Спосіб розділення гідрофільних та гідрофобних матеріалів у суспензії

Номер патенту: 92781

Опубліковано: 10.12.2010

Автори: Трен Бо Л., Кузнєцов Дмітрій Л.

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб розділення гідрофільних та гідрофобних матеріалів у суспензії в процесі пінної флотації шляхом змішування гідрофільного матеріалу та гідрофобного матеріалу у суспензії з композицією для збагачення, який відрізняється тим, що композиція для збагачення містить принаймні один екологічний колектор та принаймні один побічний продукт на основі жирних кислот, утворений в процесі виробництва біодизельного палива, або принаймні один побічний продукт на основі жирних кислот, утворений під час реакції трансестерифікації з участю тригліцеридів; причому спосіб додатково включає подачу бульбашок повітря у суспензію для утворення агрегатів бульбашок-частинок з гідрофобним матеріалом; та надання змоги агрегатам бульбашок-частинок відокремлюватися від гідрофільного матеріалу, де побічний продукт на основі жирних кислот містить щонайменше один метиловий естер або етиловий естер і зазначений побічний продукт на основі жирних кислот додатково містить гліцерин та нездатну до омилення речовину, і композиція додатково містить воду та неорганічну сіль.

2. Спосіб за п. 1, де екологічний колектор є вибраним з групи: неіонні ПАР з низькими числами гідрофільно-ліпофільного балансу, природні ліпіди, модифіковані ліпіди, гідрофобні полімери та їх комбінації.

3. Спосіб за п. 1, де побічний продукт на основі жирних кислот утворений при додаванні кислоти до розчину солей жирних кислот з фази сирих алкілових естерів жирних кислот у способі виробництва біодизельного палива.

4. Спосіб за п. 1, де побічний продукт на основі жирних кислот утворений при додаванні кислоти до розчину солей жирних кислот з сирої гліцеринової фази у способі виробництва біодизельного палива.

5. Спосіб за п. 1, де побічний продукт на основі жирних кислот утворений при підкисленні принаймні одного потоку процесу виробництва біодизельного палива, що містить принаймні один компонент солей жирних кислот.

6. Спосіб за п. 1, де побічний продукт на основі жирних кислот утворений в процесі реакції трансестерифікації з участю тригліцеридів.

7. Спосіб за п. 1, де побічний продукт на основі жирних кислот додатково містить один або більше компонентів, вибраних з групи: метилові естери, етилові естери, солі, метанол, етанол, гліцерин, вода та їх комбінації.

8. Спосіб за п. 7, де побічний продукт на основі жирних кислот містить один або більше компонентів, вибраних з групи: С6-С24 насичені та ненасичені жирні кислоти, солі С6-С24 насичених та ненасичених жирних кислот, метилові естери, етилові естери та їх комбінації.

9. Спосіб за п. 8, де жирні кислоти є вибраними з групи: пальмітинова кислота, пальмітолеїнова кислота, стеаринова кислота, олеїнова кислота, лінолеїнова кислота, ліноленова кислота, арахідонова кислота, ейкозанова кислота, бегенова кислота, лігноцеринова кислота, тетракозенова кислота та їх комбінації.

10. Спосіб за п. 9, де побічний продукт на основі жирних кислот додатково містить один або більше компонентів, вибраних з групи: С2-С6 моно-, ді- та триатомні спирти та їх комбінації.

11. Спосіб за п. 1 де побічний продукт на основі жирних кислот містить приблизно 1-50 мас. % одного або більше метилових естерів та приблизно 50-90 мас. % одної або більше жирних кислот.

12. Спосіб за п. 11, де побічний продукт на основі жирних кислот додатково містить приблизно 0,01-15 мас. % одного або більше С2-С6 моно-, ді- та триатомних спиртів або їх суміш.

13. Спосіб за п. 12, де побічний продукт на основі жирних кислот додатково містить приблизно 0,05-15 мас. % одної або більше неорганічних солей.

14. Спосіб за п. 1, що додатково полягає у додаванні одного або більше С4-С16 спиртів, альдегідів або естерів до суспензії.

15. Спосіб за п. 14, де С4-С16 спиртом є 4-метилциклогексанметанол.

Текст

1. Спосіб розділення гідрофільних та гідрофобних матеріалів у суспензії в процесі пінної флотації шляхом змішування гідрофільного матеріалу та гідрофобного матеріалу у суспензії з композицією для збагачення, який відрізняється тим, що композиція для збагачення містить принаймні один екологічний колектор та принаймні один побічний продукт на основі жирних кислот, утворений в процесі виробництва біодизельного палива, або принаймні один побічний продукт на основі жирних кислот, утворений під час реакції трансестерифікації з участю тригліцеридів; причому спосіб додатково включає подачу бульбашок повітря у суспензію для утворення агрегатів бульбашокчастинок з гідрофобним матеріалом; та надання змоги агрегатам бульбашок-частинок відокремлюватися від гідрофільного матеріалу, де побічний продукт на основі жирних кислот містить щонайменше один метиловий естер або етиловий естер і зазначений побічний продукт на основі жирних кислот додатково містить гліцерин та нездатну до омилення речовину, і композиція додатково містить воду та неорганічну сіль. 2. Спосіб за п. 1, де екологічний колектор є вибраним з групи: неіонні ПАР з низькими числами гідрофільно-ліпофільного балансу, природні ліпіди, модифіковані ліпіди, гідрофобні полімери та їх комбінації. 3. Спосіб за п. 1, де побічний продукт на основі жирних кислот утворений при додаванні кислоти 2 (19) 1 3 92781 4 13. Спосіб за п. 12, де побічний продукт на основі жирних кислот додатково містить приблизно 0,0515 мас. % одної або більше неорганічних солей. 14. Спосіб за п. 1, що додатково полягає у додаванні одного або більше С4-С16 спиртів, альдегідів або естерів до суспензії. 15. Спосіб за п. 14, де С4-С16 спиртом є 4метилциклогексанметанол. Заявлений винахід стосується загалом технології збагачення. Більш конкретно, заявлений винахід стосується композицій для збагачення та способів їх застосування. Збагачення є спосіб відділення корисних речовин від відходів. Звичайно, збагачення використовує відмінність у гідрофобності відповідних компонентів. У цьому способі мінеральну руду подрібнюють до певного невеликого розміру та розріджують водою. Суспензію уводять в апарат флотації, який продувають повітрям. Повітря переважно приєднується до гідрофобних частинок суспензії, що призводить до їх флотування до верхівки апарату. Флотовані частинки збирають, зневоднюють та накопичують як придатний для продажу кінцевий продукт. Гідрофільні частинки мігрують до дна контактної посудини, звідки їх можна видаляти як відходи збагачення та переводити у відстійник відходів. В інших способах, як-то зворотна флотація, придатний для продажу кінцевий продукт може мігрувати до дна. Для полегшення збагачення застосовують кілька типів звичайних реагентів, як-то піноутворювачі, колектори, активатори та кондиціонери. Однак, ці реагенти можуть бути коштовними та токсичними, тим зменшуючи ефективність за вартістю способів збагачення. Тому бажано створювати та застосовувати ефективні за вартістю, ефективні та екологічно придатні композиції для збагачення. Заявлений винахід стосується загалом технології збагачення. Більш конкретно, заявлений винахід стосується композицій для збагачення та способів їх застосування. У втіленні заявлений винахід стосується способу відділення першого матеріалу від другого матеріалу. Наприклад, спосіб може полягати у змішуванні першого матеріалу та другого матеріалу у суспензії з композицією для збагачення. Композиція для збагачення може містити один або більше побічних продуктів жирних кислот, похідних від процесу виробництва біодизелю та один або більше екологічно придатних колекторів. Композиція для збагачення може також містити один або більше екологічних колекторів та один або більше побічних продуктів від реакції трансестерифікації жирних кислот з участю тригліцеридів. Бульбашки повітря можна постачати у суспензії для утворення агрегатів бульбашок-частинок з першим матеріалом та агрегатам бульбашок-частинок можна надати можливості відділитися від другого матеріалу. У втіленні екологічний колектор може бути вибраним з групи: неіонні ПАР з низькими числами HLB, природні ліпіди, модифіковані ліпіди, гідро фобні полімери та їх комбінації. "Екологічний" означає екологічно придатні, здатні до розкладання мікроорганізмами, незаймисті, безпечні, та/або нетоксичні хімічні композиції. У втіленні побічний продукт жирних кислот може бути похідним від добавки кислоти до розчину солей жирних кислот з фази сирих алкіл-естерів жирних кислот у способі виробництва біодизелю та/або похідним від добавки кислоти до розчину солей жирних кислот з сирої гліцеринової фази у способі виробництва біодизелю. Наприклад, побічний продукт жирних кислот може бути похідним від процесу виробництва біодизелю додаванням кислоти до нижчої частини стоку з етапу естерифікації та/або додаванням кислот до промивної води (наприклад, мильної води) естерного продукту. Побічний продукт жирних кислот може також бути похідним від підкислення будь-якого потоку способу виробництва біодизелю, що містить один або більше компонентів солей жирних кислот. У втіленні побічний продукт жирних кислот містить приблизно 1-50мас.% одного або більше метил-естерів та приблизно 50-99мас.% одної або більше жирних кислот. У втіленні побічний продукт жирних кислот крім того містить один або більше компонентів, вибраних з групи: метил-естери, солі, метанол, гліцерин, вода та їх комбінації. У втіленні вільні жирні кислоти містять один або більше компонентів, вибраних з групи: пальмітинова кислота, пальмітолеїнова кислота, стеаринова кислота, олеїнова кислота, лінолеїнова кислота, ліноленова кислота, арахідонова кислота, ейкозанова кислота, бегенова кислота, лігноцеринова кислота, тетракозенова кислота та їх комбінації. У втіленні побічний продукт жирних кислот містить один або більше компонентів, вибраних з групи: С6-С24 насичені та ненасичені жирні кислоти, солі С6-С24 насичених та ненасичених жирних кислот, метил-естери, етил-естери та їх комбінації. У втіленні побічний продукт жирних кислот крім того містить один або більше компонентів, вибраних з групи: С2-С6 моно-, ді- та триатомні спирти та їх комбінації. У втіленні побічний продукт жирних кислот крім того містить одну або більше неорганічних солей. У ще одному втіленні заявлений винахід стосується способу розділення гідрофобних та гідрофільних частинок у водній суспензії. Наприклад, спосіб може полягати у додаванні композиції для збагачення до водної суспензії для збільшення гідрофобності гідрофобних частинок. Композиція для збагачення може містити один або більше 5 побічних продуктів жирних кислот, похідних від процесу виробництва біодизелю, та один або більше екологічних колекторів. Водну суспензію можна змішувати для допомоги адсорбції побічного продукту жирних кислот на поверхні гідрофобних частинок для збільшення гідрофобності гідрофобних частинок. Бульбашки повітря можна постачати до водної суспензії так, щоб гідрофобні частинки збиралися на поверхні бульбашок повітря, утворюючи агрегати бульбашок-частинок. Агрегати бульбашок-частинок можуть флотувати до поверхні водної суспензії для відділення від гідрофільних частинок. В альтернативному втіленні заявлений винахід стосується композиції для збагачення, що містить один або більше побічних продуктів жирних кислот, похідних від процесу виробництва біодизелю, та один або більше екологічних колекторів. У ще одному втіленні заявлений винахід стосується композиції для збагачення, що містить один або більше екологічних колекторів та один або більше побічних продуктів жирних кислот від реакції трансестерифікації з участю тригліцеридів. Перевагою заявленого винаходу є забезпечення ефективних за вартістю способів розділення двох або більше матеріалів Ще одною перевагою заявленого винаходу є забезпечення гідрофобності композицій для збагачення, що можна застосовувати у способи флотації, що мають поліпшену вартість-бережливість. Додаткові особливості та переваги описані детальніше далі. Заявлений винахід стосується загалом технології збагачення. Більш конкретно, заявлений винахід стосується композицій для збагачення та способів їх застосування. У представленому описі, термін "збагачення" слід розуміти як відділення корисних речовин від відходів, особливо гідрофобних речовин від гідрофільних речовин. Придатні способи для цього охоплюють, але без обмеження, флотацію, зворотну флотацію та подібні технології. У представленому описі, термін "побічні продукти" слід розуміти як побічні продукти, похідні від процесів виробництва біодизелю, та/або реакцій трансестерифікації з участю тригліцеридів. У втіленні заявлений винахід стосується композиції для збагачення, що містить побічні продукти виробництва біодизелю. Побічні продукти виробництва біодизелю можуть містити, наприклад, суміші монокарбонових кислот з нерозгалуженим ланцюгом, що містить від 6 до 24 атомів карбону. Побічні продукти виробництва біодизелю заявленого винаходу були несподівано виявленими як ефективні реагенти для застосування у технології збагачення, як-то, наприклад, способах флотації. На додаток, ці побічні продукти є загалом екологічно доброякісними та безпечними. Побічні продукти є також незаймистими та можуть забезпечувати виграш при застосуванні, де є вимоги «високої» точки спалаху. Побічні продукти можна застосовувати для доповнення чи заміни звичайних небезпечних колекторів для процесів флотації, як-то дизельне паливо, тим зменшуючи залежність від таких екологічно непридатних матеріалів. Ди 92781 6 зельне паливо застосовують усюди в обробці мінералів. Свіжу порцію вичерпаного дизелю з процесів уводять у випадку екологічної небезпеки при просочуванні у грант та ризику для здоров'я людини. Заявлений винахід забезпечує додаткову корисність у випадку відсутності екологічної небезпеки та/або ризику для здоров'я людини при просочуванні у грант. Біо дизель є чистішим замінником дизельного палива, отриманим з природних відновлювальних джерел. Наприклад, біодизель може містити алкіл-естери жирних кислот, застосовувані як чистіший замінник дизельного палива, отриманого з джерел, як-то свіжі та застосовувані рослинні олії та тваринні жири. Згідно з American Fuel Data Center of the U.S. Department of Energy, приблизно 55% біодизелю зараз отримують з повторно застосовуваного жиру або олій для промисловості, у тому числі повторно застосовуваний харчовий жир. Інша половина виробництва є обмеженою рослинними оліями, найменш коштовною з котрих є олія сої. Виробництво сої дуже збільшилося після комерціалізації біодизелю внаслідок надлишкового виготовлення, надлишку продукту, та знижуваної вартості. Це призводить до повторного застосування жирів та виробництва тваринних жирів, навіть хоча ця сировина для промисловості є менш коштовною, ніж олія сої. На основі комбінованих запасів обох виробництва, є достатньо сировини для промисловості для постачання 1,9 більйонів галонів біодизелю. Біодизель можна отримувати хімічним способом, а саме трансестерифікацією при котрій рослинну олію або тваринні жири перетворюють в алкіл-естери жирних кислот, гліцерин та інші сполуки, з котрих походять побічні продукти жирних кислот. Такі олії та жири охоплюють, наприклад, твердий тваринний жир, сиру талову олію, кокосову олію, рапсову олію, косточкову пальмову олію та олію сої. Тригліцериди, головні компоненти тваринних жирів та рослинних олій, є естерами гліцерину, триатомного спирту, з жирними кислотами різної молекулярної маси. Три шляхи синтезу можна застосовувати для отримання алкіл-естерів жирних кислот з олії та жирів: каталізована основами трансестерифікація олії; безпосередня каталізована кислотами естерифікація олії; та перетворення олії у жирні кислоти та подальша естерифікація до біодизелю. Більшість алкіл-естерів жирних кислот отримують каталізованим основами процесом. Загалом, застосовуваний для трансестерифікації олії каталізатор для отримання біодизелю комерційно може бути звичайно будь-якою основою, найкраще натрій гідроксидом або калій гідроксидом. У способі виробництва біодизелю, олії та жири можна фільтрувати та попередньо обробляти для видалення води та забруднень. Якщо є наявними вільні жирні кислоти, їх можна видаляти або перетворювати у біодизель, застосовуючи спеціальні технології попередньої обробки, як-то каталізована кислотами естерифікація. Попередньо оброблені олії та жири можна тоді змішувати зі спиртом 7 та каталізатором (наприклад, основою). Застосовуваною для реакції основою є звичайно натрій гідроксид або калій гідроксид, розчинені у застосовуваному спирті (звичайно етанолі або метанолі) для утворення відповідного алкоксиду при перемішуванні. Слід розуміти, що можна застосовувати будь-яку придатну основу. Алкоксид можна тоді завантажувати у закриту реакційну посудину, та додавати олії та жири. Систему можна тоді закривати та тримати приблизно при 71°С (160°F) протягом приблизно 1-8 годин, хоча деякі системи рекомендують, що реакції перебігають при кімнатній температурі. Після завершення реакції молекули олії (наприклад, тригліцериди) розкладаються та отримують два головних продукти: 1) сирі алкіл-естери жирних кислот (тобто, фаза біодизелю) та 2) фаза сирого гліцерину. Звичайно, сирі алкіл-естери жирних кислот утворюють шар зверху густішої фази сирого гліцерину. Оскільки гліцеринова фаза є густішою, ніж фаза біодизелю, їх можна розділити за допомогою тяжіння, наприклад, гліцеринова фаза просто опускається на дно посудини. У деяких випадках можна корисно застосовувати центрифугу для швидкого розділення двох фаз. У втіленні побічні продукти жирних кислот можуть походити від фази очистки сирих алкілестерів жирних кислот та/або фази сирого гліцерину у способі виробництва біодизелю. Наприклад, сирі алкіл-естери жирних кислот звичайно містять суміш алкіл-естерів жирних кислот, воду та солі жирних кислот. Ці солі жирних кислот загалом утворюють розчин водної фази (наприклад, мильну воду), де вони можуть бути крім того відділеними від алкіл-естерів жирних кислот. Після відділення від алкіл-естерів жирних кислот, будь-яку придатну кислоту, як-то, наприклад, хлоридну кислоту, можна додавати до водної фази, що містить солі жирних кислот, для отримання побічних продуктів жирних кислот заявленого винаходу. Подібним чином, фаза сирого гліцерину звичайно містить суміш гліцерину, води та солей жирних кислот. Ці солі жирних кислот утворюють розчин або суспензію водної фази, де вона може бути крім того відділеною від гліцерину додаванням будь-якої придатної кислоти для отримання побічних продуктів жирних кислот придатних для заявленого винаходу. Слід розуміти, що побічні продукти жирних кислот заявленого винаходу можуть бути похідними від підкислення будь-якого потоку/етапів процесу виробництва біодизелю, що містять солі жирних кислот (наприклад, мильну воду) охоплюючи, наприклад, промивну воду. Ці побічні продукти жирних кислот, похідні від будь-як відмінних етапів/перебігів процесу виробництва біодизелю, можна застосовувати як дуже корисний компонент композицій для збагачення заявленого винаходу. Побічні продукти жирних кислот виробництва біодизелю можна отримувати у будь-якій збільшеній кількості. Як результат, побічні продукти виробництва біодизелю не є коштовними та їх застосування може бути економічним та високо ефективним для ряду технологій збагачення. 92781 8 У втіленні побічні продукти жирних кислот від виробництва дизелю можуть складатися з вільних жирних кислот та метил- та етил-естерів. Додаткові побічні продукти можуть містити солі, метанол, етанол, гліцерин та вологу (наприклад, воду). Суміш вільних жирних кислот може містити пальмітинову кислоту, пальмітолеїнову кислоту, стеаринову кислоту, олеїнову кислоту, лінолеїнову кислоту, ліноленову кислоту, арахідонову кислоту, ейкозанову кислоту, бегенову кислоту, лігноцеринову кислоту, тетракозенову кислоту та їх комбінації. В альтернативному втіленні композиції побічних продуктів жирних кислот можуть містити одну або більше С6-С24 насичених та ненасичених жирних кислот, їх солей та метил- та/або етилестерів. Побічний продукт може крім того містити один або більше С2-С6 моно-, ді- та триатомних спиртів, як-то, наприклад, метанол, етанол, гліцерин та гліколі. У втіленні побічні продукти містять приблизно 0,01 - 15мас.% С2-С6 моно-, ді-та триатомних спиртів. Побічні продукти можуть крім того містити одну або більше неорганічних солей, як-то, наприклад, солі (наприклад, хлориди та сульфати) натрію, калію та/або кальцію. У втіленні побічні продукти містять приблизно 0,05-15мас.% неорганічних солей. Вищенаведена композиція наводить на думку, що побічні продукти можуть робити чудовий гідробісизувальний реагент, придатний для застосування як колектору або активатору у флотації або подібних процесах. Наприклад, сильно гідрофобні С6-С24 жирні кислоти, що містяться у побічних продуктах, як відомо, полегшують приєднання бульбашок повітря при флотації. Крім того, побічні продукти жирних кислот можуть бути збагаченими ненасиченими олеїновою, лінолеїновою та ліноленовою жирними кислотами. Як тільки ці жирні кислоти покривають оброблені частинки (наприклад, при флотації) вони можуть повільно перехресно зв'язуватися у присутності повітря, утворюючи міцний гідрофобний шар. В альтернативному втіленні побічні продукти жирних кислот можна крім того змішувати з добавками для доповнення та/або поліпшення властивостей стосовно розділення цих композицій для збагачення. Такі добавки можуть містити один або більше екологічних колекторів. У втіленні екологічні колектори можуть містити неіонні ПАР з низькими числами HLB, природні ліпіди, модифіковані ліпіди, гідрофобні полімери та їх комбінації. Першим типом екологічних колекторів можуть бути неіонні ПАР, чиї числа HLB є нижче приблизно 15. Вони містять, наприклад, жирні кислоти, жирні естери, фосфатні естери, гідрофобні полімери, етери, похідні гліколів, похідні саркозину, ПАР та полімери на основі силіконів, похідні сорбітану, естери та похідні сахарози та глюкози, похідні на основі ланоліну, естери гліцерин, етоксиловані жирні естери, етоксиловані аміни та аміди, етоксиловані нерозгалужені спирти, етоксиловані тригліцериди, етоксиловані рослинні олії, етоксиловані жирні кислоти, тощо, та їх комбінації. Другим типом екологічних колекторів можуть бути природні ліпіди. Ними є природні органічні 9 молекули, які можна виділити з клітин та тканин рослин та тварин екстракцією неполярними органічними розчинниками. Великими частинами молекул є вуглеводні (або гідрофоби). Як результат, вони нерозчинні у воді, але розчинні в органічних розчинниках, як-то етер, хлороформ, бензол, або алкан. Тому, визначення ліпідів може бути на основі фізичних властивостей (тобто, гідрофобності та розчинності), а не за структурою або хімічним складом. Ліпіди можуть охоплювати, наприклад, багато молекул відмінної будови, як-то триацилгліцерини, стероїди, воски, фосфоліпіди, сфінголіпіди, терпени, та карбоновими кислоти. Вони можуть бути виявленими у різних рослинних оліях (як-то, олія сої, арахісова олія, оливкова олія, льняна олія, кунжутна олія), рибні олії, масло, та тваринні жири (наприклад, свине сало та твердий тваринний жир). Триацилгліцерини у природних ліпідах можна вважати великими молекулами ПАР з трьома вуглеводневими хвостами, котрі можуть бути настільки великими, що адсорбуються між вуглеводневими хвостами молекул колекторів, адсорбованих на поверхні мінералу. Тому, третім типом екологічних колекторів можуть бути молекули природних ліпідів, що розклалися застосуванням одного з кількох відмінних способів молекулярної реструктуризації. Ацил-групи природних ліпідів містять ряд вуглеводнів між 12 та 20, та можуть бути насиченими або ненасиченими. ненасичені ацил-групи звичайно мають цис-геометрію, котра не є сприятливою для утворення щільно упакованих вуглеводневих моношарів. Деякі з ліпідів мають вищі ступені ненасичення. Як результат, може бути бажаним застосовувати ліпіди, що мають нижчі ступені ненасичення, ніж у природі, або застосовувати ліпіди, що мають вищі ступені ненасичення після гідрування. Гідрування може зменшувати ступінь ненасичення ацил-груп. Цей спосіб можна застосовувати до природних ліпідів, або після руйнування триацилгліцеринів у природних ліпідах до менших молекул. Четвертим типом екологічних колекторів можуть бути гідрофобні полімери, як-то, наприклад, поліметилгідросилоксани, полісилани, похідні поліетилену, та вуглеводневі полімери, створені реакцією обміну з розкриттям кільця та каталізованою металоценами полімеризацією. Багато з екологічних колекторів можна застосовувати разом з прийнятними розчинниками, котрі охоплюють, але без обмеження, легкі вуглеводневі олії, петролейний етер, коротко-ланцюгові спирти, чиє число атомів карбону менше 8, та будь-які інші реагенти, що можуть легко розчиняти або диспергувати екологічні колектори у водних середовищах. Легкі вуглеводневі олії охоплюють дизельні олії, керосин, газолін, нафтовий дистилят, терпентин, нафтенові олії, тощо Кількість потрібних розчинників залежить від сольватаційної потужності застосовуваних розчинників. Можна у деяких випадках корисно застосовувати більше одного типу розчинників для більшої ефективності або економічності. У втіленні колектор заявленого винаходу містить суміш побічного продукту жирних кислот, еко 92781 10 логічний к олектор, та один або більше С4-С16 спиртів, альдегідів або естерів. У втіленні С4-С16 спирти, альдегіди або естери є продуктами реакції гідроформування 1-пропену. У втіленні С4-С16 спиртом є 4-метилциклогексан-метанол (МЦГМ). Присутність С4-С16 спиртів, альдегідів або естерів полегшує розподілення колектору у флотаційній суспензії. У втіленні колектор містить приблизно 70-80мас.% побічного продукту жирних кислот, приблизно 10-20мас.% екологічного колектору, та приблизно 1-20мас.% С4-С16 спиртів, альдегідів або естерів. У втіленні заявлений винахід стосується способів посилення гідрофобності сполук у певних способах збагачення. Наприклад, композиції для збагачення, що містять побічні продукти жирних кислот можуть бути корисними у збагаченні наступних матеріалів, що охоплюють, але без обмеження, вугілля, пластики, пісок та золотоносний пісок, фосфати, алмази, та інші мінеральні руди або створені людиною речовини. В альтернативних втіленнях композиції для збагачення можна застосовувати у процесах для збільшення гідрофобності порошкових матеріалів, особливо при застосуванні, як-то флотації, призводячи до збагачення вугілля, фосфатів, алмазних руд, тощо. Композиції для збагачення можна також застосовувати разом з іншими придатними колекторами та активаторами флотації. Процеси флотації є одними з найширше застосовуваних способів відділення дуже корисного матеріалу від нічого не вартого матеріалу представленого, наприклад, як частинки або дрібні фракції. Наприклад, у цьому способі, дрібні частинки диспергують у воді або іншому придатному розчині та невеликі бульбашки повітря уводять до суспензії так, щоб гідрофобні частинки могли селективно збиратися на поверхні бульбашок повітря та виходити з суспензії (наприклад, підйомом до поверхні), у той час як гідрофільні частинки залишаються позаду. Гідрофільні частинки можуть також падати униз суспензії, щоб бути збираними як шлам. Побічні продукти жирних кислот можна застосовувати для розділення матеріалів, наприклад, у будь-якому придатному процесі флотації. Слід розуміти, що бажані кінцеві продукти можуть спливати до поверхні при флотації та/або падати униз, як-то у процесах зворотної флотації. Наприклад, у процесах флотації оксиду силіцію, бажаний продукт може падати униз суспензії та відходи продукт можуть спливати до верхівки суспензії. В альтернативному втіленні заявлений винахід стосується способу відділення першого матеріалу від другого матеріалу. Наприклад, спосіб може полягати у змішуванні першого матеріалу та другого матеріалу у суспензії з композицією для збагачення. Композиція для збагачення може містити один або більше побічних продуктів жирних кислот, похідних від процесу виробництва біодизелю. Композиція для збагачення може також містити один або більше побічних продуктів жирних кислот від реакції трансестерифікації з участю тригліцеридів. Бульбашки повітря можна постачати у суспензії для утворення агрегатів бульбашок 11 частинок з першим матеріалом та агрегатам бульбашок-частинок можна надати можливості відділитися від другого матеріалу. Композиція для збагачення може крім того містити добавку екологічного колектору, змішану з побічним продуктом жирних кислот. Добавкою екологічного колектору можуть бути, наприклад, неіонні ПАР з низькими числами HLB, природні ліпіди, модифіковані ліпіди, гідрофобні полімери та їх комбінації. В альтернативних втіленнях побічний продукт жирних кислот може бути похідним від добавки кислоти до розчину солей жирних кислот з фази сирих алкіл-естерів жирних кислот у способі виробництва біодизелю та/або похідним від добавки кислоти до розчину солей жирних кислот з сирої гліцеринової фази у способі виробництва біодизелю. У ще одному втіленні заявлений винахід стосується способу відділення гідрофобних та гідрофільних частинок у водній суспензії. Наприклад, спосіб може полягати у додаванні композиції для збагачення до водної суспензії для збільшення гідрофобності гідрофобних частинок. Композиція для збагачення може містити один або більше побічних продуктів жирних кислот, похідних від процесу виробництва біодизелю. Водну суспензію можна змішувати для допомоги адсорбції побічного продукту жирних кислот на поверхні гідрофобних частинок для збільшення гідрофобності гідрофобних частинок. Бульбашки повітря можна постачати до водної суспензії так, щоб гідрофобні частинки збиралися на поверхні бульбашок повітря, утворюючи агрегати бульбашок-частинок. Агрегати бульбашок-частинок можуть флотувати до 92781 12 поверхні водної суспензії для відділення від гідрофільних частинок. Матеріали, що треба розділити, можуть мати будь-який придатний розмір. Як приклад та без обмеження, матеріали можуть бути у межах від 2 мм до 0,04 мм за розміром. Суспензія може також мати до 50% твердих матеріалів. Будь-які придатні механічні або хімічні зусилля можна застосовувати для контакту суспензії частинок з композицією для збагачення заявленого винаходу. Флотований продукт та нефлотовані відходи збагачення можуть бути зібраними із заявлених процесів. Приклади Як приклад та без обмеження, наступні приклади ілюструють різні втілення заявленого винаходу. Приклад 1 Зразок суспензії вугілля з пенсильванського рослинного вугілля флотували у лабораторії, застосовуючи апарат для флотації Denver. Тести призначали для визначення корисності побічних продуктів жирних кислот як автономних колекторів. Піноутворювачем, застосовуваним у цих тестах, був сирий 4-метилциклогексан-метанол. Побічним продуктом жирних кислот був матеріал, отриманий підкисленням біодизелю з дна реакторів та промивної води біодизелю. У прикладах 1 та 2, "тонна" означає 1000кг. Результати, таблиця 1, свідчать,що чистий побічний продукт жирних кислот є менш ефективним колектором, ніж паливна олія №2 у тих же умовах. Однак, показники побічного продукту жирних кислот стає подібною до продукту колектору паливної олії, коли доза піноутворювачу є збільшеною. Таблиця 1 Порівняно колекторні показники паливної олії №2 та чистого побічного продукту жирних кислот Колектор Доза кг/тонну 0,37 0,75 1,50 Піноутворювач МЦГМ, 0,15кг/тонну Побічний продукт жирних Паливна олія кислот Кон. золи Стягнення зай- Кон. золи Стягнення зай(%) мистості (%) (%) мистості (%) 9,5 54,8 13,2 27,1 8,9 77,9 12,2 48,0 8,6 75,2 10,4 62,2 Приклад 2 Наступні тести флотації проводили на суспензії відмінних партій вугілля, отриманого з тої ж рослини у тих же умовах тестування, як у прикладі 1. Застосовуваним піноутворювачем був сирий 4метилциклогексан-метанол у дозі 0,15кг/тонну. Виконання контрольної флотації знов здійснювали, застосовуючи колектор паливної олії №2. Три суміші колекторів виготовляли з 80мас.% побічно Піноутворювач МЦГМ, 0,30кг/тонну Побічний продукт жирних кислот Кон. золи(%) 10,8 10,6 11,3 Стягнення займистості (%) 57,7 66,7 77,7 го продукту жирних кислот, 10мас.% добавки екологічного колектору, та 10мас.% сирого 4метилциклогексан-метанолу. Суміші колекторів представлені у таблиці 2 під назвою екологічний колектор. Результати вказують, що суміші колекторів, що містять 10% екологічного колектору, рівно придатні або переважають чистий колектор паливної олії при тому ж вмісті піноутворювачу. 13 92781 14 Таблиця 2 Порівняно колекторні показники паливної олії №2 та суміші побічного продукту жирних кислот Композиція колектору 100% паливної олії №2 80% побічного продукту жирних кислот 10% олії каноли 10% МЦГМ 80% побічного продукту жирних кислот 10 олії сої 10% МЦГМ 80% побічного продукту жирних кислот 10% сорбітан моноолеату 10% МЦГМ Слід розуміти, що різні зміни та модифікації кращих описаних тут втілень є зрозумілими фахівцям. Такі зміни та модифікації можна робити без Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Доза колектору кг/тонну 0,75 1,5 0,75 1,5 0,75 1,5 0,75 1,5 Кон. золи (%) 10,9 9,8 11,1 11,0 10,8 10,6 9,6 9,7 Стягнення займистості (%) 63,9 81,5 76,3 84,6 75,9 84,1 79,5 82,0 відходу від рамок винаходу. Тому такі зміни та модифікації обмежені доданою формулою винаходу. Підписне Тираж 26 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

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for separating hydrophile and hydrophobic materials in suspension

Автори англійською

Tran Bo L., Kuznietsov Dmitrii L.

Назва патенту російською

Способ разделения гидрофильных и гидрофобных материалов в суспензии

Автори російською

Трен Бо Л., Кузнецов Дмитрий Л.

МПК / Мітки

МПК: B03D 1/14

Мітки: гідрофобних, розділення, гідрофільних, спосіб, матеріалів, суспензії

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/7-92781-sposib-rozdilennya-gidrofilnikh-ta-gidrofobnikh-materialiv-u-suspenzi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб розділення гідрофільних та гідрофобних матеріалів у суспензії</a>

Подібні патенти