用于处理固体颗粒在水中的悬浮液的组合物及使用所述组合物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于处理矿物颗粒（例如矿物尾矿）在水中的悬浮液的组合物及使用 所述组合物用于处理所述悬浮液的方法。
[0002] 在第一方面中，本发明设及用于处理矿物颗粒在水中的悬浮液的组合物，所述组 合物包含阴离子水溶性聚合物W及巧盐和/或儀盐。本发明的第二方面是使用所述组合物 用于处理所述悬浮液的方法，包括将所述组合物与所述悬浮液接触。
[0003] 矿物颗粒在水中的悬浮液包括所有类型的尾矿或废料。所述悬浮液得自矿物矿石 工艺。例如，它们是工业尾矿和由开采诸如煤矿、钻石矿、憐酸盐矿、金属矿（氧化侣、销、 铁、金、铜、银等）的矿得到的所有矿洗涂产物和废弃产物。悬浮液也可得自钻探泥浆或由 处理油砂而得的尾矿。运些悬浮液通常包含诸如粘±、沉淀物、砂、金属氧化物的矿物颗粒， 并且可含有与水混合的油。
[0004] 处理运样的尾矿和其它废料已成为技术、环境和公共政策问题。
[0005] 常见做法是，使用合成或天然聚合物（例如混凝剂和絮凝剂）W从液体中分离固 体。
[0006] 很长一段时间，甚至现在，通过物理或化学的矿石处理方法生产的矿物尾矿都W 半液体形式存储在地面上的滞留塘、池、巧或堤之中。因此，运些大量存储的尾矿造成了真 正的危险，尤其是如果溃巧时。
[0007] 设及池塘和堤巧失事的事故在世界范围内皆有发生并且是不可预知的。
[0008] -欧洲（14% )是尾矿巧事故的第二世界区，仅落后于美国（43% )。
[0009] -所有的欧洲尾矿溃巧都发生在小于45米高的巧中，其中=分之一是在高度为20 米至30米的巧中。
[0010] -运些事故大部分设及气象原因（26%设及罕见的降雨并且3%设及雪）。由于地 震液化的事故占全球事故的14%。 W11]-超过85%的事故发生在活跃的尾矿巧，并且15%的事故设及废弃巧。
[0012] 因此，改善尾矿的化学和机械处理是一个需要解决的重大挑战。
[0013] 在过去几十年里，为了有效地回收水W及减小尾矿池的体积，做出了各种尝试来 增加尾矿的沉降速率。主要的物理处理包括离屯、、过滤、电泳和电凝。
[0014] 另一方面，化学方法正在兴起。它们包括设及添加化学物质的工艺，例如娃酸钢、 有机絮凝剂、无机混凝剂、氧化剂和还原剂，W及最近的二氧化碳。
[0015]在 1979 年至 1980 年，AlsthomAtlantique和SNF(美国专利第 4, 347, 140 号）开 发了多步絮凝体系（超级絮凝），专口设计用于处理来自佛罗里达州的憐酸盐生产的粘± 塘。
[0016] 在1986年根据CA1,273, 888中描述的方法，随后在1994年专利W0 96/05146中， 在2000年专利CA2, 407, 869中，W及在2004年专利CA2, 515, 581中，接连地研究了悬浮 液的处理。 阳017] 在专利CA2 682 542中，该工艺设及添加通过共聚和/或支化改性的聚合物。也 已经研究了具有疏水基团的聚合物，其表现出一些改善。
[0018]例如文章"flocculationanddewateringofA化ertaoilsandstailings"(S. RamachandraRao)和"FlocculationoftheSyncrudefinetailings" (A.Sworska)中 描述了在添加絮凝剂前预处理具有多价阳离子的尾矿。
[0019] 近来含有多价阳离子混杂的有机-无机PAM受到特别关注。一个实例是由Xu及他 们实验室的同事开发并发表于文章"Polymeraidsforsettlingandfiltrationofoil sandstailings"中的Al-PAM。尽管人们一直声称运些聚合物用于油砂成熟细尾矿（MFT) 处理是有前途的，但它们的制备、稳定性和性能仍要在较大的规模上进行验证。
[0020] 文章"EffectofmultivalentsaltsCalciumandAluminiumonthe flocculationofkaolinsuspensionwithanionicpolyacrylamide"(FeliciaF.Peng) 示出了Ca2嘴A13+对絮凝产生不利影响，运意味着，使用多价离子并不能在任何情况下都改 善絮疑。
[0021]W0 2012/018514描述了用沸石和通过聚合二丙締酸巧得到的聚合物来分散并积 聚矿物泥浆组分的方法。该单体的聚合在技术上是困难的，并且絮凝效率不是最佳的。
[0022] 尽管研究在过去10年中有了巨大的进步，但仍然需要开发可W提高从尾矿释放 的水的速度和量的新且简单的解决方案。也在寻求改善生产的尾矿的物理特性。由于简单 工艺与工业密切相关，本发明的目的仍是找寻简单的和工业的方法来改善尾矿的絮凝。
【发明内容】
[0023] 由于水溶性聚合物W及巧盐和/或儀盐的特定组合，本发明通过提供用于改善固 体颗粒在水中的悬浮液解决了上述需求。本发明还设及使用所述组合物用于处理所述悬浮 液的方法，包括将所述组合物与所述悬浮液接触。
[0024] 根据本发明，惊讶地发现，使用水溶性聚合物W及巧盐和/或儀盐的特定组合显 著改善了尾矿处理的执行，例如增稠器中的尾矿浓度，矿物颗粒在水中的悬浮液的絮凝、干 燥和固化阶段，或处理过的尾矿的机械处理。
[00巧]所述组合物的使用增加了排水，尾矿的水释放。运也提高了所释放的流体（也称 为液体）的澄清度，允许澄清的水被重新使用并使其可立即用于再循环至工厂。处理过的 悬浮液固化快得多，得到改善的干尾矿性能。运也改善了滤饼强度。
[00%] 本发明的其它优势是：所述组合物易于输送和/或处理和/或使用，所述方法易于 工业化。所有运些特征对于需要简单的和经济上可行的解决方案的工业是非常有利的。
【具体实施方式】
[0027] 本发明设及用于处理矿物颗粒的水悬浮液的组合物，所述组合物包含： 阳02引-至少一种水溶性聚合物，
[0029]-至少一种巧盐和/或儀盐，
[0030] 其中所述组合物呈粉末形式。
[0031] 粉末形式包括处于具有可变形式（球形或非球形）和可变粒径的颗粒的形式的固 体物质的所有形式。根据本发明，所述组合物可包含不影响它的可操作性的低量湿度。
[0032] 已发现，优选水溶性聚合物W及巧盐和/或儀盐之间的特定的重量比W得到尾矿 的最佳絮凝。包括的重量比在99/1至20/80之间，优选在90/10至30/70之间，更优选在 80/20 至 40/60 之间。
[0033] 当所述组合物相比于所述盐含有过多聚合物时，絮凝的改善不那么显著。然而，如 果巧盐和/或儀盐的含量过高，则絮凝的效率降低。
[0034] 优选通过混合粉末形式的聚合物与粉末形式的盐来制备所述组合物。
[0035] 巧盐优选地选自含有氯化巧、醋酸巧、硫酸巧、硝酸巧、氨氧化巧、碳酸巧或它们的 混合物的组。儀盐优选地选自含有氯化儀、醋酸儀、硫酸儀、硝酸儀、氨氧化儀、碳酸儀或它 们的混合物的组。可W使用巧盐和儀盐的混合物。
[0036] 已发现，巧盐和儀盐的来源的性质对絮凝性能起重要作用。
[0037] 在一个优选的实施方式中，巧盐优选为氯化巧、醋酸巧、硫酸巧、