Устройство для одновременного измельчения и пенной флотации - RU2017122473A
Код документа: RU2017122473A
Формула
1. Устройство для одновременного измельчения и пенной флотации, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента, содержащее:
a) резервуар (1), подходящий для содержания измельчающей среды (2), флотационного газа, реагента-коллектора и, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента;
b) перемешивающий блок (3), установленный с возможностью вращения в резервуаре (1);
c) приводное приспособление (4), присоединенное к перемешивающему блоку (3) для перемешивания измельчающей среды (2) и, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента и измельчения, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента, по меньшей мере, в один измельченный минерал и/или пигмент;
d) впускную систему (5), присоединенную к резервуару (1) и содержщую:
i. впуск неочищенного минерала и/или пигмента (5a),
ii. впуск реагента-коллектора (5b), и
iii. впуск флотационного газа (5c);
e) выпускную систему (6), присоединенную к резервуару (1) и включающую:
i. сито (6a), подходящее для отделения пены от измельченного минерала и/или пигмента,
ii. зону сбора продукта (6b), подходящую для сбора измельченного минерала и/или пигмента,
iii. зону сбора пены (6c) и
iv. зону перераспределения пены (6d).
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зона сбора пены (6c) включает распылительные сопла (6c1), и/или выпускная система (6) включает выпускной регулировочный клапан (6e) или обвод с перетоком (6f), и/или зона сбора продукта (6b) является кольцеобразной, и/или зона сбора пены (6c) является кольцеобразной, и/или зона перераспределения пены (6d) является кольцеобразной.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающийся тем, что впуск минерала и/или пигмента (5a) присоединен ко дну (7) резервуара (1), предпочтительно к центру (7a) дна (7) или к периферии (7b) дна (7), предпочтительнее по касательной, наиболее предпочтительно впускная система (5) присоединена ко дну (7) резервуара (1); и/или впуск неочищенного минерала и/или пигмента (5a), впуск реагента-коллектора (5b) и впуск флотационного газа (5c) впускной системы (5) присоединены друг к другу таким образом, что флотационный газ, предпочтительно воздух, и реагент-коллектор вводятся вместе, по меньшей мере, с одним неочищенным минералом и/или пигментом в резервуар (1).
4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один неочищенный минерал и/или пигмент имеет/имеют массовый медианный диаметр частиц d50 в интервале от 20 до 500 мкм и измельчающая среда (2) имеет объемную плотность в интервале от 1,5 до 6,0 кг/дм3, предпочтительно в интервале от 2,0 до 5,0 кг/дм3 и предпочтительнее в интервале от 2,2 до 4,0 кг/дм3; и/или измельчающая среда (2) имеет массовый медианный диаметр частиц d50 в интервале от 0,2 до 5,0 мм, предпочтительно в интервале от 1,0 до 4,5 мм и предпочтительнее в интервале от 2,4 до 4,0 мм или устройство выполнено с возможностью измельчения и пенной флотации, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента, имеющего массовый медианный диаметр частиц d50 в интервале от 0,5 до 20 мкм и измельчающая среда (2) имеет объемную плотность в интервале от 1,5 до 6,0 кг/дм3, предпочтительно в интервале от 2,0 до 4,5 кг/дм3 и предпочтительнее в интервале от 2,5 до 3 кг/дм3; и/или измельчающая среда (2) имеет массовый медианный диаметр частиц d50 в интервале от 0,2 до 5 мм, предпочтительно в интервале от 0,3 до 4,0 мм и предпочтительнее в интервале от 0,4 до 3,0 мм.
5. Способ, осуществляемый в устройстве по любому из пп. 1-4 для изготовления, по меньшей мере, одного измельченного минерала и/или пигмента и включающий следующие стадии, на которых:
I. вводят в резервуар (1), по меньшей мере, один неочищенный минерал и/или пигмент, измельчающей среды (2) и, по меньшей мере, один реагент-коллектор;
II. перемешивают, по меньшей мере, один неочищенный минерал и/или пигмент, измельчающей среды (2) и, по меньшей мере, один реагент-коллектор, введенных на стадии I, с водой для образования водной суспензии;
III. пропускают флотационный газ через впуск флотационного газа (5c) в водную суспензию, образующуюся на стадии II, и перемешивают получаемую водную суспензию посредством использования перемешивающего блока (3) для превращения, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента, по меньшей мере, в один измельченный минерал и/или пигмент и получают в результате этого, содержащую измельченный минерал и/или пигмент, фазу и пену;
IV. извлекают, по меньшей мере, один измельченный минерал и/или пигмент посредством отделения, содержащей измельченный минерал и/или пигмент, фазы от пены, получаемой на стадии III.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что данный способ включает стадию непосредственной или косвенной флотации, приводящей к образованию пены, содержащей флотированную фазу, и содержащей суспензию фазы с остальным измельченным минералом и/или пигментом.
7. Способ по п. 5 или 6, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно диспергирующее вещество добавляют до или в течение стадии III, и/или, по меньшей мере, один неочищенный минерал и/или пигмент содержит, по меньшей мере, одно диспергирующее вещество.
8. Способ по пп. 5-7, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одно диспергирующее вещество выбирают из группы, которую составляют натрий, калий, кальций, магний, литий, стронций, первичный амин, вторичный амин, третичный амин и/или соли аммония, при этом аминные соли являются неразветвленными или циклическими, по меньшей мере, частично нейтрализованных гомополимеров или сополимеров (мет)акриловой кислоты, малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, итаконовой кислоты, и производные указанных кислот, предпочтительно сложные эфиры или амиды, такие как метилметакрилат, метилакрилат, акриламид, гидрофосфат натрия или полифосфаты, такие как полифосфаты щелочных металлов, карбоксиметилцеллюлоза, стерические диспергирующие вещества, гребенчатые полимеры и/или соответствующие смеси, предпочтительно полиакрилат натрия, имеющий молекулярную массу Mw, составляющую от 4000 до 10000 г/моль, предпочтительно от 4000 до 8000 г/моль и наиболее предпочтительно приблизительно 6000 г/моль; и/или
по меньшей мере, один реагент-коллектор выбирают из группы, которую составляют поверхностно-активные и гидрофобные тензиды, предпочтительно ксантат или тиофосфаты, олеиновые кислоты, алкилсульфаты, полиалкиленимины, первичные амины, третичные амины, четвертичные амины, жирные амины, сложные эфиры с четвертичными аминогруппами, сложные полиэфиры с четвертичными аминогруппами, имидазолины или четвертичные соединения имидазолия, предпочтительно четвертичные метосульфаты имидазолия и/или соответствующие смеси; и/или
содержание, по меньшей мере, одного диспергирующего вещества находится в интервале от 0,1 до 1,0 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента в водной суспензии, предпочтительно от 0,2 до 0,6 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента в водной суспензии и предпочтительнее в интервале от 0,3 до 0,5 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента в водной суспензии; и/или
содержание, по меньшей мере, одного реагента-коллектора находится в интервале от 0,001 до 5,0 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента в водной суспензии, полученной на стадии II, предпочтительно от 0,05 до 0,8 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента в водной суспензии, полученной на стадии II, и наиболее предпочтительно в интервале от 0,02 до 0,1 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента в водной суспензии, полученной на стадии II;
предпочтительно, по меньшей мере, одно диспергирующее вещество является отрицательно заряженным, и/или, по меньшей мере, один реагент-коллектор является неионным.
9. Способ по любому из пп. 5-8, отличающийся тем, что диаметр измельчающего устройства находится в интервале от 200 до 750 мм, и скорость вращения вала перемешивающего блока устанавливается на уровне от 150 до 400 об/мин или диаметр измельчающего устройства находится в интервале от 751 до 1250 мм и скорость вращения вала перемешивающего блока устанавливается на уровне от 125 до 350 об/мин или диаметр измельчающего устройства находится в интервале от 1251 до 1750 мм и скорость вращения вала перемешивающего блока устанавливается на уровне от 100 до 300 об/мин.
10. Способ по любому из пп. 5-9, отличающийся тем, что содержание твердых частиц в водной суспензии составляет от 5,0 до 80,0 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента в водной суспензии, полученной на стадии II, предпочтительно от 10,0 до 75,0 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента в водной суспензии, полученной на стадии II, предпочтительнее от 20,0 до 70,0 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента в водной суспензии, полученной на стадии II, и наиболее предпочтительно от 30,0 до 55,0 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного неочищенного минерала и/или пигмента в водной суспензии, полученной на стадии II.
11. Способ по любому из пп. 5-10, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один неочищенный минерал и/или пигмент, введенный на стадии I, представляет собой неочищенный, содержащий белый пигмент материал, в котором белый пигмент предпочтительно выбирают из группы, которую составляют содержащие карбонат кальция материалы, барит, оксид алюминия, оксид титана и соответствующие смеси, и наиболее предпочтительно представляет собой природный карбонат кальция, предпочтительно содержание белого пигмента в неочищенном содержащем белый пигмент материале составляет от 0,1 до 99,9 мас.% в расчете на сухую массу, предпочтительно от 30,0 до 99,7 мас.% в расчете на сухую массу, предпочтительнее от 60,0 до 99,3 мас.% в расчете на сухую массу и наиболее предпочтительно от 80,0 до 99,0 мас.% в расчете на сухую массу.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что неочищенный, содержащий белый пигмент материал, содержит примеси, выбранные из группы, которую составляют сульфиды железа; оксиды железа; силикаты, предпочтительно кварц, слюда, амфиболит, полевой шпат, глинистый минерал и или соответствующие смеси; графит и соответствующие смеси, и/или
массовое соотношение белого пигмента и примесей в неочищенном, содержащем белый пигмент материале (белый пигмент: примеси) составляет от 0,1: 99,9 до 99,9:0,1, в расчете на сухую массу, предпочтительно от 30:70 до 99,7:0,3 в расчете на сухую массу, предпочтительнее от 60:40 до 99,3:0,7 в расчете на сухую массу, и наиболее предпочтительно от 80:20 до 99:1 в расчете на сухую массу.
13. Способ по любому из пп. 5-12, отличающийся тем, что одна или несколько добавок, выбранных из группы, которую составляют регулирующие pH реагенты, пенообразующие реагенты, подавляющие вещества, растворители, и/или полиэлектролиты, вводятся перед стадией IV; содержание указанных добавок находится предпочтительно в интервале от 0,0005 до 1,0 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного измельченного минерала и/или пигмента в водной суспензии, предпочтительнее в интервале от 0,001 до 0,5 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного измельченного минерала и/или пигмента в водной суспензии и наиболее предпочтительно в интервале от 0,001 до 0,1 мас.% по отношению к полной массе, по меньшей мере, одного измельченного минерала и/или пигмента в водной суспензии.
14. Способ по любому из пп. 5-13, отличающийся тем, что данный способ дополнительно включает следующие стадии, на которых осуществляют:
V. обезвоживание и необязательно высушивание содержащей измельченный минерал и/или пигмент фазы, получаемой на стадии IV, для удаления, по меньшей мере, части воды и получения частично обезвоженного измельченного минерала и/или пигмента или получения высушенного измельченного минерала и/или пигмента;
VI. обработку частично обезвоженного и/или высушенного измельченного минерала и/или пигмента, получаемого после стадии обезвоживания V, по меньшей мере, одним диспергирующим веществом и его повторное разбавление для получения водной суспензии, содержащей диспергированный измельченный минерал и/или пигмент, и/или
VII. обработку частично обезвоженного и/или высушенного измельченного минерала и/или пигмента до или после стадии обезвоживания или высушивания V, по меньшей мере, одной насыщенной алифатической неразветвленной или разветвленной карбоновой кислотой и/или, по меньшей мере, одним монозамещенным янтарным ангидридом и/или, по меньшей мере, одной монозамещенной янтарной кислотой и/или одним или несколькими солевыми продуктами реакции и/или, по меньшей мере, одной смесью сложных эфиров фосфорной кислоты, содержащей один или несколько сложных моноэфиров фосфорной кислоты и/или соответствующих продуктов реакции и один или несколько сложных диэфиров фосфорной кислоты и/или соответствующих продуктов реакции, в целях получения гидрофобизированного измельченного минерала и/или пигмента.
15. Применение содержащей измельченный минерал и/или пигмент фазы, получаемой способом по любому из пп. 5-13, в бумажных изделиях.
16. Применение содержащей измельченный минерал и/или пигмент фазы, получаемой способом по любому из пп. 5-14 в бумаге, пластмассах, красках, покрытиях, связующих веществах, герметизирующих веществах, пищевых продуктах, кормах, фармацевтических изделиях, бетоне, цементе, косметических изделиях, обработке воды и/или сельскохозяйственном производстве, предпочтительно в периферии мокрой части бумагоделательной машины, в сигаретной бумаге, картоне, и/или нанесении покрытий, или в качестве подложки для ротационной глубокой и/или офсетной и/или краскоструйной печати и/или непрерывной краскоструйной печати и/или флексографии и/или электрофотографии и/или декоративных поверхностей.
17. Содержащая измельченный минерал и/или пигмент фаза и/или измельченный минерал и/или пигмент, получаемые способом по любому из пп. 5-14.
Комментарии