去除碳酸盐矿物中杂质的过程的制作方法

来自 : www.xjishu.com/zhuanli/59/2007 发布时间：2021-03-25

专利名称：：去除碳酸盐矿物中杂质的过程的制作方法
技术领域：
：本发明涉及通过去除不需要的杂质进4亍碳酸盐矿物基质的选矿的领域。特别而言，本发明涉及一种^f吏用f兹性;微颗粒和含有氮或磷官能，方法。
背景技术：
：选矿在采矿工业中指对矿物基质(例如矿石)进4亍纯化以得到有价值矿物的多种方法的术语。选矿典型地包括「乂人矿物基质中将所需要的或\"有价值\"的矿物从其它不太需要或\"无价值\"的矿物中分离出来。在很多案例中，可得的分离度大大影响到所选产物的质量。例如，有1^介值的矿物质如^^酸钙在广泛的终端应用常用作色素和填料，例如在纸业、涂料、塑料、制陶中作为涂层和填料。在这些应用中，所需的更高水平的白度和亮度通常和更杂质的低水平相关联。然而，碳酸盐矿物常含有大量脱色性矿物，如长石、正长石、绿泥石、硅石、锐钬矿、云母如白云母和黑云母，粘土和铁相物质。同才羊，在其它应用中如电子、光学和生物医药领域，常希望得到含有相^H氏杂质7JC平的-,物。—些矿物分离过程涉及到石兹性试剂和强i兹场的4吏用。PCT公布WO02/066168才艮道了表面功能化的》兹性颗粒，其据称可在矿物筛选中作为^兹性试剂。据称该一磁性颗粒至少在大小上与矿物颗粒具可比性，因此^艮明显的在f兹性颗粒表面出现的物质的数量只是磁性试剂的4艮小的一部分。美国专利4,834,898和4,906,382才艮道的f兹化试剂据称含有一种含磁性物质颗粒的水，每个磁性物质颗粒都有具有内外双层的表面活性剂的包衣。据才艮道磁性颗粒的内和外的表面活性剂层是单分子且不相同。在以前的》兹性分离过程中发现，随着》兹性《效颗粒的颗粒变小，可》见测到矿物筛选质量的^^是高。因此，在特定应用中，例如在高岭土的选矿中，倾向于选用具有最d、可应用的颗粒尺寸的^f兹性孩i颗粒。
发明内容发明摘要本发明的一个目标是^是供一种^f吏用石兹性樣i颗粒和含有氮或磷官能度的矿物活性化合物的混合物对含有碳酸盐的矿物基质如矿石进4于选矿的优化过程。优选实施方式的详细描述—种实施方式提供了一种^f吏用通过f兹力分离对-友酸盐矿物基质进行选矿的过程，其包括混合含有碳酸盐的矿物基质、大量》兹性樣史颗粒和式I或式II的试剂，或式I和式II试剂组合形成混合物。式I试剂优先包含R1R2R3M，式II试剂优先包含R1R2R3R4M+X—,其中M是N或P,X是一种阴离子型反离子，Rl，R2,R3和R4各自含有氢或含有具有约1至约50石友的有才几部分，或其中R1，R2:R3和R4中至少两种形成含有1至50-友原子的环状结构，并且其中Rl,R2,R3和R4组中至少一种必须是含有1至50碳的有才几部分或其中R1,R2，R3和R4组中至少两种形成含有具有1至50石友原子的环状结构。i兹场施加于该混合物使得有1\"介值的矿物/人无{介 直的矿物中分离出来。优选添力口到碳酸盐矿物基质中的该大量石兹性孩史颗粒和式I或式II的^式剂的条件为f兹性孩吏颗粒和式I或式II的试剂重量比范围为约10:1至约1:10，更优选的重量比为约5:1至约1:5。式I或式II的试剂包含含有有才几氮(N)或有机磷(P)的分子，其中N或P能够被季取代化或以质子化的阳离子形式存在。式I试剂可能是伯、仲或叔胺或膦衍生物。此类试剂的例子包括但不限于，曱基-双(2-羟丙基)-椰油烷基曱基硫酸4妄、二曱基二癸基氯化铵、二曱基-二(2-乙基已基)-氯化铵、二曱基-(2-乙基已基)-椰油烷基氯化铵、二椰油烷基二曱基氯化铵、n-动物脂烷基-1，3-丙烷双乙酸二胺、Arquad2C(二曱二椰油烷基氯化铵)和DuomacT(N-动物月旨*克基-1,3-丙；t完只又乙 复二胺)与Ethomeen18/16(长链烷基胺+50EO)的组合。式II试剂可能是季盐，其中R1,R2，R3和R4各自含有1至50碳的有才几部分，或其中R1,R2，R3和R4中至少两种形成含有1至50石友原子的环状结构，或其也许是R1,R2，R3和R4其中至少有一种为H的胺或膦前体的简单盐。Rl，R2，R3和R4中至少一种必须是含有1至50碳的有冲几部分或Rl,R2，R3和R4组中至少两种形成含有1至50碳原子的环状结构。优选地，Rl，R2,R3和R4中至少二种含有1至50碳的有机部分或Rl，R2，R3和R4中任意两种形成环形结构。Rl，R2,R3,R4各自含有不同的有机化学物质基团，包括但不限于具支链和非支链、被取代和未被取代的如下基团烷基，如d-Cs。烷基或烯基，环烷基或二环纟克基，烯烃氧^fb物(如，((CH2)n-0-)m,其中n和m各自的范围为16),聚环烷基，烯基，环烯基，二环烯基，聚环烯基，炔基，芳基，如CVC20芳基，二环芳基，聚环芳基，杂芳基，以及芳烷基，如CVC2o芳烷基。优选R1，R2，R3和R4中至少一种含有C5-C2o烷基、C6-C,2芳基或CVd2芳烷基基团。适合的R基团的实例包括但不限于丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基、月桂基、2-乙烷基己基、动物脂、十七基、油烯基、二十烷基、苯基、曱苯基、萘基和己苯基。其中优选的试剂包括二曱基二癸基氯化4妄、二曱基二环烷基氯化4妄、二曱基二月桂基氯化铵、二曱基二十八烷基氯化铵、二曱基二动物脂烷基氯化铵和相应的曱基好u酸盐。在另一优选的实施方式中，R1，R2，R3和R4中4壬意两种或多种形成环状物。该环状物也可含有其它的杂原子，如氮、氧或硫。该杂环化合物包含但不限于，(苯)咪唑、(苯)咪唑啉、(苯)噁唑、(苯)噁唑啉、吗啉和嗛咬。杂环可以可选地被烷化或被乙氧化或净皮丙氧4匕。本发明中用作试剂的优选杂环化合物为。米唑、咪唑啉、唑、噁唑啉和吗啉。特别优选的杂环化合物含有C5-C2o烷基或烯基，CVd2芳基，或可附加到环中任何点的C7-C!2芳烷基基团。在这些优选的实施方式中，其中该式I或式II的试剂是咪唑啉或咪唑的衍生物。合适的咪唑啉化合物的实例包括Degussa公司提供的已进行商业应用的产品Variquat56，(1氢-咪唑啉基，1-乙烷基-2-8-十七烷基)4，5-二氢-乙烷基石克酸盐)，VarineO(l氢-咪唑基，l-乙醇-,2-(8-十七烷基)-4,5-二氢)和Varisoft3696(咪唑啉基，l-乙烷基-4，5-二氢-3-(2-羟乙基)-2-(8-十七烷基)-乙烷基硫酸盐)，以及i荅罗油羟乙基咪唑啉(式2)，和塔罗油乙烯基双咪唑啉(式4)。在优选实施方式中，式I的试剂包括仲或叔胺及其盐类。特别优选为含有至少一种C5-C2。烷基或烯基、C6-Cu芳基或C7-C12芳烷基基团的脂肪胺衍生物。伯、^f中或4又胺可能^皮单独应用或在和酸中和后以盐的形式应用，其中该S^可能为无才几酸(如石克酸或盐酸)或有才几目交(如醋酸、丙酸或戊二酸)。仲胺、叔胺和杂环胺为优选。特定的式(I)的试剂的实例包括Cytec工业公司(CytecIndustriesInc.W.Paterson,NJ.)提供的已进4亍商业应用的脂肪胺盐如伯脂肪醋酸铵Aero3100C、伯脂肪醋酸4妄Aero3030C、伯动物脂醋酸胺Aeromine8625A和胺缩合物Aeromine8651。特定的式(II)的试剂的实例包括四烷基铵盐，如四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、十六烷基三曱基溴化铵、丁基十一烷基十四火克油烯基IVf匕4妄、Cytec工业/ 司(CytecIndustriesInc.)提供的已进行商业应用的季铵表面活性剂CyastatSN(硬脂酰胺丙基二曱基-|3-,至乙基；宵 复按)，和Degussaz^司才是供的Adogen462-75%,二牙耶油烷二曱基氯化4妄和QuaternaryAMHighFlashTSCA(—种四烷基氯化铵)，或是三烷基芳基铵盐如千基三曱基溴化铵也为优选。在另一优选的实施方式中式(I)或式(II)的试剂为吗啉衍生物。吗啉化合物如塔罗油酰胺基吗啉(式3)是适合的。优选的R基团为C5-C2o烷基或烯基、C6-C12芳基或C7-C12芳烷基基团。在另一优选的实施方式中式(i)或式(n)的试剂为噁唑啉或噁唑衍生物。噁唑啉如塔罗油2-羟基-3-曱基噁唑烷是适用的。优选的R基团为Q-C20烷基或烯基、C6-C,2芳基或CVd2芳烷基基团。10在另一优选的实施方式中式(I)或式(II)的试剂为膦衍生物。式(I)或式(II)的试剂的含磷物质实例包括四烷膦盐，例如三丁基四癸基氯化膦、三辛基四癸基氯化膦、三曱烷基卣化膦、苄基三烷基囟化膦等。优选条件为至少一种R1R2R3R4基团为(^5《2()烷基或烯基、C6-C12芳基或C7-Cl2芳烷基基团。优选的^兹性孩t颗粒的平均直径小于200^m。任何》兹性颗粒可能在本发明应用。这些可能是纳米颗粒，如直径从约O.OOlnm(l纳米)至0.02jim(20纳米)，或直径高达200pm的榻:茅贞冲立。4尤选的颗粒直径为大于O.Olpm(lO纳米)，更优选的为直径大于O.lpm，最优选的为直径大于l.O(xm。因此，使用平均直径范围为约1至约100pm的磁性微颗粒可得理想的实验结果。此为优选。该大量磁性颗粒的颗粒大小分布可能呈现单峰或多峰(如双峰)。当4吏用纳米颗粒时，优选使用凝聚形式，以得到大于O.Ol(im(lO纳米)的，更优选为直径大于O.l(im,最优选为直径大小大于l.Opm的凝聚颗粒直径大小。在任何指定的情况下，磁性微颗粒的大小可能从各种实际应用方面考虑后进4亍选择，如成本、产出、待处理的石友酸盐矿物基质和期望的选矿的分离度。因此，例如在多数应用中使用的含有磁性微颗粒的磁性试剂的平均颗粒大小范围为约0.001至100pm,更优选的平均颗粒大小范围为约O.lnm至100nm,最优选的范围为1.0[im至50jam。磁性试剂的传导性可从约0至50毫欧姆/厘米变化，但优选小于约2毫欧姆/厘米。在磁性微颗粒中的铁氧化物可能含有其代表分子式的范围从FeO到Fe203的不同氧化物，其总体代表的分子式为FexOy其中x和y可分别,人1至4变化。每一个4失原子可能结合一个或多个水分子。例如每个铁原子可能和约1至10个水分子结合，优选与约1至7个水分子结合，更优选与约1至4个水分子结合。可选地，该氧化铁可能含有铁的氢氧化物，如FexOy中的一个或多个氧原子可能被羟基(OH)基团取代。和式(1)或式(11)的试剂以及磁性孩￡颗粒混合的碳酸盐矿物基质可能是一种同时含有\"有价值\"矿物和\"无价值\"矿物的基质。在上下文中，术语\"有价值\"矿物指作为选矿过程中主要目标的矿物，如需要从中去除其他杂质的矿物。术语\"无价值，，矿物指从有价值的矿物中需要去除的矿物，如有^f介值矿物中的杂质。一般矿物基质中有价值矿物的量远远大于无价值矿物的量。术语\"有价值\"矿物和\"无价值\"矿物在本领i或中不一定指矿物基质成分中相对的经济^介值。例如，可能希望对含有约9798%的碳酸4丐矿物基质进行选矿，其它的物质均为杂质。碳酸盐矿物基质可与磁性孩t颗粒以及式(I)或式(II)的试剂可能以多种方式混合，如单一阶段进行，多阶段进行，顺序进行，反序进行，同时进行，或其中不同方式结合进行。例如，在一种实施方式中，不同的成分如磁性微颗粒，式(I)或式(II)的试剂，和可选的成分例如水、分散剂等组成一个预混合剂，再与碳酸盐矿物基质混合。在另一实施方式中，本发明的过程通过分别4安顺序的将式(1)或式(II)的试剂，》兹性」微颗粒与石友酸盐矿物基质混合4寻以实施。例如，》兹性樣i颗4立可一皮加入至石友酸盐矿物基质中，然后添加式(i)或式(n)的试剂，或者磁性微颗粒和式(i;)或式(n)的试剂可能被同时添加至石友酸盐矿物基质中(不先组成预混合剂)。不同的添加方式显示是有效的。与碳酸盐矿物基质混合的式(I)或式(II)的试剂和》兹性樣t颗粒的量优选能对该矿物基质的进行有效分矿的量，从而在施加》兹场时将有价值的矿物从无价值的矿物中分离出来。由于磁性试剂中磁性微颗粒和式(I)或式(II)的试剂的量可能根据下列因素的不同而变化，如f兹性试剂中水的含量(如存在)，和/或组分是分别添加或是作为预混合剂添加，在很多案例中，优选在单组分(如磁性微颗粒和式(I)或式(II)的试剂)量的基础上确定将与碳酸盐矿物基质进行混合的式(I)或式(II)的试剂和磁性微颗粒的总量。因此，与碳酸盐矿物基质进行混合的式(I)或式(II)的试剂的优选剂量根据碳酸盐矿物基质质量比范围为0.1千克/吨(Kg/T)至10千克/吨，更优选0.25千克/吨至6千克/p屯。与碳酸盐矿物基质进行混合的磁性樣￡颗粒的优选剂量根据矿物基质质量比范围为0.005千克/吨(Kg/T)至10千克/p屯，更优选的条件为0.25千克/吃至6千克/p屯。对石友酸盐矿物基质和式(I)或式(II)的试剂以及》兹性;徵颗粒的混合物形式选矿优选通过对该混合物施加一个;兹场进行，将有价值矿从无^介值矿中分离出来。该混合物(含有石友酸盐矿物基质和式(I)或式(II)的试剂以及磁性微颗粒)此处称为\"混浆\"(\"Slurry\")。磁场可能通过不同形式作用于混浆。例如，在一种实施方式中，通过将混浆通过高梯度磁性分离器来实施分离。各种高梯度磁性分离器指那些显示大于或等于约2.2Tesla的石兹通量，已为本4页域才支术人员所知并可能从商业来源得到的高梯度磁性分离器。高梯度磁性分离器的一个实例为以CarpcoCryofilter(OutokumpuTechnologies,Jacksonville,FL)品牌所销售的高梯度磁性分离器。高梯度石兹性分离是一种本领域已知的过程，并描述于，例如美国专利4,125,460;4,078,004和3,627,678。通常分离过禾呈包^K吏混浆通过具有开》文结构(如，不锈钢细丝，不锈钢球，钉子，大头针等)的刚制基质的同时，将磁场作用到混浆。根据标准方法，在磁性基质中的停留时间和^f兹性周期可4艮据需求有所不同。作为另一实施例，在一实施方式中，分离通过将混浆通过低强度磁性分离器得以实施。各种低强度磁性分离器已为本领域技术人员所知并可能乂人商业来源获得。优选的^f氐强度》兹性分离器的范例是一种显示出的,兹通量最大约为2.2Tesla，优选约0.1Tesla至约2.2Tesla，更优选约0.1Tesla至约1Tesla，最优选约0.1Tesla至约0.7Tesla的设备。低梯度石兹性分离是一种本领域7 知的过程，并描述于如美国专利5,961,055和6,269,952。通常分离过程包4舌4吏混浆通过具有开放结构的刚制基质的同时，将弱磁场(磁通量为0.01Tesla至0.7Tesla)施加到混浆。一般低强度磁性分离器被报道用于去除本身具有很强铁磁性的混杂铁块，如不锈钢细丝，不锈钢球，钉子，大头针等。根据标准方法，与在高梯度磁性分离过程一样，低强度分离在的》兹性基质中的停留时间和i兹性周期可4艮据需求有所不同。优选通过选择式(I)或式(II)的试剂以使有价值和无价值矿物之间的分离程度高于无式(I)或式(II)的试剂存在得到的分离程14度。更优选地，其对比不使用式(I)或式(II)的试剂情况下得到的分离程度至少高出10%,更加优选的情况下至少高出25%,更为^尤选的情况下至少高出50%。分离程度以百分比的形式表现出来计算方法如下分离程度(％)=(不溶进料重量百分比-不溶产物的重量百分比)xlOO/不溶进料重量百分比，其中不溶物指在碳酸盐矿物基质中存在的酸不溶性(非-友酸盐)矿物组分。通常石灰酸盐矿物基质已经用混浆形式提供，例如以压碎或磨碎的4分末分布在水中。其颗粒大小通常小于lmm。优选条件为，碳酸盐矿石的混浆在施加^兹场之前先进^于处理。在本领域中 吏用的术语\"处理\"指在液体环境中实施剪切或混合矿物基质的各种过程。任何形式的混合设备都可能被使用。任何类型的具有对矿物基质和;兹性试剂的混合物可施加高剪切功能的旋转设备(如，转子-定子式碾磨4几)都可能一皮应用。高剪切力可能通过4吏用转子i殳备在转子刀片顶端速度达到至少20英尺每秒的速度操作得到，操作速度范围通常保持在约50至200英尺每秒。优选的转子设备是转子刀片顶端速度可达到约125至150英尺每秒的碾磨机。适合的转子设备包含转子-定子式石展磨才几，如Kady国际乂 司(Scaarborough,Ma.)生产的转子-定子碾磨机(此处称为\"Kady碾磨机，，)和Impex公司(Milledgeville,Ga.)生产的转子-定子碾磨机(此处称为\"Impex碾磨才几\")；刀片型高剪切碾磨才几，如Cowles刀片型碾磨才几(Morehouse工业乂 司，Fullerton,Calif.);和高剪切介质碾磨机，如沙石4分碎才几。优选情况为混浆需要处理一^:足够长的时间来增强随后{兹性分离步骤的实施效果，且不过度降低所得有价值矿物的质量。在4艮多案例中随着实施剪切的设备的自身性能的不同，处理时间可能变化。在石兹场应用之前的4壬意节点，可^j^友 臾盐矿物基质的pH值进行调整，如优选地调节至pH范围为约6至约11,最优选介于7至\'j9之间。在磁场应用之前，混浆的固体含量可被调整到需要的浓度，该浓度通常基于总重量的重量比在高于0%至约70%的范围之间，优选为约20%至约60%，最优为约20%至约45%。在》兹化分离后，为了l吏得分离出的有《介值矿物和无Y介值的矿物以需要的形式出3见，可对所得的分石广产物采用额外的处理步骤。因此，任何所需的处理步骤可被用于所得的分矿产物。例如，分矿产物可被絮凝，如制备絮凝的高纯度碳酸盐产物或絮凝的杂质减少的碳酸盐产物。筛选过程可能进一步包括本领域已知的对组分分离、絮凝的混浆的脱水。实施例试剂的制备(式1至5)。式l-丁基十一烷基十四烷基油烯基氯化铵0UR2R3R4N+X-)十二点五克(12.5g)(0.17摩尔)丁基胺溶于150毫升DMF/KOH溶液中，再加入40克(0.17摩尔)溴化十一烷，40克(0.17摩尔)氯化十四烷，然后加入51克(0.17摩尔)氯代油蜂。参与反应的混合物加热到60。C过夜，过滤得到65克白色沉淀物并收集。沉淀物通过真空抽干得到50克产物。从塔罗油制备出的试剂。式2-塔罗油羟乙基咪唑啉向配备了具有顶部冷凝器的巴雷特蒸馏接收器的250毫升三颈圓底烧瓶加入含于100亳升甲苯的20.8克2-(2-胺乙烷基胺)乙醇(0.2摩尔)和56.4克塔罗脂肪油酸(0.2摩尔)。参与反应的混合物加热到回流，水和甲苯的共沸混合物蒸馏出来。此后，混合物温度升至160。C,保温超过16小时，可收集到约6.5克水和72.8克剩余滤渣,其中用气体色谱才全测显示含有95%純度的目标产物。式3-塔罗油酰胺基吗啉向配备了具有顶部冷凝器的巴雷特蒸馏接收器的250毫升三颈圓底烧瓶加入含于100毫升甲苯的28.8克4-(3-胺丙基)吗啉(0.2摩尔)和56.4克塔罗脂肪油酸(0.2摩尔)。参与反应的混合物加热到回流，水和甲苯的共沸混合物蒸馏出来。此后，混合物温度升至160。C,保温超过16小时，可收集到约3.0克水和85克剩余滤渣,其中用气体色i普4企测显示含有90%纯度的目标产物。式4J荅罗油乙烯基双，咪唑啉向配备了具有顶部冷凝器的巴雷特蒸馏4妻收器的250毫升三颈圆底烧瓶加入含于50毫升曱苯的25克三乙烯基四胺(60%样品，含有15克纯化合物)(0.1摩尔)和58克塔罗脂肪油酸((U摩尔)。参与反应的混合物加热到回流，水和曱苯的共沸混合物蒸馏出来。此后，温度升至175°C,^呆温超过8小时，可收集到约5克水和72克剩余滤渣,其中用气体色谱4全测显示含有85%纯度的目标产物。式5-塔罗油2-羟基-3-曱基噁唑烷向配备了具有顶部冷凝器的巴雷特蒸馏4妄收器的250毫升三颈圆底烧瓶加入含于100毫升曱苯的25克2-(曱基胺)乙醇(0.2摩尔)和56.4克塔罗脂肪油酸(0.2摩尔)。参与反应的混合物加热到回流，水和曱苯的共沸混合物蒸馏出来。此后，温度升至15(TC，保温超过4小时，可收集到约6.5克水和65克剩余滤渣,其中用气体色\"i普检测显示含有90%纯度的目标产物。/人商业来源得到的试剂如下所示。由Cytec工业/〉司(W.Paterson，NJ.)提供的已进行商业应用的胺盐如伯脂肪铵醋酸盐Aero3100C、伯脂肪铵醋酸盐Aero⑧3030C、伯油脂胺醋酸盐Aeromine8625A。Cytec工业公司提供的已进行商业应用的铵表面活性剂CyastatSN(硬脂酰胺丙基二曱基-p-羟乙基硝酸铵)。Variquat56，1氢-咪唑啉基，1-乙烷基-2-8-十七烷基)-4，5-二氢-乙烷基硫酸盐，VarineO1氢-咪唑基，l-乙醇-,2-(8-十七烷基)-4，5-二氢和Varisoft3696咪唑啉基，1-乙烷基-4,5-二氢-3-(2-羟乙基)-2-(8-十七烷基)-乙烷基硫酸盐是已进行商业应用的作为式2的咪唑啉产品(Deguss公司，Dusseldorf,Germany)。其它的实施例包含l-R广4，5-二氢-3-(2-羟乙烷基)-2-(8-R2)-乙烷基硫酸盐，其中R,可能为C2-C8及R2可能在C14-C22范围中变化。2-1-羟曱基-乙烷基-噁唑啉、四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、十六烷基三曱基溴化铵和千基三曱基溴化铵(Sigma-Aldrich^^司，St.Louis,MO)是已进4亍商业应用的4妄表面活性剂。Adogen46厶\"。/。(二椰油烷二曱基氯化铵)是进行商业应用季4妄类4匕合4勿，由德、国Dusseldorf的Degussa^ 司提供。实施例1-20碳酸钙矿石的混浆(含有2%酸不溶的杂质)可通过将约1千克干粉碎矿石混合于足够的水中使水的含固量为33%制备而成。然后，在混浆中力n入1千克—屯平均颗并立直径为10nm的干》兹石颗招_后，再加入1千克/吨如表2所示的不同化学添加剂。pH在7至9的范围内。在加入添加剂后，混浆混合处理6分4中后，在磁通量1.7Tesla的》兹场中以6升/小时的进料速度通过一填充有名义基质(nominalmatrix)(直径为35jam)的恒磁性分离器进行分离。混浆加入到石兹铁中以搅拌桨速度900rpm进行持续搅拌2分钟30秒后，进行循环洗涤。产物收集，烘箱烘干，测定酸不溶物含量(。/。Ins.)，分离度如计算如下。分离度(％)=(%Ins.进料-%Ins.产物\"100/o/c)Ins.进料。结果如表2所示。表2. table tableseeoriginaldocumentpage20 /column /row table 实施例20-25碳酸钙矿石中去除不溶物可通过实施例1-19所述进行，区别在于将1千克/吨的具不同颗粒大小的》兹石颗粒(45pm，TB-908W来自Alabamapigments7〉司，GreenPond,AL;10pm，氧化铁类(II，III)，来自AlfaAesor7仝司，WardHill，MA;O.l(im，Lake274来自LakeIndustriesInc乂〉司，Albany,NY;0.01pm,TMBXT124006PS2-006来自Nanochemonics乂 司，Pulaski,VA)力p入混浆后，再加入1千克/p屯已商业应用的季4妄表面活性剂(QuaternaryAMHighFlashTSCA,Goldshmidt化学/ 司，Hopewell,VA)。该表面活性剂含有四烷基氯化4妄化合物。表3结果显示当^兹性颗粒的颗粒大小增大，分离度通常提高。表3. table tableseeoriginaldocumentpage21 /column /row table 实施例25-27碳酸4丐矿石中去除不溶物可通过实施例1-20所述进4亍。 碳酸钙矿石的混浆(含有2%酸不溶物)通过将约1千克干矿石混合物于足够的水中使水的含固量为33%制备而成。然后，在混浆中加入1千克一屯平均直径为10(im的,兹石颗4立后，再力o入1千克/p屯已商业应用的如表4所示膦表面活性剂。在力口入添力。剂后，混浆混合处理6分钟后，在i兹通量1.7Tesla的磁场中以6升/小时的进料速度通过一填充有名义基质(nominalmatrix)(直4至为35^m)的恒》兹性分离器进4亍分离。〉\'昆浆力口入到磁铁中以搅拌桨速度900rpm进行持续搅拌2分钟30秒后，进行循环洗涤。产物收集，烘箱烘干，测定酸不溶物含量(。/。Ins.)。表4 table tableseeoriginaldocumentpage22 /column /row table 实施例28-32碳酸4丐矿石中去除不溶物可通过实施例l-19所述进行，区别在于在保持(磁石+试剂)总剂量为2千克/p屯时，磁石(TB-908W来自Alabamapigments, 司，GreenPond,AL)和四》克基铵盐试剂(CP5596-93,QuaternaryAMHighFlashTSCA，由Goldshmidt化学公司提供的季铵表面活性剂，Hopewell,VA)的比例可变化。表5结果显示当剂量比(磁石/试剂)接近0.75时，分离度通常提高。表5 table tableseeoriginaldocumentpage22 /column /row table 权利要求1.一种对碳酸盐矿物基质使用磁性分离进行选矿的过程，包括将含碳酸盐的矿物基质、大量磁性微颗粒和式I或式II的试剂相混合以形成混合物；(I)R1R2R3M(II)R1R2R3R4M+X-其中M是N或P，X是一种阴离子型反离子，R1，R2，R3和R4中每种都是选自H或含有约1至约50个碳的有机部分或其中R1，R2，R3和R4中至少两种形成含有1至50碳原子的环状结构，其中R1，R2，R3和R4中至少一种必须是含有约1至50碳的有机部分或其中R1，R2，R3和R4中至少两种可一起形成含有1至50碳原子的环状结构；和向该混合物施加磁场，使得有价值的矿物从无价值的矿物中分离出来。2.如权利要求1所述的过程，其中该大量磁性微颗粒和式(I)或式(n)的试剂以-磁性-微颗粒:式(I)或式(II)的试剂为约10:1至约1:10范围的重量比例存在。3.如权利要求2所述的过程，其中该大量磁性微颗粒和式(I)或式(II)的试剂以磁性微颗粒:式(I)或式(II)的试剂为约5:1至约1:5范围的重量比例存在。4.如权利要求1至3任意一项所述的过程，其中该含有约1至约50碳的有机部分选自OH取代或未取代的烷基、芳烷基、炔基和烯基。5.如权利要求1至4任意一项所述的过程，其中该大量磁性微颗粒和该式(I)或式(II)的试剂分别和该A友酸盐矿物基质混合。6.如4又利要求1至5任意一项所述的过程，其中该式(I)或式(II)的试剂选自动物脂胺表面活性剂、胺阳离子表面活性剂、动物脂烷基胺表面活性剂、季铵表面活性剂、铵表面活性剂、二椰油烷基，二曱基季铵表面活性剂、咪唑啉类化合物、千基三烷基铵表面活性剂、三烷基烯基4妄表面活性剂、四烷基4妄表面活性剂及其被取代的衍生物、噁唑啉表面活性剂、吗啉表面活性剂及其混合物。7.如^l利要求1至5-f壬意一项所述的过程，其中该式(I)的试剂选自曱基-双(2-羟丙基)-椰油烷基曱基硫酸铵、二甲基二癸基氯化铵、二曱基-二(2-乙基己基)-氯化铵、二曱基-(2-乙基己基)-椰油烷基氯化铵、二椰油烷基二曱基氯化铵、n-动物脂烷基-1,3-丙烷双乙酸二胺、二曱二扭卩油烷基氯化铵、N-动物脂烷基-1,3-丙烷双乙酸二胺和长链烷基胺+50EO、2-曱基-2-咪唑啉、乙烯基双-咪唑啉、塔罗油噁哇啉、塔罗油酰胺基吗啉，以及其混合物。8.如4又利要求1至5任意一项所述的过程，其中该式(II)的试剂选自四烷基卣化铵或硫酸铵、千基三烷基卣化铵或硫酸铵、三烷基烯基卣化铵或硫酸铵及其混合物。9.如4又利要求1至54壬意一项所述的过程，其中该式(II)的试剂选自四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、苄基三曱基氢氧化铵、十六烷基三曱基溴化铵、丁基十一烷基十四烷油烯基氯化铵、硬月旨酰胺丙基二曱基-P-羟乙基硝酸铵、二初卩油烷二曱基氯化铵、四烷基氯化铵、苄基三曱基氢氧化铵、三丁基四癸基膦表面活性剂、三辛基四癸基膦表面活性剂及其组合。10.如权利要求1至9任意一项所述的过程，其中该大量石兹性孩丈颗4a包含大小范围为约O.Olfim至约lOO(am的凝:颗4立。11.如权利要求10所述的过程，其中该大量磁性微颗粒包含大小范围为约O.ljim至约lOO(im的孩史颗并立。12.如权利要求11所述的过程，其中该大量磁性微颗粒包含大小范围为约l.Opm至约50jam的孩i颗;粒。13.如权利要求1至12任意一项所述的过程，其中基于该碳酸盐矿物基质，该式(I)或式(II)的试剂的剂量范围为约0.1千克/吨(Kg/T)至约10Kg/T。14.如权利要求13所述的过程，其中加入该式(I)或式(II)的试剂的数量范围为约0.25Kg/T至约6Kg/T。15.如权利要求13或14所述的过程，其中基于该碳酸盐矿物基质，加入该,兹性樣i颗粒的凄t量范围为约0.005Kg/T至约10Kg/T。16.如权利要求14所述的过程，其中加入该》兹性樣吏颗粒的数量范围为约0.25Kg/T至约6Kg/T。17.如权利要求1至16任意一项所述的过程，其中施加于该混合物的^兹场所含的f兹通量大于或等于约2.2Tesla。18.如权利要求17所述的过程，其中施加于该混合物的；兹场所含的石兹通量小于约2.2Tesla。19.如权利要求18所述的过程，其中施加于该混合物的磁场所含的磁通量范围为约0.1Tesla至约2.2Tesla。20.如^又利要求19所述的过程，其中施加于该混合物的石兹场所含的f兹通量范围为约0.1Tesla至约1Tesla。21.如4又利要求20所述的过程，其中施加于该混合物的f兹场所含的》兹通量范围为约0.1Tesla至约0.7Tesla。全文摘要本发明定义了一种对碳酸盐矿物基质通过磁力分离进行选矿的过程，其中将含磷或氮的有机化合物或试剂和大量磁性颗粒与含有碳酸盐的矿物基质相混合，向该混合物施加磁场，从而使有价值的矿物从无价值的矿物中分离出来。文档编号H01F1/44GK101600507SQ200780049391公开日2009年12月9日申请日期2007年12月5日优先权日2007年1月5日发明者兵王,约尚莱特·C·维莱加斯,萨桑贺力·A·拉维香卡申请人:氰特技术公司