом кращого і швидшого фільтрування. Вилучення вологи із фільтрувального кеку або твердих центрифугатів підвищує кількість мінеральних або рудних твердих речовин у сенсі вагового відсотку, знижуючи в такий спосіб витрати на перевезення або енергетичні витрати на подальше висушування або переробку на кілограм мінеральних, вугільних або рудних твердих речовин. Однак, використання лише одного засобу зневоднення звичайно призводить до деяких виробничих втрат фільтрувального кеку в порівнянні з необробленим продуктом. Так, фахівцям у даній галузі відомо, що зазвичай, коли вміст вологи у концентраті водного мінерального шламу вигідно знижується шляхом застосування певних добавок, має місце й недолік, який полягає в тому, що продукування результуючого фільтраційного кеку знижується за рахунок досягнення сприятливого зневоднення. Жоден зі способів попереднього рівня техніки не торкався потреби знизити вміст залишкової рідкої води у концентрованому мінеральному шламі при одночасному збільшенні продукування мінерального концентрованого фільтраційного кеку, що є результатом процесу вилучення води, такого як, наприклад, але не обмежуючись цим, процесу фільтрації. Автори даного винаходу розробили такий спосіб та синергічну композицію, котрі забезпечують зниження залишкового вмісту рідкої води у 1 UA 101596 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 концентрованому мінеральному шламі, а також забезпечують збільшене виробництво фільтраційного кеку, що є результатом процесу вилучення води. Патент США за номером 4207186 (Wang et al. "186) забезпечує спосіб зневоднення мінерального та вугільного концентратів, який включає змішування водного шламу мінерального концентрату та ефективної кількості зневоднюючого засобу, котрий являє собою комбінацію гідрофобного спирту, що має аліфатичний радикал з 8-18 вуглецевими атомами та неіонну поверхнево-активну речовину формули R-(ОСН2СН2)хОН, де х є цілим числом у межах 1-15, R являє собою розгалужений або лінійний аліфатичний радикал, що містить від 6 до 24 вуглецевих атомів в алкільній складовій, та фільтрацію обробленого шламу. Wang et al. "186 стверджують, що коли гідрофобний спирт, такий як дециловий спирт, поєднують із неіонною поверхнево-активною речовиною, у концентраті залізної руди одержують знижений вміст вологи в порівнянні з випадком, коли зневоднюючий засіб не застосовувався. Однак, Wang et al. "186 не переймаються проблемою збільшення виробництва результуючого фільтраційного кеку. У патенті США за номером 4210531 (Wang et al. "531) забезпечується спосіб для зневоднення мінеральних концентратів, котрий по суті складається з, по-перше, змішування з водним шламом мінерального концентрату ефективної кількості поліакриламідного флокулянту та подальшого змішування з обробленим флокулянтом шламом ефективної кількості комбінації композиції аніонного поверхнево-активного агента та водонерозчинної органічної рідини, котру вибирають із аліфатичних вуглеводнів, ароматичних вуглеводнів, аліфатичних спиртів, ароматичних спиртів, ароматичних галоїдів, рослинних олій та тваринних олій, де зазначена водонерозчинна органічна рідина відмінна від будь-якої водонерозчинної органічної рідини, що присутня у композиції аніонного поверхнево-активного агента, і після цього вилучення води як рідини з даного шламу. Однак, Wang et al.’531 не торкаються й не переймаються проблемою зниження вмісту залишкової рідкої води у концентрованому мінеральному шламі та збільшення виробництва результуючого фільтраційного кеку. Автори даного винаходу несподівано виявили, що з використанням способу даного винаходу можливо (1) знизити вміст вологи (рідкої води) у концентрованому мінеральному шламі, який був оброблений синергічною комбінацією неіонної поверхнево-активної сполуки та катіонного полімеру авторів даного винаходу, та піддати його фільтраційному процесу, і (2) збільшити виробництво результуючого фільтраційного кеку. Таким чином, комбінація способу та синергічної композиції авторів забезпечує додаткову економічну вигоду збільшеного виробництва фільтраційного кеку в порівнянні з використанням відомих синергічних комбінацій добавок, що лише знижують вміст рідкої води у концентрованому мінеральному шламі. Таким чином, комбінація способу та синергічної композиції авторів вирішує довгоочікувану, але раніше не вирішену проблему у промисловості переробки мінеральної сировини. Короткий опис винаходу Даний винахід запроваджує спосіб зневоднення концентрату мінерального шламу та збільшення виробництва результуючого фільтраційного кеку, який складається у значній мірі зі змішування концентрату водного мінерального шламу з ефективною кількістю неіонної поверхнево-активної речовини та ефективною кількістю катіонного полімеру з утворенням обробленого неіонною поверхнево-активною сполукою та катіонним полімером концентрату водного мінерального шламу, і піддавання обробленого неіонною поверхнево-активною сполукою та катіонним полімером концентрату водного мінерального шламу процесу вилучення рідкої води для зневоднення обробленого водного мінерального шламу та для збільшення виробництва результуючого фільтраційного кеку зневодненого мінерального шламу. У даному способі неіонною поверхнево-активною речовиною є алкілетоксилатний спирт, що має хімічну формулу R-(OCH2CH2)хOH, де х є цілим числом від 1 до 15, включно, і R являє собою лінійний або розгалужений аліфатичний радикал, що містить від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, в алкільній складовій, і має показник гідрофільноліпофільного балансу від приблизно 1 до приблизно 15, включно. При застосуванні в даному описі терміни "алкілетоксилатний спирт", "етоксилатний спирт", "етоксилований спирт" та "спиртовий етоксилат" стосуються тієї самої композиції, що представлена зазначеною вище хімічною формулою, і ці терміни можуть використовуватись у взаємозамінний спосіб. В оптимальному варіанті втілення даного способу, який описаний у даному описі, алкілетоксилатний спирт включає R групу, що має від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, і є одним зі спиртів, таких як лінійний первинний етоксилований спирт, розгалужений первинний етоксилований спирт або вторинний етоксилований спирт. В оптимальному варіанті в даному способі R група має від приблизно 11 до приблизно 16 вуглецевих атомів, включно. Що стосується етоксилатних груп, оптимально, коли х являє собою число від приблизно 1 до приблизно 5, включно. Фахівцям у даній галузі відомо, що при 2 UA 101596 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 етоксилуванні, через те, що наявні у продажу спирти є сумішшю спиртів з різними довжинам ланцюгів, одержують змішаний етоксилат. Це також справедливо щодо ступеня етоксилування (тобто кількості "х" груп) спирту. Значення "х" при застосуванні в даному описі є середнім показником етоксилування. Таким чином, фахівцям у даній галузі зрозуміло, що змішані етоксилати підпадають під обсяг даного винаходу. В іншому варіанті втілення даного винаходу включений спосіб, в якому неіонна поверхневоактивна речовина є сумішшю спиртового етоксилату, описаного в даному описі, та іншого спирту. Інший спирт являє собою спирт, що має від приблизно одного вуглецевого атому до приблизно 18 вуглецевих атомів, включно, і в оптимальному варіанті має від приблизно 8 вуглецевих атомів до приблизно 13 вуглецевих атомів, включно. Інший спирт може бути первинним або вторинним і може бути лінійним або розгалуженим, або їхніми сумішами. Неіонна поверхнево-активна суміш може включати від приблизно 1 вагового відсотка до приблизно 99 вагових відсотків, включно, іншого спирту. Інший варіант втілення способу даного винаходу, як описано далі в даному описі, є таким, де неіонною поверхнево-активною речовиною є амінетоксилат, що має хімічну формулу R-N((CH2CH2O)х-H)2, де х є цілим числом від приблизно 1 до приблизно 15, включно, і R являє собою лінійний або розгалужений аліфатичний радикал, що містить від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, в алкільній складовій, або суміш амінетоксилату та алкілетоксилатного спирту, як описано далі в даному описі. Неіонна поверхнево-активна суміш може включати від приблизно 1 вагового відсотку до приблизно 99 вагових відсотків, включно, амінетоксилату. Спосіб даного винаходу, як описано далі в даному описі, є таким, де катіонний полімер одержують із принаймні одного катіонного мономеру, що включає четвертинний діалілдіалкіламонієвий мономер, катіонний акриламідний мономер, кватернізовану похідну акрилату або метакрилату, їхні солі та їхні комбінації. В оптимальному варіанті катіонний полімер одержують із принаймні одного катіонного мономеру, котрий вибирають із групи, що складається із акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, акрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, амінометилованого поліакриламіду, метакриламідопропілтриметиламонію хлориду, акриламідопропілтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, діалілдиметиламонію хлориду, діалілдіетиламонію хлориду, діалілдиметиламонію броміду та діалілдіетиламонію броміду. В іншому варіанті втілення даного винаходу катіонний полімер є співполімером, що одержаний із катіонного мономеру, котрий являє собою четвертинний діалілдіалкіламонієвий мономер, та акриламіду. Найоптимальніше, в іншому варіанті втілення даного винаходу катіонний полімер одержують із катіонного мономеру, котрий являє собою акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлорид, та акриламіду. В іншому варіанті втілення даного винаходу катіонний полімер являє собою полідіалілдиметиламонію хлорид. У ще одному варіанті втілення даного винаходу катіонний полімер являє собою полімер конденсації Маніха (Mannich), і в оптимальному варіанті полімер конденсації Маніха, що включає акриламід, диметиламін або діетиламін, та формальдегід. Інший варіант втілення даного винаходу запроваджує поліпшену композицію концентрату мінерального шламу, що складається, у значній мірі, з концентрату водного мінерального шламу, неіонної поверхнево-активної сполуки та катіонного полімеру, як описано далі в даному описі. В іншому варіанті втілення даного винаходу запроваджується поліпшений фільтраційний кек мінерального концентрату, який складається, у значній мірі, із суттєво зневодненого мінерального концентрату, неіонної поверхнево-активної сполуки та катіонного полімеру, як тут описано. Короткий опис креслення Креслення являє собою графік залежності виходу фільтраційного кеку від вмісту вологи в ньому при застосуванні способу даного винаходу в порівнянні з процесом без обробки або при обробці з використанням лише зневоднюючого засобу. Детальний опис винаходу Даний винахід спрямований на (а) спосіб зневоднення концентрату мінерального шламу та збільшення виробництва результуючого фільтраційного кеку, (b) поліпшений концентрат мінерального шламу та (с) поліпшений фільтраційний кек мінерального шламу. При застосуванні в даному описі "ефективна кількість" стосується такої кількості композиції, яка потрібна для отримання бажаного результату, така як, наприклад, кількість, яка потрібна для забезпечення вилучення води з концентрату водного мінерального шламу при одночасному збільшенні виробництва результуючого фільтраційного кеку. 3 UA 101596 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 При застосуванні в даному описі "суттєво зневоднений мінеральний концентрат" стосується концентрату водного мінерального шламу, що має потрібну кількість вилученої вологи, і в оптимальному варіанті кількість вилученої вологи становить більше приблизно 40 відсотків (%), базуючись на вазі. Так, наприклад, але не обмежуючись цим, суттєво зневодненим мінеральним концентратом є такий, в якому первинний вміст вологи перед обробкою знижений до потрібного рівню після обробки, як зазначено у різних прикладах, що наводяться в Таблицях 1-5 даного опису. Даний винахід запроваджує спосіб зневоднення концентрату мінерального шламу та збільшення виробництва фільтраційного кеку, який складається, у значній мірі, зі змішування концентрату водного мінерального шламу з ефективною кількістю неіонної поверхнево-активної сполуки та ефективною кількістю катіонного полімеру з утворенням обробленого неіонною поверхнево-активною сполукою та катіонним полімером концентрату водного мінерального шламу, і піддавання обробленого неіонною поверхнево-активною сполукою та катіонним полімером концентрату водного мінерального шламу процесу вилучення рідкої води для зневоднення обробленого водного мінерального шламу та для збільшення виробництва результуючого фільтраційного кеку зневодненого мінерального шламу. При застосуванні в даному описі термін "неіонна поверхнево-активна речовина" стосується зневоднюючого засобу (скорочено "DWA"). Неіонна поверхнево-активна речовина або DWA являє собою алкілетоксилатний спирт, що має хімічну формулу R-(ОСН2СН2)хОН, де х є цілим числом від 1 до 15, включно, і R являє собою лінійний або розгалужений аліфатичний радикал, що містить від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, в алкільній складовій, і має показник гідрофільно-ліпофільного балансу (HLB) від приблизно Ідо приблизно 15, включно, і оптимально, HLB показник від приблизно 1 до приблизно 10, включно. В оптимальному варіанті алкілетоксилатний спирт включає R групу, яка має від приблизно 8 до приблизно 20 вуглецевих атомів, включно, і є одним із таких спиртів як лінійний первинний етоксилований спирт, розгалужений первинний етоксилований спирт або вторинний етоксилований спирт. В оптимальнішому варіанті R група має від приблизно 11 до приблизно 16 вуглецевих атомів, включно. Що стосується етоксилатних груп, в оптимальному варіанті х являє собою число від приблизно 1 до приблизно 5, включно. Катіонний полімер одержують із принаймні одного катіонного мономеру, що включає четвертинний діалілдіалкіламонієвий мономер, катіонний акриламідний мономер, кватернізовану похідну акрилату або метакрилату, їхні солі та їхні комбінації. В оптимальному варіанті катіонний полімер одержують із принаймні одного катіонного мономеру, котрий вибирають із групи, що складається з акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, акрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, амінометильованого поліакриламіду, метакриламідопропілтриметиламонію хлориду, акриламідопропілтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, діалілдиметиламонію хлориду та діалілдіетиламонію хлориду, діалілдиметиламонію броміду та діалілдіетиламонію броміду. В найоптимальнішому варіанті катіонний мономер являє собою акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлорид. В оптимальному варіанті катіонний полімер є співполімером, що одержаний із катіонного мономеру, котрий являє собою четвертинний діалілдіалкіламонієвий мономер, та акриламіду. В іншому варіанті втілення даного винаходу катіонний полімер являє собою полідіалілдиметиламонію хлорид. У ще одному варіанті втілення даного винаходу катіонний полімер являє собою полімер конденсації Маніха (Mannich). В оптимальному варіанті полімер конденсації Маніха включає акриламід, диметиламін або діетиламін, та формальдегід. Наприклад, але не обмежуючись цим, полімери Маніха можуть бути синтезовані з використанням 1:1:1 мольного відношення акриламіду, диметиламіну (або діетиламіну), і формальдегіду. Як відомо фахівцям у даній галузі, у процесі Маніха використовується аміак або первинний чи вторинний аміни з формальдегідом та карбонільна група, сусідня з кислотним протоном, для утворення бета-аміно-карбонільної сполуки. У даному випадку, наприклад, карбонілом є акриламід і вторинним аміном є диметиламін. Область середніх молекулярних ваг полімерів Маніха складає від приблизно 3 мільйонів до приблизно 10 мільйонів, включно. При застосуванні в даному описі термін "діалілдіалкіламонієвий мономер" стосується будьякого водорозчинного мономеру формули DADAAX", котра репрезентує діалілдіалкіламоній X", де кожний алкіл вибирають, незалежно, з алкільної групи довжиною від приблизно 1 до 18 вуглецевих атомів, включно, і в оптимальному варіанті довжиною від приблизно 1 до 6 вуглецевих атомів, включно, і де X" є будь-яким придатним протиіоном. В оптимальному варіанті протиіони вибирають із групи, яка складається із галоїду, гідроксиду, нітрату, ацетату, кислого сульфату, метилсульфату та первинних сульфатів. Галоїд може бути будь-яким 4 UA 101596 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 галоїдом, і краще, коли він вибирається із групи, яка складається із фториду, броміду та хлориду. В оптимальному варіанті четвертинний діалілдіалкіламоній галоїдний мономер вибирають із групи, що складається з діалілдиметиламонію хлориду, діалілдіетиламонію хлориду, діалілдиметиламонію броміду та діалілдіетиламонію броміду. Компонент катіонного полімеру даного винаходу може містити одну або кілька інших мерних одиниць без відхилення від суті даного винаходу. Співполімери, потрійні співполімери і т.д., такі як, наприклад, полімери, що містять діалілдиметиламонію хлорид та акриламід або акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлорид та акриламід можуть використовуватись як компонент катіонного полімеру даного винаходу. В оптимальному варіанті втілення даного винаходу катіонний полімер являє собою співполімер, одержаний із принаймні одного з зазначених вище катіонних мономерів та принаймні одного з неіонних мономерів, які вибирають із групи, що складається з акриламіду, метакриламіду та N, N-диметилакриламіду, де відношення катіонного мономеру до неіонного мономеру становить від приблизно 99:1 до приблизно 1:99, включно. В оптимальному варіанті вагове відношення катіонного мономеру до неіонного мономеру становить від приблизно 10 до приблизно 95, включно. Фахівцям у даній галузі зрозуміло, що співвідношення - мерних одиниць у таких співполімерах визначається, загалом, кількістю катіонних одиниць, потрібних у даній композиції для бажаного зниження вологи у концентраті водного мінерального шламу при одночасному досягненні потрібного виходу результуючого фільтраційного кеку, коли такий оброблений концентрат мінерального шламу піддають процесу вилучення води (зневодненню), такому як, наприклад, але не обмежуючись цим, фільтрації, центрифугуванню або їх комбінації, під підвищеним тиском або без нього, або під вакуумом. В іншому варіанті втілення даного винаходу спосіб включає те, що неіонна поверхневоактивна речовина являє собою суміш спиртового етоксилату, як описано далі в даному описі, та іншого спирту (тобто інший спирт відмінний від спиртового етоксилату). Інший спирт являє собою спирт, що має від приблизно одного вуглецевого атому до приблизно 18 вуглецевих атомів, включно, і в оптимальному варіанті має від приблизно 8 вуглецевих атомів до приблизно 13 вуглецевих атомів, включно. Інший спирт може бути первинним або вторинним, і може бути лінійним або розгалуженим, та їхніми сумішами. Неіонна поверхнево-активна суміш може включати від приблизно 1 вагового відсотка до приблизно 99 вагових відсотків, включно, Іншого спирту. Інший варіант втілення способу даного винаходу, як описано далі в даному описі, включає те, що неіонною поверхнево-активною речовиною є амінетоксилат (тобто етоксилований амін), що має хімічну формулу R-N-((CH2CH2O)x-H)2, де х є цілим числом від приблизно 1 до приблизно 15, включно, і R являє собою лінійний або розгалужений аліфатичний радикал, що містить від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, в алкільній складовій, або де неіонна поверхнево-активна сполука являє собою суміш амінетоксилату та алкілетоксилатного спирту, як описано далі в даному описі. Неіонна поверхнево-активна суміш може включати від приблизно 1 вагового відсотку до приблизно 99 вагових відсотків, включно, амінетоксилату. У способі даного винаходу має використовуватись ефективна кількість неіонної поверхневоактивної речовини та катіонного полімеру. Фахівцям у даній галузі зрозуміло, що доза неіонної поверхнево-активної речовини та доза катіонного полімеру, які додані до оброблюваного концентрату водного мінерального шламу, залежить від бажаної міри вилучення вологи та продукування фільтраційного кеку. В оптимальному варіанті у способі даного винаходу ефективна кількість становить, наприклад, але не обмежуючись цим, принаймні від приблизно 0,005 фунтів до приблизно 3,0 фунти, включно, неіонної поверхнево-активної речовини на одну довгу тонну концентрату мінерального шламу, виходячи з ваги сухих мінералів, і від принаймні приблизно 0,002 фунтів до приблизно 3,0 фунти, включно, катіонного полімеру на одну довгу тонну концентрату мінерального шламу, виходячи з ваги сухих мінералів. При застосуванні в даному описі термін "довга тонна" (IT) стосується двох тисяч двісті сорока фунтів (2240 фунтів). При застосуванні в даному описі катіонний полімер "високої молекулярної ваги" стосується середньозваженої молекулярної ваги більше приблизно 100000, включно, і в оптимальному варіанті більше 1000000. В оптимальнішому варіанті катіонний полімер високої молекулярної ваги даного винаходу має середньозважену молекулярну вагу більше приблизно 2000000, і в найоптимальнішому варіанті середньозважену молекулярну вагу, що варіюється від приблизно 2000000 до 20000000, або більше. Неіонні поверхнево-активні речовини даного винаходу можуть бути одержані з використанням будь-якого звичайного способу, що відомий фахівцям у даній галузі. Катіонні полімери даного винаходу можуть бути одержані з використанням будь-якого звичайного способу полімеризації, відомого фахівцям у даній галузі. 5 UA 101596 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Неіонні поверхнево-активні речовини та катіонні полімери даного винаходу можуть додавати до концентрату водного мінерального шламу в будь-якій придатній точці щодо концентрату водного мінерального шламу. Фахівцям у даній галузі зрозуміло, що точні точки (місцеположення) додавання будуть визначатись млином. Будь-якого обов'язкового порядку додавання неіонної поверхнево-активної речовини та катіонного полімеру до водного концентрованого мінерального шламу не існує. Неіонну поверхнево-активну речовину можуть додавати до концентрату водного мінерального шламу першою, і потім до обробленого неіонною поверхнево-активною сполукою концентрату водного мінерального шламу можуть додавати катіонний полімер, або спочатку катіонний полімер можуть додавати до концентрату водного мінерального шламу, і потім до обробленого катіонним полімером концентрату водного мінерального шламу можуть додавати неіонну поверхнево-активну речовину. В іншому варіанті втілення даного винаходу даний спосіб включає те, що неіонну поверхнево-активну речовину та катіонний полімер можуть одночасно додавати до концентрату водного мінерального шламу в тій самій або в різних точках додавання. Крім того, інший варіант втілення даного винаходу запроваджує спосіб, в якому неіонну поверхнево-активну речовину та катіонний полімер можуть попередньо змішувати з утворенням суміші неіонної поверхнево-активної речовини та катіонного полімеру, і потім цю суміш додають до концентрату водного мінерального шламу. Може бути застосований будь-який придатний спосіб додавання, відомий у даній галузі. Оптимальний спосіб додавання включає адекватне розведення для здійснення диспергування неіонної поверхнево-активної речовини та катіонного полімеру по всьому концентрату водного мінерального шламу. В іншому варіанті втілення даного винаходу запроваджується поліпшена композиція концентрату мінерального шламу, що складається, у значній мірі, з концентрату водного мінерального шламу, неіонної поверхнево-активної речовини та катіонного полімеру. Неіонна поверхнево-активна речовина та катіонний полімер даного винаходу є такими, як описано в даному описі. У ще одному варіанті втілення даного винаходу запроваджується поліпшений фільтраційний кек мінерального концентрату, що складається, у значній мірі, з суттєво зневодненого мінерального концентрату, неіонної поверхнево-активної речовини та катіонного полімеру. Неіонна поверхнево-активна речовина та катіонний полімер даного винаходу є такими, як описано в даному описі. Приклади Наступні приклади більш детально демонструють даний винахід. Ці приклади не мають наміру в будь-якій мірі обмежити обсяг винаходу. У даному винаході використання неіонних зневоднюючих засобів у сполученні з катіонними полімерами оптимально знижує вміст вологи у концентраті мінерального шламу і в той самий час підсилює виробництво результуючого фільтраційного кеку мінерального концентрату, що не було можливим до цього часу за відсутності обробки взагалі або з використанням одного лише засобу неіонного зневоднення, або з використанням одного лише засобу аніонного зневоднення, або у комбінації з катіонним полімером. У прикладах, викладених у Таблицях 1-5, застосовували наступні композиції як неіонні поверхнево-активні речовини (DWA) та як катіонні полімери (які в даному описі також називаються засоби переробки "РА"): Неіонні поверхнево-активні речовини (Зневоднюючі засоби "DWA"): DWA A C12-C14, вторинний етоксилований спирт, де "х" дорівнює від 2 до 5 DWA В С12-С14, розгалужений первинний спиртовий етоксилат, де "х" дорівнює від 2 до 5 DWA С С12-С14, вторинний спиртовий етоксилат, де "х" дорівнює від 2 до 5 DWA Е С11 спиртовий етоксилат, де "х" дорівнює від 3 до 7 DWA F суміш С18 амінетоксилату (що має ступінь етоксилування від 2 до 5) та С11-С16 спиртового етоксилату, де "х" дорівнює від 2 до 5 Катіонні полімери (Засоби переробки "РА"); РА І Співполімер акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду та акриламіду з 40 мольн. % наповненням та середньою молекулярною вагою від приблизно 2 до приблизно 6 мільйонів РА II Співполімер акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду та акриламіду з 80 мольн. % наповненням та середньою молекулярною вагою приблизно 9 мільйонів РА III Співполімер акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду та акриламіду з 60 мольн. % наповненням та середньою молекулярною вагою від приблизно 9 до приблизно 13 мільйонів РА V Полідіалілдиметиламонію хлорид з 100 мольн. % наповненням та середньою молекулярною вагою приблизно 100000 РА VI Полідіалілдиметиламонію хлорид з 100 мольн. % наповненням та середньою молекулярною вагою приблизно 500000 6 UA 101596 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 РА VII Полімер конденсації Маніха акриламіду, диметиламіну та формальдегіду з 100 мольн. % наповненням, мольним відношенням 1:1:1 та середньою молекулярною вагою від приблизно 3,6 мільйонів до приблизно 4,7 мільйонів РА VIII Співполімер акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду та акриламіду з 10 мольн. % наповненням та середньою молекулярною вагою від приблизно 2 до приблизно 6 мільйонів РА IX Співполімер акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду та акриламіду з 30 мольн. % наповненням та середньою молекулярною вагою від приблизно 4 до приблизно 9 мільйонів Усі випробувані залізні руди являли собою магнетит формули Fе3О4, котрий відрізняється від гематиту, Fе2О3. Відмінності у молекулярних складах залізних руд на основі магнетиту та гематиту дають різні структури кристалічної решітки і, отже, відмінні хімічні та фізичні властивості. У прикладах, наведених у Таблицях 1-5, здійснювали наступну процедуру для проведення стадії фільтрації магнетиту згідно зі способом даного винаходу, як описано в даному описі: Приклад аналітичного лабораторного тесту на розділення твердих та рідких тіл. тест з використанням листового фільтру (а) Пробу концентрату беруть із сировини сепараторної установки тверде тіло/рідина. У цьому прикладі вважається, що це вакуум-фільтр. Для простоти її називатимуть "фільтрувальною заготовкою" (тобто концентрат мінерального шламу). Типова проба може становити 20-30 галонів у 5-галонних відрах. Відра з пробою фільтрувальної заготовки були доставлені до лабораторії, де встановлена настільна установка типу Filter Leaf Test. Установка Filter Leaf Test продається фірмою Komline-Sanderson (Peapack, New Jersey, USA). (b) Установка Filter Leaf Test включає вакуумну помпу, вакуумну склянку для вилучення фільтрату, що витягується через фільтраційне середовище, та "фільтрувальний лист", котрий являє собою плоску порувату пластинку, на яку поміщають фільтрувальний матеріал, і відсмоктування здійснюють через фільтрувальний матеріал за допомогою шланга, що приєднаний до вакуумної помпи. Площа поверхні фільтрувального листа є відомою величиною, так що продуктивність промислового фільтра може бути оцінена на основі лабораторних результатів. (c) Вміст відер перемішували до однорідності, і густину контролювали (та урівнювали, при потребі, з іншими відрами) за допомогою стандартної установки Маrсу Cap and Density Scale, що продається фірмою Legends Inc. (Sparks, NV, USA). (d) Пробу в 5 літрів відбирали з більших пробних відер та поміщали під змішувач для підтримання в однорідному стані. (e) При готовності до проведення випробувань або тесту з використанням листового фільтру вакуум на вакуумній помпі встановлюють згідно з промисловими умовами, і помпу вмикають. Змішувач у 5 літровій пробі вимикають і фільтрувальний лист занурюють у зазначену 5 літрову пробу фільтрувальної заготовки на попередньо визначену глибину. (f) За попередньо визначений час (встановлений для дублювання промислових умов) фільтрувальний лист вилучають із проби фільтрувальної заготовки, і змішувач знову вмикають. (g) Витримку під вакуумом продовжують знову протягом попередньо визначеного часу для моделювання часу вакуумного сушіння фільтраційного кеку, що відповідає промисловим умовам. (h) Коли формування кеку та його сушіння повністю завершені (згідно з промисловими часовими режимами), вакуум вимикають і фільтраційний кек вилучають із фільтрувального середовища фільтрувального листа. Шляхом визначення ваги вологого та висушеного у печі (4 години при 100 °C) одержаного фільтраційного кеку можна визначити % вологи у фільтраційному кеку та суху вагу фільтраційного продукту. Результати та обробка(и), якщо вона мала місце, фіксують у кожному окремому тесті з використанням листового фільтра. (і) Зневоднюючий засіб та засіб переробки можуть додавати, виходячи з решти проби, яку піддають перемішуванню. Додавання здійснюють з використанням спринцівок та визначеної кількості, виходячи із об'єму, густини та питомої маси 5 літрової проби, для досягнення точного дозування (типовими одиницями у рудних шламах є фунти на довгу тонну ("#/1Т")). У значній мірі за тією самою процедурою проводять новий тест із використанням фільтрувального листа. Відмінності у виході кеку та вологості для кожного окремого тесту з використанням фільтрувального листа можуть потім порівнювати з результатами для необробленого зразка(ів), щоб отримати відносне поліпшення продуктивності фільтраційного кеку та його вологості (чим сухіше, тим краще). Взагалі в даних, що наведені в Таблицях 1-5, неіонну поверхнево-активну речовину (зневоднюючий засіб) додавали спочатку до концентрату водного мінерального шламу з наступним (послідовним) додаванням катіонного полімеру (засіб переробки) до обробленого неіонною поверхнево-активною речовиною концентрату водного мінерального 7 UA 101596 C2 5 10 15 20 шламу. Схожі результати були досягнуті авторами, як видно з Таблиць 1-5, коли порядок додавання варіювали, наприклад, але не обмежуючись цим, коли засіб переробки спочатку додавали до концентрату водного мінерального шламу з наступним додаванням зневоднюючого засобу, або коли зневоднюючий засіб та засіб переробки спочатку змішували разом, а потім додавали як суміш до концентрату водного мінерального шламу. Таким чином, фахівцям у даній галузі буде зрозуміло, що порядок та фізична точка(и) добавки(ок) зневоднюючого засобу та засобу переробки до необробленого концентрату водного мінерального шламу не мали критичного значення в досягненні синергічних результатів у винаході авторів. (j) Зазначені цикли можуть повторюватись, скільки це потрібно, для випробування множини доз/комбінацій зневоднюючих засобів та засобів переробки. Постійне порівняння з результатами для необроблених зразків забезпечує точність тестування. Як наведено в 1 та 4, Шлам І залізної руди був одержаний від підприємства з переробки залізної руди Minnesota Mesabi Iron Ore Range-Mineral Processing Facility, і він містив мінеральну залізну руду магнетитного складу. Шлам III залізної руди, як наведено в Таблицях 2 та 5, був одержаний від підприємства з переробки залізної руди Michigan Negaunee Iron Ore RangeMineral Processing Facility 1, і він містив мінеральну залізну руду магнетитного складу. Шлам II залізної руди, як наведено в Таблиці 3, був одержаний від підприємства з переробки залізної руди Michigan Negaunee Iron Ore Range-Mineral Processing Facility 2, і він містив мінеральну руду магнетитного складу. Таблиця 1 Вплив зневоднюючого засобу та засобу переробки на виробництво фільтраційного кеку та вологість фільтраційного кеку Шлам І залізної руди Джерело: Підприємство з переробки залізної руди Minnesota Mesabi Iron Ore Range-Mineral Processing Facility % Засіб ЗЗ Доза ЗП Доза Зневоднюючий % збільшення % зниження переробк фунт/довг фунт/довга % вологи засіб (33) виробництва виробництв вологи и (ЗП) а тонна тонна а NONE* NONE NONE NONE 100 0 10,84 0 A 0,1 101 1 9,93 8,4 A PAV 0,1 0,005 104,42 4,4 9,45 12,8 A PAV 0,1 0,02 118,55 18,6 9,64 11,1 A PAV 0,1 0,05 120,88 20,9 9,87 8,9 NONE* NONE NONE NONE 100 0 10,84 0 A PA VI 0,1 0,005 108,35 8,4 10,32 4,8 A PA VI 0,1 0,02 110,07 10,1 10,42 3,9 A PA VI 0,1 0,05 117,51 17,5 10,23 5,6 A PA VI 0,1 0,1 118,73 18,7 10,51 3 NONE* NONE NONE NONE 100 0 10,84 0 A PA I 0,1 0,02 102,03 2 10,17 6,2 A PA I 0,1 0,05 110,63 10,6 10,04 7,4 A PA I 0,1 0,1 126,35 26,4 10,25 5,4 NONE* NONE NONE NONE 100 0 10,84 0 A PA VIII 0,1 0,02 100 0 10,2 5,9 A PA VIII 0,1 0,05 111,67 11,7 10,07 7,1 A PA VIII 0,1 0,1 123,46 23,5 10,5 3,1 NONE* NONE NONE NONE 100 0 10,84 0 A РАНІ 0,1 0,005 103,87 3,9 10,34 4,6 A PA III 0,1 0,02 117,26 17,3 10,07 7,1 A PA III 0,1 0,05 140,29 40,3 10,37 4,3 A PA III 0,1 0,1 175,92 75,9 10,46 3,5 8 UA 101596 C2 NONE* A A A A NONE* A A A A NONE* A A A NONE PA IX PA IX PA IX РАІХ NONE PA VII PA VII PA VII PA VII NONE PA II PA II PA II NONE 0,1 0,1 0,1 0,1 NONE 0,1 0,1 0,1 0,1 NONE 0,1 0,1 0,1 NONE 0,005 0,02 0,05 0,1 NONE 0,005 0,02 0,05 0,1 NONE 0,02 0,05 0,1 100 112,16 123,28 139,19 175,61 100 117,1 129,19 151,84 174,43 100 104,24 119,39 163,59 0 12,2 23,3 39,2 75,6 0 17,1 29,2 51,8 74,4 0 4,2 19,4 63,6 10,84 9,65 9,92 9,61 10 10,84 9,69 9,83 9,45 9,71 10,84 10,61 9,86 9,96 0 11 8,5 11,3 7,7 0 10,6 9,3 12,8 10,4 0 2,1 9 8,1 *NONE: середнє з усіх проб без засобу переробки або зневоднюючого засобу NONE - проба без засобу переробки або зневоднюючого засобу Таблиця 2 Вплив зневоднюючого засобу та різних засобів переробки на виробництво фільтраційного кеку та вологість фільтраційного кеку Шлам III залізної руди Джерело: Підприємство з переробки залізної руди Michigan Negaunee Iron Ore Range-Mineral Processing Facility 1 % Зневодню Засіб 33 Доза ЗП Доза % збільшення ючий засіб переробк фунт/довг фунт/довг % вологи виробництва виробництв (33) и (ЗП) а тонна а тонна а none none none none 100 13,5 A none 0,1 none 100,3 0,3 12 A PA I 0,1 0,04 105,2 5,2 12,5 none none none none 100 13,2 A none 0,2 none 98,4 -1,5 10,9 A PA I 0,2 0,03 97,6 2,4 10,9 A PA I 0,2 0,06 100,6 0,6 11,2 A PA I 0,2 0,09 100,3 0,3 11,4 none none none none 100 13,1 A none 0,3 none 98 -2 10,1 A PA II 0,3 0,06 111,3 11,3 10,3 A PAH 0,3 0,12 132,5 32,5 10,9 A PA II 0,3 0,18 160,1 60,1 11,6 none none none none 100 13 A none 0,5 none 87,7 -12,3 9,3 A РАН 0,5 0,08 110 10 10,3 A РАН 0,5 0,12 124 24 10,4 none nоnе nоnе nоnе 100 13,5 A Nоnе 0,1 nоnе 96 -4 11,3 A РА II 0,1 0,04 109,4 9,4 12,1 A РА II 0,1 0,08 109,5 9,5 12,5 A РА II 0,1 0,12 117 17 13,2 none nоnе nоnе nоnе 100 13,3 A nоnе 0,3 nоnе 90,9 -9,1 10 A PA III 0,3 0,08 106 6 11 A PA III 0,3 0,12 114 14 11,4 none nоnе nоnе nоnе 100 13,2 9 % зниження вологи 11,1 7,4 17,4 17,4 15,2 13,6 22,9 21,4 16,8 11,5 28,5 20,8 20 16,3 10,4 7,4 2,2 24,8 17,3 14,3 UA 101596 C2 A A A none A A A A none A A A A none С С С с none С С С С nоnе А А nоnе С С С nоnе РА III РА III nоnе nоnе РА VII РА VII РА VII nоnе nоnе РА VII РА VII РА VII nоnе nоnе РА VII РА VII РА VII nоnе nоnе РА VII РА VII РА VII nоnе nоnе РА VI nоnе nоnе PA III PA III 0,5 0,5 0,5 nоnе 0,3 0,3 0,3 0,3 nоnе 0,5 0,5 0,5 0,5 nоnе 0,3 0,3 0,3 0,3 nоnе 0,5 0,5 0,5 0,5 nоnе 0,3 0,3 nоnе 0,1 0,1 0,1 nоnе 0,08 0,12 nоnе nоnе 0,4 0,8 1,2 nоnе nоnе 0,4 0,8 1,2 nоnе nоnе 0,4 0,8 1,2 nоnе nоnе 0,4 0,9 1,2 nоnе nоnе 0,16 nоnе nоnе 0,04 0,08 90,2 106 118,6 100 92,8 109,7 117,6 131,7 100 93,2 101,2 113,7 120,5 100 93 104,2 122,7 124,1 100 94 100,2 109,1 125,8 100 93,6 100,4 100 93,9 104,6 123,2 -9,8 6 18,6 -7,2 9,7 17,6 31,7 -6,8 1,2 13,7 20,5 -7 4,2 22,7 24,1 -6 0,2 9,1 25,8 -6,4 0,4 -6,1 4,6 23,2 9,3 9,9 10,2 13 9,9 10,2 10,4 10,8 13,4 9,5 9,4 9,7 9,8 13,2 9,7 10,2 10,5 10,8 13,4 9,7 9,7 9,9 10 13,1 9,9 10,8 12,9 12,1 12,3 12,9 29,5 25 22,7 23,8 21,5 20 16,9 29,1 29,9 27,6 26,9 26,5 22,7 20,5 18,2 27,6 27,6 26,1 25,4 24,4 17,6 6,2 4,7 0 none - проба без засобу переробки або зневоднюючого засобу Таблиця 3 Вплив зневоднюючого засобу та різних засобів переробки на виробництво фільтраційного кеку та вологість фільтраційного кеку Шлам II залізної руди Джерело: Підприємство з переробки залізної руди Michigan Negaunee Iron Ore Range-Mineral Processing Facility 2 Засіб 33 Доза ЗП Доза % % Зневоднюючи % % зниження переробки фунт/довга фунт/довга виробництв збільшення й засіб (ЗЗ) вологи вологи (ЗП) тонна тонна а виробництва NONE NONE NONE NONE 100 0 12,2 0 A NONE 0,25 NONE 89 -11 9,9 19 A PA VII 0,25 0,4 119 19 10 18 A PA VII 0,25 0,6 135 35 10,2 16 NONE - проба без засобу переробки або зневоднюючого засобу 10 UA 101596 C2 Таблиця 4 Вплив зневоднюючого засобу та засобу переробки на виробництво фільтраційного кеку та вологість фільтраційного кеку Шлам І залізної руди Джерело: Підприємство з переробки залізної руди Minnesota Mesabi Iron Ore Range-Mineral Processing Facility Засіб 33 Доза ЗП Доза % % % Зневоднюючий % переробки фунт/довга фунт/довга виробництв збільшення зниження засіб (ЗЗ) вологи (ЗП) тонна тонна а виробництва вологи NONE NONE NONE NONE 100 0 10,3 0 В NONE 0,5 NONE 92 -8 7,4 28 В PA VII 0,2 0,8 146 46 9,9 4 В PA VII 0,5 1 117 17 7,9 23 В PA VII 0,5 170 70 8,44 18 В PA VII 0,5 2 170 70 8,45 18 NONE - проба без засобу переробки або зневоднюючого засобу Таблиця 5 Вплив зневоднюючого засобу та засобу переробки на виробництво фільтраційного кеку та вологість фільтраційного кеку Шлам III залізної руди Джерело: Підприємство з переробки залізної руди Michigan Negaunee Iron Ore Range-Mineral Processing Facility 1 % Засіб 33Доза ЗП Доза % Зневоднюючий збільшення % % зниження переробки фунт/довга фунт/довга виробництв засіб (ЗЗ) виробництв вологи вологи (ЗП) тонна тонна а а NONE NONE NONE NONE 100,00 0,0 14,1 0 E NONE 0,1 NONE 97,14 -2,9 13,9 1 E NONE 0,3 NONE 91,16 -8,8 11,4 19 E NONE 0,5 NONE 74,64 -25,4 10,5 25 NONE NONE NONE NONE 100,00 0,0 14,4 0 E PA VII 0,5 1,5 120,85 20,9 9,2 36 NONE NONE NONE NONE 100,00 0,0 13,9 0 A NONE 0,1 NONE 100,09 0,1 13 6 A NONE 0,3 NONE 94,87 -5,1 10,8 22 A NONE 0,5 NONE 94,87 -5,1 10,1 27 A PAVU 0,5 0,8 117,49 17,5 10 28 NONE NONE NONE NONE 100,00 0,0 14,2 0 В NONE 0,1 NONE 98,47 -1,5 12,7 11 В NONE 0,3 NONE 97,66 -2,3 10,5 26 В NONE 0,5 NONE 104,41 4,4 10,2 28 В PA VII 0,5 0,8 121,76 21,8 9,8 31 NONE NONE NONE NONE 100,00 0,0 14,2 0 F NONE 0,1 NONE 104,30 4,3 13,9 2 F NONE 0,3 NONE 110,38 10,4 12,2 14 F NONE 0,5 NONE 107,70 7,7 12,1 15 F PA VII 0,5 0,8 122,38 22,4 11,3 20 NONE - проба без засобу переробки або зневоднюючого засобу 11 UA 101596 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Дані, наведені в Таблицях 1-5, показують, що спосіб даного винаходу, в якому застосовується неіонна поверхнево-активна речовина (зневоднюючий засіб) у сполученні з катіонним полімером (засоби переробки), синергічно знижує вміст залишкової води у фільтраційному кеку та збільшує виробництво твердих речовин від 9 % до більше 50 % у порівнянні з використанням лише самої неіонної поверхнево-активної речовини (зневоднюючого засобу). Автори наводять наступні прогнозні приклади способу даного винаходу з використанням метакрилатних варіантів катіонного полімеру РА II або катіонного полімеру РА III, у сполученні зі зневоднюючим засобом DWA А, як зазначено вище. Автори вважають, що % збільшення продуктивності може становити від приблизно 110 % до приблизно 150 %, і % вологи від приблизно 10 % до 10,5 %. На кресленні показана залежність виходу фільтраційного кеку від вмісту вологи в ньому, що може бути досягнута при застосуванні способу та композицій даного винаходу. Як показано на кресленні, спосіб та композиції даного винаходу (позначені на кресленні ромбами та кружечками) забезпечують синергічні результати у збільшенні відсотку продукування фільтраційного кеку (вісь у на кресленні) і в той самий час у зниженні відсотку вологи в результуючому фільтраційному кеку (вісь х на кресленні) у порівнянні з даними при відсутності обробки (результати позначені трикутником на кресленні) або при використанні лише самої неіонної поверхнево-активної речовини (зневоднюючий засіб DWA А). Фахівцям у даній галузі відомо, що зазвичай додавання до концентрату мінерального шламу лише одного катіонного полімеру призведе до підвищення відсотку вологи в результуючому фільтраційному кеку. Таким чином, фахівцям у даній галузі зрозуміло, що синергічні результати, отримані за допомогою даного винаходу, залишають далеко позаду результати, котрі можуть досягатись із застосуванням будь-яких раніше відомих хімічних способів. Хоча були описані з цілями ілюстрації лише окремі варіанти втілення винаходу, фахівцям у даній галузі зрозуміло, що можуть бути зроблені множинні варіації та модифікації винаходу без відходу від його суті, як визначено у формулі винаходу, що додається. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Спосіб зневоднення концентрату мінерального шламу з одержанням фільтраційного кеку, у якому: змішують концентрат водного мінерального шламу з ефективною кількістю неіонної поверхнево-активної речовини та ефективною кількістю катіонного полімеру з утворенням обробленого неіонною поверхнево-активною речовиною та катіонним полімером концентрату водного мінерального шламу, де беруть ефективні кількості неіонної поверхнево-активної речовини та катіонного полімеру, що зменшують вміст вологи у концентраті водного мінерального шламу та забезпечують одержання фільтраційного кеку, причому неіонна поверхнево-активна речовина являє собою або (1) алкілетоксилатний спирт, який має хімічну формулу R-(OCH2CH2)хOH, де х є цілим числом від 1 до 15, включно, і R являє собою лінійний або розгалужений аліфатичний радикал, що містить від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, в алкільному залишку, і має показник гідрофільно-ліпофільного балансу від приблизно 1 до приблизно 15, включно, або (2) амінетоксилат, що має хімічну формулу R-N-((CH2CH2O)х-H)2, де х є цілим числом від приблизно 1 до приблизно 15, включно, і R являє собою лінійний або розгалужений аліфатичний радикал, що містить від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, в алкільній складовій, та де катіонний полімер, являє собою полімер конденсації Маніха або полімер, одержаний з принаймні одного катіонного мономеру, вибраного з групи, що складається з акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, акрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, амінометильованого поліакриламіду, метакриламідопропілтриметиламонію хлориду, акриламідопропілтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, діалілдиметиламонію хлориду, діалілдіетиламонію хлориду, діалілдиметиламонію броміду та діалілдіетиламонію броміду; і піддають оброблений неіонною поверхнево-активною речовиною та катіонним полімером концентрат водного мінерального шламу процесу вилучення води, що здійснюють шляхом фільтрації з зневодненням обробленого водного мінерального шламу та одержання фільтраційного кеку, причому вказані кількості є ефективними для зменшення вмісту вологи та одержання фільтраційного кеку зневодненого мінерального шламу, у порівнянні з застосуванням тільки самої неіонної поверхнево-активної речовини. 12 UA 101596 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ефективна кількість зазначеної неіонної поверхнево-активної речовини становить від приблизно 0,00227 кг до приблизно 1,3636 кг, включно, на 1016,04691 кг концентрату водного мінерального шламу, виходячи з маси сухого мінералу. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ефективна кількість катіонного полімеру становить від приблизно 0,000909 кг до приблизно 1,3636 кг, включно, на 1016,04691 кг концентрату водного мінерального шламу, виходячи з маси сухого мінералу. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що алкілетоксилатний спирт включає R групу, що має від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, і є одним із спиртів, таких як лінійний первинний етоксилований спирт, розгалужений первинний етоксилований спирт або вторинний етоксилований спирт. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що R група має від приблизно 11 до приблизно 16 вуглецевих атомів, включно. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що катіонний полімер є одержаним із принаймні одного катіонного мономеру, що включає четвертинний діалілдіалкіламонієвий мономер, катіонний акриламідний мономер, кватернізовану похідну акрилату або метакрилату, їхні солі та їхні комбінації. 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що катіонний полімер є співполімером, що одержаний із катіонного мономеру, що являє собою четвертинний діалілдіалкіламонієвий мономер, та акриламіду. 8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що катіонний полімер є співполімером, що одержаний із катіонного мономеру, що являє собою акрилоїлоксіетилтриметиламоній хлорид, та акриламіду. 9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що катіонний полімер є полідіалілдиметиламоній хлоридом. 10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що катіонний полімер є полімером конденсації Маніха. 11. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що полімер конденсації Маніха включає акриламід, диметиламін або діетиламін, та формальдегід. 12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що включає спочатку одержання суміші вищезазначеної неіонної поверхнево-активної речовини та катіонного полімеру, і потім додавання ефективної кількості вищезазначеної суміші до концентрату водного мінерального шламу. 13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що включає одночасне змішування вищезазначеної неіонної поверхнево-активної речовини та катіонного полімеру з вищезазначеним концентратом водного мінерального шламу. 14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що включає послідовне змішування вищезазначеної неіонної поверхнево-активної речовини та катіонного полімеру з вищезазначеним концентратом водного мінерального шламу. 15. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що катіонний полімер одержують із принаймні одного катіонного мономеру, котрий вибирають із групи, що складається з акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, акрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, амінометилованого поліакриламіду, метакриламідопропілтриметиламонію хлориду, акриламідопропілтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, діалілдиметиламонію хлориду, діалілдіетиламонію хлориду, діалілдиметиламонію броміду та діалілдіетиламонію броміду. 16. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що неіонна поверхнево-активна речовина являє собою суміш алкілетоксилатного спирту та іншого спирту. 17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що інший спирт включає від приблизно одного вуглецевого атому до приблизно 18 вуглецевих атомів, включно, і є одним із таких спиртів як первинний або вторинний спирт, і є лінійним або розгалуженим, або їхніми сумішами. 18. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що неіонною поверхнево-активною речовиною є суміш амінетоксилату та алкілетоксилатного спирту. 19. Композиція концентрату мінерального шламу для його зневоднення, що містить у значній мірі: концентрат водного мінерального шламу, неіонну поверхнево-активну речовину, та катіонний полімер, де неіонна поверхнево-активна речовина являє собою або (1) алкілетоксилатний спирт, який має хімічну формулу R-(OCH2CH2)хOH, де х є цілим числом від 1 до 15, включно, і R являє собою лінійний або розгалужений аліфатичний радикал, що містить від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, в алкільному залишку, і має показник гідрофільно-ліпофільного балансу від приблизно 1 до приблизно 15, включно, або (2) 13 UA 101596 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 амінетоксилат, що має хімічну формулу R-N-((CH2CH2O)х-H)2, де х є цілим числом від приблизно 1 до приблизно 15, включно, і R являє собою лінійний або розгалужений аліфатичний радикал, що містить від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, в алкільній складовій, та де катіонний полімер, являє собою полімер конденсації Маніха або полімер, одержаний з принаймні одного катіонного мономеру, вибраного з групи, що складається з акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, акрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, амінометилованого поліакриламіду, метакриламідопропілтриметиламонію хлориду, акриламідопропілтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, діалілдиметиламонію хлориду, діалілдіетиламонію хлориду, діалілдиметиламонію броміду та діалілдіетиламонію броміду. 20. Композиція концентрату мінерального шламу за п. 19, який відрізняється тим, що алкілетоксилатний спирт включає R групу, що має від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, і є одним із спиртів, таких як лінійний первинний етоксилований спирт, розгалужений первинний етоксилований спирт або вторинний етоксилований спирт. 21. Композиція концентрату мінерального шламу за п. 19, який відрізняється тим, що R група має від приблизно 11 до приблизно 16 вуглецевих атомів, включно. 22. Композиція концентрату мінерального шламу за п. 19, який відрізняється тим, що катіонний полімер є одержаним із принаймні одного катіонного мономеру, що включає четвертинний діалілдіалкіламонієвий мономер, катіонний акриламідний мономер, кватернізовану похідну акрилату або метакрилату, їхні солі та їхні комбінації. 23. Композиція концентрату мінерального шламу за п. 19, який відрізняється тим, що катіонний полімер є співполімером, що є одержаним із катіонного мономеру, що являє собою четвертинний діалілдіалкіламонієвий мономер, та акриламіду. 24. Композиція концентрату мінерального шламу за п. 19, який відрізняється тим, що катіонний полімер є співполімером, що є одержаним із катіонного мономеру, що являє собою акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлорид, та акриламіду. 25. Композиція концентрату мінерального шламу за п. 19, який відрізняється тим, що катіонний полімер є полідіалілдиметиламонію хлоридом. 26. Композиція концентрату мінерального шламу за п. 19, який відрізняється тим, що катіонний полімер є полімером конденсації Маніха. 27. Композиція концентрату мінерального шламу за п. 26, який відрізняється тим, що полімер конденсації Маніха включає акриламід, диметиламін або діетиламін, та формальдегід. 28. Композиція концентрату мінерального шламу за п. 19, який відрізняється тим, що катіонний полімер є одержаним із принаймні одного катіонного мономеру, котрий вибирають із групи, що складається із акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, акрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, амінометильованого поліакриламіду, метакриламідопропілтриметиламонію хлориду, акриламідопропілтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, діалілдиметиламонію хлориду, діалілдіетиламонію хлориду, діалілдиметиламонію броміду та діалілдіетиламонію броміду. 29. Композиція концентрату мінерального шламу за п. 19, яка відрізняється тим, що неіонна поверхнево-активна речовина являє собою суміш алкілетоксилатного спирту та іншого спирту. 30. Композиція концентрату мінерального шламу за п. 29, яка відрізняється тим, що інший спирт включає від приблизно одного вуглецевого атому до приблизно 18 вуглецевих атомів, включно, і є одним із таких спиртів як первинний або вторинний спирт, і є лінійним або розгалуженим або їхніми сумішами. 31. Композиція концентрату мінерального шламу за п. 19, яка відрізняється тим, що неіонною поверхнево-активною речовиною є суміш амінетоксилату та алкілетоксилатного спирту. 32. Фільтраційний кек мінерального концентрату, який у значній мірі містить: суттєво зневоднений мінеральний концентрат, неіонну поверхнево-активну речовину, та катіонний полімер, де неіонна поверхнево-активна речовина являє собою (1) алкілетоксилатний спирт, який має хімічну формулу R-(OCH2CH2)хOH, де х є цілим числом від 1 до 15, включно, і R являє собою лінійний або розгалужений аліфатичний радикал, що містить від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, в алкільному залишку, і має показник гідрофільноліпофільного балансу від приблизно 1 до приблизно 15, включно, або (2) амінетоксилат, що має хімічну формулу R-N-((CH2CH2O)х-H)2, де х є цілим числом від приблизно 1 до приблизно 15, включно, і R являє собою лінійний або розгалужений аліфатичний радикал, що містить від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, в алкільній складовій, та де катіонний полімер, являє собою полімер конденсації Маніха або полімер, одержаний з принаймні одного катіонного мономеру, вибраного з групи, що складається з акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, акрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, 14 UA 101596 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 амінометильованого поліакриламіду, метакриламідопропілтриметиламонію хлориду, акриламідопропілтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, діалілдиметиламонію хлориду, діалілдіетиламонію хлориду, діалілдиметиламонію броміду та діалілдіетиламонію броміду. 33. Фільтраційний кек мінерального концентрату за п. 32, який відрізняється тим, що алкілетоксилатний спирт включає R групу, що має від приблизно 6 до приблизно 24 вуглецевих атомів, включно, і є одним із спиртів, таких як лінійний первинний етоксилований спирт, розгалужений первинний етоксилований спирт або вторинний етоксилований спирт. 34. Фільтраційний кек мінерального концентрату за п. 32, який відрізняється тим, що R група має від приблизно 11 до приблизно 16 вуглецевих атомів, включно. 35. Фільтраційний кек мінерального концентрату за п. 32, який відрізняється тим, що зазначений катіонний полімер є одержаним із принаймні одного катіонного мономеру, що включає четвертинний діалілдіалкіламонієвий мономер, катіонний акриламідний мономер, кватернізовану похідну акрилату або метакрилату, їхні солі та їхні комбінації. 36. Фільтраційний кек мінерального концентрату за п. 32, який відрізняється тим, що катіонний полімер є співполімером, що одержаний із катіонного мономеру, що являє собою четвертинний діалілдіалкіламонієвий мономер, та акриламіду. 37. Фільтраційний кек мінерального концентрату за п. 32, який відрізняється тим, що катіонний полімер є співполімером, що одержаний із катіонного мономеру, що являє собою акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлорид, та акриламіду. 38. Фільтрувальний кек мінерального концентрату за п. 32, який відрізняється тим, що катіонний полімер є полідіалілдиметиламонію хлоридом. 39. Фільтраційний кек мінерального концентрату за п. 32, який відрізняється тим, що катіонний полімер є одержаним із принаймні одного катіонного мономеру, котрий вибирають із групи, що складається з акрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, акрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, амінометильованого поліакриламіду, метакриламідопропілтриметиламонію хлориду, акриламідопропілтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію хлориду, метакрилоїлоксіетилтриметиламонію метосульфату, діалілдиметиламонію хлориду, діалілдіетиламонію хлориду, діалілдиметиламонію броміду та діалілдіетиламонію броміду. 40. Фільтраційний кек мінерального концентрату за п. 32, який відрізняється тим, що катіонний полімер є полімером конденсації Маніха. 41. Фільтраційний кек мінерального концентрату за п. 40, який відрізняється тим, що полімер конденсації Маніха включає акриламід, диметиламін або діетиламін, та формальдегід. 42. Фільтраційний кек мінерального концентрату за п. 32, який відрізняється тим, що неіонна поверхнево-активна речовина являє собою суміш алкілетоксилатного спирту та іншого спирту. 43. Фільтраційний кек мінерального концентрату за п. 42, який відрізняється тим, що інший спирт включає від приблизно одного вуглецевого атому до приблизно 18 вуглецевих атомів, включно, і є одним із таких спиртів як первинний або вторинний спирт, і є лінійним або розгалуженим або їхніми сумішами. 44. Фільтраційний кек мінерального концентрату за п. 32, який відрізняється тим, що неіонною поверхнево-активною речовиною є суміш амінетоксилату та алкілетоксилатного спирту. 15 UA 101596 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 16