광석으로부터 규산염의 부유선광

광석으로부터 규산염의 부유선광{FLOTATION OF SILICATES FROM ORES}

본 발명은 특히 조립질(coarse) 부유선광 공급물이 사용될 때, 포말 개질제(froth modifier) 및 포수제 부스터(collector booster)로서 3차 알킬아민, 3차 알킬디아민, 알킬트리아민, 및/또는 알킬아미도아민을 사용하는 광석으로부터 규산염의 부유선광에 관한 것이다. 부유선광 공급물이 조립질일수록, 각각의 유형의 광석에 대한 최대 부유선광 크기의 한계 내에서, 선택도가 더 개선되나, 포말 개질이 모든 입자 크기 범위에서 관찰된다.

탄산칼슘, 철광석 및 인산염 광석은 종종 상당량의 규산염을 함유한다. 규산염의 존재는 이들 광석의 선광(beneficiation)에서 허용불가하다. 따라서, 농축된(enriched) 미네랄의 규산염 함량이 상당한 정도로, 예를 들어, 1 중량% 미만의 수준으로 감소되는 것이 필수적이다.

규산염-함유 미네랄은 일반적으로 규산염이 10.5-11의 천연 pH 범위에서 부유되고 선광된 광석이 하부 분획 내에 농축되는 반전 부유선광 기술을 사용함으로써 부유선광 시스템으로부터 제거된다. 이러한 작업을 달성하기 위하여, 양이온성 포수제가 규산염 함유 미네랄 표면에 부착됨으로써 이를 소수성으로 전환시키도록 컨디셔닝 탱크 내 미네랄 펄프에 첨가된다. 다음, 상기 규산염은 상기 미네랄 펄프 내로 주입되는 공기 버블의 사용을 통하여 부유선광 셀로부터 제거된다.

포말 생성은 포말 함유 물질을 펌핑하는데 있어서의 어려움으로부터 정부 기관들과의 환경적인 질문에 이르기까지 과량의 포말이 야기할 수 있는 많은 문제점들로 인하여 산업적 부유선광 플랜트 내에 주요한 포인트가 되었다. 실물 크기 부유선광 플랜트 내 과량의 포말 생성을 다루는 한가지 통상적인 방법은 상기 포말 상으로 소포제의 적용을 통한 것이다. 소포제는 포말 부피 또는 포말 안정성이 문제가 될 때마다 부유선광 후 별개로 적용되는 화학물질이다. 전형적으로, 이는 포말이 부유선광 트로프 내 수집되자마자 또는 농축 플랜트로 이동하면서 수행된다.

다양한 포수제가 실리카 포수제로서 종래 기술에 공지되어 있다. 예를 들어, WO94/26419는 탄산칼슘으로부터 실리카 부유선광 포수제로서 아민 조성물의 알킬렌 옥사이드 부가물 및 4차 암모늄 화합물의 사용을 개시하고 있다.

미국 특허 제 4,995,965호는 메틸 비스(2히드록시프로필)코코알킬 암모늄 메토설페이트, 디메틸 디데실 암모늄 클로라이드, 디메틸 디(2-에틸헥실)암모늄 클로라이드, 디메틸(2-에틸-헥실)코코알킬 암모늄 클로라이드, 디코코알킬 디메틸 암모늄 클로라이드, 및 N-탈로우 알킬 1,3-디아미노프로판 디아세테이트와 같은 포수제의 존재 하에 실리카가 탄산칼슘으로부터 부유됨을 개시한다.

미국 특허 제 2,857,331호는 약 300 내지 4250℉의 온도에서 상업적 폴리알킬렌폴리아민 1 분자 당량과 반응한 톨유 피치 및 미정제 톨유로 이루어지는 군으로부터 선택되는 상업적 조생성물 2.5 내지 18 분자 당량의 축합 반응 생성물을 포함하는 부유선광 시약의 사용에 의한, 예를 들어 칼사이트 및 포스페이트의 선광을 개시하고 있다.

WO2011147855A2는 포말 부유선광 공정에서 포수제로서 폴리머 4차 에스테르 생성물의 사용 및 폴리머 4차 에스테르의 제조 방법을 개시하고 있다.

미국 특허 제 6,076,682호는 철 미네랄에 대한 억제제(depressing agent)의 존재 하에 8 내지 11의 pH 범위에서 포말 부유선광에 의하여 철광석으로부터 규산염-함유 미네랄을 제거하기 위한 포수제로서 에테르 모노아민 및 에테르 폴리아민의 조합의 사용을 개시한다. 상기 아민 유도체는 6 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 탄화수소기를 가져야 하며, 에테르 모노아민 및 에테르 폴리아민의 비는 약 1:4 - 4:1 범위이다.

미국 특허 제 7,311,206호는 7-11의 pH 범위에서 포말 부유선광에 의한 규산염-함유 미네랄의 제거에 있어서 그러한 화학물질에 의하여 촉진되는 높은 선택도에 주의를 환기하는, 철광석으로부터 규산염 제거를 위한 4차 암모늄 화합물 함유 포수제의 사용을 개시한다.

WO 2012/139986A2는 규산염 함유 미네랄의 제거에 의한 철광석의 농축에 있어서 알킬 에테르 아민 또는 알킬 에테르 디아민의 사용을 개시한다. 철광석의 반전 부유선광이 ROXNH ₂ , ROXNH ₃ ⁺ Y ^- , ROXNHZNH ₂ 및 ROXNHZNH ₃ ⁺ Y ^- (상기 식에서, X는 2 내지 6 개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 알킬렌기이고; Z는 2 내지 6 개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 알킬렌기이고; Y는 음이온이고; R은 특정 식의 지방족기임) 중 하나 이상의 화합물을 포함하는 포수제 또는 포수제 조성물을 사용함으로써 수행된다.

본 발명의 목적은 부유선광 성능과 타협하지 않으면서 신규한 포말 개질제 및 포수제 부스터의 사용을 통한 광석으로부터 규산염의 부유선광을 위한 신규한 개선된 방법을 제공하는 것이다.

발명의 개요

본 발명은 포수제, 및 일반식 I의 화합물들 또는 이의 혼합물들 중 하나 이상을 포함하는 효과적인 양의 포말 개질제/포수제 부스터의 존재 하에 광석으로부터 규산염의 부유선광 방법에 관한 것이다:

상기 식에서, X는 C1-C3 알킬이고; R은 8 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 직쇄 또는 분지쇄 하이드로카르빌기이고; n은 2-4의 정수이고; m은 0 내지 2로 변화할 수 있고; R'는 X 또는 -(CH ₂ ) _n -N(X) ₂ 이고, 단, R'이 -(CH ₂ ) _n -N(X) ₂ 일 때 m은 1임.

3차 알킬디아민은 부유선광 포수제 배합물에 첨가될 때, 과량의 포말 생성을 방지함으로써 포말의 질을 증진시키고, 포말 안정성을 감소시키고, 조립질 부유선광 공급물 처리시 부유선광 시스템 내 규산염 제거를 위한 부유선광 선택도를 개선시킨다. 반대로, 3차 알킬아민은 부유선광 포수제 배합물에 첨가될 때, 단지 포말 개질제로서만 작용한다.

본 발명은 또한 일반식 I의 화합물들 또는 이의 혼합물들 중 하나 이상을 포함하는 포말 개질제/포수 증진제에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 부유선광 성능과 타협하지 않으면서 신규한 포말 개질제 및 포수제 부스터의 사용을 통한 광석으로부터 규산염의 부유선광을 위한 신규한 개선된 방법이 제공된다.

도 1은 아민 축합물을 포수제로서 사용하는 시스템에서 부유선광 선택도 및 회수율에 대한 3차 알킬디아민(Duomeen TTM)의 영향을 도시한다.
도 2는 4차 암모늄염을 포수제로서 사용하는 시스템에서 부유선광 성능에 대한 3차 알킬디아민(Duomeen TTM)의 영향을 도시한다.
도 3은 아민 축합물 또는 4차 암모늄 염을 함유하는 포수제 배합물 내 포말 습성에 대한 3차 알킬 디아민 (Duomeen TTM) 및 3차 알킬아민 (Armeen DMTD)의 영향을 도시한다. 자세하게는, 아민 축합물 (Redicote C471)을 함유하는 포수제 배합물 내 3차 알킬디아민 (Duomeen TTM) 및 3차 알킬아민 (Armeen DMTD)의 포말 습성에 대한 영향을 도시한다: (a) 포수제로서 100% 아민 축합물; (b) 포수제로서 40% 3차 알킬디아민과 함께 아민 축합물; (c) 포수제로서 100% 4급 암모늄 염; (d) 포수제로서 40% 3차 알킬디아민과 함께 4급 암모늄염; (e) 포수제로서 40% 3차 알킬아민과 함께 아민 축합물.

본 발명은 포수제 및 본 발명의 포말 개질제의 존재 하에, 7-11, 바람직하게 9-11의 pH에서 수행되는, 규산염-함유 미네랄 제거를 위한 반전 포말 부유선광에 관한 것이다.

본 발명에 따른 부유선광 공정에서, 광석은 첫 번째 단계에서 원하는 입자 크기로 물과 함께 분쇄된다. 경험상, 상기 광석은 약 250㎛ 미만의 입자 크기를 가지나, 때때로 본 발명의 실시예에서 제시되는 경우와 같이 훨씬 더 조립질일 수 있다. 다음, 상기 분쇄된 광석은 물 내에 현탁되고, 미세 물질이 통상적인 방식으로, 예를 들어, 여과, 침강 또는 원심분리에 의하여 세척(deslime)된다. 다음, 이러한 광석으로부터, 물 슬러리(펄프)가 제조된다. 상기 광석의 컨디셔닝 후, 포수제가 적용되는 경우 부분적으로 중화되어 첨가되고, 상기 혼합물은 포말 부유선광이 수행되기 전에 소정의 시간 동안 추가로 컨디셔닝된다. 앞서 언급한 포수제 외에, 부유선광에서 잘 알려진 기타 첨가제가 첨가될 수 있다. 그러한 첨가제의 예는 탄산나트륨 및 수산화나트륨과 같은 pH-조정제이다. 다른 예는 친수성 폴리사카라이드, 예를 들어, 알칼리 처리에 의하여 활성화된 옥수수 전분과 같은 전분과 같은 억제제이다. 기타 친수성 폴리사카라이드의 예는 덱스트린, 케브라초, 및 카르복시메틸셀룰로오스 및 설포메틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 에스테르; 메틸 셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스 및 에틸 히드록시에틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 에테르; 아라비아 검, 카라야 검, 트라가칸트 검 및 가티 검, 알지네이트와 같은 친수성 검; 및 카르복시메틸 전분 및 포스페이트 전분과 같은 전분 유도체이다. 상기 억제제는 정상적으로 광석 톤 당 약 10 내지 약 1000 g의 양으로 첨가된다. 기타 첨가제는 억제 효과뿐 아니라 분산 효과 또한 가지는 폴리포스페이트 및 워터 글래스와 같은 고분자 전해질이다. 기타 전형적인 첨가제는 메틸이소부틸카르비놀, 트리에톡시부탄 및 폴리프로필렌 옥사이드 및 그의 알킬 에테르와 같은, 발포제이다. 부유선광 완료 후, 규산염-풍부 분획이 부유되고, 유용 미네랄이 풍부하고 규산염이 적은 하부 분획이 회수된다.

상기 부유선광 공정 중, 과량의 포말은 작업적, 환경적 및 비용의 관점에서 상당한 어려움을 야기할 수 있다. 본 발명의 포말 개질제는 포말 질을 상당히 개선시키고 부유선광 공정의 성능을 증가시킬 수 있다.

본 발명의 포말 개질제는 일반식 I의 화합물들 또는 이의 혼합물들 중 하나이상을 포함한다:

상기 식에서, X는 C1-C3 알킬이고; R은 8 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 직쇄 또는 분지쇄 하이드로카르빌기이고; n은 2-4의 정수이고; m은 0 내지 2로 변화할 수 있고; R'는 X 또는 -(CH ₂ ) _n -N(X) ₂ 이고, 단, R'이 -(CH ₂ ) _n -N(X) ₂ 일 때 m은 1임.

본 발명의 포말 개질제는 3차 알킬아민, 3차 알킬디아민, 알킬트리아민, 및/또는 알킬아미도아민으로 분류될 수 있다. 포말 개질제/포수제 부스터로서 사용에 적합한 화합물의 예는 이에 제한되지 않으나, 코코알킬디메틸아민 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Armeen DMCD로서 이용가능); 탈로우알킬디메틸아민(Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Armeen DMTD로서 이용가능); N,N,N-트리메틸-N'-탈로우-1,3-디아미노프로판 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Duomeen TTM로서 이용가능); n,n,n'-트리메틸-n'-탈로우 알킬트리메틸렌디아민; 옥타데실디메틸아민 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Armeen DM18D로서 이용가능); 올레일 디메틸아민 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Armeen DMOD로서 이용가능); 도데실디메틸아민 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Armeen DM12D로서 이용가능); N,N-비스(3-디메틸아미노프로필)탈로우아민 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Triameen YTM로서 이용가능); 메틸화 탈로우트리아민 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Triameen TM로서 이용가능); N-3-디메틸아미노-탈로우프로필아미드 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Armeen APA T로서 이용가능); 및 N-3-디메틸아미노-코코프로필아미드 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Armeen APA C1로서 이용가능)를 포함한다.

일 구현예에서, 상기 포말 개질제는 3차 알킬디아민, 예를 들어, 탈로우 트리메틸렌 디아민이다. 다른 구현예에서, 상기 포말 개질제는 3차 알킬아민, 예를 들어, 탈로우 알킬 디메틸아민, 3차 탈로우 알킬디아민, 코코 알킬디메틸아민, 또는 이의 혼합물이다. 또 다른 구현예에서, 상기 포말 개질제는 알킬트리아민, 예를 들어, 탈로우알킬트리아민이다. 또 다른 구현예에서, 상기 포말 개질제는 아미도아민, 예를 들어, 탈로우 또는 코코알킬아미도아민이다.

상기 포말 개질제는 상기 포수제와 별개로, 또는 상기 포수제와 함께 단일 부유선광제로서 첨가될 수 있다. 상기 두 화합물들의 총 함량은 광석 유형, 입자 크기 및 기타 공정 변수에 근거하여 광범위하게 변화하나, 일반적으로 부유선광되는 광석 톤 당 50-1000g의 양이다. 상기 포수제는 일반적으로 양이온성 생성물 또양이온성 및 비이온성 생성물의 배합물이다. 상기 양이온성 생성물은 많은 아민 생성물들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 일부 산업 부문에서, 지방산 및 폴리아민의 축합 반응 생성물을 포함하는 양이온성 생성물 (이하, 아민 축합물로 언급됨)이 사용된다. 다른 산업 부문에서, 4차 암모늄 화합물이 그들 자체로 또는 비이온성 성분들 및/또는 아민 축합물과 조합되어 사용된다. 알킬에테르아민 또한 실리카 포수제로서 산업에서 사용된다.

상기 포말 개질제는 상기 포수제를 기준으로 하여 약 5 내지 약 70% w/w의 양으로 펄프에 첨가될 수 있다. 아민 축합물이 사용되는 경우, 상기 포말 개질제는아민 축합물의 양을 기준으로 하여 약 5 내지 약 70% w/w, 일 구현예에서 약 5 내지 약 40% w/w, 다른 구현예에서 약 10 내지 약 70% w/w, 및 또 다른 구현예에서 약 10 내지 약 40% w/w의 양으로 펄프에 첨가될 수 있다. 4차 암모늄 화합물이 사용되는 경우, 상기 포말 개질제는 상기 4차 암모늄 화합물을 기준으로 하여 약 5 내지 약 40% w/w, 일 구현예에서 약 5 내지 약 20% w/w의 양으로 펄프에 첨가될 수 있다. 알킬에테르아민 화합물이 사용되는 경우, 상기 포말 개질제는 상기 알킬에테르아민 화합물을 기준으로 하여 약 5 내지 약 30% w/w, 일 구현예에서 약 5 내지 약 20% w/w, 다른 구현예에서 약 10 내지 약 20% w/w의 양으로 펄프에 첨가될 수 있다. 부유선광 포수제 배합물에 첨가될 때, 이는 포말 안정성을 감소시킴으로써 과량의 포말 생성을 방지하여 포말 질을 증진시킨다.

본 발명의 포말 개질제는 생성되는 포말의 양을 감소시키고, 포말 안정성을 감소시킴으로써 포말 질을 상당히 개선시킨다. 이는 추가적인 화학물질을 필요로 하지 않고 포말이 용이하게 제거될 수 있도록 한다.

부유선광 공정에서 과량의 포말 형성 방지 외에도, 조립질 부유선광 공급물에 대하여, 본 발명에 따른 포말 개질제는 (예를 들어, 일반식 I의 것) 아민 축합물과 함께 사용될 때, 부유선광을 위한 부스터로서 작용하고, 부유선광 시스템 내 규산염 제거를 위한 부유선광 선택도를 개선한다. 보다 구체적으로, 아민 축합물이 부유선광 포수제로서 또는 이의 성분으로 사용될 때, 이는 전형적으로 과량의 포말 생성을 초래한다. 상기 본 발명의 포말 개질제를 첨가함으로써, 포말 질 또는 부유선광 선택도 또는 이들 모두를 개선시킴으로써 부유선광 성능에 긍정적인 부스팅 효과를 제공할 수 있다.

조립질 입자의 실리카 부유선광에서 본 발명에 따른 (예를 들어, 일반식 I의) 포말 개질제 및 공동 포수제로서 사용되는 지방산 및 폴리아민의 축합물과 같은 전형적인 아민 축합물 사이의 상승적 작용으로 인하여, 본 발명에 따른 포말 개질제는 부유선광에 의한 조립질 규산염의 제거에 있어서 포말 개질제 및 부유선광 선택도 부스터 모두로서 작용한다. 지방산의 전형적인 예는 카프로산, 카프릴산, 2-에틸 헥산산, 카프르산, 라우르산, 이소트리데칸산, 미리스트산, 팔미트산, 팔미톨레산, 스테아르산, 이소스테아르산, 올레산, 엘라이드산, 페트로셀산, 리놀레산, 리놀렌산, 엘라에오스테아르산, 아라킨산, 가돌레산, 베헨산 및 에루크산, 및 예를 들어, 천연 지방 및 오일의 압력 가수분해에서, Roelen's 옥소 합성으로부터 알데히드의 환원에서, 또는 불포화 지방산의 이량화에서 얻어지는 이의 기술적 혼합물들이다. 12 내지 18 개의 탄소 원자를 함유하는 기술적 지방산은 예를 들어 코코넛유, 팜유, 팜 커넬유 또는 탈로우 지방산이다. 폴리아민은 폴리아민, 폴리에틸렌 폴리아민 및 이의 혼합물을 포함한다. 폴리아민은 3 개 이상의 질소를 함유하는 화합물을 포함한다. 도 1은 탄산염으로부터 규산염 제거의 부유선광 반응에 대한 아민 축합물(폴리아민 및 지방산의 축합 생성물)을 함유하는 배합물 내 Duomeen TTM (탈로우트리메틸렌디아민)의 양의 영향을 도시한다.

반대로, 기타 전형적인 실리카 포수제가 부유선광 포수제 (또는 공동 포수제)로서 사용되는 경우, 본 발명의 포말 개질제의 첨가는 선택도에 대하여 동일한 상승적 효과를 가지지 않으나, 포말 안정성 감소에 의한 과량의 포말 형성의 효과적인 조절에 여전히 상당히 기여한다. 기타 전형적인 실리카 포수제는 이에 제한되지 않으나, 디알킬 4차 화합물, 알킬에테르아민 및 폴리머 4차 에스테르 생성물과 같은 화학물질을 포함한다. 디알킬 4차 화합물은 R ₁ R ₂ R ₃ R ₄ N ⁺ X ^- 로 표시될 수 있다 (여기서, R1은 8 내지 18 개의 탄소 원자를 함유하는 선형 알킬 라디칼이고, R2는 8 내지 18 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 라디칼 또는 벤질 라디칼이고, R3 및 R4는 동일 또는 다를 수 있으며 각각 1 내지 2 개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 라디칼을 나타내고, 및 X는 할라이드 음이온, 바람직하게 클로라이드 이온임). 알킬에테르아민은 에테르모노아민 또는 에테르디아민 또는 이의 혼합물이다. 상기 알킬기는 6 내지 22 개의 탄소 원자를 함유하는 선형 또는 분지형 지방족 탄화수소기를 의미한다. 알킬에테르아민의 예는 부분적으로 중화된 분지형 C13 에테르디아민 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Lilaflot D817M로서 이용가능) 및 부분적으로 중화된 선형 C12-C14 에테르디아민 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Lilaflot D826M로서 이용가능)을 포함한다. 폴리머 4차 에스테르 생성물은 알카놀아민을 모노카르복시산 및 디카르복시산의 혼합물과 반응시키고 결과 형성되는 에스테르를 4차화 함으로써 얻어지는 폴리머 에스테르 쿼트(polyester quats) 또는 임의로 알콕시화된 지방 알콜, 임의로 알콕시화된 지방산 알카놀아미드 또는 알콕시화된 2차 아민, 디카르복시산 및 알카놀아민의 축합에 의하여 생성되는(축합 생성물은 적합한 알킬화제에 의하여 4차화됨) 폴리에스테르 쿼트와 같은 생성물이다. 그러한 시스템에서, 20% w/w 보다 높은 3차 알킬디아민 농도는 부유선광 성능에 부정적인 영향을 초래한다. 도 2는 포수제로서 4차 암모늄 염을 함유하는 배합물 내에 3차 알킬디아민 사용의 작용을 예시한다.

따라서, 상기 데이터는 본 발명에 따른 포말 개질제의 부유선광 포수제 배합물 내로의 첨가가 포말 형성 및 그의 안정성을 조절하는 효과를 가짐을 보인다. 예를 들어, 3차 알킬디아민이 아민 축합물을 함유하는 배합물에 첨가되는 경우, 그의 존재는 포말 특성 및 부유선광 반응 모두의 개선을 촉진시킨다. 다른 예에서, 3차 알킬아민이 포수제 배합물 내로 첨가되는 경우, 그의 존재는 포말 특성의 개선을 촉진시킨다. 본 발명의 기술의 이용은 포말 질을 개선시켜, 계면활성제(포수제) 단독 (본 발명의 포말 개질제 부재시)과 비교하여 포말을 덜 생성한다. 포말 질은 포말 안정성을 또한 포함하며, 이는 본 발명의 포말 개질제의 첨가가 포말 파괴 조정에 또한 기여함을 의미한다. 예를 들어, 3차 알킬디아민이 첨가될 때, 광석-미네랄 (유용 미네랄)로부터 규산염 제거에 대한 선택도를 증가시킴으로써 부유선광 성능이 또한 개선된다.

이하, 본 발명은 다음의 비제한적 실시예에 의하여 예시될 것이다.

실시예 1:

칼사이트 광석을 58.73%가 구멍 210 ㎛을 통과하도록 (P85는 420 ㎛) 미분하였다. 부유선광 공급 조성물은 대략적으로 4.5% 실리카, 8.5% MgO 및 43.41% CaO였다. 이러한 광석을 부유선광 셀 내에 놓고, 9 - 9.5의 pH 범위에서 1 분 동안 30% 고체 부하에서 컨디셔닝하였다. 억제제는 상기 시스템에 첨가하지 않았다. 300 g/t의 용량의 축합 아민 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Redicote C471로 이용가능)을 포수제로서 사용하였으며, 상기 물질을 부유선광의 완전한 배기시까지 9 - 9.5의 pH 범위에서 부유시켰다. 개략적인 단일 부유선광 단계를 수행하여 규산염-함유 미네랄을 제거하였다. 비교를 목적으로, 3차 알킬디아민 및 3차 탈로우알킬아민 (각각, Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Duomeen TTM로서 및 Armeen DMTD로서 이용가능)을 40 중량%의 비율로 상기 축합 아민에 각각 첨가하여 부유선광 시험을 수행하였다.

모든 부유선광 절차를 변화없이 유지하였다. 시험에서 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.

3차 알킬디아민의 첨가는 농축물 내 실리카의 양을 감소시킴으로써 부유선광 선택도의 증가를 가져왔다. 3차 알킬디아민이 포수제 배합물 내로 도입되었을 때, 부유선광 농축물 내 SiO ₂ 및 MgO 회수율 모두가 감소되었다. 이러한 선택도 개선과 함께, 표 2 (및 도 3-ab)에서 알 수 있는 바와 같이 포말 질 (부피 및 안정성)에대단히 영향을 미쳤으며, 여기서 또한 그러한 시스템 내 포말 개질제로서 탈로우알킬트리아민의 효과가 입증된다. 동일 농도 (40% w/w)의 3차 알킬아민의 첨가는 축합 아민 자체로 얻어지는 것과 유사한 부유선광 결과를 나타냈다.

그러나, 포말에 매우 긍정적인 영향을 미쳤다. 실제로, 그러한 농도 수준에서, 표 2 (및 도 3a-e)에서 관찰할 수 있는 바와 같이 포말이 거의 발생되지 않았으며, 이는 또한 축합 아민이 포수제로서 사용되는 부유선광 시스템에서 알킬트리아민의 포말에 대한 영향을 예시한다.

표 2로부터, 포말 부피 감소 (더 낮은 최초 높이)뿐 아니라 포말 안정성 또한 긍정적인 방식으로 영향을 받았음, 즉 포말이 이러한 단계 직후 부유선광 파열을 통한 분리를 촉진시킬 정도로만 안정함을 관찰할 수 있다.

실시예 2:

칼사이트 광석을 58.73%가 구멍 210 ㎛을 통과하도록 (P85는 420 ㎛) 미분하였다. 부유선광 공급 조성물은 대략적으로 4.5% 실리카, 8.5% MgO 및 43.41% CaO였다. 이러한 광석을 부유선광 셀 내에 놓고, 9 - 9.5의 pH 범위에서 1 분 동안 30% 고체 부하에서 컨디셔닝하였다. 억제제는 상기 시스템에 첨가하지 않았다. 4차 암모늄 염 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Arquad 2C 75로서 이용가능, 300 g/t의 용량)을 포수제로서 사용하였으며, 상기 물질을 부유선광의 완전한 배기시까지 천연 pH 범위에서 부유시켰다. 개략적인 단일 부유선광 단계를 수행하여 규산염-함유 미네랄을 제거하였다. 비교를 목적으로, 포수제로서 60%의 동일한 4차 암모늄 염 및 40 중량%의 3차 알킬디아민 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Duomeen TTM으로서 이용가능)을 함유하는 배합물을 동일 용량 300 g/t으로 사용하여 다른 부유선광 시험을 수행하였다. 다음, 결과들을 동일한 작업 방식을 따라 100% Duomeen TTM을 포수제로 사용한 경우와 비교하였다. 표 3은 부유선광 시험들에서 얻어진 결과들을 나타낸다.

3차 알킬디아민이 포수제 시스템 내로 첨가되었을 때, 더 나은 부유선광 반응을 초래하지 않았음을 알 수 있다. 그러나, 이는 도 3(c, d)에 도시되고 표 4에서 정량되는 바와 같이 포말의 양, 안정성 및 부피를 감소시킴으로써 포말 특성을 확실히 개선시킬 수 있었다. 3차 알킬디아민은 포수제로서 단독으로 사용될 때 포말을 발생시키지 않는다.

3차 알킬디아민, 3차 알킬아민 및 알킬트리아민 알킬디아민 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 각각 Duomeen TTM, Armeen DM18D 및 Triameen YTM로서 이용가능)을 사용하여 다른 유형의 4차 암모늄 염 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC 로부터 Arquad 2HT-50로서 이용가능)과 함께 포말 개질제로서 그들의 효과를 입증하였으며, 그 결과를 표 5에 나타내며, 여기서 본 발명의 포말 개질제에 의한 포말 부피 및 안정성에 대한 영향을 알 수 있다.

실시예 3:

마그네타이트 광석을 P80이 44㎛이 되도록 미분하였다. 부유선광 공급물의 조성은 대략적으로 59.5% Fe 및 9.3% SiO2였다. 상기 광석을 부유선광 셀 내에 놓고 9 - 9.5의 pH 범위에서 2 분 동안 33% 고체 부하에서 컨디셔닝하였다. 억제제는 상기 시스템에 첨가되지 않았다. 에테르아민 유도체 화학물질(Akzo Nobel Surface Chemistry로부터 Lilaflot D826M로서 이용가능, 200 g/t의 용량)을 포수제로서 사용하였으며 상기 물질을 부유선광의 완전한 배기시까지 천연 pH에서 부여시켰다. 개략적인 단일 부여선광 단계를 실행하여 규산염-함유 미네랄을 제거하였다. 비교 목적으로, 10 중량% 및 20 중량%의 3차 알킬아민(Akzo Nobel Surface Chemistry로부터 Armeen DM18D로서 이용가능)을 상기 에테르아민 유도체 포수제를 함유하는 조성물 내에 200g/t의 총 용량으로 첨가하여, 두 가지 다른 부유선광 시험을 수행하였다. 시험되는 포수제 조성물을 제외하고, 모든 부유선광 절차를 동일하게 수행하였다. 표 6은 상기 부유선광 시험에서 얻어지는 결과들을 나타낸다. 표 6에 요약된 결과들은 10%(w/w) 비의 3차 알킬아민의 첨가가 전통적인 에테르아민 유도체 포수제에 의한 것과 동일한 성능을 나타냄을 보인다.

20% 3차 알킬아민에서, 결과는 농축 생성물 내 Fe 회수율 및 실리카 등급에 있어서 다소 좋지 못하다. 그러나, 이들 모두에 있어서, 이러한 포말 개질제 첨가의 포말 특성에 대한 영향은, 상기 세 가지 시험 모두에 대하여 시간의 함수로서 무차원 포말 높이(실제 포말 높이 h를 최초 포말 높이, Ho로 나눔으로써 수행됨)를 제공하는 표 7에서 관찰될 수 있는 바와 같이, 분명히 뚜렷하였다.

실시예 4:

퇴적 인산염 광석을 90%가 구멍 210㎛을 통과하도록 (P90은 210㎛) 미분하였다. 부유선광 공급물의 조성은 대략적으로 26.8% P2O5, 42.2% CaO 및 11.7% 실리카였다. 상기 광석을 부유선광 셀 내에 놓고, 7.5 - 8.5 pH 범위에서 1 분 동안 32% 고체 부하에서 컨디셔닝하였다. 이러한 개략적인 단계 후, 포수제를 미네랄 펄프 내로 첨가하여 다른 부유선광 단계 (cleaner)를 상기 부유 물질에 대하여 수행하였다. 축합 아민 (Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Redicote C450로서 이용가능)을 상기 개략적인 단계에서 500g/t의 용량으로 및 상기 cleaner 단계에서 250g/t의 용량으로 포수제로서 사용하였다. 다음, 소수성 입자를 각각의 단계에서 부유선광의 완전한 배기시까지 천연 pH에서 부유시켰다. 비교 목적으로, 15 중량%의 3차 알킬아민(Akzo Nobel Surface Chemistry LLC로부터 Armeen DM18D로서 이용가능)을 포수제 축합 아민 조성물 내로 첨가한 것을 제외하고, 앞서 기재한 시험과 정확히 동일한 조작 방식을 따라 시험을 수행하였다. 다음, 결과를 100% 축합 아민을 포수제로서 사용한 것과 비교하였다. 표 8은 부유선광 시험에서 얻어진 결과들을 나타내며, 여기서 포말 개질제 (3차 알킬아민)의 첨가는 부유선광 반응 (등급 및 회수율)에 거의 영향을 미치지 않았음을 알 수 있다. 반대로, 포말 습성은 표 9에서 알 수 있는 바와 같이 이들 화학물질 첨가에 의하여 영향을 받았다.