[发明专利]改善含水分散体的流变性质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及改善含水分散体的流变性质的方法，所述方法包括向所述含水分散体加入有效量的流变改进剂通常与合成水溶性聚合物絮凝剂的组合。所述方法尤其适用于采矿作业。

背景技术

在采矿中的贵重金属和矿物的生产中，通常要研磨矿体，将其分散于水溶液中，用试剂处理，并经受各种加工条件(温度、pH、压力、剪切速度)。采矿作业的预期目的是产生含水分散体，所述含水分散体将经受矿石的有价值部分的隔离、分离或提纯，无论所述矿石的有价值部分是金属还是矿物。

由采矿作业所产生的含水分散体是包含水、固体和其它材料的混合物。来自采矿作业的含水分散体中通常发现的固体类型的实例包括矿物、金属、金属氧化物、金属硫化物、金属氢氧化物、盐、有机物和其它无机物。含有矿石、精矿、尾矿等的含水分散体可能含有具有不利于快速沉积或泵送的形态的颗粒，这类含水分散体是特别被关注的。被泵送的浓缩含水分散体可含有有用矿物或金属或废渣。在含水分散体中发现的有用资源可包括矿物(铝土矿、铁矾土或硫化物)、金属(例如铁、碱金属、贵金属、轻金属和铀)、煤等。废物流由脉石矿物和几乎没有价值的其它成分组成。通常，在合适的分离过程中例如离心、浓缩、沉积、脱水、过滤等通过用絮凝剂或凝结剂处理含水分散体以引发液固分离，所述液固分离将含水分散体的固体部分富集。

通过使用凝结剂和/或絮凝剂促进的液固分离需要进一步浓缩含水分散体以降低运输、煅烧、分离、消解或存储的成本。目前液固分离正面临更多挑战，因为现在所处理的矿体含有更低浓度的有用矿物和金属以及更高浓度的脉石矿物。脉石包含矿体无用或低价值的部分，并且脉石通常由不规则形状的细小颗粒组成。在将含水分散体从发现或生产的地方运输至其储存、焙烧、分离或运输的设备之前，通过使用合成聚合物或天然聚合物加速液固分离。由于脉石颗粒的大小和形状，脉石矿物更难团聚；因此需要更高剂量的合成或天然聚合物絮凝剂以达到需要维持所需磨机流动速度的相同沉积速度。使被浓缩的含水分散体的运输更具有挑战的是用来凝结或絮凝含水分散体的固体的化学品促进了更高的流变学参数，例如被浓缩固体的更高粘度或更高屈服应力，使得该固体更难以泵送。

使用高分子量的合成聚合物絮凝剂赋予更高流变学特性，使含水分散体的泵送更困难，因此对作业成本和盈利性具有负面影响。优选地，被浓缩的含水分散体应当表现出低屈服应力使得可以在低阈值能量水平下泵送。此外，被浓缩的含水分散体应当具有低粘度，这应导致采矿过程的快速流动速度用于改善效率、生产率和更低的磨机或精炼厂的能耗成本。为了采矿公司维持盈利，需要采矿作业能够通过降低底层的流变性质来有效处理被浓缩的含水分散体。

本文中的所有份数和百分数均基于重量，除非另有说明。Mw为通过SEC-MALLS分析测得的重均分子量。MALLS应当是指多角激光光散射。SEC-MALLS应当是指使用MALLS的尺寸排阻色谱技术测定Mw。

发明内容

本发明涉及一种改善含水分散体的流变性质的方法。所述方法包括向含水分散体加入有效量的至少一种流变改进剂。通常，向含水体系中加入流变改进剂与至少一种合成水溶性聚合物絮凝剂的组合，并且在该情况下通常在絮凝剂之前加入流变改进剂。

所述流变改进剂选自天然聚合物、半天然聚合物、合成材料以及它们的组合。半天然聚合物为化学改性的或合成改性的天然聚合物。所述合成材料通常包括阳离子型或阴离子型聚合物或单体。

所述方法可应用于采矿作业中用于改善含水分散体如矿浆的流变性质。例如，所述方法可应用于例如在重力沉降澄清器、澄清池和/或水力旋流器中的液固分离。通常，所述方法用于涉及矿浆的作业中，所述矿浆包含金、磷酸盐、银、铂、铜、镍、锌、铅、钼、铁、煤、铝(铝土矿)等。

已发现通过使用所述方法降低了含水分散体的屈服应力。降低所述含水分散体的屈服应力是非常重要的，因为具有较低屈服应力的含水浆料可通过管道和其它设备更快速和更有效的运输，从而提高生产率并节省能耗。此外，通过该方法加快了成功液固分离所需要的絮凝、沉积和脱水过程。

屈服应力是指通过叶片流变测定法测量开始使固体移动所需要的能量的量。长径比定义为通过X-射线衍射测量的最小Feret直径与最大Feret直径的比例。所述长径比表示伸长率和颗粒的球度，其中颗粒的球度与长径比成反比。

具体实施方式