СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ РУД С ПОМОЩЬЮ ТВЕРДЫХ ГИДРОФОБНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 2013 года по МПК C22B1/00 B03B5/28 B03B7/00 

Данное изобретение относится к способу выделения, как минимум, одного гидрофобного вещества из смеси, которая включает, как минимум, это гидрофобное вещество и, как минимум, одно гидрофильное вещество, а также к применению твердой гидрофобной поверхности для выделения, как минимум, одного гидрофобного вещества из смеси, указанной выше.

В частности, изобретение охватывает выделение гидрофобных металлических соединений, например сульфидов металлов, из смеси этих гидрофобных металлических соединений и гидрофильных оксидов металлов с целью обогащения руды с помощью гидрофобной поверхности.

В настоящее время 90% всех свинцовых, цинковых и медных руд концентрируют посредством так называемой флотации. Флотация представляет собой способ разделения, при котором диспергированные или суспендированные в воде вещества, прилипшие к поверхности пузырьков воздуха, транспортируются к поверхности жидкости и удаляются оттуда с помощью отделительного устройства. Для этого в флотационную ванну вводится воздух и очень мелко распределяется. Гидрофобные частицы, например сульфидные руды, плохо смачиваются водой и в связи с этим прилипают к пузырькам воздуха. Таким образом эти частицы выносятся пузырьками воздуха к поверхности ванны, в которой они плавают, и их можно вычерпать вместе с пеной. Один из недостатков этого процесса состоит в том, что пузырьки воздуха по пути вверх часто теряют свой балласт. Для того чтобы в общем случае получить достаточный выход, добавляют химические добавки, например ксантаты, которые должны дополнительно сильнее гидрофобировать частицы руды. Постоянное введение воздуха, кроме того, связано с высоким потенциалом опасности.

Так называемая магнитная флотация позволяет избежать недостатка, упомянутого выше. Принципиально в случае этого метода сульфидные компоненты руды целенаправленно присоединяются к магнитным частицам, соответственно, магнитные частицы присоединяются к частицам руды. На второй стадии прилагают магнитное поле и таким образом отделяют магнитные компоненты, содержащие необходимые компоненты руды, от немагнитных компонентов.

Например, в патенте US 4657666 описан способ обогащения руд, при котором гидрофобные магнитные частицы целенаправленно прилипают к частицам гидрофобной, сульфидной руды. Магнитные частицы выбирают из магнетита или других магнитных окислов железа, которые перед этим гидрофобируют, связывая с силанами. Ценную сульфидную руду целенаправленно гидрофобируют смесью флотационных/коллекторных средств в присутствии оксидной жильной породы. После отделения аддукта, состоящего из магнитных частиц и ценной руды, от оксидной жильной породы проводят отделение магнитных частиц от ценной руды, обрабатывая раствором H₂O₂ с концентрацией 50 объемных процентов.

В патенте US 4906382 описан способ обогащения сульфидных руд, при котором эти руды смешивают с магнитными пигментами, модифицированными бифункциональными молекулами. Одна из двух функциональных групп при этом присоединяется к магнитному ядру. А с помощью второй функциональной группы можно, варьируя pH-значение, обратимо агломерировать магнитные частицы. Магнитные частицы можно использовать для того, чтобы концентрировать сульфидные руды.

В патенте DE 19514515 описан способ увеличения концентрации ценных веществ с помощью частиц магнетита или гематита. Для этого частицы магнетита или гематита модифицируют карбоновыми кислотами или функционализированными алканолами.

Недостаток описанных способов обогащения руд, соответствующих уровню техники, состоит в том, что необходимы очень сильные магнитные поля для эффективного отделения магнитных частиц от исходной смеси. Для этого необходимы затратные, дорогостоящие установки. Кроме того, должны быть гарантии того, что присоединившиеся к ценной руде магнитные частицы останутся стабильно присоединенными на все время флотации и что после завершения разделения эти частицы удастся эффективно отделить от руды.

В связи с этим задача данного изобретения состоит в создании способа для того, чтобы эффективно и с высокой степенью чистоты выделить гидрофобные вещества из смеси, которая содержит эти гидрофобные, а также гидрофильные вещества. Далее задача данного изобретения состоит в том, чтобы создать такой способ, в котором отсутствует необходимость в присоединении магнитных частиц к гидрофобным компонентам, подлежащим отделению, и необходимость в применении воздушного потока.

Эта задача решается с помощью способа выделения, как минимум, одного гидрофобного вещества из смеси, включающей, как минимум, это гидрофобное вещество и, как минимум, одно гидрофильное вещество, который включает стадии:

A) получение шлама или дисперсии смеси, которая подлежит переработке, в, как минимум, одном подходящем дисперсионном средстве,

B) приведение в контакт шлама или дисперсии со стадии (А) с, как минимум, одной твердой, гидрофобной поверхностью для связывания с этой поверхностью, как минимум, одного гидрофобного вещества, подлежащего выделению,

C) удаление, как минимум, одной твердой, гидрофобной поверхности, с которой связано, как минимум, одно гидрофобное вещество со стадии (В), из шлама или дисперсии, в которой содержится, как минимум, одно гидрофильное вещество, и

D) отделение, как минимум, одного гидрофобного вещества от твердой, гидрофобной поверхности.

Способ согласно данному изобретению служит для выделения, как минимум, одного гидрофобного вещества из смеси, включающей, как минимум, это гидрофобное вещество и, как минимум, одно гидрофильное вещество.

В рамках данного изобретения понятие «гидрофобное» означает, что соответствующая поверхность может быть гидрофобной сама по себе или специально гидрофобирована. Также существует возможность того, что уже гидрофобную поверхность дополнительно гидрофобируют.

В предпочтительном варианте данного изобретения, как минимум, одно гидрофобное вещество представляет собой, как минимум, одно гидрофобное металлическое соединение или уголь и, как минимум, одно гидрофильное вещество предпочтительно представляет собой, как минимум, одно гидрофильное металлическое соединение.

В соответствии с изобретением способ служит, в частности, для выделения сульфидных руд из смеси, включающей эти сульфидные руды и, как минимум, одно гидрофильное металлическое соединение, которое выбирают из группы, включающей оксидные металлические соединения.

Таким образом, как минимум, одно гидрофобное металлическое соединение предпочтительно выбирают из группы, включающей сульфидные руды. Как минимум, одно гидрофильное металлическое соединение предпочтительно выбирают из группы, которая включает оксидные металлические соединения.

В качестве примера сульфидных руд, используемых согласно данному изобретению, можно привести группу медных руд, которая включает халькопирит (медный колчедан) CuFeS₂, борнит Cu₅FeS₄, халькозин (медный блеск) Cu₂S и их смеси.

В качестве примера оксидных металлических соединений, используемых согласно данному изобретению, можно предпочтительно привести группу, которая включает диоксид кремния SiO₂, предпочтительно гексагональные модификации, полевой шпат, например, альбит Ma(Si₃Al)O₈, слюду, например, мусковит KAl₂C(OH,F)₂AlSi₃O₁₀] и их смеси.

В способе согласно данному изобретению используют в соответствии с этим предпочтительно необработанные смеси руд, которые получены из шахтных месторождений.

В предпочтительном варианте изобретения рудную смесь, подлежащую разделению и применяемую согласно данному изобретению, перед осуществлением способа согласно данному изобретению перемалывают до размеров частиц меньших или равных 100 мкм, более предпочтительно меньших или равных 60 мкм. Предпочтительно используемые рудные смеси показывают содержание сульфидных минералов, как минимум, 0,4 вес. процентов, более предпочтительно, как минимум, 10 вес. процентов.

К примерам сульфидных минералов, которые присутствуют в рудных смесях, применяемых согласно данному изобретению, относятся минералы, приведенные выше. Дополнительно в рудных смесях могут также содержаться сульфиды других, отличных от меди металлов, например, сульфиды свинца, цинка, молибдена, PbS, ZnS и/или MoS₂. Далее рудные смеси, применяемые согласно данному изобретению, могут содержать оксидные соединения металлов и полуметаллов, например силикаты или бораты, или другие соли металлов и полуметаллов, например фосфаты, сульфаты или карбонаты.

Типичная применяемая рудная смесь, которая может быть разделена способом согласно данному изобретению, имеет следующий состав: около 30 вес. процентов SiO₂, около 10 вес. процентов Na(Si₃Al)O₈, около 3 вес. процентов Cu₂S, около 1 вес. процента MoS₂, остальное оксиды хрома, железа, титана и магния.

Отдельные стадии способа согласно данному изобретению пояснены ниже более подробно.

Стадия (А)

Стадия (А) способа согласно данному изобретению включает получение шлама или дисперсии смеси, подлежащей переработке, в, как минимум, одном подходящем растворителе.

В качестве пригодного дисперсионного средства подходят все дисперсионные средства, в которых не полностью растворимы смеси, подлежащие переработке. К подходящим дисперсионным средствам для получения шлама или дисперсии согласно стадии (А) способа согласно данному изобретению относятся средства, выбираемые из группы, включающей воду, растворимые в воде органические растворители и их смеси.

В одном более предпочтительном варианте изобретения дисперсионным средством на стадии (А) является вода.

Как правило, количество дисперсионного средства выбирают согласно изобретению таким, чтобы получался шлам или дисперсия, которая хорошо перемешивается и/или которую можно легко перемещать. В одном из предпочтительных вариантов изобретения количество смеси, подлежащей переработке, в пересчете на общее количество шлама или дисперсии составляет до 100 вес. процентов, более предпочтительно от 0,5 до 10 вес. процентов, еще более предпочтительно от 1 до 5 вес. процентов.

Шлам или дисперсия согласно изобретению может быть получена любыми способами, известными специалистам. В одном из предпочтительных вариантов изобретения смесь, подлежащую переработке, и соответствующее количество дисперсионного средства, соответственно, смеси дисперсионных средств совместно помещают в подходящий реактор, например в стеклянный реактор, и перемешивают с помощью устройств, которые известны специалистам, например в стеклянную ванну с механически приводимой мешалкой с крыльчаткой.

В другом предпочтительном варианте данного изобретения к подлежащей переработке смеси и к дисперсионному средству, соответственно, к смеси дисперсионных средств дополнительно может быть добавлено вещество, улучшающее адгезию.

К примерам подходящих веществ, улучшающих адгезию, относятся длинноцепные и короткоцепные амины, аммиак, длинноцепные алканы и длинноцепные, неразветвленные спирты. В одном более предпочтительном варианте изобретения к шламу или дисперсии добавляют додециламин, причем его количество в пересчете на сухую массу руды и магнитных частиц составляет предпочтительно от 0,1 до 0,5 вес. процента, более предпочтительно 0,3 вес. процента.

Добавляемое при необходимости вещество, улучшающее адгезию, обычно добавляют в таком количестве, которого достаточно для обеспечения улучшающего адгезию действия этих веществ. В одном предпочтительном варианте изобретения, как минимум, одно вещество, улучшающее адгезию, добавляют в количестве от 0,01 до 10 вес. процентов, более предпочтительно от 0,05 до 0,5 вес. процента, в каждом случае в пересчете на общую массу шлама или дисперсии.

В другом более предпочтительном варианте изобретения находящееся в смеси, как минимум, одно гидрофобное вещество перед стадией (В) способа согласно изобретению подвергают гидрофобированию, как минимум, одним веществом.

Гидрофобирование, как минимум, одного гидрофобного вещества, предпочтительно, как минимум, одного гидрофобного металлического соединения можно проводить перед стадией (А), то есть перед получением шлама или дисперсии смеси, подлежащей переработке. Однако согласно изобретению возможно также, что подлежащее выделению гидрофобное вещество гидрофобируют после приготовления шлама или дисперсии согласно стадии (А). В предпочтительном варианте изобретения подлежащую переработке смесь гидрофобируют подходящим веществом перед стадией (А).

В качестве гидрофобирующего вещества согласно данному изобретению могут быть использованы все вещества, которые способны еще более гидрофобировать поверхность подлежащих отделению гидрофобных металлических соединений. Гидрофобирующий реагент, как правило, построен из радикала и анкерной группы, причем анкерная группа обнаруживает, как минимум, одну, более предпочтительно три реакционные группы, которые взаимодействуют с гидрофобным веществом, подлежащим отделению, предпочтительно с подлежащим отделению гидрофобным металлическим соединением. Подходящими анкерными группами являются фосфоновые кислотные группы или тиольные группы.

В более предпочтительном варианте изобретения гидрофобирующие вещества выбирают из группы, включающей фосфорсодержащие соединения общей формулы (I)

,

где

R¹ означает водород или разветвленный или неразветвленный (C₁-С₂₀)-алкильный радикал, (С₂-С₂₀)-алкенильный радикал, (С₅-С₂₀)-арильный или -гетероарильный радикал, предпочтительно (C₂-C₂₀)-алкильный радикал, и

R² означает водород, OH-группу или разветвленный или неразветвленный (C₁-C₂₀)-алкильный радикал, (С₂-С₂₀)-алкенильный радикал, (C₅-C₂₀)-арильный или -гетероарильный радикал, предпочтительно OH-группу;

серусодержащие соединения общей формулы (II)

,

где

R³ означает разветвленный или неразветвленный (C₁-C₂₀)-алкильный радикал, (С₂-С₂₀)-алкенильный радикал, (С₅-С₂₀)-арильный или -гетероарильный радикал, предпочтительно (С₂-С₂₀)-алкильный радикал, и

R⁴ означает водород или разветвленный или неразветвленный (C₁-С₂₀)-алкильный радикал, (С₂-С₂₀)-алкенильный радикал, (C₂-C₂₀)-арильный или -гетероарильный радикал, предпочтительно водород,

и их смеси.

В особенно предпочтительном варианте изобретения применяют октилфосфоновую кислоту, то есть в общей формуле (I) R¹ означает С₈-алкильный радикал и R² означает ОН.

Эти гидрофобно действующие соединения по отдельности или в смеси между собой добавляют в количестве от 0,01 до 50 вес. процентов, более предпочтительно от 0,1 до 50 вес. процентов, в пересчете на подлежащую переработке смесь. Эти гидрофобирующе действующие соединения могут наноситься любыми известными специалистам способами на подлежащее отделению гидрофобное вещество, предпочтительно на подлежащее отделению, как минимум, одно металлическое соединение. В одном из предпочтительных вариантов изобретения подлежащую переработке смесь перемалывают с соответствующим количеством гидрофобирующего вещества на планетарной шаровой мельнице и/или перемешивают. Пригодные для этого установки известны специалистам.

Стадия (В)

Стадия (В) согласно данному изобретению охватывает приведение в контакт шлама или дисперсии со стадии (А) с, как минимум, одной твердой, гидрофобной поверхностью для связывания, как минимум, одного гидрофобного вещества, предпочтительно подлежащего отделению, как минимум, одного металлического соединения с твердой, гидрофобной поверхностью.

В рамках данного изобретения термин твердая, гидрофобная поверхность означает, что применяется поверхность, которая является гидрофобной и которая представляет собой или одноштучную поверхность, например пластину, или конвейерную ленту, или представляет собой сумму поверхностей многих подвижных частиц, например отдельные поверхности большого количества шариков. Возможны комбинации этих вариантов.

В способе согласно данному изобретению могут применяться все твердые, гидрофобные поверхности, которые пригодны для того, чтобы связать, как минимум, часть гидрофобного вещества, находящегося в подлежащей переработке смеси. Связывание гидрофобного вещества с твердой, гидрофобной поверхностью происходит в результате гидрофобных взаимодействий.

В предпочтительном варианте изобретения твердая, гидрофобная поверхность представляет собой поверхность внутренней стенки трубы, поверхность пластины, неподвижную или подвижную поверхность конвейерной ленты, поверхность внутренней стенки реактора, поверхность трехмерных тел, которые добавляют к шламу или дисперсии. Особенно предпочтительной твердая, гидрофобная поверхность является поверхностью внутренней стенки реактора или неподвижной, или подвижной гидрофобной поверхностью конвейерной ленты с волокнистыми микро-3D-структурами на поверхности.

Согласно изобретению возможно, когда используют твердую, гидрофобную поверхность, у которой материал, образующий твердую, гидрофобную поверхность, сам по себе гидрофобен. Согласно изобретению также возможно, что сами по себе не гидрофобные поверхности гидрофобируют в результате нанесения, как минимум, одного гидрофобного слоя.

В другом предпочтительном варианте изобретения твердую поверхность, состоящую из металла, пластмассы, стекла, дерева или сплава металлов, гидрофобируют нанесением гидрофобного вещества, которое при необходимости покрывают поверхностным слоем подходящего вещества. Эта поверхность, состоящая из гидрофобных соединений, в одном из вариантов способа согласно данному изобретению является сама по себе достаточно гидрофобной для того, чтобы применяться в способе согласно данному изобретению. Нанесение гидрофобного слоя можно проводить, например, нанесением испарением (термическим напылением).

Для образования этого гидрофобного слоя можно использовать согласно данному изобретению все известные специалистам гидрофобные материалы, которые пригодны для образования соответствующего гидрофобного слоя. Гидрофобный слой представляет собой слой, который не содержит полярных групп и поэтому проявляет водоотталкивающие свойства.

К примерам подходящих соединений относятся бифункциональные соединения, которые одной функциональной группой связываются с твердой поверхностью посредством ковалентной или координационной связи, а посредством другой гидрофобной функциональной группы связываются с частицами ценной руды посредством ковалентной или координационной связи. К примерам групп, посредством которых происходит связывание с неорганическим соединением, относятся карбоксильная группа -COOH, группа фосфоновой кислоты -РО₃Н₂, тригалоидсилильная группа -SiHal₃, где Hal независимо один от другого означает F, Cl, Br, I, триалкоксисилильная группа Si(OR⁵)₃, где R⁵ одинаково или различно означает (C₁-C₁₂)-алкил и/или (C₂-C₁₂)-алкенил.

К примерам групп, посредством которых происходит связывание с частицами ценной руды, относятся разветвленные или неразветвленные (C₁-C₂₀)-алкильные группы, (C₅-C₂₀)-арильные или -гетероарильные группы, радикал общей формулы (III)

,

где

n означает число 1-25,

X независимо один от другого означает S или О, и

R⁶ означает разветвленный или неразветвленный (C₁-С₁₀)-алкил, аммоний, катион одновалентного металла, например катион щелочного металла.

В том случае, когда R⁶ означает аммоний или катион одновалентного металла, мы имеем дело с ионным соединением (III), в котором радикал -[CH₂]_n-Х-С(=Х)-Х^- имеет единичный отрицательный заряд на конечном X, причем этот заряд компенсируется аммонием или катионом одновалентного металла.

Предпочтительно связывание с частицей ценной руды происходит через радикал общей формулы (IIIa)

,

где

n означает число 2-20 и

R⁶ означает разветвленный или неразветвленный (C₁-C₅)-алкил.

В другом предпочтительном варианте изобретения твердая, гидрофобная поверхность представляет собой поверхность непрерывной конвейерной ленты, которую перемещают через шлам или дисперсию, содержащую смесь, подлежащую переработке. Поверхность конвейерной ленты можно увеличить в одном из предпочтительных вариантов изобретения способами, известными специалистам, например, в результате нанесения трехмерной структуры на конвейерную ленту. Одним из примеров такой трехмерной структуры являются волокна, которые закрепляют на конвейерной ленте. Конвейерная лента может быть изготовлена из любых известных специалистам подходящих материалов, например полимеров, таких как полиэфирфталат, металлических материалов, таких как алюминий, многокомпонентных материалов, таких как сплавы алюминия. Волокна также могут быть из любых известных специалистам подходящих материалов.

Стадия (С)

Стадия (С) способа согласно данному изобретению охватывает выведение, как минимум, одной твердой, гидрофобной поверхности, к которой присоединилось, как минимум, одно гидрофобное вещество, предпочтительно, как минимум, одно гидрофобное металлическое соединение из стадии (В), из шлама или дисперсии, в которой содержится, как минимум, одно гидрофильное соединение.

После приведения в контакт шлама или дисперсии, полученной на стадии (А) с, как минимум, одной твердой, гидрофобной поверхностью на стадии (В) подлежащее отделению гидрофобное вещество, предпочтительно подлежащее отделению гидрофобное металлическое соединение, как минимум, частично связывается с гидрофобной, твердой поверхностью. Гидрофильное вещество, которое находится в перерабатываемой смеси, однако остается в шламе или дисперсии, так как оно не связывается с гидрофобной поверхностью. Таким образом удается уменьшить концентрацию гидрофобных веществ в смеси, подлежащей переработке, в результате удаления этих соединений посредством гидрофобной поверхности.

Удаление загруженной, гидрофобной, твердой поверхности может осуществляться любыми известными специалистам способами. Например, можно пластину, обладающую гидрофобной, твердой поверхностью, вынуть из ванны, содержащей шлам или дисперсию. Далее существует возможность согласно данному изобретению, что твердая, гидрофобная поверхность нанесена на конвейерную ленту, перемещаемую через шлам или дисперсию. В том случае, когда гидрофобная, твердая поверхность нанесена на поверхность внутренней стенки трубы, соответственно, реактора, то в предпочтительном варианте изобретения шлам или дисперсию пропускают через трубу, соответственно, реактор. При этом удаление твердой, гидрофобной поверхности состоит в том, что шлам или дисперсию прогоняют вдоль этой поверхности. Согласно изобретению также возможно в том случае, когда твердая, гидрофобная поверхность является поверхностью внутренней стенки реактора, что удаление этой гидрофобной, твердой поверхности состоит в том, что подлежащий переработке шлам или дисперсию выпускают из реактора.

Стадия (D)

Стадия (D) включает отделение, как минимум, одного гидрофобного вещества, предпочтительно, как минимум, одного гидрофобного металлического соединения от твердой, гидрофобной поверхности.

Твердая, гидрофобная поверхность после стадии (С), как минимум, частично загружена подлежащим отделению гидрофобным веществом из реакционной смеси, подлежащей переработке. Для того чтобы получить подлежащее отделению гидрофобное вещество, необходимо согласно данному изобретению отделить это гидрофобное вещество от гидрофобной, твердой поверхности.

Это отделение можно провести любыми известными специалистам способами, которые пригодны для отделения гидрофобного вещества от указанной поверхности, не повреждая при этом гидрофобное вещество и/или поверхность.

В предпочтительном варианте отделение осуществляют на стадии (D) способа согласно данному изобретению в результате обработки твердой, гидрофобной поверхности веществом, выбираемым из группы, которая включает органические растворители, щелочные соединения, кислые соединения, окисляющие средства, поверхностно-активные соединения и их смеси.

К примерам подходящих органических растворителей относятся метанол, этанол, пропанол, например н-пропанол и изо-пропанол, ароматические растворители, например бензол, толуол, ксилолы, эфиры, например диэтиловый эфир, метил-трет-бутиловый эфир и их смеси. К примерам применяемых согласно данному изобретению щелочных соединений относятся водные растворы щелочных соединений, например водные растворы гидроксидов щелочных и/или щелочноземельных металлов, такие как КОН, NaOH, водные растворы аммиака, водные растворы органических аминов общей формулы R⁷ ₃N, где R⁷ выбирают из группы, включающей (C₁-C₈)-алкил, при необходимости замещенный другими функциональными группами. Кислые соединения могут быть минеральными кислотами, например HCl, H₂SO₄, HNO₃ или их смеси, органическими кислотами, например карбоновые кислоты. В качестве окисляющих средств можно использовать, например, Н₂О₂, например, в виде 30 вес. процентного водного раствора (пергидроль).

К примерам применяемых согласно данному изобретению поверхностно-активных соединений относятся неионные, анионные, катионные и/или цвиттерионные поверхностно-активные вещества,

В предпочтительном варианте изобретения гидрофобную, твердую поверхность, к которой присоединено гидрофобное вещество, подлежащее отделению, промывают органическим растворителем, более предпочтительно ацетоном, для того, чтобы отделить гидрофобное вещество от гидрофобной, твердой поверхности. Это действие можно также поддержать механически. В другом предпочтительном варианте органический растворитель или другой отделяющий реагент, указанный выше, направляют под давлением на гидрофобную поверхность, которая загружена ценной рудой. В еще одном предпочтительном варианте изобретения можно при необходимости применять ультразвук для поддержки процесса отделения.

Как правило, органический растворитель используется в таком количестве, которого достаточно, чтобы отделить по-возможности все количество прилипшего гидрофобного металлического соединения от гидрофобной поверхности. В одном из предпочтительных вариантов изобретения используют от 20 до 100 мл органического растворителя на грамм подлежащей очистке смеси, состоящей из гидрофобного и гидрофильного вещества. Согласно изобретению предпочтительно, когда гидрофобную, твердую поверхность обрабатывают несколькими меньшими порциями, например двумя порциями органического растворителя, которые вместе и составляют указанное выше общее количество.

Согласно изобретению подлежащее выделению гидрофобное вещество находится в виде шлама или дисперсии в указанных органических растворителях. Гидрофобное вещество может быть отделено от органических растворителей всеми известными специалистам способами, например декантированием, фильтрованием, отгонкой органического растворителя или осаждением твердых компонентов на дне резервуара, после чего руду вычерпывают со дна. Предпочтительно подлежащее отделению гидрофобное вещество, предпочтительно подлежащее отделению гидрофобное металлическое соединение, отделяют от органического растворителя фильтрованием. Полученное таким образом гидрофобное вещество может быть подвергнуто очистке другими известными специалистам способами. Растворитель можно, при необходимости после очистки, опять возвратить в способ согласно данному изобретению.

В другом предпочтительном варианте изобретения гидрофобную, твердую поверхность, от которой на стадии (D) отделили гидрофобное вещество, подвергают сушке. Эту сушку можно проводить всеми известными специалистам способами, например обработкой в печи при температуре, например, от 30 до 100°C.

В дальнейшем предпочтительном варианте изобретения гидрофобную, твердую поверхность, которую при необходимости высушили, вновь используют в способе согласно данному изобретению, то есть снова используют на стадии (В) способа согласно данному изобретению. Например, можно при использовании конвейерной ленты так осуществлять способ согласно данному изобретению, что конвейерная лента непрерывно пропускается через подлежащий переработке шлам или дисперсию, обрабатывается растворителем для отделения гидрофобных частиц, сушится и снова вводится в ванну с перерабатываемой смесью. При возврате гидрофобной, твердой поверхности необходимо согласно данному изобретению, чтобы она была полностью освобождена от использованного отделяющего реагента.

Данное изобретение также относится к применению твердой, гидрофобной поверхности для отделения, как минимум, одного гидрофобного вещества, предпочтительно гидрофобного металлического соединения или угля, от смеси, содержащей, как минимум, это гидрофобное вещество и, как минимум, одно гидрофильное вещество, как минимум, одно гидрофильное металлическое соединение.

Относительно твердой, гидрофобной поверхности, гидрофобных веществ, гидрофильных веществ и смеси, включающей, как минимум, это гидрофобное вещество и, как минимум, одно гидрофильное вещество, справедливо сказанное выше относительно способа согласно данному изобретению.

Фигуры

На фиг.1 показан более предпочтительный вариант способа согласно данному изобретению, в котором в качестве гидрофобной, твердой поверхности использована непрерывная конвейерная лента. Номера ссылок означают следующее:

1. смесь, подлежащая разделению, которая содержит, как минимум, одно гидрофобное вещество и, как минимум, одно гидрофильное вещество,

2. гидрофобная конвейерная лента со структурированной поверхностью,

3. гидрофобная конвейерная лента с прилипшим к ней гидрофобным веществом,

4. отделяющее средство, например органический растворитель.

На фиг.2 показан увеличенный отрезок конвейерной ленты, находящийся в смеси, которая состоит из, как минимум, одного гидрофобного вещества и, как минимум, одного гидрофильного вещества, с обозначением:

5. структуры на поверхности конвейерной ленты.

Пример

Внутреннюю поверхность химического стакана объемом 100 мл так покрывают слоем гидрофобированного магнетита (поверхность которого покрыта слоем 1-додецилтрихлорсилана, причем на 1 нм² поверхности магнетита приходится примерно от 10 до 50 молекул трихлорсилана; диаметр магнетитных частиц равен 10 нм), что гидрофобируется примерно 40 см² поверхности стенки. Берут 50 мл воды, 0,05 г додециламина (98-процентного, фирма Alfa Aesar), 0,50 г Cu₂S перемешивают с 1,7 вес. процентной октилфосфоновой кислотой и 0,50 г морского песка, который на 100% состоит из SiO₂, почищен соляной кислотой, и перемешивают с 1,7 вес. процентной октилфосфоновой кислотой, а после этого помещают в химический стакан, который покрыт слоем, как указано выше. Перемешивают в течение 2 часов со скоростью 400 об./мин, в заключение воду осторожно отсасывают и осторожно сушат содержание химического стакана.

Песок, лежащий на дне, достают и извлекают (0,46 г). В заключение в химический стакан наливают 30 мл ацетона и в течение 5 мин сильно перемешивают. В заключение ацетонную фазу декантируют и помещают в другой химический стакан. Эту операцию повторяют второй раз. После фильтрования получают 0,38 г Cu₂S.

Извлеченное количество Cu₂S соответствует относительному количеству 76%.

Изобретение относится к способу выделения, как минимум, одного гидрофобного вещества из смеси, которая включает, как минимум, это гидрофобное вещество и, как минимум, одно гидрофильное вещество. Способ включает следующие стадии. (А) Получение шлама или дисперсии смеси, которая подлежит переработке, в, как минимум, одной дисперсионной среде. (В) Приведение в контакт шлама или дисперсии со стадии (А) с, как минимум, одной твердой гидрофобной поверхностью для связывания с последней, как минимум, одного гидрофобного вещества, подлежащего выделению, при котором твердая гидрофобная поверхность представляет собой поверхность внутренней стенки трубы, поверхность пластины, поверхность конвейерной ленты или поверхность внутренней стенки реактора. (С) Удаление, как минимум, одной твердой гидрофобной поверхности, с которой связано, как минимум, одно гидрофобное вещество, со стадии (В), из шлама или дисперсии, в которой содержится, как минимум, одно гидрофильное вещество. (D) Отделение, как минимум, одного гидрофобного вещества от твердой гидрофобной поверхности. Изобретение позволит эффективно и с высокой степенью чистоты выделить гидрофобные вещества из смеси, которая содержит эти гидрофобные, а также гидрофильные вещества при отсутствии необходимости в присоединении магнитных частиц к гидрофобным компонентам, подлежащим отделению, и необходимости в применении воздушного потока. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

1. Способ выделения, как минимум, одного гидрофобного вещества из смеси, включающей, как минимум, указанное гидрофобное вещество и, как минимум, одно гидрофильное вещество, включающий стадии: (А) получение шлама или дисперсии смеси, которая подлежит переработке, в, как минимум, одной дисперсионной среде, (В) приведение в контакт шлама или дисперсии со стадии (А) с, как минимум, одной твердой гидрофобной поверхностью для связывания с последней, как минимум, одного гидрофобного вещества, подлежащего выделению, при котором твердая гидрофобная поверхность представляет собой поверхность внутренней стенки трубы, поверхность пластины, поверхность конвейерной ленты или поверхность внутренней стенки реактора, (С) удаление, как минимум, одной твердой гидрофобной поверхности, с которой связано, как минимум, одно гидрофобное вещество, со стадии (В), из шлама или дисперсии, в которой содержится, как минимум, одно гидрофильное вещество, и (D) отделение, как минимум, одного гидрофобного вещества от твердой гидрофобной поверхности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, как минимум, одно гидрофобное вещество представляет собой, как минимум, одно гидрофобное металлическое соединение или уголь и, как минимум, одно гидрофильное вещество представляет собой, как минимум, одно гидрофильное соединение металла.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что присутствующее в смеси, как минимум, одно гидрофобное вещество перед стадией (В) гидрофобируют, как минимум, одним веществом.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что, как минимум, одно гидрофобное соединение металла выбирают из группы, которая включает сульфидные руды.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что, как минимум, одно гидрофильное соединение металла выбирают из группы, которая включает оксидные соединения металла.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что сульфидные руды выбирают из группы медных руд, которая состоит из халькопирита CuFeS₂, борнита Cu₅FeS₄, халькозина Cu₂S и их смесей.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что оксидные соединения металлов выбирают из группы, которая состоит из диоксида кремния SiO₂, полевого шпата, слюды и их смесей.

8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве, как минимум, одной дисперсионной среды на стадии (А) используют воду.

9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что отделение на стадии (D) осуществляют обработкой твердой гидрофобной поверхности веществом, выбираемым из группы, которая состоит из органических растворителей, щелочных соединений, кислых соединений, окисляющих средств, поверхностно-активных соединений и их смесей.

10. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после стадии (D) твердую гидрофобную поверхность снова возвращают на стадию (В).

11. Применение твердой гидрофобной поверхности в качестве поверхности внутренней стенки трубы, поверхности пластины, поверхности конвейерной ленты или поверхности внутренней стенки реактора для выделения, как минимум, одного гидрофобного вещества из смеси, включающей, как минимум, это гидрофобное вещество и, как минимум, одно гидрофильное вещество.