行分離,該分離如之前所描述的可以使用捕收劑組合物作為砂 的一種抑浮劑來改進。 在漿料脫水區(qū)域,該捕收劑組合物的另一個具體應(yīng)用可以是在煤從含水漿料的過濾 中。該煤的脫水在商業(yè)上是很重要的,因為每單位重量的BTU值以及因此煤的品質(zhì)隨著水 含量的增加而降低。因此,在一個實施方案中,可在將該煤通過過濾進行脫水之前,使用該 捕收劑組合物,處理水性的含煤的懸浮液或漿料。 本文中所使用的術(shù)語"富集"廣義上是指用于將本文中所描述的有價值材料進行凈化 和/或提質(zhì)的任何方法。在煤礦石凈化的情況下,多種富集操作常規(guī)地用在改進煤的品質(zhì) 而做出的努力中,該煤是例如在發(fā)電的發(fā)電廠中被燃燒掉。如先前所討論的,例如,此種品 質(zhì)的改進過程著手解決了環(huán)境憂慮,這已導(dǎo)致對于金屬污染物(如汞和砷)以及含氮和硫 的化合物的更低的容許量。如在前所討論的,泡沫浮選可以是通過用捕收劑組合物處理礦 石的水性漿料來凈化煤礦石的一種方法。該處理可以替代地在常規(guī)的煤的大小或密度分級 操作之前或之中發(fā)生以促進在凈化的煤中的汞、氮、硫、硅、灰、以及黃鐵礦雜質(zhì)中一種或多 種的量的減少,其中這些雜質(zhì)是在先前所述的一種無揮發(fā)物重量的基礎(chǔ)上測量的。該捕收 劑組合物還可以與大小或密度分級操作結(jié)合使用來降低濕度和/或增加凈化的煤的燃燒 值(例如以BTU/lb測量的)。優(yōu)選地,在大小或密度分級操作中所回收的凈化的煤中的一 種或多種以上所描述的(例如,兩種或更多種,或所有)雜質(zhì)的量的降低優(yōu)選小于以同樣的 大小或密度分級操作但未使用該捕收劑組合物所回收的凈化的參比煤的對應(yīng)的參比量。 一般地,在凈化的煤中以上描述的雜質(zhì)的之一減少,導(dǎo)致了相應(yīng)的一種或多種其他所 不希望的雜質(zhì)的量的相應(yīng)的降低。例如,黃鐵礦的減少總體上導(dǎo)致了汞以及其他無機材料 例如含硅的灰的減少。在一個實施方案中,與該捕收劑組合物相結(jié)合的一個或多個大小或 密度分級操作的使用產(chǎn)生了以上所述的所有雜質(zhì)的量的降低。 合適的常規(guī)的大小或密度分級操作包括旋流分離、重介質(zhì)(重媒介或致密介質(zhì))分離、 過濾和/或篩選,其中每一個可以彼此之間或與泡沫浮選相結(jié)合(例如,串聯(lián)和/或并聯(lián)) 而使用。一般地,這些操作在泡沫浮選之前進行以與泡沫浮選相結(jié)合提供提質(zhì)的或凈化的 煤,該煤滿足在發(fā)電的發(fā)電廠中燃燒所需的不同的規(guī)格(例如氮以及硫的水平)。例如,僅 水或澄清旋流操作處理原煤礦石漿料的進料流,它在壓力下成切線地進料到旋流器中。離 心力可將更重的材料移至該旋流器的壁上,在此它隨后典型地被輸送到位于尖端(或沉砂 口)的底流中。向該旋流器的中心排列的更輕的煤顆??赏ㄟ^一個管道(或漩渦定向器) 移動到溢流中。輕的以及重的顆粒進行分離時的靶密度可以通過改變壓力、漩渦定向器的 長度、和/或葉尖的直徑進行調(diào)節(jié)。此種僅有水的或澄清旋流器典型的是處理在約0. 5_-約Imm大小范圍內(nèi)的材料并且可以牽涉兩個或更多個分離階段以改進分離效率。 重介質(zhì)分離可使用致密的液體介質(zhì)(例如,在特定的黃鐵礦/水比例下的黃鐵礦)來 浮起具有低于該介質(zhì)密度的顆粒(例如煤)并且抑浮具有高于該介質(zhì)密度的顆粒(例如砂 或巖石)。重介質(zhì)分離可以按一個簡單的深或淺的"浴器"構(gòu)型使用或可以作為一個旋流分 離操作部分被包括來增強重力分離力與離心力。經(jīng)常地,一或多級的澄清旋流分離操作后 跟隨一或多級的重介質(zhì)旋流分離以及一個或多個篩選步驟來產(chǎn)生一種合適大小的并且凈 化的(例如預(yù)調(diào)節(jié)的或預(yù)處理的)煤進料用于隨后的泡沫浮選。 該捕收劑組合物的另一個應(yīng)用可以是在污水處理領(lǐng)域,該處理伴隨著從工業(yè)以及城市 廢水中去除污染物而采取的不同方法。此種方法可凈化污水以提供適用于處置到環(huán)境(例 如,河流、小河以及海洋)中的純凈的水以及一種"淤泥"。污水是指通常在下水道系統(tǒng)中聚 集并且輸送到處理工廠的任何類型的含水的廢物。因此污水包括來自廁所(有時稱為"污 濁廢物")、水盆、浴缸、淋浴器以及廚房(有時稱為"殘渣水")的城市廢物。污水也可包括 工業(yè)上以及商業(yè)上的廢水(有時稱為"行業(yè)廢水")還有來自硬面層區(qū)域(例如屋頂以及街 道)的流淌的暴雨水。 用于凈化污水的常規(guī)的方法經(jīng)常牽涉初步、一級和/或二級步驟。初步步驟經(jīng)常包括 大的固體例如木頭、紙片、碎布等以及還有粗砂以及沙礫的過濾或篩選,這些固體通常會損 害到泵。然后使用隨后的一級步驟,通過在大的槽中沉降來分離大多數(shù)的剩余固體,其中從 這些槽的底部回收富含固體的淤泥并且進一步進行處理。也回收凈化的水并且通常使其經(jīng) 受牽涉生物處理的二級步驟。 因此,在一個實施方案中,通過沉降或沉積,凈化污水可以包括在該沉降或沉積操作之 前或之中用該捕收劑組合物來處理該污水。該處理可以用來提高沉降操作(批次地亦或連 續(xù)地),例如通過減少實現(xiàn)一個給定的分離(例如基于凈化的水的純度和/或淤泥中固體回 收的百分比)所要求的停留時間。另外,該改進可以在例如在給定的沉降時間中生產(chǎn)具有 更高純度的凈化水和/或在淤泥中更高的固體的回收百分比來證明。 在將污水用該捕收劑組合物進行處理并且通過沉積去除凈化的水流之后,該捕收劑組 合物還有可能隨后用于或引入到以上所述的一個或多個二級步驟來進一步凈化該水。這些 二級操作通常依賴于天然存在的微生物對有機材料的分解作用。特別地,需氧生物過程實 質(zhì)性地降低了從一級步驟中回收的凈化水的生物學(xué)上的含量。這些微生物(例如細菌以及 原生動物)消耗了可生物降解的可溶性有機污染物(例如糖、脂肪以及其他有機分子)并 且將更多的可溶性更低的部分結(jié)合到絮凝物中,由此進一步促進有機材料的去除。 二級處理可依賴于"進料"該需氧微生物的氧以及其他允許它們生存并且消耗有機污 染物的營養(yǎng)物。有利地,包含氮的捕收劑組合物可以作為在這樣的二級處理步驟中所涉及 的微生物的"食物"來源,連同潛在地用于有機材料的額外的絮凝劑。正因為如此,該污水 凈化方法也可包括通過沉降去除凈化水(在第一處理步驟中)之后,在微生物和捕收劑組 合物存在下進一步處理該凈化的水,并且可任選地用額外量的捕收劑組合物來降低該凈化 水的生化需氧量(BOD)。正如在本領(lǐng)域中所理解的,BOD是水質(zhì)量的一個重要量度并且代表 以mg/l(或按重量計的ppm)計的微生物經(jīng)5天氧化有機雜質(zhì)所需要的氧。用微生物以及 捕收劑組合物處理之后的凈化水的BOD可以小于約lOppm,小于約5ppm,或小于約lppm。 該捕收劑組合物還可以用于紙漿以及造紙廠排出液的純化。這些水性廢物流通常包括 處于纖維素材料形式的固體污染物(例如廢紙、樹皮或其他木材部分,如木材片、木材條、 木質(zhì)纖維、或木材顆粒,或植物纖維,如小麥桿纖維、稻谷纖維、風(fēng)傾草纖維、大豆桿纖維、甘 蔗渣纖維或玉米桿纖維,以及這些污染物的混合物)。將包括一種或多種纖維素固體污染物 的排出液物流可用捕收劑組合物進行處理,并可借助沉降、浮選和/或過濾移除凈化的水。 在將瀝青從在前所述的砂和/或粘土雜質(zhì)中進行分離的過程中,可以在含瀝青的漿料 的泡沫浮選之前或之后使用不同的分離步驟。這些步驟可以包括篩選、過濾和/或沉降,其 中任何之一都可以從使用捕收劑組合物處理該油砂漿料中受益,接著在富含污染物的部分 (例如一種底部部分)中移除砂和/或粘土污染物的一部分或移除純化的瀝青部分。如以 上相對于磷酸鹽礦石處理所述,水的排出液(它一般地包括固體粘土顆粒)可經(jīng)歷處理步 驟,該處理步驟可以包括將這些污染物進行絮凝以促進它們的去除(例如通過過濾)。來 自瀝青處理廠的廢水排出液也可含有砂和/或粘土雜質(zhì)并且因此在使用捕收劑組合物的 處理中受益,以將廢水排出液脫水和/或去除富含污染物的部分中的這些固體雜質(zhì)的至少 一部分??稍跒r青的提取過程中產(chǎn)生的令人感興趣的特殊的工藝物流稱為"成熟精細的尾 餾分(mature fine tails)",它是可以從脫水處理中受益的精細固體顆粒的一種水性懸浮 液。一般地,在來自瀝青生產(chǎn)廠的含砂和/或粘土的懸浮液的情況下,固體污染物的分離可 足以允許回收或移除可以再循環(huán)到瀝青步驟中的凈化的液體或水流。 用捕收劑組合物對瀝青生產(chǎn)過程中的不同的中間體物流以及排出液的處理并非僅限 于至少部分地經(jīng)受泡沫浮選的那些工藝物流。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易理解的,其他用 于瀝青純化的技術(shù)(例如,通過"Syncrude法"的離心作用)會產(chǎn)生希望從中去除固體污染 物的水性中間體以及副產(chǎn)物物流。
[0071] 該捕收劑組合物可以用于在水的凈化中(并且特別是為了使其可飲用的目的)去 除懸浮的固體顆粒,例如砂以及粘土。而且,該捕收劑組合物可具有附加的與金屬陽離子 (例如鉛以及汞陽離子)絡(luò)合的能力,從而允許這些所不想要的污染物與固體顆粒相結(jié)合 而去除。因此,該捕收劑組合物可以用來有效地處理固體顆粒污染物和金屬陽離子污染物 兩者都具有的不純的水。不受理論的限制,人們相信負電性的部分,例如捕收劑組合物上的 羰基氧原子與所不希望的陽離子絡(luò)合以促進其去除。一般地,該絡(luò)合作用在大于約5并且 典型地在從約7至約9的范圍內(nèi)的水的pH下發(fā)生。 另一個用于去除金屬陽離子的可能的機理可以是基于陽離子與帶負電荷的固體顆粒 的結(jié)合作用。因此這些顆粒的絮凝以及去除還(至少在某些程度上)引起了金屬陽離子的 去除。無論機理如何,在一個實施方案中,這兩種污染物的處理和去除都可以進行以生產(chǎn)可 飲用的水。 實施例 為了提供前述討論的更好理解,提供下述非限制性實施例。盡管實施例可涉及具體實 施方案,但在任何具體的方面中,它們并不被視為限制本發(fā)明。 對于在石英浮選(Si02,99 %純度)中的每一捕收劑來說,采用5ppm的劑量,在 Hal I imond管道內(nèi)測試捕收劑組合物。在pH 10. 5下進行試驗。對比例I (Cl)是以 Clairant? EDA-B形式商購的醚胺。對比例2 (C2)是T0FA-DETA酰胺基胺。實施例 I (Ex. 1)是由Clairant? EDA-B和T0FA-DETA酰胺基胺以65:35的重量比組成的捕收劑 組合物。而在實驗室測試中T0FA-DETA酰胺基胺(C2)要求比醚胺大4倍的劑量,以實現(xiàn)所 要求水平的鐵純度(等級),以65:35的比例混合醚胺與T0FA-DETA酰胺基胺(Ex. 1),實現(xiàn) 所要求的等級,同時提供較高的鐵回收率(91. 7% VS 87. 6% )。在下表中概述了這些令人 驚奇且預(yù)料不到的結(jié)果:
這一方法的功效不限于T0FA-DETA酰胺基胺。由TOFA和1,3-二氨基戊烷制造的酰胺 基胺顯示出類似的結(jié)果。還與醚胺(Cl)比較,示出了 T0FA-DAMP酰胺基胺(Ex. 2),和在這 一情況下鐵的回收率為92. 4%。在下表中示出了額外的細節(jié):
令人驚奇地且預(yù)料不到地,當與醚胺結(jié)合使用TOFA-DAMP酰胺基胺時,獲得所要求的 純度,和相對于C2相同的回收率,或者相對于C3,甚至更好的回收率,即使使用較小量的醚 胺和較小量的酰胺基胺T0FA-DAMP。使用混合的捕收劑組合物的優(yōu)點可以是改進的回收率 或者成本下降,因為酰胺基胺比醚胺以較低的價格銷售。 本發(fā)明公開內(nèi)容的實施方案進一步涉及任何一個或多個下述段落: 1.通過泡沫浮選,從含鐵的礦石中富集鐵的方法,其中使用含一種或多種下式的酰胺 基胺:
其中R1選自(C1-C24)烷基,(C1-C 24)鏈烯基,(C1-C24)二鏈烯基;R2和R 3獨立地選自氫, (C1-C6)烷基,鹵素-(C1-C6)烷基,苯基,(C 1-C6)鏈烯基,雜環(huán)基,未取代的芳基,或被選自下 述中的一個或多個取代基取代的芳基:鹵素,(C 1-C6)烷基,和鹵素-(C1-C6)烷基;R4和R 5獨 立地選自氫,(C1-C6)烷基或被一個或多個取代基取代的(C 1-C6)烷基,和下式的一種或多種 醚胺的捕收劑組合物:
其中R6選自氫,(C1-C18)烷基,鹵素-(C1-C 18)烷基,苯基,(C1-C6)鏈烯基,雜環(huán)基,未 取代的芳基,或被選自下述中的一個或多個取代基取代的芳基:鹵素,(C1-C18)烷基,和鹵 素-(C 1-C18)烷基;和R7選自氫,(C「C6)烷基,鹵素-(C 1-C6)烷基,苯基,(C1-C6)鏈烯基, 雜環(huán)基,未取代的芳基,或被選自下述中的一個或多個取代基取代的芳基:鹵素,(C1-C6)烷 基,和??素-(C1-C6)烷基,其中酰胺基胺與醚胺之比為約99:1到約1:99。 2. 通過泡沫浮選,從含鐵的礦石中富集鐵的方法,其中使用含一種或多種下式的酰胺 基胺:
其中R1選自(C1-C24)烷基,(C1-C 24)鏈烯基,(C1-C24)二鏈烯