Спосіб поліпшення електростатичної сепарації при збагаченні руд

Номер патенту: 114588

Опубліковано: 10.07.2017

Автори: Ван Бінь, Колла Харша, Равішанкар Сатханджехері

Формула / Реферат

1. Спосіб збагачення мінерального субстрату за допомогою електростатичної сепарації, де вказаний мінеральний субстрат містить провідний мінеральний компонент і/або непровідний мінеральний компонент, причому спосіб включає стадії:

перемішування мінерального субстрату і реагенту для модифікації електростатичних властивостей в рідині з утворенням суспензії, де щонайменше один зі вказаного провідного мінерального компонента і/або вказаного непровідного мінерального компонента є електростатично модифікованим;

сушіння вказаної суспензії з одержанням по суті сухої суміші; і

прикладання електричного поля до сухої суміші, і відділення щонайменше частини електростатично модифікованого мінерального компонента від сухої суміші;

де реагент для модифікації електростатичних властивостей містить модифікатор електростатичних властивостей, вибраний з групи органічної сполуки, яка вибрана з групи, що складається з четвертинних амінів; імідазолінових сполук; дитіокарбаматних сполук; піридинових сполук; піролідинових сполук; провідних полімерів; поліетиленімінів; сполук формули (IV):

, (IV)

де n в формулі (IV) дорівнює 1-3; де R містить від 1 до 50 атомів вуглецю і де кожен X в формулі (IV) індивідуально вибирають з представника групи, яка складається з Н, М і NR'4, де М являє собою іон металу і кожен із R’ індивідуально вибраний з представника групи, яка складається з Н, С1-С10алкілу, С6-С10арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу;

сполук формули (VI):

 , (VI)

де R8 формули (VI) вибирають з представника групи, що складається із Н, С1-С22алкілу, С6-С22арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу, а X в формулі (VI) вибирають з представника групи, що складається з Н, М і NR'4, де М являє собою іон металу і кожен R' індивідуально вибирають з представника групи, що складається з Н, С1-С10алкілу, С6-С10арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу; і

їх сумішей.

2. Спосіб збагачення мінерального субстрату за допомогою електростатичної сепарації, де вказаний мінеральний субстрат містить провідний мінеральний компонент і/або непровідний мінеральний компонент, причому спосіб включає стадії:

перемішування мінерального субстрату і реагенту для модифікації електростатичних властивостей в рідині з утворенням суспензії, де щонайменше один із вказаного провідного мінерального компонента і/або вказаного мінерального непровідного компонента є електростатично модифікованим;

сушіння вказаної суспензії з одержанням по суті сухої суміші; і

прикладання електричного поля до сухої суміші і відділення щонайменше частини електростатично модифікованого мінерального компонента від сухої суміші;

де реагент для модифікації електростатичних властивостей містить щонайменше один модифікатор електростатичних властивостей і множину частинок, що мають середній питомий опір, який дорівнює або більший, ніж питомий опір непровідного мінерального компонента, коли непровідний мінеральний компонент є електростатично модифікованим, і/або множину частинок, що мають середній питомий опір, який дорівнює або менший, ніж питомий опір провідного мінерального компонента, коли провідний мінеральний компонент є електростатично модифікованим, і де

модифікатор електростатичних властивостей містить органічну сполуку, вибрану з представника, що вибраний з групи, яка складається з четвертинних амінів; імідазолінових сполук; дитіокарбаматних сполук; піридинових сполук; піролідинових сполук; провідних полімерів; поліетиленімінів; сполук формули (IV):

, (IV)

де n в формулі (IV) дорівнює 1-3; де R містить від 1 до 50 атомів вуглецю і де кожен X в формулі (IV) індивідуально вибирають з представника групи, яка складається з Н, М і NR'4, де М являє собою іон металу і кожен із R’ індивідуально вибраний з представника групи, яка складається з Н, С1-С10алкілу, С6-С10арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу;

сполуки формули (VI):

 , (VI)

де R8 в формулі (VI) вибирають з представника групи, що складається із Н, С1-С22алкілу, С6-С22арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу, а X в формулі (VI) вибирають з представника групи, що складається з Н, М і NR'4, де М являє собою іон металу і кожен R' індивідуально вибирають з представника групи, що складається з Н, С1-С10алкілу, С6-С10арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу; і

їх сумішей.

3. Спосіб за п. 1 або 2, в якому сполука четвертинного аміну містить сполуку формули (І):

, (І)

де R містить від 1 до 50 атомів вуглецю;

де кожен із R1, R2 і R3 в формулі(І) індивідуально вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з Н, С1-С10алкілу, С6-С10арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу, і

де X в формулі (І) вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з галогеніду, оксиду, сульфіду, нітриду, гідриду, пероксиду, гідроксиду, ціаніду, перхлорату, хлорату, хлориту, гіпохлориту, нітрату, нітриту, сульфату, сульфіту, фосфату, карбонату, ацетату, оксалату, тозилату, ціанату, тіоціанату, бікарбонату, перманганату, хромату і дихромату.

4. Спосіб за п. 3, в якому сполука четвертинного аміну має середньочислову молекулярну масу 700 або менше.

5. Спосіб за п. 1 або 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей містить імідазолінову сполуку, що вибрана зі сполуки формули (IIа):

, (IIа)

де кожен R4' незалежно вибраний з представника, що вибраний з групи, яка складається з С1-С4алкіламіну, С1-С4алкокси і С2-С5алкілу; і де R4 вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з Н, С1-С26алкілу, С2-С26алкенілу, С6-С26арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу, або її кватернізованої солі;

сполуки формули (IIb):

 , (IIb)

в якій R1 в формулі (IIb) вибирають з представника групи, яка складається з Н, С1-С26алкілу, С2-С26алкенілу, С6-С26арилу, С7-С10аралкілу, С10-С18нафтилалкілу і олеїлу; і де R в формулі (IIb) вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з Н, С1-С26алкілу, олеїлу, С2-С26алкенілу, С6-С26арилу, С7-С10аралкілу і C10-C18нафтилалкілу, або

сумішей сполуки формули (ІІа) або її кватернізованої солі зі сполукою формули (ІІb).

6. Спосіб за п. 1 або 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей містить дитіокарбаматну сполуку.

7. Спосіб за п. 6, в якому дитіокарбаматна сполука являє собою діаліламіндитіокарбамат натрію формули (VII):

, (VII) .

8. Спосіб за п. 1 або 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей містить піридинову сполуку формули (III):

, (ІІІ)

де R в формулі (IIІ) вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з Н, С1-С22алкілу, С6-С22арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу; і

де X в формулі (IIІ) вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з галогеніду, оксиду, сульфіду, нітриду, гідриду, пероксиду, гідроксиду, ціаніду, перхлорату, хлорату, хлориту, гіпохлориту, нітрату, нітриту, сульфату, сульфіту, фосфату, карбонату, ацетату, оксалату, тозилату, ціанату, тіоціанату, бікарбонату, перманганату, хромату і дихромату.

9. Спосіб за п. 1 або 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей містить провідний полімер, який містить поліанілінову сполуку формули (V):

, (V)

де кожен з X, Y і Z індивідуально вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з -СООН, -SO3H і -CO(NH-OH);

де R7 вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з Н, С1-С22алкілу, С6-С22арилу, С7-С10аралкілу, С10-С18нафтилалкілу, сульфату і гідроксилу, і

де n в формулі (V) вибирають так, що поліанілін має середньочислову молекулярну масу в межах від 500 до 10000.

10. Спосіб за п. 1 або 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей являє собою сполуку формули (IV) і при цьому його вибирають з С1-С10алкілгідроксаматів або їх солей.

11. Спосіб за п. 1 або 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей являє собою поліетиленімінову сполуку формули (VIII):

, (VIII)

де n в формулі (VІІІ) вибирають так, що поліетиленімін має середньочислову молекулярну масу в межах від 350 до 1000.

12. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому реагент для модифікації електростатичних властивостей перемішують з мінеральним субстратом в кількості, яка становить від 0,01 кг до 5 кг модифікатора електростатичних властивостей на тонну мінерального субстрату.

13. Спосіб за будь-яким з пп. 2-12, в якому множину частинок перемішують з мінеральним субстратом при відношенні в межах від 0,01 кг до 5 кг частинок на тонну мінерального субстрату.

14. Спосіб за будь-яким з пп. 2-13, в якому масове відношення модифікатора електростатичних властивостей до частинок становить від 100:1 до 1:100.

15. Спосіб за будь-яким з пп. 2-14, в якому множина частинок є непровідною і її вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з силікатів, алюмінатів, полістиролу, кварцу, слюди, тальку, каучуку, шелаку, люциту, скла, деревини, целулоїду, слонової кістки і їх сумішей.

16. Спосіб за п. 15, в якому силікати мають формулу (MxOy)p(SiO2)q і алюмінати мають формулу MxAlOz; де М являє собою метал; кожен із х і у, індивідуально, знаходяться в межах від 1 до 4; z знаходиться в межах від 1 до 12 і відношення p:q знаходиться в межах від 10:1 до 1:10.

17. Спосіб за п. 15, в якому непровідні частинки містять алюмосилікатну глину.

18. Спосіб за будь-яким з пп. 2-17, в якому множина частинок має середній діаметр від 1 до 500 мікронів.

19. Спосіб за будь-яким з пп. 2-14 або п. 18, в якому множина частинок є провідною і містить оксид металу формули МxОy, де М являє собою перехідний метал і де кожен із х і у, індивідуально, знаходиться в межах від 1 до 6.

20. Спосіб за п. 19, в якому перехідний метал вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з Сu, Со, Мn, Ті, Fe, Zn, Mo і Ni.

21. Спосіб за будь-яким з пп. 2-14 або 18, в якому множина частинок є провідною і містить надпровідний матеріал формули ApBqDrOs, де А вибраний з представника, що вибраний з групи, яка складається з La, Pr, Се, Nd, Sm, Eu, Gd, Но, Er, Tm, Yb, Lu та Nb; де р знаходиться в межах від 0,01 до 2,0;

В вибирають з Са, Ва або Sr; де q знаходиться в межах від 0,5 до 3;

D вибирають з Cu, Ni, Ті або Мо; де r знаходиться в межах від 0,1 до 5;

О являє собою кисень, причому s знаходиться в межах від 1 до 10.

22. Спосіб за п. 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей, вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з четвертинних амінів; імідазолінових сполук; дитіокарбаматних сполук; піридинових сполук; піролідинових сполук; провідних полімерів; поліетиленімінів і їх сумішей, і в якому множина частинок представлена непровідними частинками.

23. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому мінеральний субстрат містить мінерали, що містять рутил і циркон.

24. Спосіб за п. 5, в якому імідазолінову сполуку вибирають зі

сполуки формули (ІІа), в якій R4' являє собою C1-C4алкокси, а R4 являє собою С1-С26алкіл;

сполуки формули (ІІb), в якій R являє собою олеїл і R1 являє собою олеїл; або їх сумішей.

25. Спосіб за п. 15 або 16, в якому множина непровідних частинок являє собою силікат цирконію ZrSiO4.

26. Спосіб за п. 10, в якому алкілгідроксамат вибирають з групи, яка складається з моно-, ди- і тригідроксамової кислот, їх натрієвих солей, їх калієвих солей або їх сумішей.

27. Спосіб за п. 24, в якому сполука формули (ІІа) являє собою

.

28. Спосіб за п. 24, в якому сполука формули (ІІb) являє собою

.

Текст

Реферат: Винахід стосується способу збагачення мінерального субстрату за допомогою електростатичної сепарації з використанням реагенту для модифікації електростатичних властивостей. UA 114588 C2 (12) UA 114588 C2 UA 114588 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Рівень техніки Галузь техніки, до якої належить винахід Даний винахід належить до галузі відділення певних мінеральних компонентів руди від інших її мінеральних компонентів з використанням електростатичної сепарації. Конкретно, даний винахід належить до реагентів для модифікації електростатичних властивостей і до їх використання в способі електростатичної сепарації для розділення мінеральних компонентів руди з поліпшеною ефективністю. Опис попереднього рівня техніки Переробка і рафінування багатьох типів мінеральних руд, включаючи мінеральні піски, відомі іноді як збагачення, як правило, включає в себе відділення певних мінеральних компонентів від інших мінеральних компонентів. Наприклад, окрема руда або мінеральний пісок може, як правило, містити як рутил, так і циркон. Обидва ці мінерали мають незалежні застосування і повинні відділятися один від іншого. Такий мінеральний пісок також може містити ільменіт, монацит, кварц, ставроліт і лейкоксен, які також повинні відділятися від рутилу і циркону. Електростатична сепарація широко використовується в промисловості важких мінеральних руд або пісків. Електростатичний сепаратор прикладає напругу, як правило, в межах від 21 до 26 кВ, до руди, в результаті чого провідні компоненти, такі як рутил і ільменіт, мігрують до одного краю сепаратора, а непровідні компоненти, такі як циркон, мігрують до протилежного краю сепаратора. Потік подрібненої руди або мінерального піску розділяється на два потоки, і кожен потік може додатково перероблятися для розділення відповідних їхніх компонентів з використанням, наприклад, магнітної сепарації. Хоча електростатична сепарація являє собою ефективний спосіб, вона не вважається особливо ефективною. Патент США № 4131539, Ojiri, et al., описує спосіб видалення малих кількостей рутилу з цирконового піску. Цей патент говорить про термічну обробку цирконового піску в неокиснювальній атмосфері для зміни поверхневих електростатичних властивостей рутилу, яка, як сказано, робить рутил більш провідним, і підданий термічній обробці пісок відділяється легше за допомогою електростатичної сепарації із зменшенням вмісту діоксиду титану в піску. Хоча таке нагрівання або випал може бути ефективним, він є енергоємним і змінює поверхневі властивості мінеральних компонентів, що може бути небажаним при подальших застосуваннях. Патент США № 5502118, Macholdt et al., говорить про використання полімерних солей, які є придатними як агенти для контролю заряду і агенти для збільшення заряду в електрофотографічних тонерах і проявниках, в трибоелектричних або порошкових покриттях, що електрокінетично розпилюються, в електричних матеріалах і для електростатичної сепарації полімерів і мінеральних солей. Однак це не належить до поліпшення сепарації мінеральних компонентів. У одному з процесів розділення мінералів, такому як той, який показаний в патенті США № 6168029, Henderson et al., що належить до збільшення ефективності способу, використовують аніонні співполімери акрилової кислоти і акриламідні реагенти. Таким чином, як і раніше існує необхідність в поліпшеному, більш ефективному реагенті і способі відділення провідних мінеральних компонентів від непровідних мінеральних компонентів звичайної руди або мінерального піску. Така поліпшена сепарація могла б застосовуватися не тільки при видобутку рутилу і циркону, але також будь-якої іншої руди, яка містить як непровідні, так і провідні компоненти, що мають комерційну цінність. Суть винаходу Даний винахід задовольняє згадані вище і інші потреби за допомогою створення в одному з варіантів здійснення способу збагачення мінерального субстрату за допомогою електростатичної сепарації сухої суміші, що містить провідний компонент і непровідний компонент, що включає: перемішування мінерального субстрату і модифікатора електростатичних властивостей з утворенням суміші, де щонайменше один зі вказаного провідного компонента і вказаного непровідного компонента є електростатично модифікованим; і прикладання електричного поля до суміші, щоб, таким чином щонайменше частково відділити електростатично модифікований компонент від суміші; де модифікатор електростатичних властивостей містить органічну сполуку, вибрану з групи, яка складається з четвертинних амінів; імідазолінових сполук; дитіокарбаматних сполук; піридинових сполук; піролідинових сполук; провідних полімерів, поліетиленімінів; сполук формули (IV): (IV) R-(CONH-O-X)n, 1 UA 114588 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 де n в формулі (IV) дорівнює 1-3; де R в формулі (IV) містить від 1 до 50 атомів вуглецю; і де кожен X в формулі (IV) індивідуально вибирають з групи, яка складається з Н, M і NR' 4, де M являє собою іон металу і кожен R' індивідуально вибирають з групи, яка складається з Н, C 1-C10 алкілу, C6-C10 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу; сполук формули (VI): , де R8 в формулі (VI) вибирають з Н, C1-C22 алкілу, C6-C22 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу, X в формулі (VI) вибирають з групи, яка складається з Н, M і NR' 4, де M являє собою іон металу і кожен R' індивідуально вибирають з групи, яка складається з Н, C 1-C10 алкілу, C6-C10 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу; і їх сумішей. Крім того, даний винахід належить до способу збагачення мінерального субстрату за допомогою електростатичної сепарації сухої суміші, що містить провідний компонент і непровідний компонент, що включає стадії: перемішування мінерального субстрату і реагенту для модифікації електростатичних властивостей з утворенням суміші, де щонайменше один із вказаного провідного компонента і вказаного непровідного компонента є електростатично модифікованим; і прикладання електричного поля до суміші, щоб, таким чином щонайменше частково відділити електростатично модифікований компонент від суміші; де реагент для модифікації електростатичних властивостей містить щонайменше один модифікатор електростатичних властивостей і множину частинок, що мають середній питомий опір, який дорівнює або більший, ніж питомий опір непровідного компонента, коли непровідний компонент є електростатично модифікованим, і/або множину частинок, що мають середній питомий опір, який дорівнює або менший, ніж питомий опір провідного компонента, коли провідний компонент є електростатично модифікованим. У іншому варіанті здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить модифікатор електростатичних властивостей і множину частинок, кожна зі вказаних частинок має питомий опір, який дорівнює або більший, ніж питомий опір непровідного компонента, коли непровідний компонент є електростатично модифікованим, або множину частинок, що мають питомий опір, який дорівнює або менший, ніж питомий опір провідного компонента, коли провідний компонент є електростатично модифікованим. У іншому варіанті здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить модифікатор електростатичних властивостей, переважно, органічну сполуку, і множину частинок, кожна зі вказаних частинок має питомий опір, який дорівнює або більший, ніж питомий опір непровідного компонента, коли непровідний компонент є електростатично модифікованим, і/або множину частинок, що мають питомий опір, який дорівнює або менший, ніж питомий опір провідного компонента, коли провідний компонент є електростатично модифікованим. Органічна сполука може являти собою полімер або не полімер. У іншому варіанті здійснення даного винаходу, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить полімер і множину частинок, кожна із вказаних частинок має питомий опір, який дорівнює або більший, ніж питомий опір непровідного компонента, коли непровідний компонент є електростатично модифікованим, і/або множину частинок, що мають питомий опір який дорівнює або менший, ніж питомий опір провідного компонента, коли провідний компонент є електростатично модифікованим. У іншому варіанті здійснення даного винаходу, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить органічну, полімерну або не полімерну сполуку, вибрану з групи, яка складається з четвертинних амінів; імідазолінових сполук; дитіокарбаматних сполук; піридинових сполук; піролідинових сполук; провідних полімерів, таких як поліпіроли, політіофени і поліаніліни; поліетиленіміни; сполук формули (IV): (IV) R-(CONH-O-X)n, де n в формулі (IV) дорівнює 1-3; де R в формулі (IV) містить від 1 до 50 атомів вуглецю і де кожен X в формулі (IV) індивідуально вибирають з групи, яка складається з Н, M і NR' 4, де M являє собою іон металу і кожен R' індивідуально вибирають з групи, яка складається з Н, C 1-C10 алкілу, C6-C10 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу; 2 UA 114588 C2 сполук формули (VI): 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 , де R8 в формулі (VI) вибирають з Н, C1-C22 алкілу, C6-C22 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу, X в формулі (VI) вибирають з групи, яка складається з Н, M і NR' 4, де M являє собою іон металу і кожен R' індивідуально вибирають з групи, яка складається з Н, C1-C10 алкілу, C6-C10 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу; і їх сумішей, і множину частинок, що мають питомий опір, який дорівнює або більший, ніж питомий опір непровідного компонента, коли непровідний компонент є електростатично модифікованим, і/або множини частинок, що мають питомий опір, який дорівнює або менший, ніж питомий опір провідного компонента, коли провідний компонент є електростатично модифікованим. Даний винахід передбачає засоби для поліпшення ефективності електростатичної сепарації провідних мінералів і непровідних мінералів. Конкретна перевага даного винаходу полягає в забезпеченні поліпшеної якості продукту циркону і рутилу. Інша перевага даного винаходу полягає в тому, що він збільшує швидкості отримання циркону і рутилу на противагу звичайним способам. Ще одна перевага даного винаходу полягає в тому, що він зменшує втрати циркону або рутилу під час переробки. Інша перевага даного винаходу полягає в тому, що він зменшує кількість проміжних продуктів і навантаження рециклювання циркону або рутилу під час переробки. Ці і інші варіанти здійснення, цілі і переваги описуються більш детально нижче. Докладний опис переважних варіантів здійснення Електростатична сепарація являє собою спосіб сепарації на основі відмінностей притягання або відштовхування заряджених частинок під впливом досить сильного електричного поля. Електростатична сепарація широко використовується в різних галузях промисловості, включаючи промисловість важких мінеральних пісків. Збагачення багатьох типів мінеральної руди, включаючи важкі мінеральні піски, включає відділення певних цінних мінеральних компонентів від інших цінних або нецінних мінеральних компонентів. Установки для розділення мінералів, що використовуються в промисловості переробки мінералів титану, працюють з використанням схожих технологій способів, які часто конструюються на місці для індивідуальних рудних тіл і їхніх вимог до розділення. Чинники, які впливають на вибір конкретної методології розділення, включають геологію, якість мінералів, розмір і форму частинок, тип мінералу, включення, поверхневі покриття і присутні частинки, що впливають на спосіб і фізичні характеристики мінералів. Наприклад, одна руда або мінеральний пісок можуть містити як рутил, так і циркон. Обидва ці мінерали мають незалежні застосування, і з цієї причини часто бажаним є відділення їхніх відносно чистих версій одна від одної і від інших домішок, таких як ільменіт, монацит, кварц, ставроліт і лейкоксен. Електростатична сепарація може використовуватися для відділення рутилу від циркону, оскільки рутил є провідним матеріалом, а циркон є непровідним матеріалом. Електростатична сепарація може здійснюватися за допомогою використання електростатичного сепаратора, який прикладає напругу в межах від 21 до 26 кВ до руди, примушуючи провідні компоненти, такі як рутил і ільменіт, мігрувати до одного краю сепаратора, а непровідні компоненти, такі як циркон, мігрувати до протилежного краю сепаратора. Таким чином, потік подрібненої руди або мінерального піску розділяється на два первинних потоки за допомогою електростатичного сепаратора для відділення провідних компонентів від непровідних компонентів. Електростатична сепарація відповідно до даного винаходу може використовуватися для розділення різноманітних мінеральних систем. Ці системи включають, але, не обмежуючись цим, мінеральний пісок, ільменіт/ставроліт, ільменіт/монацит, рутил/циркон, циркон/лейкоксен, залізну руду/силікат, гранітовий ільменіт, гранітовий рутил, рецикльований метал, кіаніт/циркон, хроміт/гранат і целестин/гіпс. Різні варіанти здійснення даного винаходу передбачають реагенти для модифікації електростатичних властивостей і способи їх використання для поліпшення збагачення мінеральних субстратів за допомогою поліпшення ефективності електростатичної сепарації. У одному з варіантів здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить органічну не полімерну сполуку. У іншому варіанті здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить органічну полімерну або не полімерну сполуку і 3 UA 114588 C2 5 10 15 20 25 30 35 множину непровідних частинок. У інших варіантах здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить органічну полімерну або не полімерну сполуку і множину провідних частинок. У додаткових варіантах здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить щонайменше одну органічну сполуку і множину провідних частинок і непровідних частинок. У одному з варіантів здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить органічну полімерну або не полімерну сполуку, вибрану з групи, яка складається з четвертинних амінів; імідазолінових сполук; дитіокарбаматних сполук; піридинових сполук; провідних полімерів, таких як поліпіроли, політіофени і поліаніліни; поліетиленімін; піролідоній; сполуки формули (IV): (IV) R-(CONH-O-X)n, де n в формулі (IV) дорівнює 1-3; де R в формулі (IV) містить від 1 до 50 атомів вуглецю і де кожен X в формулі (IV) індивідуально вибирають з групи, яка складається з Н, M і NR' 4, де M являє собою іон металу і кожен R'4 індивідуально вибирають з групи, яка складається з Н, C 1-C10 алкілу, C6-C10 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу; сполуки формули (VI): , де R8 в формулі (VI) вибирають з Н, C1-C22 алкілу, C6-C22 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу; X в формулі (VI) вибирають з групи, яка складається з Н, M і NR' 4, де M являє собою іон металу і кожен R' індивідуально вибирають з групи, яка складається з Н, C 1-C10 алкілу, C6-C10 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу; і їх сумішей. У одному з варіантів здійснення четверинний амін включає сполуку формули (I), + (I) R(R1R2R3)N X , де R в формулі (I) містить приблизно від 1 приблизно до 50 атомів вуглецю; де R 1, R2 і R3 в формулі (I) індивідуально вибирають з групи, яка складається з Н, C1-C10 алкілу, C6-C10 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу; і де X вибирають з галогеніду, оксиду, сульфіду, нітриду, гідриду, пероксиду, гідроксиду, ціаніду, перхлорату, хлорату, хлориту, гіпохлориту, нітрату, нітриту, сульфату, сульфіту, фосфату, карбонату, ацетату, оксалату, тозілату, ціанату, тіоціанату, бікарбонату, перманганату, хромату і дихромату. У одному з варіантів здійснення четверинний амін має чисельну молекулярну масу приблизно 700 або менше, більш переважно, 450 або менше. Як імідазолінові сполуки, як мається на увазі, позначаються незаміщені, а також заміщені імідазоліни, кватернізовані імідазоліни і їх солі. У одному з варіантів здійснення даного винаходу імідазолінова сполука включає сполуку, вибрану із сполук формули (IIa) і їх кватернізованих солей і формули (IIb): N R4 N R4' (lla), O R1 N N + H N R 4 (llb), UA 114588 C2 5 10 15 20 25 30 35 де R'4 в формулі IIa вибирають з групи, яка складається з C 1-C4 алкіламіну, C1-C4 алкокси і C2-C5 алкілу; і де R4 в формулі IIa вибирають з групи, яка складається з Н, C 1-C20 алкілу, C2-C20 алкенілу, C6-C20 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу; і де R1 в формулі IIb вибирають з групи, яка складається з Н, C1-C26 алкілу, C2-C26 алкенілу, C6-C26 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу, олеїлу, і де R в формулі IIb вибирають з групи, яка складається з Н, C1-C26 алкілу насиченго або ненасиченого олеїлу, C2-C26 алкенілу, C6-C26 арилу, C7-C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу. Як піролідинові сполуки, як мається на увазі, позначаються незаміщений, а також заміщений піролідин, кватернізований піролідин, піролідоній і їх солі. Як дитіокарбаматні сполуки, як мається на увазі, позначаються сполуки, що містять дитіокарбаматну групу, а також їхні солі. У одному з варіантів здійснення даного винаходу, дитіокарбамат включає діаліламіндитіокарбамат. У іншому варіанті здійснення, діаліламіндитіокарбамат являє собою натрій діаліламіндитіокарбамат формули VII: . У одному з варіантів здійснення сполука формули VII має чисельну молекулярну масу, яка дорівнює приблизно 450 або менше. Як піридинова сполука, як мається на увазі, позначаються незаміщені, а також заміщені піридини і їхні солі. У одному з варіантів здійснення даного винаходу піридин включає сполуки формули (III) , де R в формулі (III) вибирають з групи, яка складається з Н, C1-C22 алкілу, C6-C22 арилу, C7C10 аралкілу і C10-C18 нафтилалкілу; і де X в формулі (III) вибирають з галогеніду, оксиду, сульфіду, нітриду, гідриду, пероксиду, гідроксиду, ціаніду, перхлорату, хлорату, хлориту, гіпохлориту, нітрату, нітриту, сульфату, сульфіту, фосфату, карбонату, ацетату, оксалату, тозілату, ціанату, тіоціанату, бікарбонату, перманганату, хромату і дихромату. У одному з варіантів здійснення даного винаходу, сполуку формули IV вибирають з моногідроксамової кислоти, бігідроксамової кислоти і тригідроксамової кислоти і будь-якої їх солі. Особливо переважними є C1-C10 алкілгідроксамати, більш переважно, натрій і калій алкілгідроксамати. У одному з варіантів здійснення даного винаходу провідний полімер включає поліанілін, переважно, модифікований поліанілін, що містить одиницю формули, яка повторюється (V): , де X, Y і Z в формулі (V), кожен, індивідуально вибирають з групи, яка складається з -COOH, -SO3H, і -CO(NH-OH); де R7 в формулі (V) вибирають з Н, C1-C22 алкілу, C6-C22 арилу, C7-C10 5 UA 114588 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 аралкілу, C10-C18 нафтилалкілу, сульфату і гідроксилу і де n в формулі (V) вибирають таким чином, що поліанілін має чисельну молекулярну масу в межах приблизно від 500 приблизно до 10000. У одному з варіантів здійснення даного винаходу поліетиленімін має молекулярну масу в межах приблизно від 350 приблизно до 1000 і, переважно, містить повторювану одиницю формули (VIII) , де n в формулі (VIII) вибирають таким чином, що поліетиленімін має молекулярну масу в межах приблизно від 350 приблизно до 1000; і їх суміші. У одному з варіантів здійснення даного винаходу, реагент для модифікації електростатичних властивостей додатково містить множину частинок, що мають середній питомий опір, який дорівнює або більший, ніж питомий опір непровідного компонента, коли непровідний компонент являє собою той компонент в суміші, який повинен електростатично модифікуватися, і/або множину частинок, що мають середній питомий опір, який дорівнює або менший, ніж питомий опір провідного компонента, коли провідний компонент являє собою той компонент в суміші, який повинен електростатично модифікуватися. Частинки в реагенті для модифікації електростатичних властивостей, переважно, мають середній діаметр від 1 до 500 мікрон. Масове відношення модифікатора електростатичних властивостей до частинок, переважно, складає приблизно від 100:1 приблизно до 1:100. Таким чином, ефективність електростатичної сепарації може бути поліпшена за допомогою включення множини частинок, що мають середній питомий опір, який дорівнює або більший, ніж питомий опір непровідного компонента, що називаються далі "непровідні частинки", в реагенті для модифікації електростатичних властивостей. У різних варіантах здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить множину непровідних частинок і органічну сполуку, вибрану з групи, яка складається з тих органічних сполук, які приведені вище. Реагент для модифікації електростатичних властивостей, переважно, містить множину непровідних частинок і щонайменше одну органічну сполуку, вибрану з групи, яка складається з четвертинних амінів; імідазолінових сполук; дитіокарбаматних сполук; піридинових сполук; піролідинових сполук; провідних полімерів; поліетиленімінів і їх сумішей, більш переважно, щонайменше одну сполуку, вибрану з групи, яка складається з четвертинних амінів, імідазолінових сполук, зокрема, кватернізованих імідазолінових сполук і піридинових сполук. Особливо переважними є сполуки формули (I), (IIa), (IIb) і (III). Множина непровідних частинок і органічна сполука можуть бути присутніми в реагенті для модифікації електростатичних властивостей при масовому відношенні непровідні частинки: органічна сполука в межах приблизно від 100:1 до 1:100. У одному з варіантів здійснення, непровідні частинки вибирають з силікату формули (MxOy)р(SiO2)q, алюмінату формули MxAlOz і їх сумішей, де M являє собою метал (наприклад, Al, Sn, Zr або Pb); х і у, кожен, індивідуально знаходиться в межах приблизно від 1 приблизно до 4; z знаходиться в межах від 1 приблизно до 12 і відношення р:q знаходиться в межах приблизно від 10:1 приблизно до 1:10. Інші непровідні частинки, які мають розподіл розмірів, провідність і морфологію, схожі з частками силікату і алюмінату, можуть включатися в реагент для модифікації електростатичних властивостей замість таких силікатів і алюмінатів і/або в доповнення до них. У іншому варіанті здійснення, непровідні частинки вибирають з полістиролу, кварцу, слюди, тальку, сірки, ебоніту, шелаку, люциту, порошкоподібного скла, сухої деревини, целулоїду, слонової кістки і їх сумішей. Додаткові приклади відповідних непровідних частинок включають ті, які містять мінерал, вибраний з групи, яка складається з каоліну і монтморилоніту. У іншому прикладі, множина непровідних частинок можуть містити алюмосилікатну глину. Переважними є непровідні частинки, які мають хімічну структуру і/або композицію, яка є схожою з непровідним компонентом, присутнім в мінеральному субстраті. Коли мінеральний субстрат 6 UA 114588 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 містить циркон, непровідні частинки, переважно, вибирають з циркону, піску і оксиду кремнію. Непровідні частинки в реагенті для модифікації електростатичних властивостей можуть бути отримані з комерційних джерел і/або можуть виготовлятися за допомогою технологій, відомих фахівцям в даній галузі. Більш переважно, непровідні частинки, зокрема, частинки оксиду кремнію і циркону, мають високу чистоту із вмістом заліза нижче 1,0 %. Множина непровідних частинок в реагенті для модифікації електростатичних властивостей може мати середній діаметр менший приблизно ніж 500 мікрон, наприклад, менший приблизно ніж 300 мікрон або менший приблизно ніж 200 мікрон. Непровідні частинки, переважно, мають середній діаметр щонайменше 1 мікрон, більш переважно, щонайменше 10 мікрон. Особливо переважними є непровідні частинки, що мають діаметр приблизно 50-200 мікрон. У одному з варіантів здійснення, непровідні частинки мають аспектне відношення в межах приблизно від 1 приблизно до 100. Поліпшення розділення часто спостерігають, коли розмір частинок для непровідних частинок в реагенті для модифікації електростатичних властивостей зменшується. Наприклад, в певних застосуваннях може бути бажаним використання непровідних мікрочастинок з найменшим можливим розміром частинок. Часто, хороші результати можуть бути отримані з використанням непровідних частинок, що мають середній діаметр менший приблизно ніж 200 мікрон, наприклад, менший приблизно ніж 100 мікрон. Множина непровідних частинок в реагенті для модифікації електростатичних властивостей можуть мати одномодальний або багатомодальний (наприклад, двомодальний) розподіл розмірів частинок. У будь-якій даній ситуації, розмір непровідних частинок може вибиратися на основі різних практичних міркувань, таких як вартість, продуктивність, мінеральний субстрат, який повинен перероблятися, бажаність виключення вибраних домішок і/або бажаний рівень розділення. Так, наприклад, в деяких застосуваннях, відносно низький рівень розділення може бути отриманий з використанням електростатичного реагенту, який містить непровідні мікрочастинки силікату, що мають середній розмір частинок в межах приблизно 1 приблизно до 500 мікрон. У інших ситуаціях, наприклад, коли бажаним є високий рівень розділення, переважними часто є менші непровідні мікрочастинки. Розміри непровідних частинок можуть бути визначені за допомогою вимірювання їх площ поверхні з використанням способу адсорбції N2 БЕТ (дивись публікацію патенту США № 2007/0007179). Фахівці в даній галузі розуміють співвідношення між розміром частинок і площею поверхні, як визначено за допомогою способу адсорбції N2 БЕТ. У іншому варіанті здійснення, ефективність електростатичної сепарації поліпшується за допомогою включення в реагент для модифікації електростатичних властивостей множини частинок, що мають середній питомий опір, який дорівнює або менший, ніж питомий опір провідного компонента, далі вони означаються в цьому документі як "провідні частинки". Хоча даний винахід не обмежується теорією його роботи, передбачається, що органічна сполука в реагенті для модифікації електростатичних властивостей селективно з'єднує провідні частинки з провідними мінералами. У різних варіантах здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить множину провідних частинок і органічну полімерну або не полімерну сполуку, переважно, вибрану з тих, які приведені вище. Реагент для модифікації електростатичних властивостей, переважно, містить множину провідних частинок і щонайменше одну органічну сполуку, вибрану з групи, яка складається із сполук формули (IV), (V), (VI), (VII) і (VIII), більш переважно, сполуку формули (IV). Множина провідних частинок і органічна сполука можуть бути присутнім в реагенті для модифікації електростатичних властивостей при масовому відношенні провідні частинки: органічна сполука в межах приблизно від 100:1 до 1:100, наприклад, в межах приблизно від 10:1 приблизно до 1:10. У інших варіантах здійснення, провідні частинки можуть містити оксид металу формули MxOy, де M являє собою перехідний метал, і де х і у, кожен, індивідуально, знаходиться в межах приблизно від 1 приблизно до 6. Перехідний метал може вибиратися з Cu, Co, Mn, Ti, Fe, Zn, Mo і Ni. У деяких варіантах здійснення, провідні частинки можуть містити оксид металу, який являє собою надпровідний матеріал формули ApBqDrOs, де А являє собою La, Pr, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Ho, Er, Tm, Yb, Lu або Nb; В являє собою Ca, Ba, або Sr; D являє собою Cu, Ni, Ti або Mo, О являє собою кисень, р знаходиться в межах приблизно від 0,01 приблизно до 2.0; q знаходиться в межах приблизно від 0,5 приблизно до 3; r знаходиться в межах приблизно від 0,1 приблизно до 5 і s знаходиться в межах приблизно від 1 приблизно до 10. Фахівці в даній галузі зрозуміють, що в цьому контексті термін "надпровідний матеріал" стосується матеріалу, який є надпровідним при температурі вищій ніж 4°K, незалежно від температури реагенту для модифікації електростатичних властивостей, в будь-який даний момент часу. Інші провідні частинки, які мають розподіл розмірів, провідність і морфологію, схожі з частинками оксиду 7 UA 114588 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 металу, можуть включатися в реагент для модифікації електростатичних властивостей замість таких оксидів металу і/або в доповнення до них. Множина провідних частинок може також включати будь-які частинки металу, такого, наприклад, як срібло, мідь, золото, алюміній, залізо, і їх суміші. Інші провідні частинки можуть включати графіт, ковелін, пентландит, магнітний колчедан, галеніт (сульфід свинцю), кремній, арсенопірит, магнетит, халькозин, халькопірит, пластинчатий пірит, молібденіт і їх суміші. Переважними є провідні частинки, які мають хімічну структуру і/або композицію, яка є схожою з провідним компонентом, присутнім в мінеральному субстраті. Коли мінеральний субстрат містить рутил, непровідні частинки, переважно, вибираються з рутилу. Більш переважно, провідні частинки, зокрема, рутил, мають високу чистоту із вмістом присутніх непровідних частинок, таких як оксид кремнію і циркону, нижче 1,0 %. Множина провідних частинок може мати середній діаметр менший приблизно ніж 100 мікрон, наприклад, менший приблизно ніж 50 мікрон. Провідні частинки, переважно, мають середній діаметр щонайменше 1 мікрон, більш переважно, щонайменше 10 мікрон. Особливо переважними є провідні частинки, що мають діаметр приблизно 10-100 мікрон. Розміри провідних частинок можуть визначатися за допомогою вимірювання їх площі поверхні з використанням способу адсорбції N2 БЕТ (дивись публікацію патенту США № 2007/0007179). Фахівці в даній галузі розуміють співвідношення між розміром частинок і площею поверхні, як визначено за допомогою способу адсорбції N2 БЕТ. Провідні частинки в реагенті для модифікації електростатичних властивостей можуть бути отримані з комерційних джерел і/або бути отримані за допомогою технологій, відомих фахівцям в даній галузі. Реагент для модифікації електростатичних властивостей може необов'язково містити додаткові інгредієнти. Наприклад, в одному з варіантів здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить рідину, таку як спирт і/або вода. У іншому варіанті здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить дисперсант. У іншому варіанті здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей містить рідину, таку як спирт і/або вода, і дисперсант. Кількості реагенту для модифікації електростатичних властивостей, необов'язкової рідини і необов'язкового дисперсанта можуть змінюватися в широкому діапазоні, який може визначатися за допомогою рутинних експериментів, керуючись описом, приведеним в цьому документі. Наприклад, в одному з варіантів здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей, кількість рідини (наприклад, води, масла (наприклад, мінерального масла, синтетичного масла, рослинної олії) і/або спирту) знаходиться в межах від нуля приблизно до 95 %, і кількість дисперсанта знаходиться в межах від нуля приблизно до 10 %, всі попередні кількості являють собою проценти масові відносно загальної маси реагенту для модифікації електростатичних властивостей. Додаткове включення необов'язкового дисперсанта в реагент для модифікації електростатичних властивостей може забезпечувати різноманітні корисні впливи. Наприклад, включення дисперсанта може полегшувати диспергування реагенту для модифікації електростатичних властивостей, який містить рідину, і/або дисперсант може полегшувати диспергування мінеральних частинок і/або домішок мінерального субстрату, з яким перемішується реагент для модифікації електростатичних властивостей. Дисперсант може являти собою органічний дисперсант, такий як водорозчинний полімер, або суміш таких полімерів, неорганічний дисперсант, такий як силікат, фосфат або їх суміш, або суміш органічних і неорганічних дисперсантів. Приклад придатного для використання органічного дисперсанта являє собою водорозчинний або диспергований у воді полімер, який містить щонайменше один залишок, вибраний з групи, яка складається з карбоксилу і сульфонату. Поліакрилова кислота і Na-поліакрилат являють собою приклади водорозчинних або диспергованих у воді полімерів, які містять карбоксильную групу. Полі(2-акриламідо-2-метил-1пропансульфонат), також відомий як полі(AAMPS), являє собою приклад водорозчинного або диспергованого у воді полімеру, який містить сульфонатну групу. Інші придатні для використання органічні дисперсанти включають природні і синтетичні смоли і каучук, такі як гуарова смола, гідроксіетилцелюлоза і карбоксиметилцелюлоза. Кількість дисперсанта, переважно, знаходиться в межах від нуля приблизно до 15 фунтів (6 кг) дисперсанта на тонну реагенту для модифікації електростатичних властивостей. У іншому варіанті здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей передбачається в рідкій формі, наприклад, у вигляді дисперсії. Для економії, рідина, переважно, являє собою воду, хоча рідка форма може містити і інші рідини, такі як масло і/або спирт, в доповнення до води або замість неї. 8 UA 114588 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Рідина, переважно, присутня в кількості, яка робить рідку форму текучою, наприклад, приблизно від 25 % приблизно до 95 % рідини по масі, відносно загальної маси дисперсії, більш переважно, приблизно від 35 % приблизно до 75 %, при такому ж відношенні. Необов'язково може використовуватися дисперсант, для отримання однорідної і стабільної дисперсії компонентів в рідині. Приклади переважних дисперсантів включають неорганічні і органічні дисперсанти, описані вище. Кількість дисперсанта в дисперсії, переважно, являє собою ту кількість, яка є ефективною при отриманні стабільної дисперсії нерозчинних інгредієнтів, наприклад, приблизно від 0,1 % приблизно до 10 %, більш переважно, приблизно від 1 % приблизно до 5 % мас відносно загальної маси дисперсії. Реагент для модифікації електростатичних властивостей може бути отриманий різними способами. Наприклад, в одному з варіантів здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей знаходиться в формі по суті сухої суміші, що необов'язково містить додатковий дисперсант. Така по суті суха суміш може формуватися, наприклад, за допомогою перемішування компонентів, або за допомогою суспендування, диспергування, розрідження або розчинення компонентів в рідині, необов'язково, при нагріванні і/або перемішуванні, а потім видалення рідини з утворенням по суті сухої суміші. У іншому варіанті здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей знаходиться в формі текучої суміші, що містить рідину (наприклад, воду і/або спирт) і необов'язково містить додатковий дисперсант. Як указано вище, реагент для модифікації електростатичних властивостей в такій текучій суміші може суспендуватися (наприклад, у вигляді колоїдної суспензії), диспергуватися (наприклад, у вигляді дисперсії) і/або розріджуватися в рідині, і/або одна або декілька сполук, що містять гетероатоми, може суспендуватися, диспергуватися, розріджуватися і/або розчинятися в рідині. Така текуча суміш може формуватися за допомогою перемішування компонентів (в будь-якому порядку), переважно, при перемішуванні, необов'язково, при нагріванні. Різні препарати можуть бути приготовлені за допомогою використання рутинних експериментів, знаючи інформацію, приведену в цьому документі. Інший варіант здійснення передбачає спосіб збагачення мінерального субстрату за допомогою електростатичної сепарації сухої суміші, що включає перемішування мінерального субстрату і реагенту для модифікації електростатичних властивостей з утворенням суміші, що містить електростатично модифікований компонент, і прикладання електричного поля до суміші, щоб, таким чином, щонайменше частково відділити електростатично модифікований компонент від суміші. Модифікатор електростатичних властивостей, присутній в реагенті для модифікації, селективно асоціюється з одним або декількома компонентами мінерального субстрату (наприклад, з провідним мінералом (мінералами) або непровідним мінералом (мінералами)), щоб утворювати при цьому електростатично модифікований компонент. При прикладанні електричного поля, відділення електростатично модифікованого компонента від іншої частини суміші поліпшується, відносно відділення при схожих по суті умовах за відсутності реагенту для модифікації електростатичних властивостей. Реагент для модифікації електростатичних властивостей, що використовується в способі збагачення, переважно, являє собою реагент для модифікації електростатичних властивостей, як описано в цьому документі в іншому місці. Мінеральний субстрат, як правило, передбачається в формі частинок, наприклад, як подрібнений або мелений порошок. Середній розмір частинок мінерального субстрату в формі частинок звичайно менший приблизно ніж 1 мм. У одному з варіантів здійснення, середній розмір частинок мінерального субстрату менший приблизно ніж 500 мікрон, наприклад, менший приблизно ніж 100мікрон. У одному з варіантів здійснення, середній розмір частинок мінерального субстрату більший приблизно ніж 10 мікрон, наприклад, більший приблизно ніж 30 мікрон. Наприклад, в одному з варіантів здійснення, середній розмір частинок мінерального субстрату знаходиться в межах приблизно від 30 мікрон приблизно до 100 мікрон. Мінеральний субстрат і реагент для модифікації електростатичних властивостей можуть перемішуватися різними способами, наприклад, на одній стадії, на множині стадій, послідовно, в зворотному порядку, одночасно або в різних сполученнях цих способів. Наприклад, в одному з варіантів здійснення, різні компоненти, наприклад, реагент для модифікації електростатичних властивостей, необов'язкові інгредієнти, такі як вода, дисперсант, і тому подібне, додають до частини мінерального субстрату з утворенням преміксу, потім він перемішується з мінеральним субстратом. У іншому варіанті здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей формують in situ за допомогою роздільного і послідовного перемішування компонентів реагенту для модифікації електростатичних властивостей з мінеральним субстратом. Альтернативно, реагент для модифікації електростатичних властивостей може додаватися одночасно (без утворення спочатку преміксу) до мінерального субстрату. Різні режими додавання є ефективними. 9 UA 114588 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Кількість реагенту для модифікації електростатичних властивостей, що перемішується з мінеральним субстратом, переважно, являє собою таку кількість, яка є ефективною для поліпшення сепарації компонентів мінерального субстрату, наприклад, щоб таким чином відділити цінний мінерал від нецінного мінералу, непровідний мінерал від провідного мінералу при прикладанні електричного поля. У багатьох випадках є переважним визначення кількості реагенту для модифікації електростатичних властивостей, яка повинна перемішуватися з мінеральним субстратом, на основі кількостей індивідуальних компонентів в реагенті для модифікації електростатичних властивостей. У одному з варіантів здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей перемішується з мінеральним субстратом при відношенні в межах приблизно від 0,01 кг реагенту для модифікації електростатичних властивостей на тонну мінерального субстрату приблизно до 5 кг реагенту для модифікації електростатичних властивостей на тонну мінерального субстрату. У одному з варіантів здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей перемішується з мінеральним субстратом при відношенні в межах приблизно від 0,01 кг модифікатора електростатичних властивостей, наприклад, органічної сполуки, на тонну мінерального субстрату приблизно до 5 кг модифікатора електростатичних властивостей, наприклад, органічної сполуки, на тонну мінерального субстрату. У одному з варіантів здійснення, множина провідних або непровідних частинок перемішуються з мінеральним субстратом при відношенні в межах приблизно від 0,01 кг множини частинок на тонну мінерального субстрату приблизно до 5 кг частинок на тонну мінерального субстрату. У будь-який момент часу до прикладання електричного поля, pH мінерального субстрату може регулюватися, наприклад, переважно, доводитися до pH в межах приблизно від 6 приблизно, до 11, найбільш переважно, до pH в межах приблизно від 7 приблизно, до 9. Для підвищення pH, можна використати будь-який луг, такий як гідроксид натрію, або суміш силікату натрію і гідроксиду натрію. Альтернативно, pH може регулюватися з використанням силікату натрію або кальцинованої соди. Збагачення або розділення суміші на мінеральні компоненти, включаючи електростатично модифікований компонент, отриманий за допомогою перемішування мінерального субстрату і реагенту для модифікації електростатичних властивостей, може здійснюватися за допомогою прикладання електричного поля до суміші, щоб таким чином відділити цінний мінерал (мінерали) від нецінного мінералу (мінералів). У одному з варіантів здійснення, суміш кондиціонують і сушать до прикладання електричного поля. Часи кондиціонування, придатні для конкретного застосування, можуть визначатися за допомогою використання рутинних експериментів, використовуючи інформацію, приведену в цьому документі. Після кондиціонування, суміш, що містить електростатично модифікований компонент, як правило, сушать з утворенням сухої суміші, що має вміст води приблизно 5 % або менший, наприклад, приблизно 2 % або менший, по масі, відносно загальної маси. Можуть використовуватися відповідні способи сушіння, відомі фахівцям в даній галузі. Кондиціонована і висушена суміш, що містить електростатично модифікований компонент, може потім піддаватися електростатичній сепарації. Електростатична сепарація, переважно, здійснюється в момент часу, який знаходиться в межах приблизно від часу безпосередньо після кондиціонування приблизно до 4 днів після кондиціонування, наприклад, в межах приблизно 3 днів, двох днів або одного дня після кондиціонування. Обладнання, придатне для здійснення електростатичної сепарації, є комерційно доступним і відомим фахівцям в даній галузі. Реагент для модифікації електростатичних властивостей, переважно, вибирають для досягнення деякого рівня розділення між провідним мінералом і непровідним мінералом, який більший, ніж рівень розділення, що отримується за відсутності реагенту для модифікації електростатичних властивостей. Більш переважно, рівень розділення є щонайменше приблизно на 5 % більшим, ще більш переважно, щонайменше приблизно на 10 % більшим, ще більш переважно, щонайменше приблизно на 15 % більшим, ніж порівнянний рівень розділення, що досягається за відсутності реагенту для модифікації електростатичних властивостей. Після електростатичної сепарації, отриманий збагачений продукт може піддаватися впливу додаткових стадій переробки для отримання розділених цінного мінералу (мінералів) і нецінного мінералу (мінералів) в бажаній формі. Таким чином, будь-які бажані стадії переробки, такі, наприклад, як магнітна сепарація, можуть здійснюватися на отриманому збагаченому продукті, який містить електростатично модифікований компонент, який, щонайменше частково, відділяється від суміші. Крім того, даний винахід належить до реагенту для модифікації електростатичних властивостей, що містить щонайменше один модифікатор електростатичних властивостей і множину провідних і/або непровідних частинок при масовому відношенні модифікатора 10 UA 114588 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 електростатичних властивостей до частинок приблизно від 100:1 приблизно до 1:100. У одному з варіантів здійснення, модифікатор електростатичних властивостей може являти собою суміш будь-яких і всіх четвертинних амінів і/або імідазолінових і піролідонових сполук з молекулярною масою, що знаходиться в межах від 450 до 700, і множина мікрочастинок являє собою будь-яке поєднання оксиду кремнію або силікатів металів, або силікату цирконію з розміром меншим ніж 500 мікрометрів і аспектним відношенням в межах від 1 до 50 при будь-якому масовому відношенні. У одному з варіантів здійснення, реагент для модифікації електростатичних властивостей додають до концентрату важкого мінералу (HMC). У одному з варіантів здійснення, реагент додають до концентрату важкого мінералу з розміром нижчим ніж 700 мікрометрів (0,7 мм esd (статистичні приладові дані)). Деякі варіанти здійснення варіантів способу отримання поліпшення ефективності сепарації для розділення рутилу-циркону з використанням способу і матеріалів для електростатичної сепарації за даним винаходом включають, але, не обмежуючись цим, наступне (взагалі-то, порядок додавання реагенту може бути зворотним, стадія сушіння може здійснюватися в печі або іншому нагрівальному пристрої при температурі в межах приблизно від 100° приблизно до 180°, електростатична сепарація може мати місце при будь-якій температурі, наприклад, в межах від кімнатної температури приблизно до 140 °C, включаючи, але, не обмежуючись цим, температури, що досягають 50 °C або нижче, і напруга, яка прикладається, в електростатичному сепараторі може складати приблизно від 21 приблизно до 27 кВ, швидкість обертання складає приблизно від 230 приблизно до 300 обертів на хвилину і швидкість подачі складає приблизно від 35 приблизно до 65 кг.год./дюйм (88-163 кг.год./см)). Деякі приклади варіантів способу отримання поліпшення ефективності сепарації для розділення рутил-циркону включають наступне: 1) Приготування вихідних матеріалів з 25-75 % твердих продуктів у воді - додавання непровідних мікрочастинок силікату - потім додавання органічної сполуки формули (I, IIa, IIb, III або IV) - відтиральний скрубінг - фільтрування - сушіння при 140 °C - електростатична сепарація - розділення непровідної і провідної частин - додаткова переробка 2) Приготування вихідних матеріалів з 25-75 % твердих продуктів у воді - додавання сполуки формули (I або інших) - відтиральний скрубінг - фільтрування - сушіння при 140 °C електростатична сепарація - розділення непровідної і провідної частин - додаткова переробка 3) Приготування вихідних матеріалів з 25-75 % твердих продуктів у воді - додавання сполуки формули (I або інших) - фільтрування - сушіння при 140 °C - електростатична сепарація розділення непровідної і провідної частин - додаткова переробка 4) Приготування вихідних матеріалів з 25-75 % твердих продуктів у воді - додавання непровідних мікрочастинок силікату - потім додавання сполуки формули (I або II або III або IV) фільтрування - сушіння при 140 °C - електростатична сепарація - розділення непровідної і провідної частин - додаткова переробка 5) Приготування вихідних матеріалів з 25-75 % твердих продуктів у воді - додавання сполуки формули (I або інші) в зумпф-насосі - фільтрування - сушіння при 140 °C - електростатична сепарація - розділення непровідної і провідної частин - додаткова переробка 6) Приготування вихідних матеріалів з 25-75 % твердих продуктів у воді - додавання непровідних мікрочастинок силікату - потім сполуки формули (I або II або III або IV) в зумпфнасосі - фільтрування - сушіння при 140 °C - електростатична сепарація - розділення непровідної і провідної частин - додаткова переробка 7) Перемішування вихідних матеріалів з 30-75 % твердих продуктів у воді - додавання сполуки формули (I або інші) в зумпф-насосі - центрифугування -сушіння при 140 °C електростатична сепарація - розділення непровідної і провідної частин - додаткова переробка 8) Перемішування вихідних матеріалів з 30-75 % твердих продуктів у воді - додавання непровідних мікрочастинок силікату - потім сполуки формули (I або II або III або IV) в зумпфнасосі - центрифугування - сушіння при 140 °C - електростатична сепарація - розділення непровідної і провідної частин - додаткова переробка 9) Перемішування вихідних матеріалів з 30-75 % твердих продуктів у воді - додавання сполуки формули (I або інші) в зумпф-насосі - статичний змішувач - фільтрування - сушіння при 140 °C - електростатична сепарація - розділення непровідної і провідної частин - додаткова переробка 10) Перемішування вихідних матеріалів з 30-75 % твердих продуктів у воді - додавання непровідних мікрочастинок силікату - потім сполуки формули (I або II або III або IV) в зумпфнасосі - статичний змішувач - фільтрування - сушіння при 140 °C - електростатична сепарація розділення непровідної і провідної частин - додаткова переробка 11 UA 114588 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 11) Додавання сполуки формули (I або інших) до вихідних матеріалів у вологому високоградієнтному магнітному сепараторі або до нього в технологічному потоці - фільтрування - сушіння при 140 °C - електростатична сепарація - розділення непровідної і провідної частин додаткова переробка 12) Приготування вихідних матеріалів з 30-75 % твердих продуктів у воді - додавання непровідних або ізолюючих мікрочастинок силікату - потім сполуки формули (I або II або III) в зумпф-насосі - статичний змішувач - фільтрування - сушіння при 140 °C - електростатична сепарація - розділення непровідної і провідної частин - повторне приготування вихідних матеріалів з проміжними продуктами, з 30-75 % твердих продуктів у воді - додавання непровідних або ізолюючих мікрочастинок силікату - потім сполуки формули (I або II або III) – фільтрування - сушіння при 140 °C або вище - електростатична сепарація розділення непровідної і провідної частин - додаткова переробка. Спосіб за даним винаходом передбачає засоби для поліпшення ефективності електростатичної сепарації провідних мінералів і непровідних мінералів. Інший варіант здійснення даного винаходу полягає в застосуванні способу до сумішей мінералів, таких як мінеральний пісок; суміші ільменіт/ставроліт; ільменіт/монацит; рутил/циркон; циркон/лейкоксен; скельний ільменіт/рутил; кіаніт/циркон; хроміт/гранат; целестин/гіпс; а також до рецикльованих металів і до силікату, видаленого із залізної руди. Коли він застосовується до переробки мінералів, що містять рутил і циркон, спосіб за даним винаходом забезпечує поліпшену якість продукту циркону і рутилу, а також підвищення швидкості їх отримання, в порівнянні із звичайними способами. Інша перевага даного винаходу полягає в тому, що він зменшує втрати циркону і/або рутилу під час переробки. Ще одна перевага полягає в тому, що він зменшує кількість проміжних продуктів і навантаження рециклювання циркону і/або рутилу під час переробки. У вказаних вище варіантах здійснення варіантів способу, додаткова переробка може включати один або декілька з наступних процесів: відсутність обробки і електростатичну сепарацію або обробку реагентом, сушіння і додаткове розділення за допомогою електростатичної сепарації. Приклади 1-8 Об'ємна кількість первинних вихідних матеріалів мінерального субстрату рутилу/циркону (25-30 кг) проходить через жолобчастий дільник з отриманням ряду завантажень зразків мінерального субстрату, кожне з яких містить приблизно 500 г мінерального субстрату. Мінеральний субстрат містить приблизно 22 % TiO2 і приблизно 59-60 % ZrSiO4. Кожне з 500 г завантажень зразків упаковується і зберігається окремо. Для кожного прикладу приготовляють суспензію за допомогою перемішування приблизно 500 г сухих вихідних матеріалів і приблизно 166,0 г води з отриманням суспензії з 75 % твердих продуктів. Кількості реагенту для модифікації електростатичних властивостей, показані в Таблиці 1, 0,25 г або 0,5 г (0,5 або 1,0 кг/т), перемішують з частиною суспензії і кондиціонують за допомогою високошвидкісного перемішування протягом приблизно однієї хвилини з утворенням преміксу. Потім суспензію, що залишилася, додають до цієї суміші і кондиціонують при природному pH протягом 2, 5, або 10 хвилин з утворенням кондиціонованої суспензії. Кондиціоновану суспензію переносять в піддон, і розчин декантують. Піддон вміщують в піч при 140 °C приблизно на 3 години з отриманням сухої суміші, що містить електростатично модифікований компонент. Суху суміш просівають через ситовий пристрій (розмір 14) для руйнування будь-яких агломератів. Піддон, що містить просіяну суху суміш, вміщують в піч для повторного доведення до заданої температури. Потім піддон швидко виймають з печі, і просіяна суха суміш проходить через електростатичний сепаратор (модель HTP(25)111-15 від Outotec, Jacksonville, FL) при швидкості обертання 260 об/хв, прикладеній напрузі 23 кВ, і швидкості подачі 50 кг.год./дюйм (125 кг.год./см). Установку з 18 піддонами використовують для збирання продукту. Піддони 1-9 (С) позначаються як провідна частина, 10-12 як частина 1 проміжних продуктів (M1), 13-15 як частина 2 проміжних продуктів (M2), 16-17 як частина 3 проміжних продуктів (M3) і 18 (NC) як непровідна частина. Реєструють масу у вказаних вище піддонах. Потім здійснюють аналіз XRF (рентгенівської люмінесценції) для кожної групи (провідна частина, проміжні продукти-1,2,3 і непровідна частина). Витягання маси (масу кожної частини) і якість (аналіз XRF) зображають у вигляді графіків і визначають криву ефективності. Значення ефективності спочатку визначають для індивідуальних піддонів. Вони оцінюються за допомогою наступних обчислень. Наприклад, для M1: Витягання рутилу (M1), RTi(M1)=GTi(M1)(Wt (M1)/GTi (вихідні матеріали) х Загальна маса вихідних матеріалів 12 UA 114588 C2 5 10 Витягання циркону (M1), RZr (M1)=GZr(M1)(Wt (M1)/GZr (вихідні матеріали) х Загальна маса вихідних матеріалів Кумулятивне витягання рутилу (M1), CRTi (M1)=RTi(С)+RTi(M1) Кумулятивне витягання циркону (M1), CRZr(M1)=RZr(С)+RZr(M1) Кумулятивна ефективність (M1), CE(M1)=[CRTi(M1)+(100-CRZr (M1)]/2 Максимальна ефективність (ME) являє собою найвище значення серед значень кумулятивної ефективності CE (С)… CE (M2)… CE (NC). Як вже розглядалося, якщо реагент поліпшує розділення, тоді максимальна ефективність (ME) сепарації за допомогою реагенту буде вищою, ніж контрольна (без реагенту), і різниця (ΔE) від 3 до 5 % є значущою при лабораторній роботі. Таблиця 1 Поліпшення ефективності (ΔE) за допомогою конкретних поверхнево-активних речовин № Прикладу 1 2 3 4 5 6 7 15 20 25 30 35 Реагент для електростатичної модифікації Алкілімідазолін Алкілімідазолін, що продається як Mirаmine TO-DT Четверинний амін, що продається як Aero 3100G Триалкілфосфін оксид, що продається як Cyanex 923 Натрій діаліламіндитіокабамат Нонілсульфонат, що продається як Witconic 1298 soft Четверинний амін, що продається як Tego Betaine 810 ΔЕ=METest-MEcontrol 2,0 1,9 1,0 0,9 2,4 4,4 1,1 Приклади 8-12 Об'ємна кількість вихідних матеріалів (25-30 кг) проходить через жолобчастий дільник з отриманням хорошого репрезентативного зразка вихідних матеріалів. За допомогою процедури безперервного розділення, розмір зразка зменшується приблизно до 500 г. Кожне з 500 г репрезентативних завантажень зразків упаковується і зберігається окремо. Кожне дослідження містить 500 г сухих вихідних матеріалів, і до них додають приблизно 166,0 г води з отриманням суспензії з 75 % твердих продуктів. Потім суспензію переносять у високий трубчастий стальний контейнер восьмикутної форми. Потім її вміщують під свердлувальний станок "Delta". До неї додають реагент, 0,5 кг/т, і гомогенізують протягом 1 хвилини. Потім до цієї суміші додають вихідні матеріали і кондиціонують при природному pH протягом 10 хвилин. Отриману суспензію переносять в піддон, і розчин декантують. Піддон вміщують в піч при 140 °C приблизно на 3 години, і оброблені вихідні матеріали просівають через ситовий пристрій (розмір 14) для руйнування будь-яких агломератів. Піддон з просіяним зразком вміщують в піч для повторного доведення до заданої температури. Потім піддон швидко виймають з печі, і зразок проходить через електростатичний сепаратор (модель HTP(25)111-15) при швидкості обертання 260 об/хв, прикладеній напрузі 23 кВ і швидкості подачі 50 кг.год./дюйм (125 кг.год./см). Установку з 18 піддонами використовують для збирання продукту. Піддони 1-9 (С) означаються як провідна частина, 10-12 як частина 1 проміжних продуктів (M1), 13-15 як частина 2 проміжних продуктів (M2), 16-17 як частина 3 проміжних продуктів (M3) і 18 (NC) як непровідна частина. Реєструють масу у вказаних вище піддонах. Потім здійснюють аналіз XRF для кожної групи (провідна, проміжні продукти-1,2,3 і непровідна частина). Витягнуту масу (маса кожної частини) і якість (аналіз XRF) зображають у вигляді графіків для оцінки кривих ефективності. Максимальна ефективність (ME) являє собою найвище значення серед значень кумулятивної ефективності CE (С)… CE (M2)… CE (NC). Як сформульовано вище, якщо реагент поліпшує сепарацію, тоді максимальна ефективність (ME) розділення за допомогою реагенту буде вищою, ніж контрольна (без реагенту), і різниця (ΔE) від 3 до 5 % є значущою при лабораторній роботі. 40 13 UA 114588 C2 Таблиця 2 Поліпшення ефективності (ΔE) за допомогою провідних полімерів Приклади 8 9 10 11 12 5 10 15 20 25 30 Реагент Поліпірол - SO3H Поліанілін-3COOH Поліанілін (ES), нанесений на лігнін* Поліетіленімін Низькомолекулярний співполімер makec кислоти і стиролсульфонату, що продається як Cyanamer P80 ΔЕ=MEtest-MEcontrol 1,4 2,3 1,7 2,6 2,0 Приклади 13-16 Об'ємна кількість вихідних матеріалів (25-30 кг) проходить через жолобчастий дільник для отримання хорошого репрезентативного зразка вихідних матеріалів. За допомогою процедури безперервного розділення, розмір зразка зменшують приблизно до 500 г. Кожне з 500 г репрезентативних завантажень зразків упаковується і зберігається окремо. Кожне дослідження містить 500 г сухих вихідних матеріалів, і до них додають приблизно 166,0 г води з отриманням суспензії з 75 % твердих продуктів. Потім суспензію переносять у високий трубчастий стальний контейнер восьмикутної форми. Потім її вміщують під свердлувальний станок "Delta". До неї додають реагент, 0,5 кг/т Miramine OT-DT і 0,5 кг/т мікрочастинок і гомогенізують протягом 1 хвилини. Потім до цієї суміші додають вихідні матеріали і кондиціонують при природному значенні pH протягом 10 хвилин. Отриману суспензію переносять в піддон, і розчин декантують. Піддон вміщують в піч при 140 °C приблизно на 3 години, і оброблені вихідні матеріали просівають через ситовий пристрій (розмір 14) для руйнування будь-яких агломератів. Піддон з просіяним зразком вміщують в піч для повторного доведення до заданої температури. Потім піддон швидко виймають з печі, і зразок проходить через електростатичний сепаратора (модель HTP(25)111-15) при швидкості обертання 260 об/хв, прикладеній напрузі 23 кВ і швидкості подачі 50 кг.год./дюйм. Установку з 18 піддонами використовують для збирання продукту. Піддони 1-9 (С) позначаються як провідна частина, 10-12 як частина 1 проміжних продуктів (M1), 13-15 як частина 2 проміжних продуктів (M2), 16-17 як частина 3 проміжних продуктів (M3) і 18 (NC) як непровідна частина. Реєструють масу у вказаних вище піддонах. Потім здійснюють аналіз XRF для кожної групи (провідна частина, проміжні продукти-1,2,3 і непровідна частина). Витягнуту масу (маса кожної частини) і якість (аналіз XRF) зображають у вигляді графіка для оцінки кривих ефективності. Максимальна ефективність (ME) являє собою найвище значення серед значень кумулятивної ефективності CE (С)… CE (M2)… CE (NC). Як розглянуто вище, якщо реагент поліпшує сепарацію, тоді максимальна ефективність (ME) сепарації за допомогою реагенту буде вищою, ніж контрольна (без реагенту), і різниця (ΔE) від 3 до 5 % є значущою при лабораторній роботі. Таблиця 3 Поліпшення ефективності (ΔE) за допомогою селективного приєднання ізолюючих частинок Приклади 13 14 15 16 17 18 19 35 Реагент Miramine TO-DT(імідазолін)+нанооксид кремнію (10 нм) Miramine TO-DT (імідазолін)+колоїдний оксид кремнію Miramine TO-DT (імідазолін)+подрібнений циркон Mirаmine TO-DT (імідазолін)+пісок Valine-O (алкілімідазолін)+циркон CP 5596-93 (кватернізований алкілімідазолін)+пісок Valine-O (алкілімідазолін)+пісок ΔЕ=METest-MEcontrol 1,2 6,0 6,8 5,3 9,8 8,8 11,1 Приклади 17-20 Об'ємна кількість вихідних матеріалів (25-30 кг) проходить через жолобчастий дільник з отриманням хорошого репрезентативного зразка вихідних матеріалів. За допомогою процедури безперервного розділення, розмір зразка зменшують приблизно до 500 г. Кожне з 500 г репрезентативних завантажень зразка упаковується і зберігається окремо. Кожне дослідження 14 UA 114588 C2 5 10 15 20 містить 500 г сухих вихідних матеріалів, і до них додають приблизно 166,0 г води з отриманням суспензії з 75 % твердих продуктів. Потім суспензію переносять у високий трубчастий стальний контейнер восьмикутної форми. Потім її вміщують під свердлувальний станок "Delta". До неї додають реагент, 0,5 кг/т алкілгідроксамату (S9849, Cytec Industries) (формула IV) і мікрочастинок і гомогенфізують протягом 1 хвилини. Потім до цієї суміші додають вихідні матеріали і кондиціонують при природному значенні pH протягом 2, 5 або 10 хвилин. Отриману суспензію переносять в піддон, і розчин декантують. Піддон вміщують в піч 140 °C приблизно на 3 години, і оброблені вихідні матеріали просівають через ситовий пристрій (розмір 14) для руйнування будь-яких агломератів. Піддон з просіяним зразком вміщують в піч для повторного доведення до заданої температури. Потім піддон швидко виймають з печі, і зразок проходить через електростатичний сепаратор (модель HTP(25)111-15) при швидкості обертання 260 об/хв, прикладеній напрузі 23 кВ, і швидкості подачі 50 кг.год./дюйм. Установку з 18 піддонами використовують для збирання продукту. Піддони 1-9 (С) позначаються як провідна частина, 1012 як частина 1 проміжних продуктів (M1), 13-15 як частина 2 проміжних продуктів (M2), 16-17, як частина 3 проміжних продуктів (M3) і 18 (NC) як непровідна частина. Реєструють масу у вказаних вище піддонах. Потім здійснюють аналіз XRF для кожної групи (провідна частина, проміжні продукти-1,2,3 і непровідна частина). Витягнуту масу (маса кожної частини) і якість (аналіз XRF) зображають у вигляді графіків для оцінки кривих ефективності. Максимальна ефективність (ME) являє собою найвище значення серед значень кумулятивної ефективності CE (С)… CE (M2)… CE (NC). Як сформульовано вище, якщо реагент поліпшує сепарацію, тоді максимальна ефективність (ME) сепарації за допомогою реагенту буде вищою, ніж контрольна (без реагенту), різниця (ΔE) від 3 до 5 % є значущою при лабораторній роботі. Таблиця 4 Поліпшення ефективності (ΔE) за допомогою селективного приєднання провідних частинок Приклади 17 18 19 20 Реагент Алкіл гідроксамат, що продається як S9849+наноголки TiO 2 S9849+наночастинки TiO2 (5 нм) S9849+порошок TiO2 S9849+подрібнений рутил ΔЕ=METest-MEcontrol 0,2 1,6 0,6 5,4 25 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 1. Спосіб збагачення мінерального субстрату за допомогою електростатичної сепарації, де вказаний мінеральний субстрат містить провідний мінеральний компонент і/або непровідний мінеральний компонент, причому спосіб включає стадії: перемішування мінерального субстрату і реагенту для модифікації електростатичних властивостей в рідині з утворенням суспензії, де щонайменше один зі вказаного провідного мінерального компонента і/або вказаного непровідного мінерального компонента є електростатично модифікованим; сушіння вказаної суспензії з одержанням по суті сухої суміші; і прикладання електричного поля до сухої суміші, і відділення щонайменше частини електростатично модифікованого мінерального компонента від сухої суміші; де реагент для модифікації електростатичних властивостей містить модифікатор електростатичних властивостей, вибраний з групи органічної сполуки, яка вибрана з групи, що складається з четвертинних амінів; імідазолінових сполук; дитіокарбаматних сполук; піридинових сполук; піролідинових сполук; провідних полімерів; поліетиленімінів; сполук формули (IV): R-(CONH-O-X)n , (IV) 45 50 де n в формулі (IV) дорівнює 1-3; де R містить від 1 до 50 атомів вуглецю і де кожен X в формулі (IV) індивідуально вибирають з представника групи, яка складається з Н, М і NR' 4, де М являє собою іон металу і кожен із R’ індивідуально вибраний з представника групи, яка складається з Н, С1-С10алкілу, С6-С10арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу; сполук формули (VI): 15 UA 114588 C2 O S R8 5 10 15 20 25 30 35 O-X+ O , (VI) де R8 формули (VI) вибирають з представника групи, що складається із Н, С 1-С22алкілу, С6С22арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу, а X в формулі (VI) вибирають з представника групи, що складається з Н, М і NR'4, де М являє собою іон металу і кожен R' індивідуально вибирають з представника групи, що складається з Н, С 1-С10алкілу, С6-С10арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу; і їх сумішей. 2. Спосіб збагачення мінерального субстрату за допомогою електростатичної сепарації, де вказаний мінеральний субстрат містить провідний мінеральний компонент і/або непровідний мінеральний компонент, причому спосіб включає стадії: перемішування мінерального субстрату і реагенту для модифікації електростатичних властивостей в рідині з утворенням суспензії, де щонайменше один із вказаного провідного мінерального компонента і/або вказаного мінерального непровідного компонента є електростатично модифікованим; сушіння вказаної суспензії з одержанням по суті сухої суміші; і прикладання електричного поля до сухої суміші і відділення щонайменше частини електростатично модифікованого мінерального компонента від сухої суміші; де реагент для модифікації електростатичних властивостей містить щонайменше один модифікатор електростатичних властивостей і множину частинок, що мають середній питомий опір, який дорівнює або більший, ніж питомий опір непровідного мінерального компонента, коли непровідний мінеральний компонент є електростатично модифікованим, і/або множину частинок, що мають середній питомий опір, який дорівнює або менший, ніж питомий опір провідного мінерального компонента, коли провідний мінеральний компонент є електростатично модифікованим, і де модифікатор електростатичних властивостей містить органічну сполуку, вибрану з представника, що вибраний з групи, яка складається з четвертинних амінів; імідазолінових сполук; дитіокарбаматних сполук; піридинових сполук; піролідинових сполук; провідних полімерів; поліетиленімінів; сполук формули (IV): R-(CONH-O-X)n , (IV) де n в формулі (IV) дорівнює 1-3; де R містить від 1 до 50 атомів вуглецю і де кожен X в формулі (IV) індивідуально вибирають з представника групи, яка складається з Н, М і NR' 4, де М являє собою іон металу і кожен із R’ індивідуально вибраний з представника групи, яка складається з Н, С1-С10алкілу, С6-С10арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу; сполуки формули (VI): O S O-X+ R8 40 O , (VI) де R8 в формулі (VI) вибирають з представника групи, що складається із Н, С 1-С22алкілу, С6С22арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу, а X в формулі (VI) вибирають з представника групи, що складається з Н, М і NR'4, де М являє собою іон металу і кожен R' індивідуально вибирають з представника групи, що складається з Н, С 1-С10алкілу, С6-С10арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу; і їх сумішей. 3. Спосіб за п. 1 або 2, в якому сполука четвертинного аміну містить сполуку формули (І): 45 R(R1R2R3)N+X 50 , (І) де R містить від 1 до 50 атомів вуглецю; де кожен із R1, R2 і R3 в формулі (І) індивідуально вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з Н, С1-С10алкілу, С6-С10арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу, і де X в формулі (І) вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з галогеніду, оксиду, сульфіду, нітриду, гідриду, пероксиду, гідроксиду, ціаніду, перхлорату, хлорату, хлориту, гіпохлориту, нітрату, нітриту, сульфату, сульфіту, фосфату, карбонату, 16 UA 114588 C2 5 ацетату, оксалату, тозилату, ціанату, тіоціанату, бікарбонату, перманганату, хромату і дихромату. 4. Спосіб за п. 3, в якому сполука четвертинного аміну має середньочислову молекулярну масу 700 або менше. 5. Спосіб за п. 1 або 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей містить імідазолінову сполуку, що вибрана зі сполуки формули (IIа): N R4 N R4 ' 10 , (IIа) де кожен R4' незалежно вибраний з представника, що вибраний з групи, яка складається з С 1С4алкіламіну, С1-С4алкокси і С2-С5алкілу; і де R4 вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з Н, С1-С26алкілу, С2-С26алкенілу, С6-С26арилу, С7-С10аралкілу і С10С18нафтилалкілу, або її кватернізованої солі; сполуки формули (IIb): O R1 N N N+ H 15 20 R , (IIb) в якій R1 в формулі (IIb) вибирають з представника групи, яка складається з Н, С 1-С26алкілу, С2С26алкенілу, С6-С26арилу, С7-С10аралкілу, С10-С18нафтилалкілу і олеїлу; і де R в формулі (IIb) вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з Н, С 1-С26алкілу, олеїлу, С2С26алкенілу, С6-С26арилу, С7-С10аралкілу і C10-C18нафтилалкілу, або сумішей сполуки формули (ІІа) або її кватернізованої солі зі сполукою формули (ІІb). 6. Спосіб за п. 1 або 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей містить дитіокарбаматну сполуку. 7. Спосіб за п. 6, в якому дитіокарбаматна сполука являє собою діаліламіндитіокарбамат натрію формули (VII): N C S 25 35 Na+ , (VII) . 8. Спосіб за п. 1 або 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей містить піридинову сполуку формули (III): R 30 S NH+X , (ІІІ) де R в формулі (IIІ) вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з Н, С1С22алкілу, С6-С22арилу, С7-С10аралкілу і С10-С18нафтилалкілу; і де X в формулі (IIІ) вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з галогеніду, оксиду, сульфіду, нітриду, гідриду, пероксиду, гідроксиду, ціаніду, перхлорату, хлорату, хлориту, гіпохлориту, нітрату, нітриту, сульфату, сульфіту, фосфату, карбонату, ацетату, оксалату, тозилату, ціанату, тіоціанату, бікарбонату, перманганату, хромату і дихромату. 9. Спосіб за п. 1 або 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей містить провідний полімер, який містить поліанілінову сполуку формули (V): 17 UA 114588 C2 Z Y X R7 H N H N + Cl H N H N + Cl n 5 10 , (V) де кожен з X, Y і Z індивідуально вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з -СООН, -SO3H і -CO(NH-OH); де R7 вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з Н, С 1-С22алкілу, С6С22арилу, С7-С10аралкілу, С10-С18нафтилалкілу, сульфату і гідроксилу, і де n в формулі (V) вибирають так, що поліанілін має середньочислову молекулярну масу в межах від 500 до 10000. 10. Спосіб за п. 1 або 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей являє собою сполуку формули (IV) і при цьому його вибирають з С 1-С10алкілгідроксаматів або їх солей. 11. Спосіб за п. 1 або 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей являє собою поліетиленімінову сполуку формули (VIII): NH2 N 20 25 30 35 40 H N N N H N H H2N 15 NH2 N H n N NH2 , (VIII) де n в формулі (VІІІ) вибирають так, що поліетиленімін має середньочислову молекулярну масу в межах від 350 до 1000. 12. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому реагент для модифікації електростатичних властивостей перемішують з мінеральним субстратом в кількості, яка становить від 0,01 кг до 5 кг модифікатора електростатичних властивостей на тонну мінерального субстрату. 13. Спосіб за будь-яким з пп. 2-12, в якому множину частинок перемішують з мінеральним субстратом при відношенні в межах від 0,01 кг до 5 кг частинок на тонну мінерального субстрату. 14. Спосіб за будь-яким з пп. 2-13, в якому масове відношення модифікатора електростатичних властивостей до частинок становить від 100:1 до 1:100. 15. Спосіб за будь-яким з пп. 2-14, в якому множина частинок є непровідною і її вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з силікатів, алюмінатів, полістиролу, кварцу, слюди, тальку, каучуку, шелаку, люциту, скла, деревини, целулоїду, слонової кістки і їх сумішей. 16. Спосіб за п. 15, в якому силікати мають формулу (M xOy)p(SiO2)q і алюмінати мають формулу MxAlOz; де М являє собою метал; кожен із х і у, індивідуально, знаходяться в межах від 1 до 4; z знаходиться в межах від 1 до 12 і відношення p:q знаходиться в межах від 10:1 до 1:10. 17. Спосіб за п. 15, в якому непровідні частинки містять алюмосилікатну глину. 18. Спосіб за будь-яким з пп. 2-17, в якому множина частинок має середній діаметр від 1 до 500 мікронів. 19. Спосіб за будь-яким з пп. 2-14 або п. 18, в якому множина частинок є провідною і містить оксид металу формули МxОy, де М являє собою перехідний метал і де кожен із х і у, індивідуально, знаходиться в межах від 1 до 6. 20. Спосіб за п. 19, в якому перехідний метал вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з Сu, Со, Мn, Ті, Fe, Zn, Mo і Ni. 21. Спосіб за будь-яким з пп. 2-14 або 18, в якому множина частинок є провідною і містить надпровідний матеріал формули ApBqDrOs, де А вибраний з представника, що вибраний з групи, яка складається з La, Pr, Се, Nd, Sm, Eu, Gd, Но, Er, Tm, Yb, Lu та Nb; де р знаходиться в межах від 0,01 до 2,0; В вибирають з Са, Ва або Sr; де q знаходиться в межах від 0,5 до 3; D вибирають з Cu, Ni, Ті або Мо; де r знаходиться в межах від 0,1 до 5; 18 UA 114588 C2 5 10 15 О являє собою кисень, причому s знаходиться в межах від 1 до 10. 22. Спосіб за п. 2, в якому модифікатор електростатичних властивостей, вибирають з представника, що вибраний з групи, яка складається з четвертинних амінів; імідазолінових сполук; дитіокарбаматних сполук; піридинових сполук; піролідинових сполук; провідних полімерів; поліетиленімінів і їх сумішей, і в якому множина частинок представлена непровідними частинками. 23. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, в якому мінеральний субстрат містить мінерали, що містять рутил і циркон. 24. Спосіб за п. 5, в якому імідазолінову сполуку вибирають зі сполуки формули (ІІа), в якій R4' являє собою C1-C4алкокси, а R4 являє собою С1-С26алкіл; сполуки формули (ІІb), в якій R являє собою олеїл і R1 являє собою олеїл; або їх сумішей. 25. Спосіб за п. 15 або 16, в якому множина непровідних частинок являє собою силікат цирконію ZrSiO4. 26. Спосіб за п. 10, в якому алкілгідроксамат вибирають з групи, яка складається з моно-, ди- і тригідроксамової кислот, їх натрієвих солей, їх калієвих солей або їх сумішей. 27. Спосіб за п. 24, в якому сполука формули (ІІа) являє собою OH N CH2H33C17 N . 28. Спосіб за п. 24, в якому сполука формули (ІІb) являє собою EtSO4 O H35C17 N H N N+ C17H33CH2 . 20 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 19

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Process for enhancing electrostatic separation in the beneficiation of ores

Автори російською

Wang, Bing

МПК / Мітки

МПК: B03C 7/02, B03C 7/00

Мітки: спосіб, електростатичної, поліпшення, сепарації, руд, збагаченні

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/21-114588-sposib-polipshennya-elektrostatichno-separaci-pri-zbagachenni-rud.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб поліпшення електростатичної сепарації при збагаченні руд</a>

Подібні патенти