Реагент для збагачення руди, спосіб селективного відділення домішок від частинок руди та каоліну

1. Реагент для збагачення руди, який містить алкілгідроксамову кислоту і неіонну поверхневоактивну речовину, де неіонна поверхнево-активна речовина вибрана з групи, яка складається з етоксилованих спиртів, складних ефірів, етоксилованих кислот, етоксилованих (алкіл)фенолів, алканоламідів, співполімерів поліетиленоксиду та їх сумішей, і співвідношення неіонної поверхневоактивної речовини до алкілгідроксамової кислоти знаходиться в діапазоні від приблизно 1:20 до приблизно 1:1. 2. Реагент для збагачення руди за п. 1, де вказана алкілгідроксамова кислота представлена формулою: R-C(=O)N(R")-OM, де R являє собою лінійний або розгалужений С2С18 алкіл, лінійний або розгалужений С2-С18 алкеніл, С6-С20 арил або заміщений арил, С7-С26 аралкіл або заміщений аралкіл, R" являє собою Н, С1С12 алкіл або аралкіл, М являє собою водень. 3. Реагент для збагачення руди за п. 2, де R являє собою лінійний або розгалужений С8-С10 алкіл, R" являє собою Н. 4. Реагент для збагачення руди за п. 1, де неіонна поверхнево-активна речовина є етоксилованим спиртом. 5. Реагент для збагачення руди за п. 4, де етоксиловані спирти вибрані з групи, яка складається з етоксилованих С9-С20 спиртів з лінійними ланцюгами. 2 (19) 1 3 91830 4 18. Спосіб селективного відділення домішок від дрібно роздробленої суміші частинок руди, який включає послідовні стадії: кондиціонування водної суспензії суміші частинок руди додаванням до неї кількості реагенту, що складає від приблизно 0,045 кг до 4,53 кг (від 0,1 фунта до приблизно 10 фунтів) на тонну суміші, причому реагент містить алкілгідроксамову кислоту та неіонну поверхнево-активну речовину, вибрану з групи, яка складається з етоксилованих спиртів, складних ефірів, етоксилованих кислот, етоксилованих (алкіл)фенолів, алканоламідів, співполімерів поліетиленоксиду та їх сумішей, де співвідношення неіонної поверхнево-активної речовини до алкілгідроксамової кислоти в реагенті знаходиться в діапазоні від приблизно 1:20 до приблизно 1:1 для отримання кондиціонованої суспензії, і проведення процесу рудного збагачення кондиціонованої суспензії, коли домішки відділяють від дрібно роздробленої суміші. 19. Спосіб за п. 18, де способом рудного збагачення є спосіб пінної флотації або спосіб селективної флокуляції. 20. Спосіб за п. 18, де вказана алкілгідроксамова кислота представлена формулою: R-C(=O)N(R")-OM, де R являє собою лінійний або розгалужений С2С18 алкіл, лінійний або розгалужений С2-С18 алкеніл, С6-С20 арил або заміщений арил, С7-С26 аралкіл або заміщений аралкіл, R" являє собою Н, С1С12 алкіл або аралкіл, М являє собою водень. 21. Спосіб селективного відділення домішок від каолінової глини, що містить послідовні стадії: кондиціонування водної суспензії суміші частинок каолінової глини додаванням до неї реагенту в кількості від приблизно 0,045 кг до приблизно 4,53 кг (від 0,1 фунта до приблизно 10 фунтів) на тонну каолінової глини, що містить алкілгідроксамову кислоту та неіонну поверхнево-активну речовину, вибрану з групи, яка складається з етоксилованих спиртів, складних ефірів, етоксилованих кислот, етоксилованих (алкіл)фенолів, алканоламідів, співполімерів поліетиленоксиду та їх сумішей в кількості, при якій співвідношення неіонної поверхнево-активної речовини до алкілгідроксамової кислоти знаходиться в діапазоні від приблизно 1:20 до приблизно 1:1 для одержання кондиціонованої глинистої суспензії, і проведення процесу рудного збагачення кондиціонованої глинистої суспензії для відділення домішок від каолінової глини. 22. Спосіб за п. 21, де процес збагачення руди являє собою процес пінної флотації або процес селективної флокуляції. 23. Спосіб за п. 21, де кількість реагенту, що додають до каолінової глини, знаходиться в діапазоні, від приблизно 0,907 кг до приблизно 2,268 кг ( від приблизно 2 до приблизно 5 фунтів) на тонну каолінової глини. 24. Спосіб за п. 21, де акілгідроксамова кислота представлена формулою: R-C(-O)N(R")-OM, де R являє собою лінійний або розгалужений С2С18 алкіл, лінійний або розгалужений С2-С18 алкеніл, С6-С20 арил або заміщений арил, С7-С26 аралкіл або заміщений аралкіл, R" являє собою Н, С1С12 алкіл або аралкіл, М являє собою водень. 25. Спосіб за п. 24, де R є лінійним або розгалуженим С8-С10 алкілом, R" є Н. 26. Спосіб за п. 21, де неіонна поверхнево-активна речовина є етоксилованим спиртом. 27. Спосіб за п. 26, де етоксиловані спирти вибрані з групи, яка складається з етоксилованих С9-С20 лінійних спиртів. Даний винахід стосується способу і реагенту для обробки комерційно важливих мінеральних рудних тіл, наприклад, каолінової глини, для їх просвітлення видаленням забарвлених домішок, і більш конкретно, реагенту на основі гідроксамату і способу, що використовує цей реагент для підвищення ефективності відділення забарвлених домішок від каолінової глини з використанням процесів збагачення, наприклад, селективної флокуляції або флотації. Необроблений каолін добувають з осадових родовищ, виявлених у таких місцях, як штат Джорджія в США і в Бразилії. Каолін, що містить, головним чином, насичений мінеральними речовинами каолініт, дуже широко використовують як покривний матеріал і наповнювач для паперу. У США виробництво каолінового пігменту склало в 2003 році майже 7,5 мільйонів тонн, що дало прибуток, оцінений, приблизно, сумою, до 1,6 більйона $. Підвищення чистоти каоліну для подальшою використання з метою отримання продуктів вищої якості щодо ступеня білизни, має особливе значення. Тенденція паперового ринку направлена на виробництво паперу більш тонких сортів, що має ті ж самі властивості, що й більш щільний папір відносно каламутності і точності відтворення, що приводить до розроблення двох сортів каоліну, яка росте з великою швидкістю. Два сорти являють собою (1) розроблений тип каоліну з вузьким розподілом частинок і (2) полірований каолін, причому обидва типи повинні мати блиск вищої якості (9091 GE Brightness). Для досягнення блиску такого рівня необхідно видаляти з каоліну забарвлені мінеральні домішки, наприклад, домішки на основі титану і заліза. Для видалення домішок у промисловості використовуються два способи збагачення, наприклад, способи, основані на класифікації за розмірами, магнітному розділенні, флотації і селективній флокуляції. За допомогою цих способів збагачення, що відносяться до вологих способів, видаляють забарвлені домішки на основі титану і заліза. На першій стадії необроблений каолін спочатку диспергують у воді, видаляють пісок (способом, за 5 допомогою якого видаляють грубі частинки і домішки розміром більше 37-44 мікрон), а потім утворену суспензію піддають збагаченню. Домішки титану і заліза, наприклад, рутил, анатаз, гематит і пірит можуть іноді виявляти слабку магнітну сприйнятливість. У таких випадках для видалення магнітних частинок може використовуватися спосіб магнітної сприйнятливості високої інтенсивності (HIMS). Проте цей спосіб не є досить ефективним для захоплення магнітних частинок субмікронних розмірів, і тому обмежує можливості магнітного розділення для виробництва каоліну з високим блиском. Іншим способом видалення забарвлених титан-залізо-вмісних домішок є пінна флотація. У цьому випадку знебарвлені домішки селективно гідрофобізують добавленням колектора. До таких колекторів відносять жирні кислоти, наприклад, жирні кислоти талового масла, алкілсульфонати, алкілгідроксамати (АΗΧ) та їх суміші. Після додання колектора суспензію піддають обробці реагентами або змішують перед флотацією. Після обробки реагентами гідрофобізовані частинки підіймаються до поверхні поділу вода/повітря пропущенням бульбашок повітря, інжектованих на дно флотаційної комірки. Патенти США, що описують видалення забарвлених домішок флотацією, включають патенти США №№3979282; 3450257; 4472271; 4492628; 4629556; 5522986; 5685899; і 5810998. Різновиди пінної флотації, яка використовує переносники частинок, наприклад, карбонат кальцію, описані в патенті США №2990958. Патент США №4871466 описує спосіб отримання алкілгідроксамових кислот як колекторів, а кожний із патентів США №№4629556 і 6378703 описує спосіб пінної флотації для збагачення каоліну з використанням алкілгідроксамових кислот. Іншим добре відомим способом збагачення є селективна флокуляція. Звичайно, флокулянт спочатку адсорбують на мінеральних частинках і за його допомогою з'єднують частинки, які мають однаковий склад, і, таким чином, зв'язують частинки разом. Потім агрегати зв'язаних частинок утворюють агрегати великого розміру або пластівці, які випадають із суспензійного середовища під дією сили тяжіння. Як флокулянти можуть виступати природні речовини, наприклад, крохмаль, гуарова смола та альгінати або синтетичні полімери, наприклад, поліакриламіди, поліакрилати і поліетиленоксиди. Ефективним способом для переведення чистих мінералів в ультрачисті є селективна флокуляція, яка слабо відповідає звичайним способам збагачення, таким як флотація і магнітне розділення. У промисловості успішно застосовують селективну флокуляцію до сумішей чистих мінеральних частинок, наприклад, каолінових глин, залізовмісних мінералів, фосфатів, поташу, мідних руд і вугілля. Селективна флокуляція включає в себе активацію домішки полівалентними катіонами (як описується в патентах США №№3371988; 3701417; 3837482 і 3862027), обробку солями амонію (як описано в патенті США №4604369) або жирними кислотами і полівалентними катіонами (патент США №5535890), а також селективну флокуляцію 91830 6 домішок зарядженими аніонними водорозчинними полімерами, звичайно поліакриламідами. Зокрема, патент США №5535890 розкриває спосіб селективної флокуляції для очищення каолінової глини, що містить забарвлені домішки, який включає в себе селективну флокуляцію забарвлених домішок у вигляді щільної, густої, забарвленої, сірувато-коричневої маси, що відділяється у вигляді нижнього шару і білого шару очищеного каоліну з малою кількістю забарвлених домішок. Використовувані реагенти включають у себе типові диспергатори, наприклад, силікат натрію, поліакрилат натрію, гексаметафосфат натрію, двовалентні іони металів, жирні кислоти і високомолекулярний аніонний полімер. Недоліком способу є низький ступінь витягання або вихід. Кожний із патентів США №№6390301 і 6041939 описує схожий спосіб збагачення каоліну способом селективної флокуляції, що використовує алкілгідроксамову кислоту і флокулувальний агент. Патент США №6200377 розкриває вдосконалений спосіб збагачення неочищеного каоліну, який містить мінерали, що утворюють хелатні комплекси з гідроксаматами. Використання кремнієвмісних сполук у поєднанні з гідроксаматами приводить до більш ефективного розділення мінералів, здатних хелатувати з гідроксаматами. Крім того, описане добавлення кремнієвмісних сполук для збільшення міри взаємодії гідроксаматів з хелатованими мінералами, що приводить до більш ефективного збагачення. Селективна флокуляція була також використана для збагачення інших сумішей мінеральних частинок. Залізовмісні руди, зокрема, таконіт, у промисловості обробляють, використовуючи селективну флокуляцію. Залізовмісну руду розтирають, а потім диспергують разом з каустичною содою і силікатом натрію. Дисперговану подрібнену смолу потім селективно флокулюють з флокулянтом на основі кукурудзяного крохмалю для відділення гематиту, мінералу оксиду заліза. Фосфатні мінерали збагачують, використовуючи селективну флокуляцію, для звільнення їх від сполучених з ними глин, як описується у патенті США №2660303. Поташ також збагачують селективною флокуляцією з використанням аніонного поліакриламідного флокулянта і/або етоксилованого алкіламіно-алкілгуанідинового комплексу. Інший спосіб селективної флокуляції для збагачення лужних карбонатних мінералів, фосфатних мінералів, цеолітів і бокситу описується в патенті США №5535890. Відповідно до цього способу для модифікації мінеральної суспензії використовують жирні кислоти і полівалентні катіони. Інший спосіб збагачення включає вилуговування каолінової ι лини за допомогою реагентів, які відновлюють залізо, наприклад, цинку або гідросульфіту натрію. Однак, цей спосіб вилуговування обмежується тільки видаленням домішки, що містить залізо. Інші відомі вилуговуючі реагенти і/або способи на сьогодні економічно нерентабельні для видалення домішок титану. Через обмеження цих різних способів збагачення з метою відділення деяких мінералів із су 7 мішей мінералів, наприклад, знебарвлених домішок у каолінових глинах, у промисловості виникла необхідність у способі, що є більш ефективним і практичним. Отже, завданням даного винаходу є створення нових удосконалених реагентів і способів збагачення мінералів із застосуванням нових реагентів для досягнення більш високої ефективності збагачення. Також очікується, що деякі типи джерел неочищеного каоліну, які на сьогодні не піддаються обробці наявними реагентами і способами, можуть бути оброблені новими реагентами, що с предметом даного винаходу. Даний винахід направлений на створення нових реагентів для збагачення руди, які містять алкілгідроксамову кислоту або її сіль і неіонну поверхнево-активну речовину. Нові реагенти забезпечують підвищену селективність при видаленні домішок із мінеральних субстратів. Конкретно, даний винахід надає суміші алкілгідроксамату (гідроксамової кислоти і/або її солей) і нейтральних неіонних поверхнево-активних речовин, які переважно і більш ефективно активують або адсорбуються на забарвлених домішках, таким чином, збільшуючи інтенсивність розділення. їх послідовно або розділяють флотацією при використанні повітря або азоту в звичайній флотаційній комірці, або в комірці колонкового типу, або флокулюють за допомогою високомолекулярного органічного флокулянта, наприклад, аніонного поліакриламіду або гідроксамованого поліакриламіду в гідросепараторі або пристрої типу загусника. Даний винахід забезпечує поліпшений спосіб збагачення мінералів, які утворюють хелатні сполуки з гідроксаматом, які містять, наприклад, титан, мідь, залізо, олово, марганець, ітрій, церій, лантан, ніобій, кальцій або тантал. У цьому аспекті даний винахід направлений на розробку способу збагачення мінеральних субстратів з використанням реагенту, що містить алкілгідроксамову кислоту або її сіль і неіонну поверхнево-активну речовину та органічний флокулянт для відділення небажаних домішок способом селективної флокуляції або пінної флотації. Відповідно до даного винаходу реагент містить суміш алкілгідроксамової кислоти або її солі і пеіонної поверхнево-активної речовини. Алкілгідроксамова кислота або її сіль представлені формулою: R-C(=O)N(R")-OM, де R являє собою лінійну або розгалужену С2-С18 алкільну, лінійну або розгалужену С2-С18 алкенільну, С6-С20 арильну або заміщену арильну, С7-С26 аралкільну або заміщену аралкільну групу; R" являє собою II, С1-С12 алкільну або аралкільну групу; Μ являє собою водень, лужний метал, або катіон амонію, представлений як N+(A, В, С, D), де кожний із А, В, С, D, відповідно, являють собою Η або С1-С6 алкільний або бензильний радикали. У переважному здійсненні, R є лінійною або розгалуженою С8-С10 алкільною групою; R"=H; і кожний із А, В, С, D являють собою Н. Алкілгідроксамова кислота або сіль гідроксамової кислоти (АНХ) можуть бути отримані будьяким відомим у даній галузі способом, один із яких 91830 8 описується в патенті США №4871466, який повністю включений у даний опис. Неіонною поверхнево-активною речовиною може бути будь-яка неіонна поверхнево-активна речовина. Перелік комерційно доступних неіонних поверхнево-активних речовин можна знайти в McCutcheon's Emulsifiers and Detergents International Vol.I (2003). Переважні неіонні поверхнево-активні речовини включають етоксиловані спирти, етоксиловані кислоти, складні ефіри, етоксиловані аміни, етоксиловані (алкіл)феноли, співполімери поліетиленоксиду, і алканоламіди та їх суміші. Переважні приклади етоксилованих спиртів, які підходять для застосування, в даному винаході включають, але не обмежуються етоксилованими С9-С20 лінійними спиртами. Переважні приклади етоксилованих кислот включають, але не обмежуються етоксилатами С8-С20 аліфатичних кислот. Переважні приклади етоксилованих (алкіл)фенолів включають, але не обмежуються етоксилованими (алкіл)фенолами, що мають формулу R-Ph-О(СН2СН2О)хН, де R=H, або С1-С15, х=1-20, особливо переважні етоксиловані (алкіл)феноли, які включають речовини з R=C9. Прикладом таких переважних етоксидованих алкілфенолів с нонілфенол. Переважні приклади складних ефірів, корисні для даного винаходу, включають, але не обмежуються складними ефірами, утвореними з лінійних або розгалужених моно- або багатоатомних спиртів і аліфатичних або ароматичних кислот, приклади яких включають С10-С20 алкілові складні ефіри гліколю або гліцерину і С10-С20 алілові складні ефіри сорбітану або сорбіту, наприклад, моноолеат сорбітану. Необов'язково, складні ефіри можуть бути етоксиловані, наприклад, в етоксилований моноолеат сорбітану. Переважні приклади етоксилованих амінів включають, але не обмежуються етоксилованими С10-С20 аліфатичними амінами, а переважні алканоламіди включають, але не обмежуються, дістаноламідами С8-С20 аліфатичних кислот. Співвідношення неіонної поверхнево-активної речовини до гідроксамагу в реагенті даного винаходу знаходиться в діапазоні від, приблизно, 1:100 до, переважно, 100:1 і, переважно, від, приблизно, 1:20 до, приблизно, 1:1. Реагент для збагачення руди згідно з даним винаходом може додатково містити довголанцюжкову жирну кислоту, наприклад, жирну кислоту талового масла або природного або синтетичного сульфонату. У реагентах, які додатково містять довголанцюжкову жирну кислоту, співвідношення гідроксамової кислоти або її солі до довголанцюжкової жирної кислоти, перевалено, від, приблизно, 1:10 до, приблизно, 10:1 і, більш переважно, від, приблизно, 2:1 до, приблизно, 1:2. Нові мінеральні технологічні реагенти для збагачення згідно з даним винаходом можуть бути отримані змішуванням алкілгідроксамової кислоти або солі гідроксамової кислоти з неіонною поверхнево-активною речовиною в будь-якій прийнятній посудині до отримання однорідно перемішаного продукту. Температуру перемішування визначають ефективністю розрідження у процесі перемішування. Часто перемішування можна провести при 25°С, хоч для 9 прискорення розрідження, у тих випадках,коли температура плавлення поверхнево-активної речовини вище 25°С, може бути необхідним нагрівання. Масове співвідношення гюверхневоактивної речовини до гідроксамату або солі гідроксамової кислоти в реагенті даного винаходу складає величину від, приблизно, 1:100 до, приблизно, 100:1 і, переважно, від, приблизно, 1:20 до, приблизно, 20:1. Даний винахід додатково направлений на спосіб селективного відділення домішок із дрібно роздробленої суміші мінеральних частинок, наприклад, каолінової глини. Спосіб включає послідовні стадії обробки водної суспензії суміші мінеральних частинок доданням до неї реагенту в кількості, що складає від, приблизно, 0,1 фунта до, приблизно, 10 фунтів на тонну суміші, причому реагент містить алкілгідроксамову кислоту або її солі і неіонну поверхнево-активну речовину. Співвідношення неіонної поверхнево-активної речовини до гідроксамової кислоти або її солі в реагенті знаходиться в діапазоні, переважно, від, приблизно, 1:100 до, приблизно, 100:1. Оброблену суспензію потім піддають процесу мінерального збагачення, коли домішки відділяють від дрібно роздробленої суміші. У переважному здійсненні, даний винахід направлений на поліпшення способу, що використовує селективну флокуляцію для збагачення мінеральних рудних тіл. Рудне тіло може бути будьяким рудним тілом, із якого можуть бути видалені домішки, хелатовані гідроксаматом, наприклад, оксиди заліза і титану. Приклади таких рудних тіл включають, але не обмежуюються, звичайною каоліновою глиною, отриманою з глиняного поясу східної Джорджії, яка може містити, приблизно, 3,0% по масі або більше домішок ТіО2. Насамперед, рудне тіло подрібнюють і диспергують у воді в присутності диспергуючого агента, наприклад, силікату натрію, гексаметафосфату натрію і/або органічних диспергуючих агентів, подібних до поліакрилату і комбінацій на його основі в дозуванні між 1-10 фунтів на тонну. Переважним диспергуючим агентом у даному винаході с силікат натрію. Для досягнення рН у діапазоні 5-12, переважно, 810,5, може бути доданий модифікатор рН. Як технологічну добавку можна також додати неорганічну сіль. Приклади таких неорганічних солей включають, але не обмежуються хлоридом кальцію, хлоридом натрію і хлоридом амонію. Перемішування глини з водою проводять при вмісті 40-70% твердої речовини, переважно, 50-65% твердої речовини, з використанням високоенергетичних пристроїв, добре відомих у промисловості. Вдосконалений реагент відповідно до даного винаходу, який містить алкілгідроксамат (АНХ) і неіонну поверхнево-активну речовину, додають при перемішуванні глини з водою для того, щоб забезпечити повну адсорбцію на частинках домішок. Повна адсорбція/активація алкілгідроксаматного реагенту забезпечується обробкою (кондиціонуванням) руди реагентами перед флотацією з використанням ефективного диспергатора, що працює при високій швидкості, і збільшенням температури суспензії. Оброблену суспензію піддають процесу специфіч 91830 10 ного збагачення, що буде описуватись нижче. В особливо переважному здійсненні доза реагенту в даному винаході знаходиться в діапазоні від, приблизно, 0,1 до, приблизно, 10 футів на тонну і, переважно, від, приблизно, 2 до, приблизно, 5 фунтів на тонну диспергованого мінерального рудного тіла. Відділення домішок флотацією може проводитися способами, добре відомими фахівцям у даній галузі, наприклад, описаними в патенті США №4629556. У додатковому переважному здійсненні реагент відповідно до даного винаходу додають на будь-якій стадії перед або в процесі стадії флотації. Доза реагенту, що додасться, знаходиться в діапазоні від, приблизно, 0,1 до, приблизно, 20 фунтів на тонну і, переважно, від, приблизно, 1 до, приблизно, 5 фунтів па тонну і, найбільш переважно, від, приблизно, 2 до, приблизно, 4 фунтів на тонну каоліну або мінеральної суміші. Несподівано з'ясовано, що поєднання реагенту на основі алкіл гідроксамової кислоти або солі гідроксамової кислоти з неіонною поверхневоактивною речовиною посилює активацію мінеральних домішок, таким чином приводячи до підвищеної ефективності розділення, як це показано в прикладах, приведених нижче. Даний винахід додатково ілюструється наступними необмежувальними прикладами, які пояснюють деякі здійснення. Приклад А Приготування сумішей гідроксамат/неіонна поверхнево-активна речовина Двадцять дві з половиною (22,5) частини гідроксамової кислоти, отриманої, як описано в патенті США №4871466, вміщують у прийнятний скляний контейнер, забезпечений магнітною мішалкою і магнітним перемішуючим пристроєм. Потім додають 2,5 частини неіонної поверхнево-активної речовини, як показано в Таблиці І, і перемішують до отримання однорідного прозорого розчину. Типовий продукт містить 29,6 процентів по масі гідроксамової кислоти. Приклади 1-10 Селективна флокуляція У цих прикладах використовують зразок типової необробленої глини, що поставляється в існуючу промислову флокуляційну установку зі східної частини глиняного поясу штату Джорджія. Матеріал, що завантажується, складається з різних змішаних партій шахтних руд. Використовувана в цих прикладах руда, що завантажується, містить приблизно 2,5% ТіО2 по масі і характеризується розподілом частинок за розмірами, що представляють, приблизно, на 90% частинки, менші за розмірами, ніж 2 мікрони. Отриманий матеріал містить 19,2% вологи. Домішки реагентів у цих прикладах розраховують на суху масу, хоч указані й інші варіанти. Весь зразок розмелюють і гомоіснізують, використовуючи лабораторний молотковий млин з 1/4дюймовою розвантажувальною колосниковою решіткою. Подрібнену смолу ретельно перемішують обробкою па конус і розподілом на чотири частини і далі розщеплюють на зразки для контрольного завантаження з використанням ротаційного роз 11 91830 щеплювача. Масу зразків для контрольного завантаження підганяють до 300г з розрахунку на основний компонент, основуючись на вмісті початкової вологи в зразку каолінової глини. Для кожного досліду довільно вибраний дослідний зразок перемішують (або перемішують глину з водою) в Waring блендері при номінальному вмісті сухої речовини, що дорівнює 60%. У наступних прикладах використовують диспергуючий агент, силікат натрію, в дозі 1,0кг/тонну і 0,25 кг/тонну NaOH для отримання суспензії з рН, що дорівнює, приблизно, від 8,5 до 9,0. Фіксований час перемішування глини з водою становив 6 хвилин. У наступних прикладах суспензію глини, перемішаної з водою, піддають обробці реагентами при тому ж вмісті сухої речовини (60% сухої речовини), що й отримано у вищеописаному Прикладі А, протягом ще 10 хвилин при найбільш високих параметрах швидкості на Waring блендері (приблизно, 10000об./хв.). Дозування цього реагенту дорівнює 3,0 фунт/тонну. рН обробленої суспензії руди підтримують між 8,5 і 9,0. За необхідності для регулювання рН до згаданого вище інтервалу значень використовують розчин каустичної соди (10% по масі). Температура суспензії після обробки знаходиться в діапазоні 40-70°С. Після стадії обробки суспензію каолінової глини розбавляють до концентрації, що дорівнює 25% на суху речовину, і переносять у лабораторну склянку на 2л для осадження. Суспензію повільно 12 перемішують при низькій швидкості перемішування (200-400об./хв.). Відповідну кількість (10-20 грам на тонну) високомолекулярного поліакриламідного флокулянта (в концентрації, що дорівнює 0,025%) вносять у перемішувану суспензію контрольованим способом, таким чином, щоб дати можливість гідрофобним забарвленим мінеральним домішкам селективно флокулювати і осідати на дно склянки у вигляді окремої формованої фази. Час осідання був зафіксований і становив 30 хвилин, що дозволяє осадити велику частину забарвлених мінеральних домішок. Після осідання суспендовану у вигляді суспензії каолінову глину, що залишилася, відкачують і відділяють від маси забарвлених домішок, що випала. Утворену глинисту суспензію зважують, відбирають проби для визначення процента сухої речовини і розрахунку виходу. Крім того, з утвореної глинистої суспензії відбирають проби для проведення аналізу на вміст ТіО2 і Fе2O3, що необхідно для визначення чистоти. Таблиця І демонструє результати застосування неіонної поверхнево-активної речовини (Ethox, Ethox Chemicals, Greenville, South Carolina; Tergitol, Dow Chemical Co., Midland, Michigan; Neodol, Shell Oil Corp., Houston, Texas; Sulfonic, Huntsman Polymers Corp., Salt Lake City, Utah; Genepol, Stepan Corp., Northfield, Illinois) в поєднанні з алкілгідроксамовою кислотою на ефективність видалення домішки ТіО2. Таблиця І Збагачення селективною флокуляцією Дослід Назва поверхневоактивної речовини Контрольний Приклад 1 Ethox ML-5 Приклад 2 Ethox ML-9 Приклад 3 Ethox ML-14 Приклад 4 Tergitol 15-S-3 Приклад 5 Tergitol 15-S-9 Приклад 6 Neodol 23-3 Приклад 7 Neodol 91-6 Приклад 8 Sulfonic N-95 Приклад 9 Genapol-26-L-1 Приклад 10 Sulfonic L-24-7 Склад поверхневоГЛБ (HLB) поверхневоВихід, % ТіО2, % активної речовини активної речовини Поверхнево-активної ре61,9 1,118 човини немає Етоксилована жирна кис56,4 0,415 лота MW-400 Етоксилована жирна кис57,1 0,509 лота Етоксилована жирна кис57,0 0,375 лота Етоксилований вторинний 8,30 58,1 0,420 С11-С15 спирт Етоксилований вторинний 13,10 57,8 0,399 С11-С15 спирт Етоксилований вторинний 7,90 59,7 0,462 С12-С13 спирт Етоксилований вторинний 12,50 55,0 0,375 С9-С11 спирт Етоксилований нонілфе12,90 56,3 0,465 нол Етоксилований лінійний 3,70 60,0 0,550 спирт Етоксилований лінійний 51,4 0,534 спирт Приклади 11-12 Збагачення флотацією У цих прикладах використовують зразок типової необробленої глини, що поставляється в існу ючу промислову флокуляційну установку зі східної частини глиняного поясу штату Джорджія. Завантажуваний матеріал складається з різних партій шахтних руд. 13 91830 Використовувана в цих прикладах руда, що завантажується, містить приблизно 2,5% ТіО2 по масі і характеризується розподілом частинок за розмірами, що представляють, приблизно, на 90% частинки, менші за розмірами, ніж 2 мікрони. Отриманий матеріал містить 19,2% вологи. Добавлення реагентів у цих прикладах розраховують на суху масу, хоч указані й інші варіанти. Увесь зразок розмелюють і гомогенізують, використовуючи лабораторний молотковий млин з 1/4-дюймовою розвантажувальною колосниковою решіткою. Подрібнену смолу ретельно перемішують обробкою па конус і розподілом на чотири частини і далі розщеплюють на зразки для контрольного завантаження з використанням ротаційного розщеплювача. Масу зразків для контрольного завантаження підганяють до 300г з розрахунку на основний компонент, основуючись на вмісті вихідної вологи в зразку каолінової глини. Для кожного досліду довільно вибраний дослідний зразок перемішують у Waring блендері при номінальному вмісті сухої речовини, що дорівнює 60%. У цих прикладах використовують диспергуючий агент, силікат натрію, у дозі 1,0кг/тонну і 0,25кг/тонну каустичної соди для отримання суспензії з рН, що дорівнює, приблизно, від 8,5 до 9,0. Фіксований час перемішування глини з водою становив 6 хвилин. Метою способу перемішування глини з водою є диспергування каолінової глини і забарвлених мінеральних домішок. Ефективне диспергування є необхідною умовою наступної стадії обробки руди. Предмет винаходу, реагенти, відповідно до даного винаходу, звичайно більш ефективні відносно селективної гідрофобізації поверхневого покриття забарвлених мінеральних домішок при їх контакті з повністю диспергованою рідкою глиною. Забарвлені мінеральні домішки потім селективно флотують із вмісту гідрофобної каолінової глини на наступній стадії розділення методом пінної флотації. Приклад № 12 13 У наступних прикладах суспензію глини з водою, що відповідає стандарту за вмістом сухої речовини (60% сухої речовини), перемішують із реагентом даного винаходу ще протягом 10 хвилин при настановних параметрах Waring blender, що відповідають найвищій швидкості. Дозування цього реагенту дорівнює 3,0 фунт/тонну. рН обробленої суспензії руди підтримують між 8,5 і 9,0. За необхідності для регулювання рН до згаданого вище інтервалу значень використовують розчин каустичної соди (10% по масі). Після проведення стадії обробки реагентами суспензію каолінової глини розбавляють до вмісту сухої речовини, що дорівнює 25% і переносять у Denver флотаційну комірку для розділення флотацією. У флотаційну комірку в контрольованому режимі пропускають повітря для відбору гідрофобних забарвлених домішок і відділяють (флотують) їх у пінну фазу. Час флотації визначається повним завершенням процесу (доти, поки більша частина мінеральних забарвлених домішок не буде видалена, і піна не зменшиться до того рівня, на якому вона не може бути ефективно видалена). Звичайно, для досягнення повного завершення процесу потрібно від 20 до 30 хвилин, як буде показано в наступних прикладах. Після флотації зважують модернізовану глинисту суспензію, що залишилася у флотаційній комірці, відбирають проби для визначення вмісту сухої речовини, необхідного для визначення виходу продукту. Далі відбирають проби продуктів глинистої суспензії для визначення вмісту ТіО2 і Fe2О3. У наступних прикладах результати випробувань на вміст ТіО2 і Fe2O3 у продукті і масовий вихід продукту використовують для порівняння ефективності реагентів. Ті ж самі тести використані в наступних трьох прикладах. Продукт Вихід % Реагент Контрольний В Поверхнево-активна речовина не додавалася Ethox ML 5 Ethox ML 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 14 Продукт Продукт Визначення ТіО2, % Fe2O3, % 46,4 0,827 1,055 62,8 53,0 0,448 0,341 1,156 1,106 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601