用于分離碳酸鈣和石膏的方法技術

本發明專利技術涉及一種用于分離含有石膏顆粒和碳酸鈣顆粒以及水溶液的懸浮液的方法，其特征在于該水溶液包含至少一種鈉鹽并且其特征在于該水溶液具有至少3g/L的鈉離子濃度并且其特征在于所述方法包括使用用于石膏顆粒的捕收劑通過浮選分離的步驟，其中該捕收劑包括至少一種具有式RX的異極性有機表面活性劑，其中：-R表示包含從2至50個碳原子的烴基鏈，并且該烴基鏈是選自：飽和或不飽和的直鏈烷基鏈、以及飽和或不飽和的支鏈烷基鏈，-X表示至少一種選自以下項組成的組的可電離基團：羧酸根基團、磺酸根基團、硫酸根基團、膦酸根基團、或磷酸根基團、或異羥肟酸根基團。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利申請要求于2012年12月19日提交的法國專利申請號1262309的優先權， 出于所有相關目的將該申請的全部內容通過引用結合在此。 本專利技術設及一種用于分離含有石膏顆粒和碳酸巧顆粒W及包含至少一種鋼鹽的 水溶液的懸浮液的方法，所述方法包括使用用于石膏顆粒的異極性有機表面活性劑類型的 捕收劑通過浮選分離的步驟。本專利技術還設及根據本專利技術的方法處理的碳酸巧顆粒或石膏顆 粒在水泥廠、或在±木工程中的用途。 具體而言，在許多工藝中，碳酸巧和石膏（硫酸巧二水合物）顆粒產生并且作為混 合物被發現在懸浮液中。難W升級運些混合物，例如在±木工程中，由于每一種礦物的可能 的用途的類型的差別。 碳酸巧由于其在水中的低溶解度的結果經常用作水泥或混凝±中的惰性填料；例 如，方解石在水中的溶度積是氏=10s'3(m〇l/L)2。碳酸巧的其他晶體種類，如靈石或球靈 石，在自然界是較不常見的，具有稍微不同但相似的溶度積。 陽0化]硫酸巧更易溶于水：每lOOg&0約0. 2g的化S〇4,并且其溶解度在鹽溶液中提高 最高達兩個數量級的因數。硫酸巧是水泥和混凝±中的凝結改性劑。如果大量使用它，能 夠通過延遲形成巧抓石引起建筑材料的溶脹和脆化。然而，石膏是用于制造建筑材料如灰 泥板或石膏板的良好的起始材料，尤其是般燒后將其轉化成硫酸巧半水化物，當將硫酸巧 半水化物與水接觸放置時其具有水力凝結特性。 雖然關于它們的陰離子的構成在化學上不同，然而碳酸巧和硫酸巧具有相對相似 的物理特性（密度、電介質或磁化率），運使得大量此類混合物的低成本分離變得困難，特 別是當碳酸巧和石膏二者都是呈小粒子或顆粒的形式時。 現有技術 在用于分離礦物的技術之中，浮選是所采用的技術之一，尤其是在礦石富集中。浮 選允許通過利用在水溶液中它們的表面特性之間存在的差異分離固體粒子或顆粒。 浮選的原理（參見Ι?η巧clop6diede1'Ing6nieu;r,EditionLavoisier,己黎，第J3350卷，第1至2頁，2012年6月）如下：在或多或少徹底的任選研磨之后，將固體顆粒懸 浮在液體中，通常是水。將此固體-水混合物，也稱為漿料，用稱為捕收劑的化學試劑進行 調節，該捕收劑的作用是使待浮選的礦物的表面疏水，W便使它產生與對于液相相比對于 氣相的更大的親和力。將由此調節的漿料放置在產生氣泡并使氣泡分散的配備有充氣攬拌 器（浮選槽）或空氣噴射器（浮選柱）或電極（電浮選）的反應器中。呈疏水性的顆粒附 接到氣泡的表面上，運些氣泡憑借它們上升運動到漿料的自由表面構成了傳輸矢量。由此 獲得稱為泡沫的負載有固體的上層泡沫。氣泡及其中的液體-空氣界面面積）的大小 和泡沫的壽命是通過任選添加發泡劑改性的。 夾帶的液體通過泡沫本身內的重力排出，其是通過溢流收集的。泡沫和殘余的漿 料各自通常經受后續處理諸如任選的洗涂、傾析和/或過濾，W及任選的干燥，W收集浮選 的固體顆粒作為溢流w及收集固體顆粒作為底流，運取決于希望使用w濕或干形式獲得的 一種或其他固體。 已經廣泛研究了通過浮選分離可溶或部分可溶的礦石，尤其是分離非鐵金屬硫化 物、金屬氧化物、憐酸鹽礦石、W及鐘鹽化C1)。 W11] 已知憐酸鹽礦石的沉積礦床如憐灰石Cas(P〇4)3化0H)的那些可W通過浮選處 理，當脈巖主要由娃質材料（如來自佛羅里達州中部的憐酸鹽砂巖）組成時。憐灰石礦 石的浮選然后使得有可能使用泡沫分離憐灰石礦石和碳酸鹽，并且在殘余漿料中作為底 流W除去石英和二氧化娃。然而，具有高碳酸鹽含量的沉積憐酸鹽，例如來自佛羅里達州 南部和地中海地區的那些，不使自身適合于浮選化Sis,S.化ander/礦物工程（Minerals 化gineering)第 16 卷（2003)第 577-585 頁）。 碳酸巧和硫酸鹽礦石的混合物的分離一直是具有極少發展的主題。來源于石膏的 部分溶解的巧離子（Ca2+)在水溶液中的大量存在提供了使用離子表面活性劑的負面損害。 具體地，堿±金屬離子（Mg2\Ca2\等等）與離子表面活性劑反應W形成相應的巧或儀鹽， 運些巧或儀鹽是不可溶的并且抑制它們用于降低溶液-空氣表面張力的能力，運尤其防止 了穩定泡沫的形成。因此，在洗涂領域中，尤其是對于洗衣機和洗碗機，通常的做法是絡合 (通過使用憐酸鹽、聚麟酸鹽或巧樣酸鹽）或沉淀（使用沸石、或助洗劑諸如碳酸鋼）來自 所使用的水的Mg2+或化2+從而使它"較不硬"。運使得有可能保存表面活性劑的功效使得 它們可W產生所希望的效果。 然而，仍然需要分離石膏與碳酸巧，為了擴大升級此類混合物的可能性，尤其是在 水泥廠和±木工程領域中，并且為了允許此類升級產業的可持續發展。 專利技術概述 出人意料地，已經發現： -具有一個或多個簇酸根、橫酸根、硫酸根、麟酸根、憐酸根或異徑目虧酸根基團的 離子表面活性劑構成一種用于分離在懸浮液中的石膏顆粒的有效捕收劑，該懸浮液含有石 膏顆粒和碳酸巧顆粒在水溶液中，當此溶液包含至少一種具有至少約3g/L的鋼離子濃度 的鋼鹽時， -可極化醇類型并且尤其是格爾伯特醇類型的非離子表面活性劑當它們單獨使 用時不構成用于分離在含有石膏顆粒和碳酸鹽顆粒的懸浮液中的石膏顆粒的有效捕收劑， 但是當它們與W上提到的離子型表面活性劑結合時可W做到運一點。 因此，本專利技術設及一種用于分離含有石膏顆粒和碳酸巧顆粒W及水溶液的懸浮液 的方法，其特征在于該水溶液包含至少一種鋼鹽并且其特征在于該水溶液具有至少約3g/ ^優選至少約lOg/L并且優先至少約30g/L的鋼離子濃度并且其特征在于所述方法包括使 用用于石膏顆粒的捕收劑通過浮選分離的步驟，該捕收劑包括至少一種具有式RX的異極 性有機表面活性劑，其中： -R表示包含從2至50個碳原子、優選從10至30個碳原子并且優先從15至25 個碳原子的控基鏈，并且該控基鏈是選自：飽和或不飽和的直鏈烷基鏈，飽和或不飽和的支 鏈烷基鏈， -X表示至少一種選自W下項組成的組的可電離基團：簇酸根基團、橫酸根基團、 硫酸根基團、麟酸根基團、憐酸根基團、或異徑目虧酸根基團。 本專利技術的第一個優點是在從由石膏顆粒和碳酸巧顆粒的混合物組成的漿料中分 離石膏顆粒時獲得的選擇性。 本專利技術的第二個優點是石膏捕收劑的良好的選擇性，即使在待處理的漿料的高離 子強度和/或高巧含量的溶液的存在下。 本專利技術的第Ξ個優點是簡單性，其中兩種巧礦物的顆粒可W分成兩個富集的可升 級的相，尤其是在水泥廠和±木工程領域中。 在含有石膏顆粒和碳酸巧顆粒的懸浮液是通過將石灰乳添加到包含硫酸根離子 的鹽溶液中，緊接著用二氧化碳碳酸化所有或部分石灰乳獲得的情況下，本專利技術的第四個 優點是它允許硫酸鹽W石膏顆粒的形式與碳酸巧顆粒分離，通過使用低濃度的二氧化碳， 并且因此允許減少合并運些步驟的過程的C〇2足跡。 W對定義 在本文件中，W下定義適用： 顆粒"：固體的粒子，[002引-"石膏顆粒":總體上包含按重量計至少80%并且優選至少90%的硫酸巧二水合 物（CaS04.2H20)的固體的粒子， -"碳酸巧顆粒"：總體上包含按重量計至少80%并且優選至少90%的碳酸巧 (CaC〇3)的固體的粒子，通常W方解石的形式存在， -"鋼鹽":在水溶液中部分可溶本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于分離含有石膏顆粒和碳酸鈣顆粒以及水溶液的懸浮液的方法，其特征在于，該水溶液包含至少一種鈉鹽并且其特征在于該水溶液具有至少約3g/L、優選至少約10g/L并且優先至少約30g/L的鈉離子濃度并且其特征在于所述方法包括使用用于石膏顆粒的捕收劑通過浮選分離的步驟，該捕收劑包括至少一種具有式RX的異極性有機表面活性劑，其中：?R表示包含從2至50個碳原子、優選從10至30個碳原子并且優先從15至25個碳原子的烴基鏈，并且該烴基鏈是選自：飽和或不飽和的直鏈烷基鏈，飽和或不飽和的支鏈烷基鏈，?X表示至少一種選自以下項組成的組的可電離基團：羧酸根基團、磺酸根基團、硫酸根基團、膦酸根基團、磷酸根基團、或異羥肟酸根基團。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：LL菲里普波夫，I庫瓦伊瓦埃波塞菲里普波夫，MJM霍特蒂爾，
申請(專利權)人：索爾維公司，法國國家科學研究中心，洛林大學，
類型：發明
國別省市：比利時;BE