捕收剂

阅读:523发布:2021-01-10

专利汇可以提供捕收剂专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且用于 泡沫 浮选的捕收剂,包括 氧 化的 脂肪酸 组合物以及氧化的并且 马 来化的组合物。具体来讲,披露了氧化的 妥尔油 组合物以及氧化的并且马来化的脂肪酸组合物的用途。,下面是捕收剂专利的具体信息内容。

1.一种泡沫浮选方法,该方法包括使用一种捕收剂来浮选一种矿物,该捕收剂是选自一种化的脂肪酸组合物、一种oxmal组合物以及它们的混合物。
2.根据权利要求1所述的方法,其中该氧化的脂肪酸组合物是选自一种氧化的清洁的脂肪酸组合物、一种氧化的妥尔油脂肪酸组合物以及它们的混合物。
3.根据权利要求1所述的方法,其中该捕收剂是一种氧化的脂肪酸组合物。
4.根据权利要求1所述的方法,其中该捕收剂是一种阴离子的捕收剂。
5.根据权利要求4所述的方法,其中该阴离子的捕收剂具有一种抗衡阳离子,该抗衡+ + + +
阳离子是选自Li、Na、K、NH4、烷基铵离子、以及咪唑啉阳离子。
6.根据权利要求1所述的方法,其中该捕收剂是一种清洁的氧化的脂肪酸组合物。
7.根据权利要求3所述的方法,其中该氧化的脂肪酸组合物是一种氧化的妥尔油脂肪酸组合物。
8.根据权利要求1所述的方法,其中该捕收剂是一种oxmal组合物。
9.根据权利要求1所述的方法,其中该矿物是选自:磷酸盐、重晶石、萤石、长石、氟石、菱镁矿、白钨矿、天青石、硫酸铅矿、明矾石土矿、石膏钾盐镁矾、黑母、方解石、白云石、钠长石、正长石、微斜长石、氟石、石膏、硬石膏、铌矿、钽铁矿、烧绿石、磷灰石石、黑钨矿、金红石、铁矿、赤铁矿以及高岭土
10.根据权利要求9所述的方法,其中该矿物是磷酸盐。
11.根据权利要求9所述的方法,其中该矿物是钾碱。
12.根据权利要求1所述的方法,其中该方法进一步包括使用一种泡沫剂。
13.根据权利要求1所述的方法,其中该方法进一步包括使用一种抑浮剂。
14.根据权利要求3所述的方法,其中该氧化的脂肪酸组合物具有至少一个选自以下项的特征:该氧化的脂肪酸组合物包括小于按重量计2.5%的一种植物衍生的胺,该氧化的脂肪酸包括按重量计至少65%的一种氧化的脂肪酸,该氧化的脂肪酸组合物包括小于按重量计5%的一种妥尔油沥青,该氧化的脂肪酸组合物包括小于按重量计20%的一种燃料油或加热炉的油,以及该氧化的脂肪酸组合物具有至少约80的酸值。
15.根据权利要求3所述的方法,其中该氧化的脂肪酸组合物具有至少约110的酸值。
16.根据权利要求3所述的方法,其中该氧化的脂肪酸组合物具有范围从约120至约
150的酸值。
17.根据权利要求3所述的方法,进一步包括收集该矿物并且提供以下项中的一项或多项:与由一种相应的脂肪酸组合物所提供的该矿物的产率相比更高的一个矿物产率、以及与由一种相应的脂肪酸组合物所提供的该矿物的等级相比更高的一个矿物等级。
18.根据权利要求3所述的方法,其中该氧化的脂肪酸组合物是一种氧化的脂肪酸。
19.根据权利要求8所述的方法,进一步包括收集该矿物并且提供以下项中的一项或多项:与由一种脂肪酸组合物所提供的该矿物的产率相比更高的一个矿物产率、以及与由一种脂肪酸组合物所提供的该矿物的等级相比更高的一个矿物等级。
20.根据权利要求8所述的方法,其中该oxmal组合物是一种oxmal化合物。
21.一种泡沫浮选方法,包括使用一种第一捕收剂来从脉石中分离一种矿物,其中该第一捕收剂是通过以下项中的一个而制成的:
一个第一过程,包括:
a)提供一种清洁的脂肪酸组合物;并且
b)将该清洁的脂肪酸组合物氧化;
一个第二过程,包括:
a)提供一种脂肪酸组合物;
b)将该脂肪酸组合物来化;并且
c)将该脂肪酸组合物氧化;
一个第三过程,包括:
a)提供一种妥尔油组合物;并且
b)将该妥尔油组合物氧化;或
一个第四过程,包括:
a)提供一种脂肪酸组合物;并且
b)将该脂肪酸组合物氧化。
22.根据权利要求21所述的方法,其中该方法包括使用至少一种通过该第一过程、第二过程、第三过程或第四过程中的一个而制成的第二捕收剂,并且此外,其中该第一以及第二捕收剂是通过不同的过程制成的。
23.根据权利要求21所述的方法,其中该矿物是磷酸盐。
24.根据权利要求21所述的方法,其中该第二过程是通过首先将该脂肪酸组合物氧化并且此后将该脂肪酸组合物马来化而进行的。
25.一种组合物,包括至少一种捕收剂以及泡沫剂和抑浮剂中的至少一种,其中该捕收剂是选自一种氧化的脂肪酸组合物、一种oxmal组合物,以及它们的混合物。
26.根据权利要求25所述的组合物,其中这些捕收剂中的至少一种但非所有,是一种氧化的脂肪酸。
27.一种套件,包括一种捕收剂以及泡沫剂和抑浮剂中的至少一种,其中该捕收剂是选自一种氧化的脂肪酸组合物、一种oxmal组合物,以及它们的混合物。
28.根据权利要求27所述的套件,其中该套件进一步包括对于浮选一种矿物的多项说明。
29.根据权利要求27所述的套件,其中该套件进一步包括一个标签,该标签指示了这些含量将被用在一种矿物的泡沫浮选中。

说明书全文

捕收剂

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2008年7月2日提交的美国临时专利申请号61/077,725的优先权,将其披露内容通过引用以其全文结合在此。

技术领域

[0003] 本披露内容涉及将矿石处理成矿物和脉石。本披露内容还涉及用于泡沫浮选中的捕收剂、以及在泡沫浮选中使用这些捕收剂的方法。

背景技术

[0004] 泡沫浮选被用来选矿。具体来讲,泡沫浮选可以用来将矿石中有价值的矿物与它们的相关联的脉石分离、或用来将这些有价值的矿物彼此分离。泡沫浮选涉及将含有精细研磨的矿石颗粒的一种性浆料与一种泡沫剂或发泡剂相混合以产生一种泡沫。理想的是,由于泡沫与在矿石颗粒的表面上所暴露的矿物之间的亲和,含有所希望矿物的矿石颗粒优选地被吸引至该泡沫上。产生的精选矿物然后通过将它们与该泡沫分离而进行收集。
[0005] 一种矿物浮起的能力与其表面特性有关。使用称为“捕收剂”的化学试剂来改性矿物的表面特性,并且可以将其加入到浆料中以提高该分离过程的选择性以及效率。
[0006] 由于典型地进行采矿操作的这种大的规模以及所希望的矿物与相关联的脉石之间的价值差异,所以分离效率的甚至较小的提高也会提供生产率的实质性增益。
[0007] 概述
[0008] 本披露内容提供了用于泡沫浮选中的捕收剂、以及在泡沫浮选中使用这些捕收剂的方法。在一些实施方案中,该捕收剂包括一种化的脂肪酸组合物。在一些实施方案中,该捕收剂包括一种oxmal(氧化的-来化的)组合物,如下面所定义的。
[0009] 在一些实施方案中,用于泡沫浮选的方法包括使用一种捕收剂来浮选一种矿物,该捕收剂包括一种氧化的清洁的脂肪酸组合物、一种oxmal组合物以及它们的混合物中的一个或多个。在一些实施方案中,该捕收剂可以是一种氧化的脂肪酸组合物,例如一种氧化的妥尔油脂肪酸组合物。在一些实施方案中,该捕收剂可以是一种oxmal组合物。
[0010] 在一些实施方案中,该泡沫浮选法(例如磷酸盐泡沫浮选)包括使用由以下过程制成的一种捕收剂:a)提供一种清洁的脂肪酸组合物;并且b)将该清洁的脂肪酸组合物氧化;以便从脉石中分离一种矿物。在一些实施方案中,该捕收剂可以通过以下过程制成:a)提供一种脂肪酸组合物;b)将该脂肪酸组合物马来化;并且c)将该脂肪酸组合物氧化。
[0011] 在一些实施方案中,该泡沫浮选法包括使用一种氧化的脂肪酸组合物来收集一种矿物,其中该氧化的脂肪酸组合物可以具有以下项中的一个或多个:(1)小于按重量计2.5%的一种植物衍生的胺;(2)按重量计至少65%的一种氧化的脂肪酸;(3)小于按重量计5%的一种妥尔油沥青;或(4)小于按重量计20%的一种燃料油或加热炉的油。
[0012] 在一些实施方案中,提供了一种泡沫浮选法,该方法包括使用一种氧化的脂肪酸组合物来收集一种矿物,其中该氧化的脂肪酸组合物具有至少约80的酸值。在一些实施方案中,该酸值是至少约110。在一些实施方案中,该酸值是在约120至约150之间。
[0013] 在此进一步提供了用于一种泡沫浮选法的多个实施方案,包括使用一种氧化的脂肪酸组合物或一种oxmal组合物来收集一种矿物、并且提供一种与通过脂肪酸组合物所提供的矿物的产率和/或等级相比更高的矿物的产率和/或等级。
[0014] 在以上任一实施方案中,以上任一项中的捕收剂可以是一种阴离子捕收剂。该阴+ + + +离子捕收剂可以具有一种抗衡阳离子,该阳离子选自例如Li、Na、K、NH4、烷基铵离子、以及咪唑啉阳离子。
[0015] 在以上实施方案中的任一项中,待浮选的矿物可以选自磷酸盐、重晶石、萤石、长石、氟石、菱镁矿、白钨矿、天青石、硫酸铅矿、明矾石土矿、石膏钾盐镁矾、黑母、方解石、白云石、钠长石、正长石、微斜长石、氟石、石膏、硬石膏、铌矿、钽铁矿、烧绿石、磷灰石石、黑钨矿、金红石、铁矿、赤铁矿以及高岭土。在一些实施方案中,该矿物是一种磷酸盐或钾碱。
[0016] 在以上方法和实施方案中的任一项中,该方法可以进一步包括使用泡沫剂或抑浮剂中的一种或多种。
[0017] 提供了一种钾碱泡沫浮选法,该方法包括使用一种捕收剂来浮选钾碱,该捕收剂包括一种氧化的脂肪酸组合物以及一种oxmal组合物。
[0018] 在此还提供了用于从脉石中分离一种矿物的方法,该方法包括向该矿物和脉石的溶液中提供一种氧化的脂肪酸组合物或一种oxmal组合物,从而将该矿物从该脉石中分离出。
[0019] 进一步提供了一种组合物,该组合物包括一种捕收剂,其中该捕收剂包括氧化的脂肪酸组合物、oxmal组合物,以及它们的混合物中的一种或多种;以及泡沫剂和抑浮剂中的一种或多种。还提供了包括两种或多种捕收剂的一种组合物,其中这些捕收剂中至少一种(但不是所有)是一种氧化的脂肪酸。
[0020] 进一步提供了一种套件,该套件包括一种捕收剂以及泡沫剂和抑浮剂中的一种或多种,其中该捕收剂包括氧化的脂肪酸组合物、oxmal组合物,以及它们的混合物中的一种或多种。
[0021] 在以上套件实施方案中的任一项中,该套件可以进一步包括对浮选一种矿物的说明。
[0022] 在这些套件实施方案的任一项中,该套件可以进一步包括一个标签,该标签指示了这些含量将被用在一种矿物的泡沫浮选中。
[0023] 本发明的一个或多个非限制性实施方案的细节在下面的附图和说明中列出。对于本领域的普通技术人员来说在考虑了本披露之后本发明的其他实施方案应该是明显的。

附图说明

[0024] 图1展示了捕收剂的类型和剂量对磷酸盐浮选回收的影响。
[0025] 图2详述了捕收剂的类型和剂量对磷酸盐浮选产物P2O5等级的影响。
[0026] 图3示出了捕收剂的类型和剂量对浮选产物的可溶物等级的影响。
[0027] 图4展示了捕收剂的类型和剂量对磷酸盐分离效率的的影响。
[0028] 图5详述了P2O5回收率对比A.I.剔除率。
[0029] 详细说明
[0030] I.定义
[0031] 除非另外定义,否则在此使用的所有技术以及科学术语具有与本披露所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。所有专利、申请、公开的申请、以及其他公开物均通过引用以其整体结合在此。在此,在对于一个术语存在多个定义的情况下,除非另外规定,否则以在本部分中的这些优先。
[0032] 一种“氧化的脂肪酸”是包括至少两个或多个脂肪酸主链结构的一种化合物或它的盐,其中每个主链结构通过一个位于每个主链结构的非终端位置的桥联基团连接到一个其他主链结构上,该桥联基团是选自一个直接的键、一个醚式键合或一个过氧化物键合;或者是通过本领域中任何已知的手段被氧化的一种脂肪酸。
[0033] 一种“氧化的脂肪酸组合物”是包含一种氧化的脂肪酸、两种或多种氧化的脂肪酸的一种混合物或一种通过本领域中任何已知的手段被氧化的油的一种组合物。氧化的脂肪酸组合物的非限制性实例包括:已被氧化的妥尔油;已被氧化的动物油;已被氧化的植物油;已被氧化的藻类衍生的油;以及已被氧化的生物衍生的油。在一些实施方案中,氧化的脂肪酸组合物还可以包括一种或多种未反应的或部分反应的种类,例如未氧化的脂肪酸、松香酸及其混合物。
[0034] 一种“清洁的脂肪酸组合物”是包含一种或多种脂肪酸的一种组合物,其中该组合物不包括妥尔油沥青;胺(例如衍生自植物的一种胺);以及肌酸中的一种或多种。在一些实施方案中,一种清洁的脂肪酸组合物也不包含燃料油和/或加热炉的油。
[0035] 一种“氧化的清洁脂肪酸组合物”是包含一种氧化的脂肪酸、两种或多种氧化的脂肪酸的一种混合物、或已经通过本领域中任何已知的手段被氧化的一种油的一种组合物,其中该氧化的清洁脂肪酸组合物不包括妥尔油沥青;胺(例如,生物胺如衍生自植物的一种胺、或一种合成胺);或肌氨酸中的一种或多种。在一些实施方案中,一种氧化的清洁脂肪酸组合物不包含燃料油和/或加热炉的油。氧化的清洁脂肪酸组合物的非限制性实例包括:已被氧化的妥尔油、已被氧化的动物油、已被氧化的植物油、已被氧化的藻类衍生的油、以及已被氧化的微生物衍生的油。在一些实施方案中,氧化的清洁脂肪酸组合物还可以包括一种或多种未反应的或部分反应的种类,例如未氧化的清洁脂肪酸、松香酸以及其混合物。
[0036] 一种“氧化的并且马来化的化合物”(在下文中为“oxmal化合物”)是指包含至少两个或多个基于的主链结构的一种化合物或它的盐,其中这些主链结构中的至少一个是被至少一种α,β不饱和羧酸或酸酐所取代的,并且此外,其中每个主链结构通过一个位于每个主链结构的非终端位置的桥联基团连接至一个其他的主链结构上,该桥联基团是选自一个直接的键、一个醚式键合、或一个过氧化物键合。在一些实施方案中,该基于烃的主链结构是一种C10-C24烃。在一些实施方案中,该基于烃的主链结构是一种C10-C24脂肪酸或松香酸。在一些实施方案中,该α,β不饱和羧酸或酸酐是马来酸酐、富马酸、丙烯酸或甲基丙烯酸(在此丙烯酸以及甲基丙烯酸通常以集合或替代方式被称为(甲基)丙烯酸)。在一些实施方案中,该α,β不饱和羧酸或酸酐是一种生物衍生的不饱和羧酸或酸酐。oxmal化合物的非限制性实例包括脂肪酸、松香酸及其混合物的二聚物和三聚物,它们通过一个直接的键、一个醚式键合或一个过氧化物键合沿着该脂肪酸或松香酸主链被连接在一个中间位置,并且其中这些脂肪酸和松香酸各自被马来酸酐、富马酸或(甲基)丙烯酸所取代。
[0037] 一种“氧化的并且马来化的组合物”(在下文中为“xmal组合物”)是包括一种或多种oxmal化合物的一种组合物,其中当该组合物包括多于一种的oxmal化合物时,这些oxmal化合物可以是相同或不同的。oxmal组合物的非限制性实例包括:已被马来化和氧化的妥尔油、已被马来化和氧化的动物油、已被马来化和氧化的植物油、已被马来化和氧化的藻类衍生的油、以及已被马来化和氧化的微生物衍生的油。在一些实施方案中,oxmal组合物还可以包括一种或多种未反应的或部分反应的种类,例如脂肪酸、松香酸及其混合物的未马来化的二聚体、三聚体等等。
[0038] 短语“一种已被马来化和氧化的化合物”与“一种马来化的并且被氧化的化合物”可互换地使用。短语“一种已被马来化和氧化的组合物”与“一种马来化的并且被氧化的组合物”可互换地使用。短语“被氧化并且马来化的”与“被马来化并且氧化的”可互换地使用。
[0039] 在此,无论何处使用短语“例如”、“如”,以及类似词语时,除非另外明确地指出,否则应理解为后面跟随了短语“而不限于”。因此“例如妥尔油”意思是“例如而不限于妥尔油”。类似地,除非另外明确地指出,否则在此所有的实例均是非限制性的。
[0040] 如在此使用的,术语“马来化的”、“马来化作用”以及类似的词语是指对具有一个或多个不饱和位点的基于烃的主链结构(例如C18-脂肪酸,如亚油酸以及油酸)进行改性,这通过与一种或多种α,β不饱和羧酸或酸酐的反应而向这些分子上引入了另外的羧基的部分(moieties)。在一些实施方案中,α,β不饱和羧酸或酸酐是选自:马来酸酐、富马酸、丙烯酸以及甲基丙烯酸(在此丙烯酸和甲基丙烯酸通常以集合或替代方式被称为(甲基)丙烯酸)。在一些实施方案中,α,β不饱和羧酸或酸酐是一种生物衍生的不饱和羧酸或酸酐。
[0041] 如在此使用的,“酸官能度”除其传统的含义之外,还包括可水解的基团,例如酸酐基团。
[0042] 如在此使用的,术语“羧基的部分”以及“多个羧基的部分”还旨在包括通过两个羧基基团之间的缩合反应而形成的酸酐结构。
[0043] 如在此使用的“妥尔油脂肪酸”或“TOFA”,与工业标准一致,涵盖了不仅含有脂肪酸、而且还含有松香酸和/或不可皂化物的组合物。TOFA通常作为粗制妥尔油的蒸馏馏分而产生并且因此含有饱和的以及不饱和的脂肪酸、松香酸以及它们的混合物。
[0044] 术语“矿物”用来涵盖一种纯的矿物连同已经精选的矿石。
[0045] 如在此使用的,“烷基”、“链烯基”以及“炔基”链,如果没有指明的话,则应该广义地理解为例如涵盖了被取代的或未取代的直链的、支链的以及环状的“链”。
[0046] 如在此使用的,“聚烯烃低聚物”除其传统的含义外,还涵盖了具有一个不饱和位点的低聚物。
[0047] 如在此使用的,“大约”意思是用来解释由于实验误差而带来的变化。
[0048] II.泡沫浮选法
[0049] 在此提供了泡沫浮选法,包括使用在此描述的化合物和组合物作为泡沫浮选捕收剂来浮选一种矿物。在一些实施方案中,该方法包括使用一种氧化的脂肪酸作为泡沫浮选法中的捕收剂来浮选一种矿物。在一些实施方案中,该方法包括使用一种氧化的脂肪酸组合物作为泡沫浮选法中的捕收剂来浮选一种矿物。在一些实施方案中,该方法包括使用一种氧化的清洁脂肪酸组合物作为泡沫浮选法中的捕收剂来浮选一种矿物。在一些实施方案中,该方法包括使用一种oxmal化合物作为泡沫浮选法中的捕收剂来浮选一种矿物。在一些实施方案中,该方法包括使用一种oxmal组合物作为泡沫浮选法中的捕收剂来浮选一种矿物。
[0050] 在一些实施方案中,该方法包括使用至少一种捕收剂来浮选一种矿物,该捕收剂是选自氧化的脂肪酸、氧化的脂肪酸组合物、氧化的清洁脂肪酸组合物;oxmal化合物、oxmal组合物、以及它们的混合物。
[0051] 根据本发明,在此描述的捕收剂可以在类似的泡沫浮选应用中用作脂肪酸捕收剂。例如在此描述的捕收剂可以用来浮选磷酸盐、重晶石、萤石、长石、钾碱、氟石、菱镁矿、白钨矿、天青石、硫酸铅矿、明矾石、铝土矿、石膏、钾盐镁矾、黑云母、方解石、白云石、钠长石、正长石、微斜长石、氟石、石膏、硬石膏、铌铁矿、钽铁矿、烧绿石、磷灰石、锡石、黑钨矿、金红石、钛铁矿、赤铁矿以及高岭土。在一些实施方案中,该矿物是磷酸盐或钾碱。在一些实施方案中,该矿物是磷酸盐。在一些实施方案中,该矿物是钾碱。
[0052] 在一些实施方案中,这些捕收剂中的某些(如在此描述的)与目前使用的脂肪酸捕收剂相比呈现出了改进的性能。例如,在一些实施方案中,当与目前使用的脂肪酸捕收剂(例如衍生自妥尔油、植物油、动物油或它们的混合物的脂肪酸)相比时,这些捕收剂中的某些呈现出了增大的矿物产率。在一些实施方案中,在此描述的捕收剂中的某些与目前使用的脂肪酸捕收剂相比呈现出了改进的矿物等级。在一些实施方案中,与目前使用的脂肪酸捕收剂相比要求更少的捕收剂来浮选一种矿物。
[0053] 参见例如实例1,它展示了一种氧化的妥尔油脂肪酸以及一种oxmal组合物(各自是根据本发明的某一实施方案)与不同的实验捕收剂相比时提高磷酸盐收集的不同方面的能力,这些方面包括百分比磷酸盐浮选回收率、P2O5产物等级、可溶物产物等级、磷酸盐分离效率以及P2O5回收率对比A.I.剔除率。在所有研究条件下,这种氧化的脂肪酸胜过了所有被评估的其他捕收剂,包括两种商用磷酸盐捕收剂。发现该oxmal组合物优于一种妥尔油脂肪酸组合物( 100),它通常用作商用磷酸盐捕收剂的一种组分。
[0054] 如在此描述的一种捕收剂可以与其他化合物例如泡沫剂、抑浮剂、另外的捕收剂、活化剂以及改性剂结合使用。在一些实施方案中,如在此描述的一种捕收剂可以包括按重量计至少约65%(例如,按重量计至少约70%、按重量计至少约75%、按重量计至少约80%、按重量计至少约82%、按重量计至少约85%、按重量计至少约94%、按重量计至少约
95%、按重量计至少约97%、按重量计至少约98%、按重量计至少约99%、以及按重量计至少约99.5%)的一种捕收剂组合物。在一些实施方案中,该捕收剂是一种氧化的脂肪酸化合物。在一些实施方案中,该捕收剂是一种氧化的脂肪酸组合物。在一些实施方案中,该捕收剂是一种oxmal化合物。在一些实施方案中,该捕收剂是一种oxmal组合物。
[0055] 可以使用一种泡沫剂来降低水性浆料与空气的界面张力并且控制空气气泡的大小。这些特性可以增大该表面泡沫的强度和稳定性,因此改善表面泡沫支撑漂浮的矿物颗粒的能力直至它们从系统中被除去。泡沫剂的非限制性例子包括:松油、甲基异丁基卡必醇(MIBC)以及其他具有类似分子量的醇、乙二醇和聚乙二醇、脂肪醇(如环己醇)的乙二醇和聚乙二醇醚。在一些实施方案中,将一种捕收剂与一种泡沫剂在加入一个浮选池之前进行结合。在一些实施方案中,将一种捕收剂与一种泡沫剂单个地加入。在一些实施方案中,在将泡沫剂加入浮选池之前加入一种捕收剂。在一些实施方案中,在将泡沫剂加入浮选池之后加入一种捕收剂。
[0056] 一种抑浮剂可以通过使可能干扰收集的有害离子沉淀来减小或阻止不希望的矿物进入泡沫中、或者通过包覆所选矿物来减小或阻止捕收剂附着。抑浮剂的非限制性例子包括脲甲聚合物以及低聚物,参见例如美国专利公开号:2008/0029460;2008/0017552;2007/0012630;2007/0000839;2006/0151397;以及2006/0151360。另外的抑浮剂例子包括:氰化物盐类;硫化钠/硫氢化钠;亚硫酸盐、水玻璃;多糖类例如淀粉,化学改性的多糖类,如羧甲基纤维素(CMC);天然胶质,如瓜胶、琼脂、海藻酸、葡聚糖、叉菜聚糖、糖胶树胶、胞外多糖胶、葡萄甘露聚糖、阿拉伯树胶、槐树豆胶、洋车前子壳、藻酸盐、云杉树胶、塔拉胶以及黄原胶;以及化学改性的天然胶质。在一些实施方案中,将一种捕收剂与一种抑浮剂在加入浮选池之前合并。在一些实施方案中,将一种捕收剂和一种抑浮剂单个地加入。
在一些实施方案中,在将抑浮剂加入浮选池之前加入一种捕收剂。在一些实施方案中,在将抑浮剂加入浮选池之后加入一种捕收剂。
[0057] 取决于待精选的矿石及其条件,有时候可以令人希望的是在一种泡沫浮选法中使用多于一种的捕收剂。在一些实施方案中,如在此描述的一种捕收剂可以与一种或多种另外的捕收剂结合使用。另外的捕收剂可以选自例如离子的以及非离子的捕收剂。离子的捕收剂可以选自一种阴离子捕收剂(例如黄原酸盐、硫代磷酸盐、有机硫化物、羧基的捕收剂以及磺氧基捕收剂)、一种阳离子捕收剂(例如胺以及胺盐)以及一种两性捕收剂。非离子的捕收剂可以包括非极性的以及异极性的捕收剂。在一些实施方案中,一种另外的捕收剂是选自:胺类、脂肪酸类、燃料油、油、石油磺酸盐(例如木素)、硫代氨基甲酸酯(例如乙基异丙基硫代氨基甲酸酯以及甲基丁基硫代氨基甲酸酯)、黄原酸酯(例如异丙基黄原酸酯、戊基黄原酸酯、丁基黄原酸酯以及乙基黄原酸酯)、妥尔油、硫代磷酸酯(例如二甲苯基硫代磷酸酯、二仲丁基硫代磷酸酯、二戊基硫代磷酸酯以及二乙基硫代磷酸酯)、油酸、黄原酸甲酸酯、十二烷基硫酸钠以及硫醇类(例如十二烷基硫醇)。在一些实施方案中,将在此描述的一种捕收剂与至少一种另外的捕收剂相结合。在一些实施方案中,将一种捕收剂与至少两种另外的捕收剂相结合。在一些实施方案中,多种捕收剂的组合是在加入浮选池之前结合的。在一些实施方案中,将每种捕收剂单独地加入浮选池中。
[0058] 可以使用活化剂来促进捕收剂包覆到所希望的矿物上。在一些实施方案中,一种活化剂可以是一种无机的日用品化学物,如离子(例如硫酸盐以及氯化物)、铝盐(例如硝酸盐以及硫酸盐)、硫化钠、酸盐(例如钠以及钾)、碳酸盐(例如钠)、氢氧化物(例如钠以及)、乙酸铅以及硫氢化钠。在一些实施方案中,一种活化剂可以降低加入浮选池中的捕收剂的量。在一些实施方案中,一种活化剂可以降低捕收剂的消耗。在一些实施方案中,一种活化剂可以增加一种捕收剂对一种具体矿物的优选性。
[0059] 可以使用一种改性剂来增大一种捕收剂的选择性。改性剂的非限制性例子包括:石灰、苏打灰、矾、氨、苛性钠、磷酸盐、硅酸钠、二氧化硫、木素磺酸盐、阳离子的改性剂(例
2+ 2+ + 2+ 2+ + 2- 3- - 2-
如Ba 、Ca 、Cu、Pb 、Zn 、以及Ag)、阴离子的改性剂(例如SiO3 、PO4 、CN、CO3 、乙腈
2-
S )、有机改性剂(例如糊精、淀粉、胶质、以及羧甲基纤维素)、硫酸以及盐酸。在一些实施方案中,一种改性剂可以改变水性浆料的pH。在一些实施方案中,一种改性剂可以增大水性浆料的pH。例如,一种水性浆料的pH可以被增大到范围从约9至约12的pH。在一些实施方案中,一种改性剂可以降低水性浆料的pH。例如,一种水性浆料的pH可以被降低到范围从约2至约3的pH。在一些实施方案中,将一种捕收剂与一种改性剂结合使用。在一些实施方案中,将一种捕收剂和一种改性剂单独使用。
[0060] 在一些实施方案中,在此描述的一种捕收剂(例如一种氧化的脂肪酸组合物)可以与其他较少的组分相结合。
[0061] 在一些实施方案中,一种捕收剂组合物可以包括小于按重量计约2.5%(例如小于按重量计约2%、小于按重量计约1.75%、小于按重量计约1.5%、小于按重量计约1.25%、小于按重量计约1%、小于按重量计约0.75%、小于按重量计约0.5%、小于按重量计约0.25%、小于按重量计约0.1%、以及小于按重量计约0.05%)的一种胺(例如一种植物衍生的胺)。
[0062] 在一些实施方案中,一种捕收剂组合物可以包括小于按重量计约5%(例如小于按重量计约4.5%、小于按重量计约4%、小于按重量计约3%、小于按重量计约2.5%、小于按重量计约2%、小于按重量计约1.75%、小于按重量计约1.5%、小于按重量计约1.35%、小于按重量计约1.25%、小于按重量计约1%、小于按重量计约0.5%、小于按重量计约0.25%、以及小于按重量计约1%)的一种妥尔油沥青。
[0063] 在一些实施方案中,一种捕收剂组合物可以包括小于按重量计约20%(例如小于按重量计约18%、小于按重量计约15%、小于按重量计约12%、小于按重量计约10%、小于按重量计约8%、小于按重量计约6%、小于按重量计约5%、小于按重量计约3%、小于按重量计约2%、小于按重量计约1%、以及小于按重量计约0.5%)的一种燃料油(例如柴油燃料)或加热炉的油。
[0064] 在一些实施方案中,一种捕收剂可以是处于一种盐的形式。在一些实施方案中,一种捕收剂是处于一种阴离子的形式。可以与一种阴离子捕收剂一起使用任何合适的抗衡阳+ + + +离子,例如Li、Na、K、NH4、烷基铵离子、以及咪唑啉阳离子。在一些实施方案中,一种抗衡
2+ 2+ 2+ 3+
阳离子可以是二价或三价的阳离子,例如Mg 、Ca 、Ba 、和Al 。在一些实施方案中,该抗+
衡阳离子是Na。一种捕收剂盐或皂可以通过例如使该捕收剂(例如一种氧化的脂肪酸组合物、一种氧化的清洁脂肪酸组合物或一种oxmal组合物)与任何适合制备对应的盐的碱(例如NaOH)进行反应来制备。参见例如实例8和9。
[0065] 如在此描述的一种捕收剂与工业标准的捕收剂(例如脂肪酸捕收剂)相比时可以增大矿物的产率。在一些实施方案中,该产率被提高了从约0.5%到约50%(例如0.5%、1%、1.5%、1.8%、2%、3%、5%、7.5%、10%、12%、15%、20%、25%、30%、40%、以及50%)。在一些实施方案中,该产率提高了1.8%。在一些实施方案中,使用一种在此描述的捕收剂时一种矿物的产率是从约80%至约100%(例如80%、82%、85%、87%、89%、
91%、93%、95%、97%、97.5%、98%、98.5%、99%、99.2%、99.7%、和99.9%)。在一些实施方案中,一种矿物的产率是99.7%。参见例如实例1。
[0066] 在一些实施方案中,当与工业标准的捕收剂相比时,使用在此描述的一种捕收剂产生了改善的等级的矿物。在一些实施方案中,可以提高百分比P2O5等级。在一些实施方案中,可以提高百分比的可溶物产物等级。参见例如实例1。
[0067] 取决于矿石及其条件,一种捕收剂能以范围从约0.04lb/吨矿石至约10lb/吨矿石的量值使用。在一些实施方案中,一种捕收剂能以范围从约0.3lb/吨矿石至约0.9lb/吨矿石的量值使用。在一些实施方案中,一种捕收剂能以约0.9lb/吨矿石的量值使用。参见例如实例1。
[0068] 与脂肪酸一起使用的任何合适的泡沫浮选池以及泡沫浮选池的操作方法可以与在此描述的一种捕收剂一起使用。在一些实施方案中,这种泡沫浮选是一种阴离子浮选或正浮选。在一些实施方案中,一个初始的阴离子浮选后跟随一个阳离子浮选或反浮选。以下非限制性的实例展示了一种泡沫浮选法的不同的实施方案(参见实例1)。
[0069] 在一些实施方案中,用于精选一种矿石的泡沫浮选法可以包括以下步骤:(a)形成含有水以及一种矿石的颗粒的一种浆料;(b)使该浆料与在此描述的一种捕收剂混合;并且(c)收集所精选的矿石。在一些实施方案中,该浆料是一种水性浆料。在一些实施方案中,该泡沫浮选法可以进一步包括使该浆料与一种泡沫剂混合。在一些实施方案中,该泡沫浮选法可以进一步包括使该浆料与一种抑浮剂混合。在一些实施方案中,将该泡沫剂和/或抑浮剂在与浆料混合之前与该捕收剂结合。在一些实施方案中,将该捕收剂、泡沫剂和/或抑浮剂与该浆料单独地进行混合。
[0070] 在一些实施方案中,提供了在一种水性浆料中将一种第一材料颗粒与一种第二材料分离的方法。这样一种方法可以包括以下步骤:(a)将一种捕收剂组合物加入这些材料的一种水性浆料中;(b)在该水性浆料中提供空气气泡以形成气泡-颗粒聚集体,每个气泡-颗粒聚集体具有至少一个空气气泡以及该第一材料的至少一个颗粒;并且(c)允许这些气泡-颗粒聚集体在该水性浆料中浮起。在一些实施方案中,这些气泡-颗粒聚集体进一步包括一种捕收剂组合物的至少一种化合物。在一些实施方案中,在加入该捕收剂组合物之后搅动该浆料。在一些实施方案中,该第一材料是疏水的并且该第二材料是亲水的。在一些实施方案中,该捕收剂组合物增大了这些材料之一的疏水性。
[0071] 在一些实施方案中,提供了一种浮选磷酸盐矿物的方法。在一些实施方案中,将该磷酸盐矿物从一种矿物混合物中分离出。在一些实施方案中,将该磷酸盐与碳酸盐(例如白云石)分离。在一些实施方案中,将该磷酸盐与白云石、方解石、石英以及硅酸盐分离。在一些实施方案中,所使用的捕收剂对于磷酸盐是选择性的。在一些实施方案中,将一种含有磷酸盐的矿石浆料在泡沫浮选之前经受一个脱矿泥步骤。在一些实施方案中,可以使用在此描述的一种捕收剂来从粘泥部分中分离出磷酸盐。
[0072] 在一些实施方案中,提供了从脉石中分离一种矿物的方法,该方法包括向矿物以及脉石的一个溶液中提供一种氧化的脂肪酸组合物、并且将该矿物从该脉石中分离出。在一些实施方案中,该氧化的脂肪酸组合物有助于矿物从该脉石中的分离。不受理论的限制,在一些实施方案中,该氧化的脂肪酸组合物作为一种捕收剂起作用。在一些实施方案中,提供了从脉石中分离一种矿物的方法,该方法包括:向矿物以及脉石的一个溶液中提供一种氧化的清洁脂肪酸组合物、并且将该矿物从该脉石中分离出。在一些实施方案中,该氧化的清洁的脂肪酸组合物有助于从该脉石中分离出矿物。不受理论的限制,在一些实施方案中,该氧化的清洁脂肪酸组合物作为一种捕收剂起作用。在一些实施方案中,提供了从脉石中分离一种矿物的方法,该方法包括:向矿物与脉石的一个溶液中提供一种oxmal组合物、并且将该矿物从该脉石中分离出。在一些实施方案中,该oxmal组合物有助于该矿物从该脉石中的分离。不受理论的限制,在一些实施方案中,该oxmal组合物作为一种捕收剂起作用。
[0073] II.捕收剂化合物以及组合物
[0074] 本披露内容提供了多种氧化的脂肪酸化合物、氧化的脂肪酸组合物、氧化的清洁脂肪酸组合物、oxmal化合物、oxmal组合物、以及它们的混合物,它们在泡沫浮选中作为捕收剂是有用的,例如有用于对另外通过脂肪酸(例如妥尔油脂肪酸或妥尔油蒸馏过程的侧流)被浮选的矿石或矿物进行浮选。
[0075] A.氧化的脂肪酸化合物
[0076] 在此提供的氧化的脂肪酸化合物包括至少两个或多个脂肪酸主链结构,其中每个主链结构通过一个位于每个主链结构的非终端位置处的桥联基团连接到一个其他主链结构上,该桥联基团是选自一个直接的键、一个醚式键合或一个过氧化物键。该脂肪酸主链结构可以选自:例如C10-C22脂肪酸类。该脂肪酸主链结构可以选自:例如C16-C22脂肪酸类。该脂肪酸主链结构可以选自:例如C16-C18脂肪酸类。该脂肪酸主链结构可以是例如一种C18脂肪酸。该脂肪酸主链结构可以选自例如油酸、亚油酸、以及亚麻酸。
[0077] 在一些实施方案中,这些氧化的脂肪酸化合物具有两个或三个脂肪酸主链结构,并且每个脂肪酸主链结构是相同的。例如而无限制,这两个或三个脂肪酸主链结构中各自可以是油酸。下面的化学式1-4是具有选自相同脂肪酸的主链结构的氧化的脂肪酸化合物的例子。具有两个相同的脂肪酸主链结构的氧化的脂肪酸化合物的非限制性例子包括:氧化的癸烯酸;氧化的十二碳烯酸;氧化的顺式-9-十四碳烯酸;氧化的顺式-9-十六碳烯酸;氧化的油酸;氧化的亚油酸;氧化的亚麻酸;氧化的顺式-6、顺式-9、顺式-12、顺式-15-十八碳四烯酸;氧化的蓖麻油酸;氧化的顺式-9-二十碳烯酸;氧化的顺式-11-二十碳烯酸;氧化的二十碳二烯酸;氧化的二十碳三烯酸;氧化的花生四烯酸;氧化的二十碳五烯酸;氧化的芥酸;氧化的二十二碳二烯酸;氧化的4、8、12、15、19-二十二碳五烯酸;氧化的二十二碳六烯酸;以及氧化的二十四碳烯酸。
[0078] 在一些实施方案中,这些氧化的脂肪酸化合物具有不同的脂肪酸主链结构。在一些实施方案中,这些氧化的脂肪酸化合物具有两个不同的脂肪酸主链结构。在一些实施方案中,这些氧化的脂肪酸化合物具有三个不同的脂肪酸主链结构。例如而无限制,这些脂肪酸主链结构之一可以是油酸并且一种可以是亚油酸。下面的化学式5是具有两个不同脂肪酸主链结构的一种氧化的脂肪酸化合物的一个例子。
[0079] 在一些实施方案中,一种氧化的脂肪酸化合物可以是处于一种盐的形式。例如,在一种氧化的脂肪酸组合物中的一种氧化的脂肪酸化合物的全部或某个部分可以是处于一种盐的形式。在一些实施方案中,一种氧化的脂肪酸化合物可以是处于一种阴离子的形+ +式。与一种阴离子的氧化的脂肪酸化合物一起可以使用任何合适的抗衡阳离子,如Li、K、+ +
和Na。在一些实施方案中,该抗衡阳离子是Na。参加实例8。
[0080] 根据本发明的氧化的脂肪酸化合物的非限制性的具体结构实例展示为下面的化学式1-5。这些例子展示了一种同分异构形式;可以制备其他的异构体(例如顺式和反式异构体)并且它们因此是在本发明的范围之内。
[0081]
[0082] (IV);以及
[0083]
[0084] B.oxmal化合物
[0085] 在此提供的oxmal化合物包括至少两个或多个基于烃的主链结构,其中至少一个主链结构是被至少一种α,β不饱和羧酸或酸酐取代的,并且此外,其中每个主链结构通过一个位于每个主链结构的非终端位置的桥联基团连接至一个其他的主链结构上,该桥联基团是选自一个直接的键、一个醚式键合、或一个过氧化物键合。
[0086] 该烃主链结构可以选自:例如取代的和未取代的直链、支链以及多环的烃类。该烃主链结构可以选自例如脂肪酸类和松香酸类。该烃主链结构可以选自例如C10-C22脂肪酸类。该烃主链结构可以选自例如C16-C22脂肪酸类。该烃主链结构可以选自例如C16-C18脂肪酸类。该烃主链结构可以是例如一种C18脂肪酸。该烃主链结构可以选自:例如油酸、亚油酸、以及亚麻酸。
[0087] 在一些实施方案中,该烃主链结构是选自具有至少一个反应性烯丙基位点的聚烯烃低聚物类。在一些实施方案中,聚烯烃低聚物具有至少一个不饱和位点。在一些实施方案中,聚烯烃低聚物具有至少两个不饱和位点。在一些实施方案中,聚烯烃低聚物具有至少三个不饱和位点。在一些实施方案中,这些聚烯烃低聚物具有从10到24个碳以及至少一个不饱和位点。在一些实施方案中,聚烯烃低聚物具有从10到24个碳以及从一到五个不饱和位点。在一些实施方案中,聚烯烃低聚物具有从10到24个碳以及从一到三个不饱和位点。在一些实施方案中,这些聚烯烃低聚物具有从16-18个碳以及从一到三个不饱和位点。在一些实施方案中,这些聚烯烃低聚物具有16或18个碳以及两个不饱和位点。在一些实施方案中,该烃主链结构可以选自非天然的脂肪酸,例如具有奇数链长度或14碳链长度的脂肪酸。在一些实施方案中,这些选自非天然脂肪酸的烃主链结构包括从1到3个不饱和位点,例如2个、或者例如3个不饱和位点。
[0088] 在一些实施方案中,该α,β不饱和羧酸或酸酐是一种合成的α,β不饱和羧酸或酸酐。合成的α,β不饱和羧酸或酸酐的非限制性例子包括:马来酸酐、富马酸、以及(甲基)丙烯酸。在一些实施方案中,该α,β不饱和羧酸或酸酐可以是一种生物衍生的α,β不饱和羧酸或酸酐。生物衍生的α,β不饱和羧酸或酸酐的非限制性实例包括:衣康酸、衣康酸酐、乌头酸、乌头酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸、柠康酸、柠康酸酐、衣康酸、中康酸、粘康酸、戊烯二酸、甲基戊烯二酸、愈伤酸以及富马酸。这些酸以及酸酐包括任何异构体(例如,对映异构体、非对映异构体、以及顺式-/反式-异构体)以及盐类。在一些实施方案中,该α,β不饱和羧酸或酸酐可以是马来酸酐、富马酸、或(甲基)丙烯酸。
[0089] 在某些实施方案中,oxmal化合物的所有基于烃的主链结构都是马来化的。在其他实施方案中,oxmal化合物的基于烃的主链结构中只有一些(例如仅有一个)是马来化的。在一些实施方案中,oxmal化合物的基于烃的主链结构中有两个是马来化的。在一些实施方案中,oxmal化合物的基于烃的主链结构中至少一个是马来化的。
[0090] 在本发明的范围内的oxmal化合物包括具有化学式VI的被氧化并马来化的不饱和脂肪酸化合物:
[0091]
[0092] 其中L是选自一个直接的键、-O-或-OO-;n是选自0、1、2、3、4、以及5中的一个数;并且R’是具有化学式VII的一种化合物:
[0093]
[0094] 其中:a、b、c、d、以及e独立地是从0到20的一个数;w、x、y、以及z独立地是0或1 10 1 10
1;R-R 各自独立地是选自L、H、烷基、链烯基、炔基、烷氧基、氨基、羟基、以及X;其中R-R
1 10
中至少一个是X;并且其中R-R 中至少一个是L;其中X是一种α,β不饱和羧酸或酸酐;
其中a、b、c、d、e、w、x、y、以及z之和是从8到22的一个数;并且其中w、x、y、以及z中至少一个是1。在一些实施方案中,a、b、c、d、e、w、x、y、以及z之和是从12到18的一个数,而在其他实施方案中,a、b、c、d、e、w、x、y、以及z之和是16。在一些实施方案中,X是选自马来酸酐、富马酸酐以及(甲基)丙烯酸。在一些实施方案中,X是选自
[0095] 以及
[0096] 在一些实施方案中,n是0或1。在一些实施方案中每个R’不要求一种使用X的取代来存在,只要在具有化学式VI的化合物中R’中至少一个确实包含了至少一个X。
[0097] 在一些实施方案中,这些oxmal化合物具有两个或三个基于烃的主链结构(例如两个或三个具有化学式VII的R’结构),并且这些基于烃的主链结构中每一个都具有相同的类型。例如而无限制,这两个或三个基于烃的主链结构中的每一个都可以是一种脂肪酸。在一些实施方案中,这些oxmal化合物包括两个或三个基于烃的主链结构,其中这些基于烃的主链结构中每一个都是相同的。下面的化学式8-10、14-16、20-22、29、以及30是具有选自相同脂肪酸的主链结构的oxmal化合物的实例。具有两个相同的基于烃的主链结构的被氧化并马来化的脂肪酸的非限制性例子包括:被氧化并马来化的癸烯酸;被氧化并马来化的十二碳烯酸;被氧化并马来化的顺式-9-十四碳烯酸;被氧化并马来化的顺式-9-十六碳烯酸;被氧化并马来化的油酸;被氧化并马来化的亚油酸;被氧化并马来化的亚麻酸;被氧化并马来化的顺式-6、顺式-9、顺式-12、顺式-15-十八碳四烯酸;被氧化并马来化的蓖麻油酸;被氧化并马来化的顺式-9-二十碳烯酸;被氧化并马来化的顺式-11-二十碳烯酸;被氧化并马来化的二十碳二烯酸;被氧化并马来化的二十碳三烯酸;
被氧化并马来化的花生四烯酸;被氧化并马来化的二十碳五烯酸;被氧化并马来化的芥酸;被氧化并马来化的二十二碳二烯酸;被氧化并马来化的4、8、12、15、19-二十二碳五烯酸;被氧化并马来化的二十二碳六烯酸;以及被氧化并马来化的二十四碳烯酸。
[0098] 在一些实施方案中,这些oxmal化合物具有两个不同的基于烃的主链结构。例如而无限制,这些基于烃的主链结构之一可以选自脂肪酸并且一个可以选自松香酸。下面的化学式11-13、17-19、以及23-25是具有一个松香酸的基于烃的主链结构以及一个脂肪酸的基于烃的主链结构的oxmal化合物的实例。作为另一个非限制性实例,这些烃主链结构可以是两种不同的脂肪酸。例如而无限制,这些基于烃的主链结构中的一个可以是油酸而这些基于烃的主链结构中的一个可以是亚油酸。
[0099] 在一些实施方案中,一种oxmal化合物可以是处于一种盐的形式。例如,在一种oxmal组合物中的一种oxmal化合物的全部或某一部分可以是处于一种盐的形式。在一些实施方案中,一种oxmal化合物是处于一种阴离子的形式。与一种阴离子的oxmal化合物+ + +一起可以使用任何合适的抗衡阳离子,例如Li、K、和Na。在一些实施方案中,该抗衡阳离+
子是Na。参加实例9。
[0100] 根据本发明的oxmal化合物的非限制性的具体结构实例展示为下面的化学式8-32。这些实例展示了一种同分异构形式;可以制备其他的异构体(例如顺式和反式异构体)并且它们因此是在本发明的范围之内。
[0101]
[0102]
[0103]
[0104]
[0105]
[0106]
[0107]
[0108]
[0109]
[0110]
[0111]
[0112]
[0113] C.氧化的脂肪酸组合物
[0114] 在此提供的氧化的脂肪酸组合物包括一种或多种氧化的脂肪酸化合物,其中当该组合物包括多于一种的氧化的脂肪酸化合物时,这些氧化的脂肪酸化合物可以是相同或不同的。氧化的脂肪酸组合物的非限制性例子是含有以上披露的氧化的脂肪酸化合物中的一种或多种的组合物,例如包括以下项中的一种或多种的组合物:氧化的癸烯酸;氧化的十二碳烯酸;氧化的顺式-9-十四碳烯酸;氧化的顺式-9-十六碳烯酸;氧化的油酸;氧化的亚油酸;氧化的亚麻酸;氧化的顺式-6、顺式-9、顺式-12、顺式-15-十八碳四烯酸;氧化的蓖麻油酸;氧化的顺式-9-二十碳烯酸;氧化的顺式-11-二十碳烯酸;氧化的二十碳二烯酸;氧化的二十碳三烯酸;氧化的花生四烯酸;氧化的二十碳五烯酸;氧化的芥酸;氧化的二十二碳二烯酸;氧化的4、8、12、15、19-二十二碳五烯酸;氧化的二十二碳六烯酸;以及氧化的二十四碳烯酸。在一些实施方案中,一种oxmal组合物包括氧化的油酸;氧化的亚油酸;氧化的亚麻酸;氧化的顺式-9-二十碳烯酸;以及氧化的顺式-11-二十碳烯酸中的一种或多种。在另一个实施方案中,该组合物具有氧化的油酸、氧化的亚油酸、以及氧化的亚麻酸中的一种或多种。在一个另外的实施方案中,该组合物包括氧化的油酸。在一个另外的实施方案中,该组合物包括一种或多种具有化学式1-5的化合物(参见例如实例2)。
[0115] 在一些实施方案中,这些氧化的脂肪酸组合物是已被氧化的多种脂肪酸和脂肪酸混合物的一种来源。脂肪酸的来源可以是例如含有至少一个不饱和位点的任何天然或合成的油,包括藻类产生的以及微生物产生的油。在某些情况下,这些油的蒸馏产物或蒸馏残余物可以用作脂肪酸的来源(例如蒸馏的妥尔油以及妥尔油蒸馏残渣)。在一些实施方案中,该天然或合成的油包括一个不饱和位点、两个不饱和位点或更多。在一些实施方案中,该天然或合成的油包括至少一个不饱和位点。在一些实施方案中,该天然或合成的油包括具有10到24个碳以及至少一个不饱和位点的脂肪酸类。在一些实施方案中,该天然或合成的油包括具有16到22个碳以及从一到五个不饱和位点的一种脂肪酸。在一些实施方案中,该天然或合成的油包括具有16到22个碳以及从一到三个不饱和位点的一种脂肪酸。在一些实施方案中,该天然或合成的油包括具有18个碳以及两个不饱和位点的一种脂肪酸。在其他实施方案中,这些油可以包括具有14个碳以及三个不饱和位点的一种脂肪酸。在一些实施方案中,这些油可以包括脂肪酸类与松香酸类的一种混合物。在一些实施方案中,这些油可以包括亚油酸、一种不饱和的长链脂肪酸、并且还可以包括其他不饱和的脂肪酸以及松香酸作为一种重要组分。在另一个实施方案中,这些油可以包括油酸作为一种重要组分。
[0116] 脂肪酸的天然来源包括基于植物或动物的油组合物。例如,具有不饱和脂肪酸的基于植物和动物的油,它们可以被氧化以生产根据本发明的氧化的脂肪酸组合物。取决于氧化作用的水平,这些组合物还可以包括未反应的或部分反应的种类,例如游离脂肪酸。基于植物以及动物的油的非限制性例子包括:低芥酸菜籽油、蓖麻油、可可脂、椰子油、玉米油、籽油、海甘蓝油、亚麻子油、橄榄油、棕榈仁油、棕榈油花生油、菜籽油、红花油、大豆油、向日葵子油、妥尔油、桐油、黄油、猪油、油、黄脂膏、以及鱼油(例如鲱鱼油、步鱼油、以及沙丁鱼油)。这些油可以直接被氧化,或者如果以一种组合的形式(例如甘油三酯类)存在,则可以在氧化之前被皂化成它们的组分脂肪酸。在某些实施方案中,脂肪酸的来源是一种基于植物或动物的油,该油是选自鱼油、玉米油、大豆油以及妥尔油。
[0117] 在某些实施方案中,脂肪酸的来源是选自妥尔油以及妥尔油产物的一种基于植物的油。在一些实施方案中,这些妥尔油产物是被氧化的妥尔油产物。更普遍地,脂肪酸的妥尔油来源的非限制性例子包括不同的妥尔油产物,例如而不限于一种妥尔油本身、粗制妥尔油、蒸馏的妥尔油产物、妥尔油脂肪酸(TOFA)、妥尔油蒸馏残渣,以及特制妥尔油产品,例如Georgia-Pacific Chemicals LLC,Atlanta,GA提供的那些。例如,具有大于90%的妥尔油脂肪酸以及小于6%的松香酸的妥尔油蒸馏产物,如 100、 101、300、以及 304;妥尔油蒸馏产物如 520、 530以及 542;具有至
少约90%的松香酸以及小于约5%的妥尔油脂肪酸的妥尔油蒸馏产物,如 100;氧化的粗制妥尔油组合物,如 MTO;以及它们的共混物。在一些实施方案中,例如当该妥尔油产物是作为一种被氧化的妥尔油产品购买时,该产品可以无需进一步的改性而进行使用。
[0118] 脂肪酸的来源可以包括不同量值的这些脂肪酸,包括不同量值的不同脂肪酸。在一些实施方案中,脂肪酸的一种来源还可以包括松香酸。例如,TOFA可以包括油酸、亚油酸以及亚麻酸,还有松香酸类,如枞酸以及海松酸。在一些情况下,这些组合物可以进一步包括不可皂化物或中性化合物,例如烃类、高级醇类以及甾醇类。
[0119] 在某些实施方案中,可以使用妥尔油脂肪酸与松香酸的一种共混物作为待氧化的脂肪酸的来源。这样一种共混物可以包括例如从约20%至约99%的妥尔油脂肪酸(例如20%、25%、30%、45%、50%、60%、75%、82%、90%、以及99%)。在一些实施方案中,一种共混物可以进一步包括约1%至约55%的松香酸(例如1%、2.5%、5%、10%、15%、20%、
25%、30%、40%、50%、以及55%)。在一些实施方案中,一种共混物可以包括约45%到约
90%的妥尔油脂肪酸。在一些实施方案中,一种共混物可以包括约30%的妥尔油脂肪酸以及约30%的松香酸。在另一个实施方案中,妥尔油脂肪酸与松香酸之比可以是从约3∶2到约4∶1(例如3∶2、4∶2、3∶1、以及4∶1)。
[0120] 作为一个非限制性实例,该氧化的脂肪酸组合物可以是一种已被氧化的粗制妥尔油组合物。作为另一个非限制性实例,该氧化的脂肪酸组合物可以是一种已被氧化的妥尔油脂肪酸(TOFA)。
[0121] 在一些实施方案中,该氧化的脂肪酸组合物是一种氧化的妥尔油产品。作为一个非限制性例子,该氧化的脂肪酸组合物是 MTO。
[0122] 在一些实施方案中,一种氧化的脂肪酸组合物可以具有处于盐形式的一种或多种氧化的脂肪酸化合物。不受理论限制,一种氧化的脂肪酸化合物的盐形式可以提高该氧化的脂肪酸化合物的水溶性。在一些实施方案中,在一种氧化的脂肪酸组合物中这些氧化的脂肪酸化合物的至少约10%(例如至少约15%、至少约20%、至少约25%、至少约30%、至少约35%、至少约40%、至少约45%、至少约50%、至少约55%、至少约60%、至少约70%、至少约75%、至少约80%、至少约85%、至少约90%、以及至少约95%)可以处于一种盐的形式。在一些实施方案中,在一种氧化的脂肪酸组合物中至少约30%的氧化的脂肪酸化合物可以处于一种盐的形式。
[0123] 在另一个实施方案中,一种氧化的脂肪酸组合物可以包括一种酸化合物,该酸化合物具有通过一个连接基团连接的至少一个第一主链以及一个第二主链。该连接基团可以是一个直接的键、一个醚式键合或一个过氧化物键合。
[0124] 在某些实施方案中,一种氧化的脂肪酸组合物可以包括具有至少两个酸官能度(例如二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、或十二个酸官能度)的化合物。在一些实施方案中,一种氧化的脂肪酸组合物可以包括具有至少三个酸官能度的化合物。酸官能度包括可以水解形成酸的酸酐。
[0125] 一种氧化的脂肪酸组合物可以通过其酸值来表征。如在此使用的,“酸值”是为了中和一克氧化的脂肪酸组合物所需要的以毫克计的氢氧化钾(KOH)的质量。该酸值可以用作对一种氧化的脂肪酸组合物中的羧酸基团的量的一种度量。在一个典型的程序中,将一个已知量值的一种氧化的脂肪酸组合物溶解在有机溶剂中并且用已知浓度的氢氧化钾溶液进行滴定。该酸值可以通过使用含有酚酞作为颜色指示剂的一种氢氧化钾溶液或使用电位分析来确定。用于测量酸值的标准方法是ASTM D 465-05以及AOCS Te 1a-64。
[0126] 在一些实施方案中,酸值可以是从约50mg KOH/g至约200mgKOH/g(例如60mg KOH/g、80mg KOH/g,100mg KOH/g、120mg KOH/g、150mg KOH/g、160mg KOH/g、170mg KOH/g、180mg KOH/g、以及200mg KOH/g)。在某些实施方案中,该酸值可以是从约80mg KOH/g至约
200mg KOH/g。在一些实施方案中,该酸值可以是从约100mgKOH/g至约180mg KOH/g。在一些实施方案中,该酸值可以范围从约120mg KOH/g至约150mg KOH/g。在其他实施方案中,该酸值是约130mg KOH/g。在一些实施方案中,该酸值是至少约80mg KOH/g。在一些实施方案中,该酸值是至少约110mg KOH/g。
[0127] 氧化的脂肪酸组合物的粘度是表征这些组合物的另一种方法。不受理论限制,一种氧化的脂肪酸组合物的粘度与该起始组合物的粘度相比随着酸官能度(例如酸基团的或多个基团如可以水解形成酸的酸酐的数目)的增大而增大了。Gardner-Holdt以及布氏粘度值均可以用来表征一种氧化的脂肪酸组合物。表观粘度可以使用布氏粘度计来确定。这测量了为使一个锭子以恒定速度在25℃的一个氧化的脂肪酸组合物溶液中旋转所需的转矩。用于测量布氏粘度所使用的标准试验方法是ASTM D 803-03以及AOCS Ja10-87(93)。在某些实施方案中,这些氧化的脂肪酸产物的粘度范围在25℃下可以是范围从约1000至约6000cPs。在一些实施方案中,这些氧化的脂肪酸产物的粘度范围在25℃可以是范围从约1300至约5000cPs。在一些实施方案中,这些氧化的脂肪酸产物的粘度范围在25℃可以是范围从约3000至约4000cPs。用于测量Gardner-Holdt粘度的标准试验方法是ASTMD1545-07以及AOCS Ja 11-87(93)。
[0128] 在一些实施方案中,以上描述的这些氧化的脂肪酸组合物可以是在此定义的氧化的清洁脂肪酸组合物。
[0129] D.oxmal组合物
[0130] 在此提供的oxmal组合物包括一种或多种oxmal化合物,其中当该组合物包括多于一种的oxmal化合物时,这些oxmal化合物可以是相同的或不同的。Oxmal组合物的非限制性实例是包括以上披露的oxmal化合物中的一种或多种的组合物,如包括以下项中的一种或多种的组合物:被氧化并马来化的癸烯酸;被氧化并马来化的十二碳烯酸;被氧化并马来化的顺式-9-十四碳烯酸;被氧化并马来化的顺式-9-十六碳烯酸;被氧化并马来化的油酸;被氧化并马来化的亚油酸;被氧化并马来化的亚麻酸;被氧化并马来化的顺式-6、顺式-9、顺式-12、顺式-15-十八碳四烯酸;被氧化并马来化的蓖麻油酸;被氧化并马来化的顺式-9-二十碳烯酸;被氧化并马来化的顺式-11-二十碳烯酸;被氧化并马来化的二十碳二烯酸;被氧化并马来化的二十碳三烯酸;被氧化并马来化的花生四烯酸;被氧化并马来化的二十碳五烯酸;被氧化并马来化的芥酸;被氧化并马来化的二十二碳二烯酸;被氧化并马来化的4、8、12、15、19-二十二碳五烯酸;被氧化并马来化的二十二碳六烯酸;以及被氧化并马来化的二十四碳烯酸。在一些实施方案中,一种oxmal组合物包括被氧化并马来化的油酸、被氧化并马来化的亚油酸、被氧化并马来化的亚麻酸、被氧化并马来化的顺式-9-二十碳烯酸、以及被氧化并马来化的顺式-11-二十碳烯酸中的一种或多种。在另一个实施方案中,该组合物具有被氧化并马来化的油酸、被氧化并马来化的亚油酸、以及被氧化并马来化的亚麻酸中的一种或多种。在一个另外的实施方案中,该组合物包括被氧化并马来化的油酸。在一个另外的实施方案中,该组合物包括一种或多种具有化学式8-32的化合物。
[0131] 在一些实施方案中,这些oxmal组合物是已被氧化和/或马来化的脂肪酸、松香酸以及脂肪酸与松香酸的混合物的一种来源。脂肪酸、松香酸及其混合物的来源可以是例如含有至少一个不饱和位点的任何天然或合成的油,包括藻类产生的以及微生物产生的油。在某些情况下,此类油的蒸馏产物或蒸馏残余物可以用作脂肪酸、松香酸及其混合物的来源(例如蒸馏的妥尔油以及妥尔油蒸馏残渣)。在一些实施方案中,该天然或合成的油包括一个不饱和位点、两个不饱和位点或更多。在一些实施方案中,该天然或合成的油包括至少一个不饱和位点。在一些实施方案中,该天然或合成的油包括从10到24个碳以及至少一个不饱和位点。在一些实施方案中,该天然或合成的油包括从16到22个碳以及从一到五个不饱和位点。在一些实施方案中,该天然或合成的油包括从16到22个碳以及从一到三个不饱和位点。在一些实施方案中,该天然或合成的油包括18个碳以及两个不饱和位点。
在其他实施方案中,这些油可以包含具有14个碳以及三个不饱和位点的一种脂肪酸。在一些实施方案中,这些油可以包含亚油酸、一种不饱和的长链脂肪酸、并且还可以包含其他不饱和的脂肪酸以及松香酸作为一种重要组分。在另一个实施方案中,这些油可以包含油酸作为一种重要组分。
[0132] 脂肪酸、松香酸及其混合物的天然来源包括基于植物或动物的油组合物。例如,具有多个双键的基于植物和动物的油,即在它们的烃链上的不饱和位点可以被氧化并马来化以便生产根据本发明的oxmal组合物。取决于马来化作用的水平,这些组合物还可以包括未反应的或部分反应的种类,例如游离脂肪酸和松香酸、被马来化但未氧化的脂肪酸和松香酸、被氧化但未马来化的脂肪酸和松香酸、以及被氧化且部分马来化的脂肪酸和松香酸。基于植物和动物的油的非限制性例子包括:低芥酸菜籽油、蓖麻油、可可脂、椰子油、玉米油、棉籽油、海甘蓝油、亚麻子油、橄榄油、棕榈仁油、棕榈油、花生油、菜籽油、红花油、大豆油、向日葵子油、妥尔油、桐油、黄油、猪油、牛油、黄脂膏、以及鱼油(例如鲱鱼油、步鱼油、以及沙丁鱼油)。油可以直接被氧化和/或马来化,或者如果以一种组合的形式(如甘油三酯类)存在,则可以在该氧化作用和/或马来化作用之前被皂化成它们的组分脂肪酸。
[0133] 在某些实施方案中,脂肪酸、松香酸和/或它们的混合物的来源是一种基于植物或动物的油,该油是选自鱼油、玉米油、大豆油以及妥尔油。
[0134] 在某些实施方案中,脂肪酸、松香酸和/或它们的混合物的来源是一种基于植物的油,该油是选自妥尔油以及妥尔油产物。在一些实施方案中,这些妥尔油产物是马来化的妥尔油产物。在一些实施方案中,这些妥尔油产物是被氧化的妥尔油产物。更普遍地,脂肪酸、松香酸以及其混合物的妥尔油来源的非限制性实例包括不同的妥尔油产物,例如而不限于:一种妥尔油本身、粗制妥尔油、蒸馏过的妥尔油产物、妥尔油脂肪酸(TOFA)、在从约6%到约25%的范围内被马来化的TOFA、松香酸、妥尔油蒸馏残渣、以及特制妥尔油产物,例如由Georgia-Pacific Chemicals LLC、Atlanta、GA提供的那些。例如,具有大于约90%的妥尔油脂肪酸以及小于约6%的松香酸的妥尔油蒸馏产物,如 100、101、 300、以及 304;妥尔油蒸馏产物,如 520、 530以
及 542;具有至少约90%的松香酸以及小于约5%的妥尔油脂肪酸的妥尔油蒸馏产物,如 100;妥尔油脂肪酸蒸馏残渣与一种蒸馏过的妥尔油的妥尔油共混物,该共混物已经被马来化,如 690、 692;氧化的粗制妥尔油组合物,如 MTO;
以及它们的共混物。
[0135] 脂肪酸、松香酸及其混合物的来源可以包括不同量的这些脂肪酸、松香酸及其混合物,包括不同量的不同的脂肪酸和松香酸。例如,TOFA可以包括油酸、亚油酸以及亚麻酸,还有松香酸类,例如枞酸以及海松酸。在一些情况下,当使用某些妥尔油馏分时,这些组合物可以进一步包括不可皂化物或中性化合物,例如烃类、高级醇类以及甾醇类。
[0136] 在某些实施方案中,妥尔油脂肪酸与松香酸的一种共混物可以用作待被氧化并马来化的脂肪酸和松香酸的来源(即,基于烃的主链结构的来源)。此种共混物可以包括例如从约20%到99%的妥尔油脂肪酸(例如20%、25%、30%、45%、50%、60%、75%、82%、90%、以及99%)以及约1%到约55%的松香酸(例如1%、2.5%、5%、10%、15%、20%、
25%、30%、40%、50%、以及55%)。在一些实施方案中,一种共混物可以包括约45%到约
90%的妥尔油脂肪酸。在一些实施方案中,一种共混物可以包括约30%的妥尔油脂肪酸以及约30%的松香酸。在另一个实施方案中,妥尔油脂肪酸与松香酸之比可以是从约3∶2到约4∶1(例如3∶2、4∶2、3∶1、以及4∶1)。
[0137] 作为一个非限制性实例,该oxmal组合物可以是已经被氧化并马来化的一种粗制妥尔油组合物(参见实例5)。作为另一个非限制性实例,该oxmal组合物可以是已经被氧化并马来化的一种妥尔油脂肪酸(TOFA)组合物(参见实例6)。
[0138] 在一些实施方案中,这些oxmal组合物是已被氧化的马来化妥尔油产物的一种来源。作为一个非限制性实例,该oxmal组合物是已经被氧化的 690(参见实例3)。作为另一个非限制性实例,该oxmal组合物是已经被氧化的 692(参见实例3)。
[0139] 在一些实施方案中,该oxmal组合物是已经被马来化的氧化妥尔油产物的来源。作为一个非限制性实例,该oxmal组合物是已经被马来化的 MTO(参见实例4)。
[0140] 在一些实施方案中,一种oxmal组合物可以具有处于盐形式的一种或多种oxmal化合物。不受理论限制,一种oxmal化合物的盐形式可以提高该oxmal化合物的水溶性。在一些实施方案中,在一种oxmal组合物中的这些oxmal化合物的至少约10%(例如至少约15%、至少约20%、至少约25%、至少约30%、至少约35%、至少约40%、至少约45%、至少约50%、至少约55%、至少约60%、至少约70%、至少约75%、至少约80%、至少约85%、至少约90%、以及至少约95%)可以处于一种盐的形式。在一些实施方案中,在一种oxmal组合物中至少约30%的oxmal化合物可以处于一种盐的形式。
[0141] 在另一个实施方案中,一种oxmal组合物可以包括一种酸化合物,该酸化合物具有通过一个连接基团连接的至少一个第一主链以及一个第二主链。该连接基团可以是一个直接的键、一个醚式键合或一个过氧化物键合。在一些实施方案中,该第一以及第二主链可以独立地选自一种马来化的不饱和脂肪酸或马来化的松香酸。在一些实施方案中,该第一主链是选自一种马来化的不饱和脂肪酸或马来化的松香酸,而该第二主链是选自一种不饱和的脂肪酸或松香酸。
[0142] 马来化的不饱和脂肪酸的非限制性例子可以包括:马来化的癸烯酸;马来化的十二碳烯酸;马来化的顺式-9-十四碳烯酸;马来化的顺式-9-十六碳烯酸;马来化的油酸;马来化的亚油酸;马来化的亚麻酸;马来化的顺式-6、顺式-9、顺式-12、顺式-15-十八碳四烯酸;马来化的蓖麻油酸;马来化的顺式-9-二十碳烯酸;马来化的顺式-11-二十碳烯酸;马来化的二十碳二烯酸;马来化的二十碳三烯酸;马来化的花生四烯酸;马来化的二十碳五烯酸;马来化的芥酸;马来化的二十二碳二烯酸;马来化的4、8、12、15、19-二十二碳五烯酸;马来化的二十二碳六烯酸;以及马来化的二十四碳烯酸。
[0143] 在某些实施方案中,该马来化的不饱和脂肪酸是马来化的油酸、马来化的亚油酸、马来化的亚麻酸、马来化的顺式-9-二十碳烯酸、或马来化的顺式-11-二十碳烯酸。在另一实施方案中,该马来化的不饱和脂肪酸是马来化的油酸、马来化的亚油酸以及马来化的亚麻酸。在一个另外的实施方案中,该马来化的不饱和脂肪酸是马来化的油酸。
[0144] 在某些实施方案中,一种oxmal组合物可以包括具有至少三个酸官能度(例如三、四、五、六、七、八、九、十、十一、或十二个酸官能度)的化合物。在一些实施方案中,一种oxmal组合物可以包括具有至少六个酸官能度的化合物。酸官能度包括可以水解形成酸的酸酐。
[0145] 在某些实施方案中,该oxmal组合物可以被马来化按重量计的从约2%到约40%(例如2%、3.5%、5%、6%、7.5%、8%、10%、12%、以及15%)。在一些实施方案中,百分比的马来化是按重量计从约2%到约25%。在一个实施方案中,百分比的马来化是按重量计3.5%,而在另一个实施方案中,百分比的马来化是按重量计12%。在一些实施方案中,该百分比的马来化是按重量计5%。在一些实施方案中,该百分比的马来化是按重量计6%。所制备的产物的组成与进行的百分比的马来化有关。因此,在一些oxmal组合物中,oxmal化合物可以包括已经在例如至少一个基于烃的主链结构、至少两个基于烃的主链结构、以及所有基于烃的主链结构上被马来化的化合物。在某些实施方案中,一种oxmal组合物可以进一步包括已经被氧化但是没有被马来化的化合物。
[0146] oxmal组合物可以通过其酸值进行表征。如在此使用的,“酸值”是为了中和一克oxmal组合物所需要的以毫克计的氢氧化钾(KOH)的质量。该酸值可以用作一种oxmal组合物中的羧酸基团的量的一种度量。在一个典型的程序中,将已知量的一种oxmal组合物溶解在有机溶剂中并且用已知浓度的一种氢氧化钾溶液进行滴定。该酸值可以通过使用含有酚酞作为颜色指示剂的一种氢氧化钾溶液或使用电位分析来确定。用于测量酸值的标准方法是ASTM D 465-05以及AOCS Te1a-64。
[0147] 在一些实施方案中,该酸值可以是从约50mg KOH/g至约400mgKOH/g(例如65mg KOH/g、100mg KOH/g、150mg KOH/g,200mg KOH/g、250mg KOH/g、330mg KOH/g、以及400mg KOH/g)。在一些实施方案中,该酸值可以是从约150mg KOH/g至约300mg KOH/g。在一些实施方案中,该酸值可以是从约150mg KOH/g至约225mg KOH/g。在某些实施方案中,该酸值可以是范围从约200mg KOH/g至约300mgKOH/g。在其他实施方案中,该酸值是约200mg KOH/g。
[0148] oxmal组合物的粘度是表征这些组合物的另一种方法。不受理论限制,一种oxmal组合物的粘度与该起始组合物的粘度相比随着酸官能度(例如酸基团的或多个基团如可以水解形成酸的酸酐的数目)的增大而增大了。Gardner-Holdt以及布氏粘度值均可以用来表征一种oxmal组合物。表观粘度可以使用布氏粘度计来确定。这测量了为使一个锭子以恒定速度在25℃的一种oxmal组合物的溶液中旋转所需的转矩。用于测量布氏粘度的标准试验方法是ASTM D 803-03以及AOCSJa 10-87(93)。在某些实施方案中,这些oxmal产物的粘度范围在25℃下可以是范围从约1000至27,000cPs。用于测量Gardner-Holdt粘度的标准试验方法是ASTM D 803-03以及AOCS Ja 10-87(93)。
[0149] III.捕收剂化合物以及组合物的制备
[0150] A.氧化的脂肪酸化合物以及组合物的制备
[0151] 用于制备如上所描述的氧化的脂肪酸化合物以及组合物的方法在本领域是已知的。这里的这些实例以及说明提供了制造组合物的方法的实例,但是该化学作用同等地适用于制造化合物的方法。
[0152] 在一些实施方案中,通过将一种具有至少一个不饱和位点以及至少一个烯丙基位点的脂肪酸主链结构进行氧化制备了一种氧化的脂肪酸化合物。在一些实施方案中,该脂肪酸主链结构是一种C16或C18脂肪酸,例如像油酸、亚油酸以及亚麻酸。
[0153] 在一些实施方案中,该组合物可以包括(即该脂肪酸主链结构是)脂肪酸、它们的蒸馏产物或它们的混合物。在一些实施方案中,这些组合物是选自妥尔油、动物油、植物油、藻类产生的油、微生物产生的油、它们的蒸馏产物以及它们的混合物。本领域的普通技术人员将理解,这些油或它们的产物中的某些在氧化之前可能必须被皂化以获得一种适当的脂肪酸主链结构。
[0154] 在一些实施方案中,可以用来制备一种氧化的脂肪酸组合物的合适的油包括而不限于:亚麻籽(亚麻子)油、蓖麻油、桐油、大豆油、棉籽油、橄榄油、低芥酸菜籽油、玉米油、葵花子油、椰子油、菜籽油、红花油、妥尔油、棕榈油、它们的蒸馏产物、以及它们的混合物。这些油包括亚油酸、一种不饱和长链脂肪酸连同其他不饱和脂肪酸作为一个组分。在一些实施方案中,合适的油包括而不限于鱼油,如鲱鱼油、步鱼油、以及沙丁鱼油。在一些实施方案中,一种合适的油是妥尔油。
[0155] 在一些实施方案中,该组合物可以包括动物油脂肪酸、植物油脂肪酸、藻类油脂肪酸、微生物衍生的脂肪酸,以及它们的混合物。
[0156] 在一些实施方案中,氧化作用是通过在氧气或空气的存在下将含有这些脂肪酸主链结构的这些组合物(例如像妥尔油)进行加热而完成的。不饱和的脂肪酸可以通过将其在氧气或空气的存在下加热来聚合。这种聚合反应可以引起该氧化的脂肪酸组合物的粘度的增大。可以使用一种催化剂来增大该氧化反应的速度以便减少为达到所希望的氧化水平以及相关联的粘度的增加所需要的时间、或降低氧化作用进行时的温度。此种催化剂的使用是任选的。不受理论的限制,认为该氧化加热处理引起了脂肪酸通过它们的双键(不饱和位点)和烯丙基位点通过一个直接的键、一个醚式键合或一个过氧化物键合进行交联。该氧化处理持续到获得所希望的结果,例如一个所希望的酸值或一个所希望的粘度。
[0157] 在一些实施方案中,生产一种氧化的脂肪酸组合物的方法涉及通过将妥尔油材料加热到至少约150℃的温度(例如到约160℃至约170℃的范围内的温度)接着鼓入氧气或空气穿过该被加热的妥尔油组合物而将其进行氧化。正如本领域技术人员所理解的,可以有利地使用多种技术以及装置来向该被加热的妥尔油中注入氧气或空气并且本方法不受限于任何特定的技术或设备。如以上所讨论的,该氧化反应可以继续到在该妥尔油中获得所希望的酸值或粘度,表明在该氧化的妥尔油材料中已经获得了所希望的交联水平。
[0158] 在一些实施方案中,适合在生产一种氧化的脂肪酸组合物的方法中使用的妥尔油镏出物组分包括而不限于:脂肪酸、妥尔油松香酸、以及这些馏分的混合物。妥尔油的提纯(即分馏)可以例如提供C16-C18饱和的以及不饱和的脂肪酸还有脂肪酸/松香酸混合物。在制备氧化的妥尔油时,可以在反应中使用此类妥尔油馏出物组分、更轻(即更低沸点)或更重(即更高沸点)的组分、或具有较宽或较窄的沸点范围的组分。不同妥尔油馏分的混合物或共混物也可以用作该妥尔油材料。处于所希望的比例的脂肪酸/松香酸混合物可以通过调节妥尔油分馏的条件而在一种单一馏分中获得。代表性的妥尔油镏出物组分包括可商购的产品 100、 300、 304、以及 520(来自Georgia-Pacific
Chemicals LLC,Atlanta,GA)。
[0159] 在一个实施方案中,例如,可以在一个宽的百分比范围内将主要包括妥尔油脂肪酸的一个第一妥尔油馏分(例如 100)以及主要包括松香酸的一个第二妥尔油馏分(例如 100)的一种混合物进行共混。在此类混合物中,脂肪酸和松香酸的代表性
量值是范围分别从按重量计约20%到约99%和从按重量计约1%到约55%。第一妥尔油馏分与第二妥尔油馏分的代表性重量比可以范围从约3∶2至约4∶1。取决于妥尔油的组成以及分级分离的条件,一种单一的妥尔油馏分还可能足以产生基本上与以上讨论的妥尔油馏分的共混物中任一种相同的一种组成。
[0160] B.oxmal化合物以及组合物的制备
[0161] 在此还提供了用于制备如以上描述的oxmal化合物以及组合物的方法。尽管这里的实例和说明强调了制造组合物的方法,但化学作用同等地适用于制造化合物的方法。
[0162] 在一些实施方案中,通过将一种具有至少一个不饱和位点以及至少一个反应性烯丙基位点的基于烃的主链结构进行氧化和马来化而制备了一种oxmal化合物。该基于烃的主链结构可以是例如一种脂肪酸、松香酸、或具有至少一个反应性烯丙基位点的一种聚烯烃低聚物。在一些实施方案中,该烃主链结构是一种C16或C18脂肪酸,例如像油酸、亚油酸以及亚麻酸。在一些实施方案中,该主链结构首先被氧化然后被马来化。在一些实施方案中,该主链结构首先被马来化然后被氧化。
[0163] 在一些实施方案中,一种oxmal组合物是通过以下过程制备的:(a)将包含一个或多个基于烃的主链结构的一种组合物进行马来化,该基于烃的主链结构具有至少一个不饱度位点;并且(b)氧化该组合物。在一些实施方案中,步骤(a)是在步骤(b)之前进行的,而在其他实施方案中,步骤(b)是在步骤(a)之前进行的。在一些实施方案中,该组合物可以包括(即这些基于烃的主链结构是)脂肪酸、松香酸、它们的蒸馏产物或它们的混合物。在一些实施方案中,这些组合物是选自妥尔油、动物油、植物油、藻类产生的油、微生物产生的油、它们的蒸馏产物以及它们的混合物。本领域的技术人员将理解,这些油或它们的产物中的某些在该氧化作用和马来化作用之前可能必须被皂化以获得一种适当的主链结构或一种脂肪酸。
[0164] 在一些实施方案中,可以用来制备一种被氧化且马来化的组合物的合适的油包括而不限于:亚麻籽(亚麻子)油、蓖麻油、桐油、大豆油、棉籽油、橄榄油、低芥酸菜籽油、玉米油、葵花子油、椰子油、油菜籽油、红花油、妥尔油、棕榈油、它们的蒸馏产物、以及它们的混合物。这些油包括亚油酸、一种不饱和长链脂肪酸连同其他不饱和脂肪酸作为一个组分。在一些实施方案中,合适的油包括而不限于鱼油,如鲱鱼油、步鱼油、以及沙丁鱼油。
[0165] 在一些实施方案中,这些组合物可以包括动物油脂肪酸、植物油脂肪酸、藻类油脂肪酸、微生物衍生的脂肪酸以及它们的混合物。
[0166] 在一种oxmal组合物的制备中,同一种oxmal化合物的制备一样,该组合物的烃主链结构的氧化作用以及马来化作用可以按任一顺序进行。例如,可以先将一种脂肪酸组合物马来化并且然后可以在该马来化作用之后跟随一个氧化作用(参见实例4和5)。可替代地,可以先将该脂肪酸组合物氧化并且然后可以将该氧化的组合物马来化(参见实例3)。
[0167] 在一些实施方案中,生产一种oxmal组合物的方法包括将一种可商购的马来化的脂肪酸组合物(例如而不限于 690或 692)氧化。在一些实施方案中,生产一种oxmal组合物的方法包括将一种可商购的氧化的妥尔油组合物(例如而不限于
MTO)马来化。
[0168] 在一些实施方案中,氧化作用是通过在氧气或空气的存在下将含有这些基于烃的主链结构的这些组合物(例如像妥尔油)加热而完成的。不饱和的基于烃的结构可以通过将其在氧气或空气的存在下加热来聚合。这种聚合反应可以引起该oxmal组合物的粘度的增大。可以使用一种催化剂来增加该氧化反应的速度以便减少为了达到所希望的氧化水平以及相关联的粘度增加所需要的时间、或降低该氧化作用进行时的温度。此种催化剂的使用是任选的。在一些实施方案中,一种基于烃的结构可以是一种脂肪酸、松香酸或它们的混合物。不受理论的限制,认为该氧化加热处理引起了这些烃链酸通过它们的双键(不饱和位点)以及烯丙基位点经由一个直接的键、一个醚式键合或一个过氧化物键合进行交联。该氧化处理持续到获得了所希望的结果,例如一个所希望的酸值或一个所希望的粘度。
[0169] 在一些实施方案中,在生产一种oxmal组合物的方法中的氧化步骤涉及通过将妥尔油材料加热到至少约150℃的温度(例如到在约160℃至约170℃的范围内的温度)接着鼓入氧气或空气穿过该加热过的妥尔油组合物而将其进行氧化。正如本领域技术人员所理解的,可以有利地使用多种技术以及装置来向该加热过的妥尔油中注入氧气或空气并且本方法不受限于任何特定的技术或设备。如以上所讨论的,该氧化反应可以继续到在该妥尔油获得所希望的酸值或粘度,表明在该氧化的妥尔油材料中已获得了所希望的交联水平。
[0170] 在一些实施方案中,在生产一种oxmal组合物的方法中的马来化步骤涉及使该组合物中的这些基于烃的结构与一种或多种α,β不饱和羧酸或酸酐进行反应。所使用的α,β不饱和羧酸或酸酐的量基于待马来化的组合物而变化。该酸酐(或一种或多种酸)的合适的量基于该组合物与该酸酐(或一种或多种酸)相结合的重量和/或所希望的马来化的量可以是范围从按重量计约2%到约40%。在一些实施方案中,该酸酐(或一种或多种酸)的量基于该组合物与酸酐(或一种或多种酸)相结合的重量和/或所希望的马来化的量可以是范围从约2%到约25%,通常是从按重量计2%到约15%。在一些实施方案中,该α,β不饱和羧酸或酸酐是选自:马来酸酐、富马酸、或(甲基)丙烯酸。在一些实施方案中,该α,β不饱和羧酸或酸酐是一种生物来源的不饱和羧酸或酸酐。所制备的产物的组成与进行的百分比的马来化有关。因此,在一些oxmal组合物中,oxmal化合物可以包括已经在例如至少一个基于烃的主链结构、至少两个基于烃的主链结构、以及所有基于烃的主链结构上被马来化的化合物。在某些实施方案中,一种oxmal组合物可以进一步包括已经被氧化但是没有被马来化的化合物。
[0171] 在现有技术中,明显一直存在着一种协同努力来使用主要地(若非几乎排外地)包括妥尔油脂肪酸(TOFA)的妥尔油材料用亚油酸以一种促进形成狄尔斯-阿尔德反应加合物的方式(一般是通过使用一种催化剂)来进行马来化反应(例如与马来酸酐和/或富马酸和/或丙烯酸),而与这种现有技术相比,诸位发明人已经发现此类限制不是必需的。在一些根据本发明的实施方案中,马来化作用进行的条件不需要受到控制(例如不需要催化剂),这样,狄尔斯-阿尔德反应占优势;没有必要集中在用共轭脂肪酸(例如亚油酸)来生产狄尔斯-阿尔德反应加合物上。
[0172] 例如,一种妥尔油(例如而不限于粗制妥尔油或妥尔油镏出物或组分)的马来化作用通过该妥尔油与例如马来酸酐、富马酸、和(甲基)丙烯酸中的一种或多种进行反应而进行。一旦组合后,将该反应混合物加热到从约150℃至约250℃的温度。在某些实施方案中,该反应温度是从约200℃到约230℃。在其他实施方案中,该反应温度是从约215℃到约225℃。在一些实施方案中,可以使用催化剂。此类催化剂在本领域是熟知的。
[0173] 该马来化反应在从约5小时到约36小时、典型地是从约20小时到约30小时的反应时间之后是基本完成的。不受理论所限制,该马来酸酐、富马酸酐和/或(甲基)丙烯酸与该基于烃的材料在该材料中存在的不同的饱和位点处进行反应。例如,马来酸酐与一种不饱和妥尔油脂肪酸的反应在烯烃位点上通过所谓的“烯(ene)”反应导致了该酸酐环到该酸上的加成。马来酸酐与一种衍生自妥尔油的松香酸在二烯烃位点上的反应以及与共轭不饱和脂肪酸的反应可以替代地形成具有带一个不饱和位点的一个六元环的狄尔斯-阿尔德加成产物。可以发生的代表性反应的非限制性实例在美国专利号4,927,669中进行了说明。
[0174] 可能会在马来化的妥尔油组合物(适合用作生产化学改性的被氧化且马来化的不饱和脂肪酸组合物的起始材料)(尤其是用马来酸酐马来化的妥尔油组合物)中发现的分子种类的一组代表性结构包括与共轭的亚油酸的狄尔斯-阿尔德反应产物以及与油酸以及反油酸的ene反应产物,如下:
[0175]
[0176] 如本领域技术人员将理解的,当使用任何α,β不饱和羧酸或酸酐用于这些马来化反应时,形成了某些类似的结构。
[0177] 在一些实施方案中,适合在生产一种oxmal组合物的方法中使用的妥尔油镏出物组分包括而不限于:脂肪酸、妥尔油松香酸、以及这些馏分的混合物。妥尔油的提纯(即分馏)可以例如提供C16-C18饱和的以及不饱和的脂肪酸连同脂肪酸/松香酸混合物。在制备马来化的妥尔油的过程中,此类妥尔油镏出物组分、更轻(即更低沸点)或更重(即更高沸点)的组分或具有更宽或更窄沸点范围的组分可以用在与一种α,β不饱和羧酸或酸酐的反应中。不同妥尔油馏分的混合物或共混物也可以用作该妥尔油材料。处于所希望的比例的脂肪酸/松香酸混合物可以通过调节妥尔油分馏的条件而在一种单一馏分中获得。代表性的妥尔油镏出物组分包括可商购的产品 100、 300、 304、以及
520(来自Georgia-Pacific Chemicals LLC、Atlanta、GA)。
[0178] 在一个实施方案中,例如,可以在一个宽的百分比范围内将主要包括妥尔油脂肪酸的一个第一妥尔油镏出物馏分(例如 100)以及主要包括松香酸的一个第二妥尔油镏出物馏分(例如 100)的一种混合物进行共混。在此类混合物中,脂肪酸和松
香酸的代表性量值分别是范围从按重量计约20%到约99%和从按重量计约1%到约55%。
第一妥尔油馏分与第二妥尔油馏分的代表性重量比可以范围从约3∶2至约4∶1。如果使用这样一种共混物来通过与一种α,β不饱和羧酸或酸酐的反应而形成一种马来化的妥尔油材料,则该酸酐(或一种或多种酸)的合适的量基于该妥尔油馏分与该酸酐(或一种或多种酸)结合的重量可以是范围从按重量计约2%到约25%,通常从按重量计约2%到约15%。取决于妥尔油的组成以及分级分离的条件,一种单一的妥尔油馏分也可能足以产生基本上与以上讨论的妥尔油馏分的共混物中任一种相同的一种组成。
[0179] 在某些实施方案中,适合在生产一种被氧化且马来化的不饱和脂肪酸组合物的过程中使用的马来化的不饱和脂肪酸组合物是可商购的。例如,马来化的妥尔油产品可以在商业上作为 690以及 692(来自Georgia-Pacific Chemicals LLC、Atlanta、GA)获得。
[0180] 如以上所指出,基于烃的组合物的氧化和马来化步骤可以按任一顺序进行,如后面的实例中所展示的。
[0181] C.捕收剂共混物
[0182] 用于在此描述的方法中的组合物可以包括一种或多种在此描述的捕收剂的共混物。在一些实施方案中,这些共混物可以进一步包括适合用在泡沫浮选池中的其他产物。在一些实施方案中,一种共混物可以包括从1%至99%的一种捕收剂(例如,10%、25%、
30%、50%、65%、80%、95%、或99%)以及从1%至99%的一种或多种另外的组分(例如,
10%、25%、30%、50%、65%、80%、95%、或99%)。在一些实施方案中,一种共混物可以包括多于一种的捕收剂。在一些实施方案中,一种共混物可以包括一种捕收剂以及泡沫剂、抑浮剂、另外的捕收剂、活化剂和改性剂中的一种或多种,如以上所描述的。在一些实施方案中,一种共混物包括一种捕收剂以及一种泡沫剂。在一些实施方案中,一种共混物包括一种捕收剂以及一种抑浮剂。在一些实施方案中,一种共混物包括一种捕收剂以及一种活化剂。
在一些实施方案中,一种共混物包括一种捕收剂以及一种改性剂。
[0183] 在一些实施方案中,可以制备一种氧化的脂肪酸组合物与一种oxmal组合物的一种共混物。这样一种共混物可以包括从约1%至约99%的一种氧化的脂肪酸组合物以及从约1%至约99%的一种oxmal组合物。在一些实施方案中,一种共混物包括约75%的一种氧化的脂肪酸组合物以及约25%的一种oxmal组合物。在一些实施方案中,一种共混物包括约85%的一种氧化的脂肪酸组合物以及约15%的一种oxmal组合物。
[0184] 如之前所描述的,在此描述的一种捕收剂,如氧化的脂肪酸组合物、氧化的清洁脂肪酸组合物、oxmal组合物、以及它们的混合物,可以与矿物的浮选中使用的不同的另外的组分共混。一种捕收剂与一种或多种另外的组分可以容易地结合并且在用于不同矿物种类的浮选的普遍浮选方法中使用。例如,用于矿物浮选中的一种组合物可以包括一种捕收剂,该捕收剂与以下项共混:
[0185] (1)一种烷基磺基琥珀酸酯,来浮选黑云母、方解石、白云石、菱镁矿、铁氧化物、金红石以及钛铁矿;
[0186] (2)一种烷基硫酸酯,来浮选天青石、石膏、钾盐镁矾、硫酸铅矿、铝土矿、重晶石、明矾石、氟石,以及硬石膏;
[0187] (3)一种单或二膦酸酯,来浮选黑云母、铁氧化物、氟石、以及钛矿物;
[0188] (4)一种氧化的石油产品,来浮选明矾石;
[0189] (5)一种非离子型表面活性剂如一种烷氧基化的烷基酚,来浮选煤、长石、磷灰石以及硫;
[0190] (6)粗制妥尔油、粗制妥尔油蒸馏馏分、以及它们的混合物,来浮选煤、长石、磷灰石以及硫;
[0191] (7)烷氧基化的烷基酚甲醛缩合物,来浮选煤、长石、磷灰石、以及硫;
[0192] (8)一种琥珀酸酯、琥珀酸半酯、以及它们的混合物,来浮选氟石以及磷灰石;
[0193] (9)一种链烯基琥珀酸、链烯基琥珀酸盐、以及它们的混合物,来浮选白钨矿;
[0194] (10)一种肌氨酸金属盐,来浮选磷灰石以及其他磷酸盐矿石;
[0195] (11)一种植物油如米糠油,来浮选磷灰石以及其他磷酸盐矿石;以及
[0196] (12)一种烷基异羟肟酸酯,来浮选氧化物、氢氧化物以及磷酸盐矿物,像易解石、锐钛矿、水锑铅矿、方铁锰矿、板钛矿、金绿宝石、铌铁矿、刚玉、赤铜矿、黑稀金矿、褐钇铌矿、黑锰矿、赤铁矿、钛铁矿、钙钛矿、方镁石、复稀金矿、假板钛矿、烧绿石、贝塔石、细晶石、拉锰矿、钡硬锰矿、锡石、黑铅矿、软锰矿、金红石、斯石英、铌钇矿、方锑矿、铬铁矿、锌铁尖晶石、镁铬铁矿、磁铁矿、尖晶石、塔菲石、钽铁矿、重钽铁矿、晶质矿、锑华、红锌矿、水镁石、三水铝石、针铁矿、褐铁矿、水锰矿、硬锰矿、锑钙石、水锑矿、钾铀矿、钒钙铀矿、变钙铀云母、钙铀云母、磷灰石、福磷钙铀矿、铜铀云母、水磷铈矿、磷铁锂矿、磷钙铝矾、磷铝钠石、磷酸钙铈矿(chirchite)、磷锰锂矿、磷铅铝矾、磷锶铝矾、水砷铁铜石、黄磷铁矿、绿磷铅铜矿、磷铝石、磷锌矿、变钾铀云母、磷钙锌矿、红磷铁矿、白磷钙石、磷钇矿、磷铝锂石、羟磷铁钠石、劳埃石、变钡铀云母、变磷铝石、羟磷铝锂石、假孔雀石、绿铁矿、施特伦茨石、三斜磷锌矿、磷铝镁铁钙石、斜磷钙铁矿、光彩石、簇磷铁矿、铁绿松石、磷钙镁石、钡铀云母、翠砷铜铀矿、硅钾铀矿、硅钙铀矿、变铜铀云母、变钡铀云母、砷铋铀矿、水钾铀矾、铀矾、硫磷铝铁铀矿、独居石、黄锑华、羟碲铜锌石(quetzalcoaltlite)、红锌矿、硅锰锌矿、绿铜锌矿、羟碳锌石、锌孔雀石、羟钒锌铅石、磷锌矿、磷锌铜矿、基铜矾、以及针尖晶石。
[0197] 一种氧化的脂肪酸组合物、氧化的清洁脂肪酸组合物、oxmal组合物、以及它们的混合物还可以与一种或多种脂肪酸共混。例如,一种氧化的脂肪酸组合物可以与油酸共混。
[0198] IV.套件以及制造物品
[0199] 在此描述的这些捕收剂化合物以及组合物可以包装成制造物品(例如套件),这些制造物品包括包装材料、在该包装材料内的如在此提供的一种捕收剂化合物或组合物、以及一个标签,该标签指示了这种捕收剂化合物或组合物对泡沫浮选是有用的。
[0200] 典型地,一个套件包括在此描述的一种捕收剂。在一些实施方案中,一个套件包括至少两种捕收剂。在一些实施方案中,一个套件包括一种氧化的脂肪酸组合物。在某些实施方案中,一个套件可以包括该套件的使用说明(即,对泡沫浮选的说明)。在一些实施方案中,一个套件包括一种oxmal组合物。在一些实施方案中,一个套件包括一种或多种氧化的脂肪酸组合物以及一种或多种oxmal组合物。在一些实施方案中,该套件进一步包括一种泡沫剂、一种抑浮剂、一种另外的捕收剂、一种活化剂、一种改性剂以及它们的混合物中的一种或多种。在某些实施方案中,一个套件可以包括一种捕收剂以及一种泡沫剂。在另一实施方案中,一个套件可以包括一种捕收剂以及一种抑浮剂。在一些实施方案中,一个套件可以包括一种捕收剂以及一种活化剂。在一些实施方案中,一个套件可以包括一种捕收剂以及一种改性剂。在一些实施方案中,一个套件可以包括一种捕收剂以及泡沫剂、一种抑浮剂、一种另外的捕收剂、一种活化剂、一种改性剂和它们的混合物中的一种或多种的一种共混物。
[0201] 在一些实施方案中,该套件可以包括一种捕收剂以及一个标签,该标签指示了这些含量将被用在泡沫浮选中。在另一个实施方案中,该套件可以包括一种捕收剂以及一个标签,该标签指示了这些含量将被用在磷酸盐泡沫浮选中。在另一个实施方案中,该套件可以包括一种捕收剂以及一个标签,该标签指示了这些含量将被用在钾碱泡沫浮选中。在一个另外的实施方案中,一个套件可以包括一种捕收剂以及一个标签,该标签指示了这些含量将与以下项中的一种或多种结合使用:一种泡沫剂、一种抑浮剂、一种另外的捕收剂、一种活化剂、一种改性剂以及它们的混合物。
[0202] 在一个实施方案中,本发明是:
[0203] 1.一种泡沫浮选方法,该方法包括使用一种捕收剂来浮选一种矿物,该捕收剂包括一种氧化的清洁脂肪酸组合物、一种oxmal组合物以及它们的混合物中的一种或多种。
[0204] 2.根据段落1所述的方法,其中该捕收剂是一种阴离子的捕收剂。
[0205] 3.根据段落2所述的方法,其中该阴离子的捕收剂具有一种抗衡阳离子,该抗衡+ + + +阳离子是选自Li、Na、K、NH4、烷基铵离子、以及咪唑啉阳离子。
[0206] 4.根据段落2所述的方法,其中该阴离子的捕收剂具有一种抗衡阳离子,该抗衡+ + +阳离子是选自Li、Na、以及K。
[0207] 5.根据以上段落中任一项所述的方法,其中该捕收剂是一种氧化的脂肪酸组合物。
[0208] 6.根据段落5所述的方法,其中该氧化的脂肪酸组合物是一种氧化的妥尔油脂肪酸组合物。
[0209] 7.根据以上段落中任一项所述的方法,其中该捕收剂是一种oxmal组合物。
[0210] 8.根据以上段落中任一项所述的方法,其中该矿物是选自:磷酸盐、重晶石、萤石、长石、钾碱、氟石、菱镁矿、白钨矿、天青石、硫酸铅矿、明矾石、铝土矿、石膏、钾盐镁矾、黑云母、方解石、白云石、钠长石、正长石、微斜长石、氟石、石膏、硬石膏、铌铁矿、钽铁矿、烧绿石、磷灰石、锡石、黑钨矿、金红石、钛铁矿、赤铁矿以及高岭土。
[0211] 9.根据段落8所述的方法,其中该矿物是磷酸盐。
[0212] 10.根据段落8所述的方法,其中该矿物是钾碱。
[0213] 11.根据以上段落中任一项所述的方法,其中该方法进一步包括使用一种泡沫剂。
[0214] 12.根据以上段落中任一项所述的方法,其中该方法进一步包括使用一种抑浮剂。
[0215] 13.一种泡沫浮选方法,包括使用由以下过程制成的一种捕收剂:
[0216] a)提供一种清洁的脂肪酸组合物;并且
[0217] b)将该清洁的脂肪酸组合物氧化;
[0218] 以从脉石中分离出一种矿物。
[0219] 14.一种泡沫浮选方法,包括使用由以下过程制成的一种捕收剂:
[0220] a)提供一种脂肪酸组合物;
[0221] b)将该脂肪酸组合物马来化;并且
[0222] c)将该脂肪酸组合物氧化;
[0223] 以从脉石中分离出一种矿物。
[0224] 15.一种磷酸盐泡沫浮选方法,包括使用由以下过程制成的一种捕收剂:
[0225] a)提供一种清洁的脂肪酸组合物;并且
[0226] b)将该清洁的脂肪酸组合物氧化;
[0227] 以从脉石中分离出磷酸盐。
[0228] 16.一种磷酸盐泡沫浮选方法,包括使用由以下过程制成的一种捕收剂:
[0229] a)提供一种脂肪酸组合物;
[0230] b)将该脂肪酸组合物马来化;并且
[0231] c)将该脂肪酸组合物氧化;
[0232] 以从脉石中分离出磷酸盐。
[0233] 17.一种泡沫浮选工艺,包括使用一种氧化的脂肪酸组合物来收集一种矿物,其中该氧化的脂肪酸组合物包括小于按重量计2.5%的一种植物衍生的胺。
[0234] 18.一种泡沫浮选工艺,包括使用一种氧化的脂肪酸组合物来收集一种矿物,其中该氧化的脂肪酸组合物包括按重量计至少65%的一种氧化的脂肪酸。
[0235] 19.一种泡沫浮选工艺,包括使用一种氧化的脂肪酸组合物来收集一种矿物,其中该氧化的脂肪酸组合物包括小于按重量计5%的一种妥尔油沥青。
[0236] 20.一种泡沫浮选工艺,包括使用一种氧化的脂肪酸组合物来收集一种矿物,其中该氧化的脂肪酸组合物包括小于按重量计20%的一种燃料油或加热炉的油。
[0237] 21.一种泡沫浮选工艺,包括使用一种氧化的脂肪酸组合物来收集一种矿物,其中该氧化的脂肪酸组合物具有至少约80的酸值。
[0238] 22.根据段落21所述的泡沫浮选工艺,其中该氧化的脂肪酸组合物具有至少约110的酸值。
[0239] 23.根据段落21所述的泡沫浮选工艺,其中该氧化的脂肪酸组合物具有约120至约150之间的酸值。
[0240] 24.一种泡沫浮选工艺,包括使用一种氧化的脂肪酸组合物来收集一种矿物并且提供与由一种脂肪酸组合物所提供的该矿物的产率相比更高的一个矿物产率。
[0241] 25.一种泡沫浮选工艺,包括使用一种oxmal组合物来收集一种矿物并且提供与由一种脂肪酸组合物所提供的该矿物的产率相比更高的一个矿物产率。
[0242] 26.一种泡沫浮选工艺,包括使用一种氧化的脂肪酸组合物来收集一种矿物并且提供与由一种脂肪酸组合物所提供的该矿物的等级相比更高的一个矿物等级。
[0243] 27.一种泡沫浮选工艺,包括使用一种oxmal组合物来收集一种矿物并且提供与由一种脂肪酸组合物所提供的该矿物的等级相比更高的一个矿物等级。
[0244] 28.一种钾碱泡沫浮选法,该方法包括使用一种捕收剂来浮选钾碱,该捕收剂包括一种氧化的脂肪酸组合物。
[0245] 29.一种钾碱泡沫浮选法,该方法包括使用一种捕收剂来浮选钾碱,该捕收剂包括一种oxmal组合物。
[0246] 30.从脉石中分离一种矿物的一种方法,该方法包括向该矿物和脉石的一种溶液中提供一种氧化的脂肪酸组合物,从而将该矿物从该脉石中分离出。
[0247] 31.从脉石中分离一种矿物的方法,该方法包括向该矿物和脉石的溶液中提供一种oxmal组合物,从而将该矿物从该脉石中分离出。
[0248] 32.一种组合物,包括一种捕收剂以及一种泡沫剂,其中该捕收剂包括一种氧化的脂肪酸组合物、oxmal组合物、以及它们的混合物中的一种或多种。
[0249] 33.一种组合物,包括一种捕收剂以及一种抑浮剂,其中该捕收剂包括一种氧化的脂肪酸组合物、oxmal组合物、以及它们的混合物中的一种或多种。
[0250] 34.包括两种或多种捕收剂的一种组合物,其中这些捕收剂中的至少一种而非全部,是一种氧化的脂肪酸。
[0251] 35.一种套件,包括一种捕收剂以及一种泡沫剂,其中该捕收剂包括一种氧化的脂肪酸组合物、oxmal组合物、以及它们的混合物中的一种或多种。
[0252] 36.一种套件,包括一种捕收剂以及一种抑浮剂,其中该捕收剂包括一种氧化的脂肪酸组合物、oxmal组合物、以及它们的混合物中的一种或多种。
[0253] 37.根据段落35和36所述的套件,其中该套件进一步包括对于浮选一种材料的多项说明。
[0254] 38.根据段落35和36所述的套件,其中该套件进一步包括一个标签,该标签指示了这些含量将被用在一种矿物的泡沫浮选中。
[0255] 实例
[0256] 一般方法:
[0257] 酸值是使用标准方法ASTM D 465-05和AOCS Te 1a-64来确定的。使用标准试验方法ASTM D 803-03以及AOCS Ja 10-87(93)来测量布氏粘度。Gardner-Holdt粘度是使用标准方法ASTM D1545-07以及AOCSJa 11-87(93)来确定的。含水的酸值是通过使用水性0.5N NaOH将溶剂中溶解的产物样品滴定到电位法的终点(例如pH 13)而获得的。所有的酸官能度被完全滴定。使用以上描述的相同的ASTM测试方法。
[0258] 实例1:在磷酸盐选矿中作为浮选捕收剂的氧化的以及oxmal的组合物
[0259] 磷酸盐矿石可以使用Crago双浮选工艺来进行选矿,其中将该矿石首先使用一种阴离子捕收剂进行浮选,并且然后将该改善了的矿石经受使用一种阳离子捕收剂(它使粘土浮起并允许被改善的磷酸盐矿石下沉)的第二“反浮选”。这个实例使用一种阴离子捕收剂进行该第一“正浮选”。对以下试剂与一种专有的商用试剂一起进行了评估:
[0260] (1)一种氧化的TOFA组合物;
[0261] (2) 100(可商购的TOFA;商业上用作磷酸盐捕收剂的一种组分);
[0262] (3)一种氧化的并且马来化的TOFA组合物;
[0263] (4)一种马来化的TOFA组合物;
[0264] (5)一种马来化并且氧化的粗制妥尔油组合物;以及
[0265] (6)一种氧化的并且马来化的70∶30的TOFA与松香的共混物。
[0266] 这些捕收剂在磷酸盐浮选中的性能评估在以下操作条件下进行:
[0267] 磷酸盐矿石试验样品是从中佛罗里达收集的。将该磷酸盐样品进行均匀化并且分裂用于分析、存储以及随后的使用。该磷酸盐的酸不溶物(A.I.)含量以及P2O5等级分别是71.5%和14.2%。该磷酸盐样品包括按重量计约0.7%的大于16筛目(1.18mm)的颗粒。
30-100筛目粒度的部分占到了它们的按重量计大于90%,而100-200筛目的部分占按重量计小于1%。
[0268] 使用配备有一个2-升的罐的一台Denver D-12实验室浮选机器用于磷酸盐浮选试验。在这个研究中对捕收剂类型、捕收剂剂量以及调节的pH进行研究。调节时间以及叶轮旋转速度分别固定在2分钟和1500rpm。
[0269] 图1示出了对于以上描述的六种捕收剂连同一种典型的商用磷酸盐捕收剂(带标签的植物试剂(plant reagent))的每一种所评估的捕收剂剂量(范围从0.3lb/吨至0.9lb/吨)对磷酸盐浮选回收百分比的影响。这些曲线表明,随着捕收剂剂量从0.3lb/吨增加至0.9lb/吨,浮选P2O5回收率显著地增大。捕收剂(1)(氧化的TOFA)在所有剂量下显示了比其他试验样品(包括典型的商用磷酸盐捕收剂(植物试剂)以及也已被用作一种商用磷酸盐捕收剂的直链妥尔油脂肪酸(1))中的任何一种更好的百分比回收率。捕收剂(1)在0.9lb/吨的捕收剂剂量下实现了99.7%的最大浮选P2O5回收率,而当该商用的磷酸盐捕收剂(植物试剂)以0.9lb/吨使用时实现了97.9%的最大浮选回收率。
[0270] 图2展示了对于这些实验捕收剂(包括一种典型的商用磷酸盐捕收剂、带标签的植物试剂)中的每一个,捕收剂剂量对产物中的百分比P2O5回收率的影响。这些曲线指明了对于所有试剂在0.6lb/吨下,产物中的百分比P2O5达到了最大值。对于百分比回收率,捕收剂(1)(氧化的TOFA)与其他试验捕收剂相比在所有的剂量下都产生了产物中的最高百分比P2O5。捕收剂(1)以0.9lb/吨的捕收剂剂量实现了20.4%P2O5的浓度。相比之下,该商用磷酸盐捕收剂(植物试剂)在以0.9lb/吨的剂量使用时实现了19.8%P2O5的浓度等级。
[0271] 图3示出了对于每种捕收剂,捕收剂剂量对产物中的百分比可溶物(酸可溶物)的影响。产物中的百分比可溶物是对于产物中可得的磷的量值的一种度量。这些曲线表明对于绝大多数的试剂在0.6lb/吨下,产物中的百分比P2O5达到了最大值。对于百分比回收率以及产物中的百分比P2O5,捕收剂(1)(氧化的TOFA)在所有剂量下都呈现出了产物中的最高的百分比可溶物。捕收剂(3)(一种oxmal组合物)也显示了强的性能,尤其是与直链妥尔油脂肪酸(2)相比。当以0.9lb/吨的剂量使用时,与该商用磷酸盐捕收剂(植物试剂)的39.1%相比,捕收剂(1)实现了40%的产物中的百分比可溶物。
[0272] 图4示出了捕收剂类型以及剂量对磷酸盐分离效率的影响,磷酸盐分离效率被定义为P2O5回收率与A.I.回收率之差,即,分离效率=(%P2O5回收率+%A.I.剔除率=100%)。这些曲线表明,随着捕收剂剂量从0.3lb/吨增加至0.6kg/吨,分离效率增大了。
使用(1)、植物试剂、以及(3)时最大分离效率在约0.6lb/吨的捕收剂剂量下实现。在更高的捕收剂浓度下,该分离效率由于A.I.剔除率的降低而降低了。使用(1)时分离效率优于所有其他被评估的捕收剂。如在百分比可溶物评估中,在分离效率上捕收剂(3)胜过捕收剂(2) 100。
[0273] 图5展示了对于七种捕收剂P2O5回收率和A.I.剔除率之间的关系。这些曲线表明,与处于高P2O5回收率范围内的该植物试剂相比,在给定的A.I.剔除率下使用捕收剂(1)的浮选P2O5回收率高出约2%。捕收剂(1)曲线总是在植物试剂的曲线以及实际上所有其他曲线的上面这一事实表明捕收剂(1)展示了最高的分离效率。
[0274] 总之,图1-5中示出的这些结果表明,捕收剂(1)在试验条件下用于磷酸盐浮选的这七种捕收剂中是表现最好的。此外,在每个试验中与捕收剂(2)( 100)相比,捕收剂(3)展现了优越的磷酸盐浮选能力。
[0275] 实例2:氧化的妥尔油脂肪酸的制备
[0276] 向适配了一个热电偶、多孔玻璃鼓泡管、冷凝器以及一个搅拌叶片的2升的烧瓶中加入1400.0克(4.87摩尔)的妥尔油脂肪酸。然后将反应烧瓶加热到165℃。一旦妥尔油脂肪酸达到了155℃的温度,就以4升/分钟的速度对该反应容器施加空气鼓泡。一旦温度达到165℃,将反应混合物在该温度保持38小时直到酸值为120-140mgKOH/g。然后去除空气鼓泡并且将该氧化的妥尔油脂肪酸冷却到60℃并且倾倒入一个样品容器中。这种产物的物理特性如下:酸值(mgKOH/g)=137.1;布氏粘度=3604cPs(25℃,S#18,100rpm);密度(25℃)=8.18lbs/gal;Sp.Grav.(25℃)=0.982。
[0277] 实例3:马来化的妥尔油产物的氧化
[0278] 将两种马来化的妥尔油产物 690和 692在升高的温度下用空气进行氧化。 690是妥尔油脂肪酸残渣与一种蒸馏的妥尔油的一种妥尔油共混物,该共混物已在约3.5%的水平上被马来化。 692是一种妥尔油松香与妥尔油脂肪酸的一种共混物,该共混物已在约12%的水平上被马来化。
[0279] 将这些妥尔油共混物中每一种加料到一个反应器中,该反应器装配有一个搅拌器、一个热电偶以及通过软管连接到空气供应源上的一个多孔玻璃鼓泡石(sparge stone)。将这些妥尔油共混物加热到165℃并且通入空气且调节为4L/hr的流速通过该鼓泡石。然后将该马来化的妥尔油反应混合物加热到177℃并且随着氧化反应的进行而频繁地取样以得到酸值和粘度(Gardner-Holdt),同时将反应混合物保持在177℃的温度。随着空气的鼓入将反应混合物在177℃的温度下保持10.5-16小时。然后将反应混合物冷却到70℃-85℃并且排出。该马来化的并氧化的妥尔油产物的最终物理特性按以上描述的来确定。对这些马来化的并且氧化的妥尔油产物的特性进行了测量,如参照起始材料的典型特性在下表中示出的:
[0280]
[0281]
[0282] 实例4:氧化的妥尔油的马来化作用
[0283] 通过一种可商购的氧化的妥尔油产品生产了一种氧化的并且马来化的妥尔油组合物。该氧化的妥尔油产品 MTO(它是被氧化的高酸值的粗制妥尔油,从Georgia Pacific可商购)被用作起始材料。将该氧化的粗制妥尔油用马来酸酐进行处理。
[0284] 将 MTO(95wt%)加料到一个密封的反应器中,该反应器装备有一个搅拌器、一个热电偶以及一个冷凝器。将反应器加热到180℃。在180℃下向该反应器中缓慢地加入马来酸酐(5wt%)。然后将该反应混合物加热到200℃,进行大约3-6小时或直至所有的马来酸酐已经进行了反应。然后将反应混合物冷却到70℃-80℃并且排出。最终的物理特性如上所述进行确定。对该氧化的并且马来化的妥尔油产物的特性进行了测量,如参照起始材料的典型特性在下表中示出的:
[0285]
[0286] 实例5:粗制妥尔油的马来化并且随后氧化
[0287] 使用与实例1中所述的相似的一种方法,由此将一种粗制妥尔油混合物马来化随后氧化。在此特定的实例中,将该组合物马来化至约5%的水平并且然后进行氧化。
[0288] 将一种粗制妥尔油(95wt%)加料到一个密封的反应器中,该反应器适配有一个搅拌器、一个热电偶以及一个冷凝器。将反应混合物加热到180℃。在180℃下向该反应器中缓慢地加入马来酸酐(5wt%)。然后将该反应混合物加热到200℃,进行大约3-6小时或直至所有的马来酸酐已经进行了反应。一旦所有的马来酸酐已经反应,则然后将该反应混合物冷却到180℃并且使用通过软管而连接到空气供应源上的一个多孔玻璃鼓泡石向该反应混合物中引入空气。通入空气并且调节到4L/hr的流速通过该鼓泡石。使用空气对该马来化的粗制妥尔油进行12-16小时的氧化作用。然后将反应混合物冷却到70℃-85℃并且排出。确定最终的物理特性。对该马来化的并且氧化的妥尔油产物的特性进行了测量,如参照典型的起始材料的特性在下表中示出的:
[0289]
[0290] 实例6:马来化的妥尔油脂肪酸的氧化
[0291] 在此实例中,使用空气在升高的温度下将一种马来化的妥尔油脂肪酸(TOFA)进行氧化。
[0292] 将TOFA加料到一个密封的反应器中并且将该反应器中的内含物加热到70℃。一旦温度达到70℃,将马来酸酐以按重量计为总反应的约25%的一个量加入到该容器中。然后将该反应混合物分几个阶段加热到220℃。从70℃的初始温度,将温度以小的增量增加直至达到220℃。每次温度调节并且达到所希望的设定点之后,将该材料在该设定点温度下维持五分钟的保持时间。第一阶段的加热是从70℃到130℃;第二阶段的加热是从130℃到160℃;第三阶段的加热是从160℃到185℃;第四阶段的加热是从185℃到205℃;第五阶段并且是最后阶段的加热是从205℃到220℃。然后反应混合物保持在220℃直至达到约Z-2的Gardner-Holdt粘度。该保持时间取决于批次大小典型地需要约5小时。将该反应混合物冷却到一个排出温度并且如以上所述的测量该马来化的产物的物理特性。典型地,该马来化的产物展现出了等于300-320mg KOH/g的酸值(含水的)、1.04的比重以及等于2700-3400cps的布氏粘度(在25℃)。
[0293] 为了生产一种马来化的并且氧化的脂肪酸组合物,然后将该马来化的妥尔油脂肪酸加料到一个反应器中,该反应器装备有一个搅拌器、一个热电偶以及通过一个软管连接到一个空气供应源上的多孔玻璃鼓泡石。将该马来化的妥尔油脂肪酸加热到165℃并且通入空气并将其调节为4L/hr的流速通过该鼓泡石。然后将反应混合物加热到177℃并且频繁地取样以得到酸值以及粘度(Gardner-Holdt),同时将该反应混合物保持在177℃。当鼓入空气时将反应混合物在177℃下保持10.5-16小时。然后将反应混合物冷却到70℃-85℃并且排出。然后如以上所述的确定该马来化的并且氧化的TOFA的最终物理特性。该马来化的并且氧化的TOFA的特性测量为:
[0294]
[0295]
[0296]
[0297] 实例7:马来化的花生四烯酸(ARA)的氧化
[0298] 在这一实例中,使用空气在升高的温度下将一种马来化的花生四烯酸(ARA)氧化。花生四烯酸是通过天然鱼油的皂化作用生产的并且在沙丁鱼油中是特别占优势的。
[0299] 将ARA进料到一个密封的反应器中并且将反应器中的内含物加热到70℃。一旦达到70℃的温度,就将马来酸酐以按重量计为总反应的约40%的一个量值加入该容器中。然后将该反应混合物分几个阶段加热到220℃。从70℃的初始温度,将温度以小的增量增大直至达到220℃。每次的温度调节并且达到所希望的设定点之后,将该材料在该设定点温度维持五分钟的保持时间。第一阶段的加热是从70℃到130℃;第二阶段的加热是从130℃到160℃;第三阶段的加热是从160℃到185℃;第四阶段的加热是从185℃到205℃;第五阶段并且是最后阶段的加热是从205℃到220℃。然后将反应混合物保持在220℃直至达到约Z-2的Gardner-Holdt粘度。这个保持时段依据批次大小而变化。将该反应混合物冷却到一个排出温度并且如之前的实例中所描述的测量该马来化的产物的物理特性。
[0300] 为了生产一种马来化的并且氧化的ARA组合物,然后将该马来化的ARA加料到一个反应器中,该反应器装备有一个搅拌器、一个热电偶以及通过一个软管连接至一个空气供应源上的多孔玻璃鼓泡石。将该马来化的ARA加热到165℃并且通入空气并将其调节为4L/hr的流速通过该鼓泡石。然后将该反应混合物加热到177℃并且频繁地取样以得到适合于特定应用的酸值以及粘度(Gardner-Holdt),同时将反应混合物保持在177℃。在鼓入空气时将反应混合物在177℃保持为了实现所希望的酸值和粘度所必需的时间长度。然后将反应混合物冷却到70℃-85℃并且排出。
[0301] 通过以上程序所生产的一种化合物的一个非限制性实例是:
[0302]
[0303] 实例8:一种氧化的妥尔油脂肪酸的Na盐的生产
[0304] 将一个250-mL的不锈烧杯置于一个能够加热的砂浴中。向该250-mL的不锈钢烧杯中加入100.49g(0.245摩尔)的一种氧化的妥尔油脂肪酸。将一个机械搅拌器以及一个热电偶置于该烧杯中。将该氧化的妥尔油脂肪酸在强烈搅拌下缓慢加热到60℃。一旦烧杯中的温度达到60℃,则在二十分钟的时段内逐滴加入20.34g(0.249摩尔)的48.9%NaOH溶液。在NaOH的添加过程中,在反应混合物中经历了放热,这将温度增大到了80℃。一旦完成NaOH的加入,则将106.14克的去离子水在强烈搅拌下缓慢加入以将该反应混合物稀释至48.60%的固体。该溶液的最终pH是9.43。
[0305] 实例9:oxmal组合物的Na盐的生产
[0306] 将一个250-mL的不锈钢烧杯置于能够加热的砂浴中。向该250-mL的不锈钢烧杯中加入100.14g(0.353摩尔)的一种oxmal组合物。将一个机械搅拌器以及一个热电偶置于该烧杯中。将该oxmal组合物在强烈搅拌下缓慢加热到60℃。一旦烧杯中的温度达到60℃,则在二十分钟的时段内逐滴加入28.87g(0.353摩尔)的48.9%NaOH溶液。在NaOH添加的过程中,在该反应混合物中经历了放热,这将温度增加到了90℃。一旦完成NaOH的加入,则将99.68克的去离子水在强烈搅拌下缓慢加入以将该反应混合物稀释到49.96%的固体。该溶液的最终pH是9.00。
[0307] 已经描述了多个实施方案。尽管如此,应理解的是可以做出不同的改变而不背离本披露的精神和范围。因此,其他实施方案是在以下权利要求书的范围内。
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