在钾碱矿的泡沫浮选方法中作为抑制剂的聚季铵聚合物的制作方法
【专利说明】在钾碱矿的泡沬淳选方法中作为抑制剂的聚季铵聚合物
[0001] 发明的技术领域
[0002] 本发明涉及聚季铵聚合物在钾碱矿的泡沫浮选方法中作为抑制剂的用途。
[0003] 发明的技术背景
[0004] 钾石盐（钾碱）矿泡沫浮选是用于从矿浆中回收钾盐（KCl)的常规方法。钾碱矿 的实例为钾石盐、光卤石、无水钾镁钒和钾盐镁钒，在这些中，钾石盐处理较易。
[0005] 除石盐（NaCl)之外，常规脉石矿物是不同类型的水不溶性细粒矿物质，例如粘土 矿物质、无水石膏、铁氧化物等，通常称为矿泥。广义而言，矿泥意指细粒含硅材料如粘土和 砂。
[0006] 含硅脉石（粘土）由极细的颗粒组成且具有大表面积，这不利地干扰了钾石盐或 其他钾碱矿泡沫浮选方法中的钾盐（KCl)浮选回收。钾碱浮选期间所用的捕收剂通常吸附 在粘土上，从而导致高捕收剂消耗和不良冶金学结果。粘土也干扰其他钾盐富集过程，例如 溶解程序。
[0007] 数种技术开发已解决由矿泥存在所导致的问题，例如用于机械除去方法，例如使 用旋液分离、离心和水分离器，以及矿泥浮选。
[0008] 用于分离主要量的矿泥的工艺步骤之后通常为钾盐的浮选步骤，其中必须借助所 谓的抑制剂遮蔽残留的矿泥以免吸附钾盐捕收剂。许多不同类型的聚合物已用于该目的， 例如天然多糖，如不同来源的淀粉（玉米、土豆等）、瓜耳胶，改性的天然聚合物，如羧甲基 纤维素（CMC)和木素磺酸盐，和合成聚合物，如脲醛树脂。
[0009] RU2165798涉及一种用抑制剂处理钾盐浮选进料的方法，所述抑制剂为包含聚乙 烯亚胺的改性脲醛树脂。
[0010] US8092686涉及一种用于分离方法中，例如作为抑制剂用于泡沫浮选中的改性树 月旨，所述树脂包含为伯或仲胺和醛的反应产物的基础树脂（例如脲醛树脂），其中用偶联剂 (例如取代的硅烷）对所述基础树脂进行改性。US3, 017, 028公开了在含钾矿石的泡沫浮 选中用作抑制剂的未改性脲醛树脂。
[0011] 然而，仍需要更有效的抑制剂以用于钾碱矿的泡沫浮选中从而回收钾盐。
[0012] 发明简述
[0013] 本发明的目的是提供一种用于钾碱矿的泡沫浮选方法中的抑制剂，其中所述抑制 剂在遮蔽粘土表面以免捕收剂吸附方面非常有效。
[0014] 现已令人惊讶地发现了一种抑制剂能显著改善捕收剂的效率和从钾碱矿中回收 钾盐的回收率，其为可通过使二烷基胺、双官能化合物和任选的多官能胺反应而获得聚季 铵聚合物，所述双官能化合物为表卤代醇、二环氧化物，或其前体。
[0015] 发明详述
[0016] 本发明的第一方面涉及聚季铵聚合物在钾碱矿的泡沫浮选方法中作为抑制剂的 用途，其中所述聚季铵聚合物可通过使如下物质反应而获得：
[0017] i)具有结构R1R2NH的二烷基胺，其中札和R 2独立地为具有1-3个，优选1-2个， 最优选1个碳原子的烃基；
[0018] ii)选自如下组的双官能化合物：表卤代醇、二环氧化物以及在碱性条件下容易 地转化成相应环氧化合物的表卤代醇和环氧化物的前体，及其混合物，优选为表卤代醇，最 优选为表氯醇；和
[0019] iii)任选的选自如下组的多官能胺：氨，伯胺，具有2-6个，优选2-3个，最优选2 个碳原子的亚烷基二胺，和具有结构H 2N - [R3-N(R4) ]y - R3 -见12的多亚烷基多胺，其中y为 1- 5,优选1-4,最优选1-3的整数，R3为具有2-6个，优选2-3个，最优选2个碳原子的亚烷 基，且R 4选自氢，具有1-3个，优选1-2个，最优选1个碳原子的烃基，和具有2-6个，优选 2- 3个，最优选2个碳原子的ω-氨基烷基，R4优选为氢。
[0020] 如果存在iii)，则i)与iii)的摩尔比优选为99:1-85:15。ii)的摩尔量基本上 等于i)和iii)的摩尔量之和或更高。优选地，ii)与i)+iii)的摩尔比为1:1-1. 5:1，更 优选为1. 3:1。
[0021] 所述聚季铵聚合物优选在20°C下可以以至少30重量％，更优选至少50重量％的 浓度分散于水中，更优选溶于水中。
[0022] 最优选的聚季铵聚合物通过使i)二甲胺，ii)表氯醇和iii)乙二胺反应而获得。
[0023] 所述聚季铵聚合物的重均分子量（Mw)优选为IO4-IO6Da,根据本文所述的尺寸排 阻色谱法测定。
[0024] 除所述分子量之外或者替代地，所述聚季铵聚合物可根据本文所定义的方法由其 50重量％含水组合物的粘度表征。所述聚季铵聚合物的粘度优选为100-20, OOOmPa * s， 优选为 200-2000mPa * s。
[0025] 在另一方面中，本发明涉及一种泡沫浮选钾碱矿以回收钾矿物质的方法，其中使 用本文所述的聚季铵聚合物作为抑制剂。
[0026] 该泡沫浮选方法通常包括如下步骤：
[0027] a)在饱和盐水溶液中，优选在用获自实际矿床的溶解钾碱矿饱和的盐水中，用有 效量的抑制剂调节成浆的钾碱矿，其中所述钾碱矿包含钾矿物质和粘土组分，所述抑制剂 为本文所定义的聚季铵聚合物；
[0028] b)向所述浆液中添加钾矿物质捕收剂和其他浮选助剂；和
[0029] c)实施泡沫浮选方法以回收钾矿物质。
[0030] 通过使用本文所定义的聚季铵聚合物作为钾碱矿的泡沫浮选中的抑制剂，可获得 更好的钾盐回收率和改善的捕收剂效率，尤其是在更热的浮选淤浆中（矿石和盐水（盐的 饱和水溶液）的混合物）。
[0031] 聚季铵聚合物抑制剂的有效量是足以使所述抑制剂如预期的那样起作用，即至少 部分阻止钾矿物质捕收剂粘附至粘土组分上的量。该量取决于存在于成浆钾碱矿中的粘土 组分的量，但通常为IO-1000 g/吨干矿石，优选为20-500g/吨干矿石。
[0032] 当将本发明的方法与其中使用脲醛树脂作为抑制剂的方法相比时，钾盐回收率通 常得以提高。另一优点是所述抑制剂在低剂量下就已非常有效。
[0033] 在又一方面中，本发明涉及一种浆液，其包含粉碎且研磨的钾碱矿、本文所定义的 钾矿物质捕收剂和用作抑制剂的本文所定义的聚季铵聚合物。
[0034] 所述聚季铵聚合物的合成是公知的，且描述于例如US3, 738, 945中。
[0035] 上述泡沫浮选方法中的钾盐捕收剂为阳离子表面活性剂，其合适地为但不限于烷 基胺。所述捕收剂通常为具有式R5NH2的伯胺，其中R5为具有12-22个，优选16-22个碳原 子的烃基。合适的实例为椰油烷基胺、牛油烷基胺、大豆油烷基胺、菜籽油烷基胺、肉豆蔻基 胺、棕榈基胺、硬脂基胺和油基胺。
[0036] 可存在于所述泡沫浮选方法中的其他添加剂为增量油，和起沫剂/泡沫调节剂， 如松油、MIBC(甲基异丁基甲醇）和醇如己醇和醇乙氧基化物/丙氧基化物。
[0037] 在使用上述抑制剂实施钾碱矿的泡沫浮选之前，通常分离主要部分矿泥。因此，在 另一实施方案中，本发明还涉及一种方法，其中在使用本发明抑制剂的钾碱矿浮选之前为 包括分离主要部分的矿泥的