阅读说明：本技术 用于对磷酸盐矿石进行反向泡沫浮选的改进组合物和方法 (Improved composition and process for reverse froth flotation of phosphate ores ) 是由 J·刘 S·R·史利南 K·奥布赖恩 D·N·T·哈伊 于 2018-05-25 设计创作，主要内容包括：描述了用于反向泡沫浮选分离的改进鼓泡组合物和其用途以及反向泡沫浮选的改进方法。描述了包括捕收剂和选矿剂的鼓泡组合物,所述捕收剂包括磺化脂肪酸和/或其盐并且所述选矿剂包括羟基脂肪酸组合物。所述鼓泡组合物适于用于反向泡沫浮选以从包括磷酸盐和白云石、方解石、硅酸盐和/或其它脉石的矿石中分离磷酸盐精选矿。所公开的组合物和方法表现出磷酸盐与这种矿石的改进分离。(An improved bubbling composition for reverse froth flotation separation and its use and an improved process for reverse froth flotation are described. A bubbling composition is described comprising a collector and a beneficiation agent, the collector comprising a sulfonated fatty acid and/or a salt thereof and the beneficiation agent comprising a hydroxy fatty acid composition. The bubbling composition is suitable for use in reverse froth flotation to separate phosphate concentrates from ores including phosphates and dolomite, calcite, silicates, and/or other gangue. The disclosed compositions and methods exhibit improved separation of phosphate from such ores.)

用于对磷酸盐矿石进行反向泡沫浮选的改进组合物和方法

本发明涉及用于泡沫浮选特别是用于从含有碳酸盐脉石的矿物矿石中分离磷酸盐精选矿(phosphate beneficiary)的改进方法以及组合物。

背景技术

本发明涉及用于改进泡沫浮选选矿过程的有效性的新型材料、组合物和方法。许多矿物和其它材料是从采矿和其它资源回收操作中获得的，作为难以分离成其成分的紧密混合物。例如，所开采的矿石常常是多矿物矿石并且含有至少一种期望组分、精选矿以及一种或多种其它价值较低和/或期望的材料、脉石。

在选矿过程中，使共存于混合物中的两种或更多种材料彼此分离，以获得采取比混合物中存在的形式更浓的形式的精选矿。一种选矿形式是泡沫浮选分离。

在对矿物矿石进行泡沫浮选分离时，精细地研磨(粉碎)矿石以形成颗粒形式的粉碎矿石。将粉碎矿石在液体介质(通常是水)中浆化，以制成作为鼓泡组分的浆料。鼓泡组合物中可以包含有助于从脉石中分离精选矿的其它组分，如捕收剂、改性剂、抑制剂、起沫剂(起泡剂)和/或活化剂等组分。

在称为鼓泡的过程中，使气体(通常是空气)冒泡穿过鼓泡组合物，并且在鼓泡组合物的表面形成泡沫。在鼓泡期间，来自矿石的如靶向颗粒等一些材料与气泡一起上浮(即，漂浮)并且浓缩在泡沫中，而其它材料则浓缩在液体(底流)主体中。

捕收剂的作用是辅助浮选鼓泡组合物中的靶向颗粒。抑制剂的作用是阻止或防止浮选鼓泡组合物中的未靶向颗粒。

用气体使鼓泡组合物鼓泡，所述鼓泡组合物的气泡从带有疏水性颗粒的浆料中升起并且在底流上方形成泡沫层。然后可以将泡沫层沉积在流槽上。疏水性较差的材料留在浆料中，从而完成了泡沫浮选分离。

两种常见的浮选分离过程形式是直接浮选和反向浮选。在直接浮选过程中，泡沫包括精选矿或浓缩物，而在反向浮选过程中，泡沫包括脉石或尾矿。以这两种泡沫浮选形式进行浮选的目的是以尽可能高的精选矿浓度从微粒材料中分离和回收尽可能多的所述精选矿。在泡沫浮选中，使鼓泡组合物鼓泡形成泡沫层和底流。在直接泡沫浮选中，泡沫层包括浓缩精选矿(浓缩物)并且底流包括尾矿(浓缩脉石)。在反向泡沫浮选中，泡沫层包括尾矿并且底流包括浓缩精选矿。在直接泡沫浮选中，泡沫可以包括比脉石更多的精选矿并且尾矿可以包括比精选矿更多的脉石。在反向泡沫浮选中，泡沫可以包括比精选矿更多的脉石并且尾矿可以包括比脉石更多的精选矿。

泡沫浮选分离可以用于将固体(如矿物矿石的成分)与固体分离以及将液体或半固体与固体分离(如将沥青与油砂分离)。

用于浮选分离的先决条件是将颗粒释放。因此，为了浮选矿物矿石，需要粉碎(通过如干磨、湿磨等这样的技术来研磨固体)以释放矿物。大量的研磨或粉碎可以更好地释放颗粒，以在泡沫浮选过程中分离精选矿和脉石。

磷酸盐矿石通常包括磷酸盐矿物和脉石杂质，如碳酸盐和硅酸盐。一种磷酸盐矿物是磷灰石，所述磷灰石包括PO₄ ^3-和Ca²⁺。磷灰石包含羟基磷灰石(hydroxyapatite)(羟基磷灰石(hydroxylapatite))、氟磷灰石和氯磷灰石、除磷酸阴离子外还包括如F^-、Cl^-、OH^-和/或CO₃ ^2-等其它阴离子的矿物质。磷酸盐矿石中的杂质是碳酸盐，如白云石和/或方解石、硅酸盐和粘土。磷酸盐矿石通常需要先进行选矿，然后再用于如磷酸生产等任何后续(下游)过程。即使在选矿之后，磷酸盐矿石中存在的杂质也可能会在这种下游操作中造成相当大的问题。例如，磷酸盐矿石精选矿中存在的碳酸盐可能会导致在由磷酸盐精选矿生成磷酸时具有高硫消耗和更高的粘度。因此，从磷酸盐矿石中有效除去碳酸盐对于由矿石的磷酸盐下游生产磷酸至关重要。除去碳酸盐的常见过程之一是反向泡沫浮选，在所述反向泡沫浮选中，碳酸盐矿物作为尾矿富集在泡沫中，而磷酸盐矿物则集中在底流中。

自20世纪80年代以来，已经使用磺化脂肪酸作为捕收剂对磷酸盐矿石进行泡沫浮选选矿。磺化脂肪酸的优点是磺化脂肪酸在较宽范围的pH、温度和水硬度内充当捕收剂。进一步地，磺化脂肪酸对含有碳酸盐和/或硅酸盐的靶向颗粒表现出比非磺化脂肪酸更高的选择性。然而，磺化脂肪酸在用于泡沫浮选时的一个缺点是磺化脂肪酸会导致泡沫过多，伴有降低精选矿的等级和/或回收率(收率)，并且泡沫过多会导致下游泡沫处理问题。

尽管泡沫浮选的目的是以尽可能高的浓度分离并且回收尽可能多的精选矿，但是在这种过程中，浓缩物的纯度与精选矿的收率之间存在折衷。以收率为代价对泡沫浮选条件和/或材料进行调整可以产生提高的纯度，或者反之亦然。

鉴于以上问题，提供泡沫浮选改进方法和/或组合物将会是有利的，所述泡沫浮选改进方法和/或组合物可以在现有的泡沫浮选设施中实施以从矿石分离精选矿。提供用于获得精选矿的更高收率和更高纯度的改进方法和其材料将会是有利的。提供用于泡沫浮选的改进方法和/或组合物将会是有利的，所述改进方法和/或组合物在泡沫浮选过程期间不会造成泡沫过多，也不会降低精选矿的等级和/或回收率(收率)并且不会造成泡沫处理问题。

发明内容

本文公开了用于对磷酸盐矿石进行反向泡沫浮选的鼓泡组合物。在实施例中，公开了一种鼓泡组合物，其包括：(i)介质；(ii)粉碎磷酸盐矿石；(iii)捕收剂，所述捕收剂包括磺化脂肪酸组合物，所述磺化脂肪酸组合物包括一种或多种磺化脂肪酸、一种或多种磺化脂肪酸盐或其任何组合；以及(iv)选矿剂，所述选矿剂包括羟基脂肪酸组合物，所述羟基脂肪酸组合物包括一种或多种羟基脂肪酸、一种或多种羟基脂肪酸盐或其组合，其中所述粉碎磷酸盐矿石包括磷酸盐精选矿和脉石。在实施例中，所述介质包括水、由水组成或基本上由水组成。在实施例中，所述磺化脂肪酸组合物的重量除以所述羟基脂肪酸组合物的重量为约0.01到约99。在一些实施例中，所述鼓泡组合物的pH为约4到约7。在一些实施例中，所述一种或多种磺化脂肪酸、所述一种或多种磺化脂肪酸盐或其所述组合包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：磺化脂肪酸、磺化脂肪酸盐或其组合。在一些实施例中，所述一种或多种羟基脂肪酸、所述一种或多种羟基脂肪酸盐或其所述组合包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：羟基脂肪酸、羟基脂肪酸盐或其组合。

在实施例中，所述羟基脂肪酸组合物包括C6到C30羟基脂肪酸、C6到C30羟基脂肪酸盐或其组合。

在实施例中，所述羟基脂肪酸组合物包括具有一到三个羟基的羟基脂肪酸、具有一到三个羟基的羟基脂肪酸盐或其组合。

在实施例中，所述羟基脂肪酸组合物包括蓖麻油酸、蓖麻油酸盐、12-羟基硬脂酸、12-羟基硬脂酸盐、9,10-二羟基十八烷酸、9,10-二羟基十八烷酸盐、9,10,18-三羟基十八烷酸、9,10,18-三羟基十八烷酸盐、羟基二十碳烯酸(lesquerolic acid)、羟基二十碳烯酸盐、15-羟基十六烷酸、15-羟基十六烷酸盐、异蓖麻油酸、异蓖麻油酸盐、羟基十八碳二烯酸(densipolic acid)、羟基十八碳二烯酸盐、14-羟基-二十碳-顺-11-顺-17-二烯酸、14-羟基-二十碳-顺-11-顺-17-二烯酸盐、2-羟基油酸、2-羟基油酸盐、2-羟基亚油酸、2-羟基亚油酸盐、18-羟基硬脂酸、18-羟基硬脂酸盐、15-羟基亚油酸、15-羟基亚油酸盐或其任何组合。

在实施例中，所述羟基脂肪酸组合物包括蓖麻油酸、蓖麻油酸盐或其组合。

在实施例中，所述羟基脂肪酸组合物包括从蓖麻油的水解得到的羟基脂肪酸、从蓖麻油的水解得到的羟基脂肪酸盐或其组合。

在实施例中，所述羟基脂肪酸组合物包括具有一个双键或两个双键的不饱和羟基脂肪酸、具有一个双键或两个双键的不饱和羟基脂肪酸盐或其组合。在一些这种实施例中，所述羟基脂肪酸组合物基本上由蓖麻酸钠、蓖麻酸钾或其组合组成。

在实施例中，所述羟基脂肪酸组合物包括饱和羟基脂肪酸、饱和羟基脂肪酸盐或其组合。

在实施例中，所述脉石包括碳酸盐。

在实施例中，所述脉石包括方解石、白云石或其组合。

在实施例中，所述磺化脂肪酸组合物包括磺化油酸、磺化油酸盐、磺化亚油酸、磺化亚油酸盐、磺化亚麻酸、磺化亚麻酸盐、磺化蓖麻油酸、磺化蓖麻油酸盐、磺化棕榈油酸、磺化棕榈油酸盐、磺化11-二十碳烯酸、磺化11-二十碳烯酸盐、磺化芥酸、磺化芥酸盐、磺化神经酸、磺化神经酸盐或其任何组合。

在实施例中，所述粉碎磷酸盐矿石包括粉碎磷灰石。

在实施例中，所述鼓泡组合物进一步包括一种或多种乳化表面活性剂、一种或多种另外的捕收剂、一种或多种抑制剂、一种或多种活化剂、一种或多种起泡剂或其任何组合。

在实施例中，所述鼓泡组合物包括三聚磷酸钠或多磷酸铵或其组合。

在实施例中，所述鼓泡组合物包括pH调整剂。

本文提供了一种反向泡沫浮选的方法，所述方法包括使本文所公开的鼓泡组合物中的任何一种鼓泡组合物鼓泡。在实施例中，所述方法进一步包括：研磨磷酸盐矿物矿石以提供经过研磨的磷酸盐矿石。在一些这种实施例中，所述方法进一步包括将所述经过研磨的磷酸盐矿石与所述介质的至少一部分组合以形成中等矿石浆料。在一些这种实施例中，所述方法进一步包括通过使所述中等矿石浆料穿过网筛、对所述中等矿石浆料进行水力旋流、对所述中等矿石浆料进行脱泥或其任何组合来调整所述磷酸盐矿石的颗粒在所述中等矿石浆料中的粒度分布。在一些这种实施例中，所述方法进一步包括将所述中等矿石浆料与捕收剂、选矿剂以及任选地所述介质的第二部分组合以形成所述鼓泡组合物。

本文提供了一种本文所公开的鼓泡组合物中的任何组合物的用途，其用于精制磷酸盐矿石。在所述用途的一些实施例中，所述磷酸盐矿石用于生产磷酸。

附图说明

图1示出了在对包括各种皂和盐的鼓泡组合物进行泡沫浮选时磷酸盐回收率与磷酸盐等级的绘图。

图2示出了在对包括磺化油酸钾盐、蓖麻酸钠和其各种组合的鼓泡组合物进行泡沫浮选时磷酸盐回收率与磷酸盐等级的绘图。

图3示出了在对包括磺化油酸钾盐、磺化蓖麻皂和其组合的鼓泡组合物进行泡沫浮选时磷酸盐回收率与磷酸盐等级的绘图。

图4示出了在对包括磺化油酸钾盐、12-羟基硬脂酸钾和其组合的鼓泡组合物进行泡沫浮选时磷酸盐回收率与磷酸盐等级的绘图。

图5示出了在对包括磺化油酸钾盐的鼓泡组合物以及包括磺化油酸钾盐和从蓖麻油的水解得到的蓖麻油酸盐的鼓泡组合物进行泡沫浮选时磷酸盐回收率与磷酸盐等级的绘图。

图6示出了在对包括磺化油酸钾盐的鼓泡组合物以及包括磺化油酸钾盐和蓖麻油/玉米油钠皂配制方的鼓泡组合物进行泡沫浮选时磷酸盐回收率与磷酸盐等级的绘图。

图7示出了在对包括磺化油酸钾盐的鼓泡组合物、包括蓖麻酸钠的鼓泡组合物以及包括磺化油酸钾盐和蓖麻酸钠的鼓泡组合物进行泡沫浮选时磷酸盐回收率与磷酸盐等级的绘图。

图8示出了在对包括磺化油酸钾盐的鼓泡组合物、包括蓖麻酸钠的鼓泡组合物以及包括磺化油酸钾盐和蓖麻酸钠的鼓泡组合物进行泡沫浮选时磷酸盐回收率与磷酸盐等级的绘图。

具体实施方式

尽管本公开提供了对优选实施例的参考，但是本领域技术人员将认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节方面作出改变。对各个实施例的参考并不限制所附权利要求书的范围。另外，本说明书中阐述的任何实例并非旨在是限制性的，而是仅阐述所附权利要求书的很多可能的实施例中的一些实施例。

定义

除非另有定义，否则本文所使用的所有技术术语和科学术语具有与本领域普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。在有冲突的情况下，将以本文件为准，包含定义。

如本文所用，术语“包括(comprise(s))”、“包含(include(s))”、“具有(having)”、“具有(has)”“可以(can)”、“含有(contain(s))”和其变体旨在是不排除另外的行为或结构的可能性的开放式过渡性短语、术语或单词。除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式“一个/种(a)”、“和(and)”以及“所述(the)”包含复数指代物。本公开还设想了“包括”本文所呈现的实施例或元件、“由本文所呈现的实施例或元件组成”和“基本上由本文所呈现的实施例或元件组成”的其它实施例，无论是否明确地阐述。

如本文所用，术语“任选的”或“任选地”意味着，随后描述的事件或情形可以但不一定发生，并且描述包含事件或情形发生的情况和事件或情形不发生的情况。

如本文所用，用于描述本公开的实施例的修饰例如组合物中成分的量、浓度、体积、工艺温度、工艺时间、收率、流动速率、压力和类似值以及其范围的术语“约”是指可能例如由于以下而发生的数量变化：由于用于制备化合物、组合物、浓缩物或用途调配物的典型测量和处理程序；由于这些程序中的疏忽性误差；由于用于执行所述方法的起始材料或成分的制造、来源或纯度的差异以及类似接近的考虑。术语“约”还涵盖了由于具有特定的初始浓度的调配物或混合物的老化而不同的量以及由于混合或加工具有特定初始浓度的调配物或混合物而不同的量。当由术语“约”修饰时，所附权利要求书包含这些量的等同物。进一步地，除非上下文具体地限制，否则在“约”用于描述值的范围，例如“约1到5”或“约1到约5”的情况下，详述是指“1到5”和“约1到约5”和“1到约5”以及“约1到5”。

如本文所用，“矿石”是指通过挖掘从地下来源获得的具有经济价值的任何固体材料以及这种固体的精制产物或加工产物。挖掘包含但不限于采石、露天采矿或坑采矿。矿石包含但不限于岩石、矿物、矿物集合体、包含基本形式的金属和含有金属原子的化合物两者的金属化合物、以及任何等级的煤(泥煤、褐煤、次烟煤、烟煤或无烟煤)。矿石包含精选矿。

如本文所用，“磷酸盐矿石”是指包括磷酸盐基团和/或磷酸盐部分的矿石。在实施例中，磷酸盐矿石包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：Ca²⁺、PO₄ ^3-、F^-、OH^-、CO₃ ^2-、二氧化硅和/或硅酸盐或其任何组合。在实施例中，磷酸盐矿石包括磷酸盐精选矿和脉石，所述脉石包括碳酸盐、硅酸盐或其组合。

如本文所用，“磷酸盐精选矿”是指包括磷酸盐基团和/或磷酸盐部分的精选矿。在实施例中，磷酸盐精选矿包括Ca²⁺和PO₄ ^3-、由其组成或基本上由其组成。

如本文所用，“粉碎”是指机械地减小固体块的大小。粉碎的非限制性实例包含磨粉和研磨。

如本文所用，“脂肪酸”是具有至少六个碳原子的脂肪族链的羧酸。

如本文所用，“鼓泡组合物”是指包括粉碎矿石、液体介质和捕收剂的材料的混合物。在实施例中，液体介质包括水、基本上由水组成或由水组成。在实施例中，鼓泡组合物进一步包含泡沫。

如本文所用，“鼓泡浆料”是指已经鼓泡的鼓泡组合物，其中鼓泡浆料包括底流和泡沫。

如本文所用，“鼓泡组合物”是指已经鼓泡的鼓泡组合物，其中鼓泡组合物包括底流和泡沫。

如本文所用，“浓缩物”是指鼓泡组合物中矿石材料的已经通过泡沫浮选过程对精选矿进行浓缩的部分。在鼓泡之前，浓缩物具有比鼓泡组合物中的矿石更高的精选矿浓度(作为精选矿与精选矿加上脉石的重量比)。

如本文所用，“尾矿”是指鼓泡组合物中矿石材料的已经通过泡沫浮选过程对脉石进行浓缩的部分。在鼓泡之前，尾矿具有比鼓泡组合物中的矿石更高的脉石浓度(作为脉石与精选矿加上脉石的重量比)。

如本文所用，“底流”是指排除或基本上排除泡沫的鼓泡浆料。

如本文所用，“泡沫”是指在鼓泡期间、在鼓泡之后或在鼓泡期间和鼓泡之后均存在于鼓泡组合物中的多个气泡。通过用气体使鼓泡组合物鼓泡来形成气泡。在实施例中，气体是空气。

如本文所用，“捕收剂”是指增加靶向颗粒与气体气泡的粘附或缔合的材料或材料混合物。

如本文所用，“抑制剂”是指降低未靶向颗粒与气体气泡的粘附或缔合的材料或材料混合物。

如本文所用，“起沫剂”或“起泡剂”是指在鼓泡期间、在鼓泡之后或在鼓泡期间和鼓泡之后均促进泡沫形成和/或抑制泡沫内的气泡数量减少的材料或材料混合物。

如本文所用，“分散剂”是指增加颗粒在液体介质中的分散、稳定矿石的颗粒在液体介质中的分散或两者的材料或材料混合物。

如本文所用，术语“盐”是指羧酸和/或磺酸部分的共轭碱。进一步地，如本文的上下文所指定或确定的，术语“盐”不仅指全盐，而且指半盐等。在实施例中，盐包括选自Na⁺、K⁺、NH₄ ⁺和其任何组合的阳离子。

如本文所用，“选矿剂”是指在对包括捕收剂和精选矿的鼓泡组合物进行反向泡沫浮选时以给定的浓缩物等级改进精选矿的收率并且任选地与不存在选矿剂的其它相同的鼓泡组合物相比改进泡沫特性的材料或材料混合物。

如本文所用，“浮选”或“泡沫浮选”是指鼓泡组合物鼓泡形成泡沫层和底流的过程。

如本文所用，“羟基脂肪酸组合物”是指包括一种或多种羟基脂肪酸、一种或多种羟基脂肪酸盐或其任何组合的组合物。

如本文所用，“羟基脂肪酸”是指具有至少一个羟基的脂肪酸。

如本文所用，“磺化脂肪酸组合物”是指由或基本上由以下组成的组合物：作为磺化一种或多种脂肪酸和/或其盐的产物的化合物或化合物混合物；或者作为用碱中和或部分地中和作为磺化一种或多种脂肪酸的产物的化合物或化合物混合物的产物的化合物或化合物混合物；进一步地，其中存在于磺化脂肪酸组合物中的每种化合物包括至少一个-COOH基团或其盐和至少一个-SO₃H基团或其盐。

如本文所用，“磺化脂肪酸”是指由或基本上由作为对脂肪酸进行磺化的产物的化合物或化合物混合物组成的组合物，进一步地，其中化合物或者化合物混合物中的每种化合物包括至少一个-COOH基团和至少一个-SO₃H基团。

如本文所用，“脂肪酸单磺酸盐”是指作为对脂肪酸和/或其盐进行磺化的产物的化合物，所述化合物包括一个-SO₃H部分或其盐。

如本文所用，“脂肪酸二磺酸盐”是指作为对脂肪酸和/或其盐进行磺化的产物的化合物，所述化合物包括两个-SO₃H部分或其盐。

如本文所用，“磷酸盐”是指包括磷酸部分或其盐的材料。如本文所用，“磷酸阴离子”指的是如本文的上下文所指定或确定的PO₄ ^3-、HPO₄ ^2-、H₂PO₄ ^-或其任何组合。

如本文所用，术语“松香的皂”、“松香皂”等是指从松香的皂化得到的材料或材料混合物。在实施例中，松香源自如松树和其它松柏科植物等植物。松香包括松香酸。例如，“松香钠皂”是指从松香与如氢氧化钠等钠碱的皂化得到并且包括松香酸钠的材料。

在本文中，“精制”等是指加工以从如矿石等材料中除去脉石和/或不想要的成分。

如本文所用，“等级％”或“等级”是指按重量计是精选矿的浓缩物的百分比。因此，等级是浓缩物相对于精选矿的纯度的量度。

如本文所用，“％回收率”、“回收率”、“回收率％”等是指从浓缩物中回收的精选矿的重量占从浓缩物和尾矿中回收的总精选矿的百分比。因此，回收率是在浓缩物中而非在尾矿中回收的精选矿的量的量度。

如本文所用，“Kg/t”是指千克/公吨。

讨论

下文中描述了优选方法和材料，但是与本文所述的那些方法和材料类似或等同的方法和材料也可以用于实践或测试本发明。本文所提及的所有出版物、专利申请、专利和其它参考文献均通过全文引用的方式并入。本文所公开的材料、方法和实例仅是说明性的，而不旨在是限制性的。

已经发现，在包括粉碎磷酸盐矿石和磺化脂肪酸组合物的鼓泡组合物中包含包括至少一种羟基脂肪酸和/或其盐的选矿剂会在对鼓泡组合物进行反向泡沫浮选时不可预测地提高磷酸盐精选矿的纯度和/或收率。

鼓泡组合物

因此，在实施例中，提供了用于反向泡沫浮选的鼓泡组合物，所述鼓泡组合物包括以下、由以下组成或基本上由以下组成：液体介质；磷酸盐矿石，所述磷酸盐矿石包括磷酸盐精选矿和脉石、由磷酸盐精选矿和脉石组成或基本上由磷酸盐精选矿和脉石组成；捕收剂，所述捕收剂包括磺化脂肪酸组合物、由磺化脂肪酸组合物组成或基本上由磺化脂肪酸组合物组成；以及选矿剂，所述选矿剂包括羟基脂肪酸组合物、由羟基脂肪酸组合物组成或基本上由羟基脂肪酸组合物组成。在实施例中，磷酸盐矿石包括粉碎磷酸盐矿石、由粉碎磷酸盐矿石组成或基本上由粉碎磷酸盐矿石组成。

在实施例中，粉碎矿石的粒度如通过ASTM C136测量的90％小于4000微米(#4美国标准网)；在实施例中，约90％小于1500微米；在实施例中，90％小于1000微米；在实施例中，90％小于500微米；或者在实施例中，90％小于250微米，如通过ASTM C136测量的。

在实施例中，按粉碎矿石的重量计，1％到99％的粒度如通过ASTM C136测量的为约38微米到约250微米；在实施例中，按粉碎矿石的重量计50％到80％的粒度为约38微米到约250微米；在实施例中，60％到约70％的粒度为约38微米到约250微米；在实施例中，65％到70％的粒度为约38微米到约250微米；或者在实施例中，约68％的粒度为约38微米到约250微米，如通过ASTM C136测量的。

在实施例中，液体介质包括水、由水组成或基本上由水组成。

磷酸盐矿石包括磷酸盐精选矿和脉石、由磷酸盐精选矿和脉石组成或基本上由磷酸盐精选矿和脉石组成。在实施例中，脉石包括碳酸阴离子、硅酸阴离子、二氧化硅或其任何组合。在实施例中，脉石包括碳酸阴离子。在实施例中，脉石包括方解石、白云石、硅酸盐、二氧化硅或其任何组合。

在实施例中，磷酸盐矿石包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：磷灰石、亚磷酸盐或其组合。在实施例中，磷灰石包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：羟基磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石或其任何组合。

在实施例中，鼓泡组合物进一步包括pH调整剂。在实施例中，pH调整剂包括酸、由酸组成或基本上由酸组成。在实施例中，pH调整剂包括碱、由碱组成或基本上由碱组成。在实施例中，pH调整剂包括缓冲液、由缓冲液组成或基本上由缓冲液组成。在实施例中，酸选自盐酸、硫酸、对甲苯磺酸或其任何组合。在实施例中，pH调整剂包括硫酸、由硫酸组成或基本上由硫酸组成。

在实施例中，鼓泡组合物的pH为约1到约3、在实施例中为约3到约6、在实施例中为约3到约7、在实施例中为约3到约8、在实施例中为约6到约10、在实施例中为约11到约14、在实施例中为约4到约7、在实施例中为约4到约5、在实施例中为约6到约7、在实施例中为约4.0到约5.5、或在实施例中为约5.0到约5.2。

在实施例中，鼓泡组合物的的pH为4.3到6.8。

在实施例中，选矿剂包括羟基脂肪酸组合物、由羟基脂肪酸组合物组成或基本上由羟基脂肪酸组合物组成；并且捕收剂包括磺化脂肪酸组合物、由磺化脂肪酸组合物组成或基本上由磺化脂肪酸组合物组成，其中磺化脂肪酸组合物的重量除以羟基脂肪酸组合物的重量为约0.01到约99、或在实施例中为约0.05到约1.2、或在实施例中为约0.05到约1.1、或在实施例中为约0.1到约1.1、或在实施例中为约0.1到约1、或在实施例中约0.20到约1.0、或在实施例中为约0.30到约1.0、在实施例中为约0.40到约1.0、或在实施例中为约0.66。

在一些这种实施例中，磺化脂肪酸组合物的重量加上羟基脂肪酸组合物的重量之和为磷酸盐矿石的重量的约0.001％到约5％、或在实施例中为磷酸盐矿石的重量的约0.001％到约1％、或在实施例中为磷酸盐矿石的重量的约0.01％到约1％、或在实施例中为磷酸盐矿石的重量的约0.05％到约0.7％、或在实施例中为磷酸盐矿石的重量的约0.1％到约0.3％。

在一些这种实施例中，羟基脂肪酸组合物包括蓖麻油酸盐、由蓖麻油酸盐组成或基本上由蓖麻油酸盐组成，并且磺化脂肪酸组合物包括磺化油酸盐、由磺化油酸盐组成或基本上由磺化油酸盐组成。在一些这种实施例中，蓖麻油酸盐包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：蓖麻酸钠、蓖麻酸钾或其组合；并且磺化油酸盐包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：磺化油酸钾盐、磺化油酸钠盐或其组合。在实施例中，磺化脂肪酸组合物由或基本上由磺化油酸钾盐、磺化油酸钠盐或其组合组成；并且羟基脂肪酸组合物由或基本上由蓖麻酸钠、蓖麻酸钾或其组合组成。

在实施例中，鼓泡组合物中羟基脂肪酸组合物的重量浓度为约0.001％到约5％、在实施例中为约0.01％到约0.5％、在实施例中为约0.02％到约0.15％、或在实施例中为约0.03％到约0.12％。

在实施例中，按重量计，鼓泡组合物中磺化脂肪酸组合物的浓度为约0.001％到约5％、或在实施例中为约0.01％到约0.5％、或在实施例中为约0.01％到约0.15％。

在实施例中，按鼓泡组合物的重量计，鼓泡组合物中磷酸盐矿石的量为约1％到约80％、在实施例中为约10％到约40％、或在实施例中为约20％到约30％。

鼓泡组合物的选矿剂

鼓泡组合物包括一种或多种选矿剂。选矿剂包括羟基脂肪酸组合物、由羟基脂肪酸组合物组成或基本上由羟基脂肪酸组合物组成。羟基脂肪酸组合物基本上由一种或多种羟基脂肪酸、一种或多种羟基脂肪酸盐或其组合组成。在一些实施例中，羟基脂肪酸组合物包括两种或更多种羟基脂肪酸和/或其盐、由两种或更多种羟基脂肪酸和/或其盐组成或者基本上由两种或更多种羟基脂肪酸和/或其盐组成。在其它实施例中，羟基脂肪酸组合物包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：一种羟基脂肪酸、羟基脂肪酸盐或其组合。

在实施例中，羟基脂肪酸盐包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：羟基脂肪酸钠盐、羟基脂肪酸钾盐或羟基脂肪酸铵盐。在实施例中，羟基脂肪酸铵盐由或基本上由无机铵(NH₄ ⁺)盐、有机伯铵盐、有机仲铵盐、有机叔铵盐或有机季铵盐组成。

在实施例中，羟基脂肪酸是具有至少一个羟基的任何脂肪酸。

在实施例中，羟基脂肪酸包括附接有至少一个羟基和至少一个羧基的烃链。在实施例中，烃链附接有一个、两个或三个羟基。在实施例中，烃链是脂肪族的。在实施例中，烃链是支链或直链。在一些实施例中，烃链包含至少一个-C＝C-双键，在其它实施例中，烃链是饱和的。在实施例中，烃链包含一个-C＝C-双键或两个-C＝C-双键。在实施例中，烃链包括5到50个碳原子、在实施例中包括10到30个碳原子、在实施例中包括15到25个碳原子、在实施例中包括15到21个碳原子、或在实施例中包括16到20个碳原子。在实施例中，羟基脂肪酸组合物包括在烃链中的碳原子数彼此不同的两种或更多种羟基脂肪酸。

在实施例中，羟基脂肪酸组合物包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：具有结构式

C_aH_2a+1(CHOH)_b(CH₂)(CH＝CH)_c(CH₂)_dCOOH的羟基脂肪酸和/或其盐，其中a为1到10的整数；b为1到5的整数；c为0或1；并且d为5到10的整数。在c＝1的一些实施例中，CH＝CH是顺式的，在其它这种实施例中，CH＝CH是反式的。在一些实施例中，C_aH_2a+1基团是线性正烷基。在其它实施例中，C_aH_2a+1基团是支链烷基。

在实施例中，羟基脂肪酸组合物包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：具有结构式

CR₁R₂OH(CH₂)_e(CHOH)_f(CH₂)_gCOOH的脂肪酸和/或其盐，其中R₁和R₂独立地选自C1-C5烷基和氢；e为1到10的整数；f为0或者为1到5的整数；并且g为1到20的整数。在一些实施例中，R₁和R₂均为氢。

在实施例中，羟基脂肪酸组合物包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：具有结构式

C_aH_2a+1(CH＝CH)(CH₂)_h(CHOH)(CH₂)_i(CH＝CH)_k(CH₂)_mCOOH的羟基脂肪酸和/或其盐，其中a为1到10的整数；h为1到10的整数；i为0或者为1到10的整数；k为0或1，前提是如果i＝0，则k＝0；并且m为0或者为1到10的整数。在一些这种实施例中，每个CH＝CH是顺式的，在一些其它这种实施例中，每个CH＝CH是反式的，在又其它这种实施例中，羟基脂肪酸具有一个顺式CH＝CH和一个反式(CH＝CH)。在一些实施例中，C_aH_2a+1是线性正烷基。

在实施例中，羟基脂肪酸组合物包括具有结构式

C_aH_2a+1(CHOH)_j(CH₂)_q(CH＝CH)(CH₂)_h(CH＝CH)(CH₂)_i(CHOH)_pCOOH的脂肪酸和/或其盐，其中a为1到10的整数；j为0或者为1到5的整数；q为0或者为1到10的整数，前提是如果j＞0，则q至少为1；h为1到10的整数；p为0或1，前提是j+p＞0；并且i为0或者为1到7的整数，前提是如果i为0，则p也为0。在一些这种实施例中，两个CH＝CH均是顺式的，在其它这种实施例中两个CH＝CH均是反式的，在又其它这种实施例中，一个CH＝CH基团是顺式的并且另一个CH＝CH基团是反式的。

在实施例中，羟基脂肪酸组合物包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：具有实验式

C_nH_(2n+1-x)(OH)_x(CR₃＝CR₄)_yCO₂H

的羟基脂肪酸和/或其盐，其中n为5到25的整数、x为1到5的整数、y为0或者为1到3的整数并且R₃和R₄独立地选自烷基或氢。在这一背景下，实验式C_nH_(2n+1-x)(OH)_x(CH＝CH)_yCO₂H意味着羟基脂肪酸分子包括一个-COOH基团、1到5个-OH基团和至少一个烷基和/或亚烷基；但是实验式并未指示这些基团在分子中的布置。例如，C_nH(_2n+1-x)(OH)_x可以通过一个或多个***的CH＝CH双键***成两个或更多个亚烷基或者两个或更多个亚烷基以及烷基。此外，C_nH(_2n+1-x)(OH)_x可以相对于(OH)基团具有任何布置。在实施例中，CR₃＝CR₄是顺式的。

在实施例中，羟基脂肪酸组合物包括以下、由以下组成或基本上由以下组成：蓖麻油酸、蓖麻油酸盐、12-羟基硬脂酸、12-羟基硬脂酸盐、9,10-二羟基十八烷酸、9,10-二羟基十八烷酸盐、9,10,18-三羟基十八烷酸(三羟十八烷酸(phloionolic acid))、三羟十八烷酸盐、羟基二十碳烯酸(正C₆H₁₃(CHOH)CH₂(CH＝CH)(CH₂)₉COOH)、羟基二十碳烯酸盐、15-羟基十六烷酸、15-羟基十六烷酸盐，异蓖酸(顺式正C₅H₁₁(CH＝CH)(CH₂)₂(CHOH)(CH₂)₇COOH)、异蓖酸盐、羟基十八碳二烯酸(顺式,顺式正C₂H₅(CH＝CH)(CH₂)₂(CHOH)CH₂(CH＝CH)(CH₂)₇COOH)、羟基十八碳二烯酸盐、14-羟基-二十碳-顺-11-顺-17-二烯酸(羟基二十碳二烯酸(auricolic acid)，正C₂H₅(CH＝CH)(CH₂)₂(CHOH)CH₂(CH＝CH)(CH₂)₉COOH))、羟基二十碳二烯酸盐、2-羟基油酸、2-羟基油酸盐、2-羟基亚油酸、2-羟基亚油酸盐、18-羟基硬脂酸、18-羟基硬脂酸盐、15-羟基亚油酸、15-羟基亚油酸盐或其任何组合。

在实施例中，羟基脂肪酸组合物包括以下、由以下组成或基本上由以下组成：蓖麻酸钠、蓖麻酸钾、12-羟基硬脂酸钠、12-羟基硬脂酸钾、9,10-二羟基十八碳酸钠、9,10-二羟基十八碳酸钾、三羟十八烷酸钠、三羟十八烷酸钾、羟基二十碳烯酸钠、羟基二十碳烯酸钾、15-羟基十六烷酸钠、15-羟基十六烷酸钾、异蓖麻酸钠、异蓖麻酸钾、羟基十八碳二烯酸钠、羟基十八碳二烯酸钾、羟基二十碳二烯酸钠、羟基二十碳二烯酸钾、2-羟基油酸钠、2-羟基油酸钾、2-羟基亚油酸钠、2-羟基亚油酸钾、18-羟基硬脂酸钠、18-羟基硬脂酸钾、15-羟基亚油酸钠、15-羟基亚油酸钾或其任何组合。

在实施例中，选矿剂包括蓖麻油酸盐、由蓖麻油酸盐组成或基本上由蓖麻油酸盐组成。在实施例中，蓖麻油酸盐是蓖麻油水解的产物。在实施例中，蓖麻油水解是蓖麻油与碱进行皂化。在实施例中，碱选自氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液或氢氧化铵水溶液。在实施例中，氢氧化铵水溶液的铵选自无机铵、有机伯铵、有机仲铵、有机叔铵、有机季铵或其任何组合。在实施例中，蓖麻油酸盐包括蓖麻酸钠或蓖麻酸钾、由蓖麻酸钠或蓖麻酸钾组成或者基本上由蓖麻酸钠或蓖麻酸钾组成。在一些这种实施例中，蓖麻酸钠或蓖麻酸钾分别是蓖麻油与氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液皂化的产物。

在实施例中，羟基脂肪酸盐选自羟基脂肪酸的铵盐、钠盐或钾盐。在实施例中，铵为无机铵(NH₄ ⁺)、有机伯铵、有机仲铵、有机叔铵或有机季铵。

在实施例中，羟基脂肪酸、羟基脂肪酸盐或其组合是天然油的水解产物。在实施例中，天然油是蓖麻油。在实施例中，水解是与碱进行皂化。在实施例中，碱包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化铵水溶液或其任何组合。

在实施例中，羟基脂肪酸、羟基脂肪酸盐或其组合是作为至少一种羟基脂肪酸的酯的甘油三酯的水解产物。在实施例中，水解是与碱进行皂化。在实施例中，碱包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液、氢氧化铵水溶液或其任何组合。

在实施例中，鼓泡组合物的羟基脂肪酸组合物包括多于一种类型的羟基脂肪酸、多于一种类型的羟基脂肪酸盐、一种或多种羟基脂肪酸的多于一种盐或其任何组合。

鼓泡组合物的捕收剂

在实施例中，捕收剂包括磺化脂肪酸组合物、由磺化脂肪酸组合物组成或基本上由磺化脂肪酸组合物组成。在实施例中，磺化脂肪酸组合物包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：一种或多种磺化脂肪酸、一种或多种磺化脂肪酸盐或其任何组合。在一些实施例中，所述一种或多种磺化脂肪酸、一种或多种磺化脂肪酸盐或其组合包括以下、由以下组成或者基本上由以下组成：磺化脂肪酸、磺化脂肪酸盐或其组合。

在实施例中，磺化脂肪酸组合物包括作为以下的化合物或化合物混合物、由其组成或基本上由其组成：作为一种或多种脂肪酸和/或其盐的磺化产物；或者作为用碱中和或部分地中和作为所述一种或多种脂肪酸的磺化产物的化合物或化合物混合物的产物；进一步地，其中存在于磺化脂肪酸组合物中的每种化合物包括至少一个-COOH基团或其盐和至少一个-SO₃H基团或其盐。化合物或者化合物混合物中的每种化合物具有-COOH基团或-CO₂ ^-基团以及至少一个-SO₃H基团或SO₃ ^-基团。因此，磺化脂肪酸组合物包括具有磺酸基的一种或多种脂肪酸和/或其盐。

在实施例中，磺化脂肪酸组合物包括以下、由以下组成或基本上由以下组成：磺化油酸、磺化油酸盐、磺化亚油酸、磺化亚油酸盐、磺化亚麻酸、磺化亚麻酸盐、磺化蓖麻油酸、磺化蓖麻油酸盐、磺化棕榈油酸、磺化棕榈酸盐、磺化11-二十碳烯酸、磺化11-二十碳烯酸盐、磺化芥酸、磺化芥酸盐、磺化神经酸、磺化神经酸盐、磺化松香酸、磺化松香酸盐或其任何组合。

在实施例中，磺化脂肪酸组合物包括一种或多种磺化脂肪酸钠盐、一种或多种磺化脂肪酸钾盐、一种或多种磺化脂肪酸铵盐或其任何组合。在实施例中，铵选自无机铵(NH₄ ⁺)、有机伯铵、有机仲铵、有机叔铵、有机季铵或其任何组合。在实施例中，磺化脂肪酸组合物是饱和脂肪酸与磺化剂磺化的中和或部分中和产物。在这个背景下，中和或部分中和是指与碱进行反应。在实施例中，磺化剂选自三氧化硫、发烟硫酸、氯磺酸和硫酸。

在实施例中，磺化脂肪酸组合物包括磺化油酸钾盐、由磺化油酸钾盐组成或基本上由磺化油酸钾盐组成。

在实施例中，磺化脂肪酸是从甘油三酸酯的水解得到的脂肪酸的磺化产物。

在实施例中，磺化脂肪酸组合物是从选自由以下组成的组的油水解得到的脂肪酸或脂肪酸混合物的磺化产物或磺化中和产物：亚麻籽油、棉籽油、大豆油、芥花油、蓖麻油、椰子油、棕榈油、荷荷巴油(jojoba oil)、橄榄油、花生油、葵花籽油、动物脂肪、塔尔油(tall oil)和其任何组合。在实施例中，塔尔油是造纸的副产物。

在实施例中，磺化脂肪酸组合物包括以下、由以下组成或基本上由以下组成：脂肪酸单磺酸盐、脂肪酸二磺酸盐、一种或多种脂肪酸磺酸盐二聚体、一种或多种脂肪酸磺酸盐三聚体或其任何组合。在一些这种实施例中，磺化脂肪酸组合物包括脂肪酸单磺酸盐的盐、脂肪酸二磺酸盐的盐、所述一种或多种脂肪酸磺酸盐二聚体的一种或多种盐、脂肪酸磺酸盐三聚体的一种或多种盐或其任何组合。

脂肪酸磺酸盐是作为脂肪酸的磺化产物的化合物，其中所述化合物具有至少一个-SO₃H基团或其盐。在实施例中，磺化脂肪酸组合物包括一种或多种脂肪酸磺酸盐、由一种或多种脂肪酸磺酸盐组成或基本上由一种或多种脂肪酸磺酸盐组成。脂肪酸单磺酸盐是作为脂肪酸的磺化产物的单磺化化合物，所述单磺化化合物包括每分子单磺化化合物一个-SO₃H基团或一个-SO₃ ^-基团。脂肪酸二磺酸盐是作为脂肪酸的磺化产物的二磺化化合物，所述二磺化化合物包括每分子二磺化化合物两个-SO₃H基团、两个-SO₃ ^-基团或者一个-SO₃H基团和一个-SO₃ ^-基团。脂肪酸磺酸盐二聚体是由脂肪酸磺酸盐或其盐与脂肪酸、脂肪酸盐、脂肪酸磺酸盐或脂肪酸磺酸盐的盐进行化学组合得到的化合物。

脂肪酸磺酸盐三聚体是由以下进行组合得到的化合物：脂肪酸和/或其盐的两个分子与脂肪酸磺酸盐或其盐的一个分子；脂肪酸或其盐的一个分子和脂肪酸和/或其盐的两个分子；和/或脂肪酸磺酸盐和/或其盐的三个分子。

在实施例中，在脂肪酸与磺化剂进行磺化期间，产生了一种或多种脂肪酸单磺酸盐、脂肪酸二磺酸盐、脂肪酸磺酸盐二聚物、脂肪酸磺酸盐三聚体、脂肪酸低聚体和/或其任何组合。仅以说明的方式，在一个非限制性实例中，磺化脂肪酸组合物从油酸的磺化得到并且包括以下：不饱和油酸单磺酸盐(I)、不饱和油酸单磺酸盐(I)的盐、饱和羟基油酸单磺酸盐(II)、饱和羟基油酸单磺酸盐(II)的盐、8,10-二磺酸油酸盐(III)、8,10-二磺酸油酸盐(III)的盐、9,10-二磺酸油酸盐(IV)、9,10-二磺酸油酸盐(IV)的盐、二聚体(V)、二聚体(V)的盐、羟基磺化二聚体(VI)、羟基磺化二聚体(VI)的盐、磺化二聚体(VII)、磺化二聚体(VII)的盐、饱和二聚体(VIII)、饱和二聚体(VIII)的盐、三聚体(IX)、三聚体(IX)的盐、饱和三聚体(X)、饱和三聚体(X)的盐、双不饱和二聚体(XI)、双不饱和二聚体(XI)的盐、C14-C18二聚体(XII)、C14-C18二聚体(XII)的盐、单不饱和二聚体(XIII)、单不饱和二聚体(XIII)的盐、C18-C14二聚体(XIV)、C18-C14二聚体(XIV)的盐或其任何组合。在这种实施例中，脂肪酸盐组合物包括(I)、(II)、(III)、(IV)、(V)、(VI)、(VII)、(VIII)、(IX)、(X)、(XI)、(XII)、(XIII)和(XIV)中的任何一种或多种的一种或多种盐、由其组成或者基本上由其组成。

如上文所例示的，除油酸外的其它脂肪酸的磺化也可以产生化合物混合物。在这种实施例中，化合物混合物取决于被磺化的脂肪酸或其混合物。

可以用如氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液或氢氧化铵水溶液等碱以及如碳酸钠和碳酸氢钠等其它碱来中和或部分地中和如磺化油酸等磺化脂肪酸以产生磺化脂肪酸盐。在所述盐中，磺化脂肪酸中的一些或所有磺酸基和羧酸基分别被转化为磺酸盐基和羧酸盐基。捕收剂和/或磺化脂肪酸组合物是否包括一种或多种脂肪酸磺酸盐或者一种或多种磺化脂肪酸盐可以取决于鼓泡组合物的pH。

可以通过本领域已知的方法来磺化饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，以产生可用作本发明的鼓泡组合物中的捕收剂的磺化脂肪酸和其盐。例如，美国专利1,926,442中描述了对饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸两者的磺化。在实施例中，磺化脂肪酸盐组合物包括以下、由以下组成或基本上由以下组成：磺化饱和脂肪酸的一种或多种盐、磺化不饱和脂肪酸的一种或多种盐、多于一种磺化饱和脂肪酸的盐、多于一种不饱和脂肪酸的盐或其任何组合。

鼓泡方法

在实施例中，提供了鼓泡的方法，所述方法包括：使本文所公开的任何鼓泡组合物鼓泡以产生包括泡沫和底流的鼓泡浆料，其中所述底流包括浓缩物以及介质的第一部分，并且所述泡沫包括尾矿以及介质的第二部分。浓缩物包括精选矿、由精选矿组成或基本上由精选矿组成。尾矿包括脉石、由脉石组成或基本上由脉石组成。在实施例中，精选矿包括磷酸盐、由磷酸盐组成或基本上由磷酸盐组成。在实施例中，脉石包括以下、由以下组成或基本上由以下组成：碳酸盐、硅酸盐、二氧化硅或其任何组合。

在实施例中，所述方法的鼓泡组合物包括以下、由以下组成或基本上由以下组成：水；蓖麻油酸、蓖麻油酸盐或其组合；磺化油酸、磺化油酸盐或其组合；以及包括磷灰石、方解石、白云石和硅酸盐的磷酸盐矿石；以及硫酸。

在实施例中，所述方法进一步包括将浓缩物的至少一部分与尾矿的至少一部分分离。在实施例中，浓缩物的所述至少所述部分为按底流中浓缩物的重量计约90％到100％、在实施例中为约95％到100％、在实施例中为约98％到100％、在实施例中为约99％到的100％、或按底流中浓缩物的重量计100％。在实施例中，尾矿的所述至少所述部分为按泡沫中尾矿的重量计约90％到100％、在实施例中为约95％到100％、在实施例中为约98％到100％、在实施例中为约99％到100％、或按泡沫中尾矿的重量计100％。

在实施例中，将浓缩物的所述至少所述部分与尾矿的所述至少所述部分分离包括以下、由以下组成或基本上由以下组成：将泡沫的至少一部分于底流的至少一部分分离。在实施例中，将浓缩物的所述至少所述部分与尾矿的所述至少所述部分分离包括以下、由以下组成或基本上由以下组成：从底流的至少一部分中分离浓缩物的至少一部分。

在实施例中，鼓泡方法包括将泡沫的至少一部分与底流的至少一部分分离。

在实施例中，鼓泡方法包括从底流的至少一部分中分离浓缩物的至少一部分。

使鼓泡组合物鼓泡产生了鼓泡浆料，所述鼓泡浆料包括泡沫层和底流、由泡沫层和底流组成或基本上由泡沫层和底流组成。在鼓泡期间以及之后，气体气泡通过鼓泡组合物迁移到液体-空气界面并且在那里形成泡沫。

底流包括浓缩物，并且泡沫层包括尾矿。在一些这种实施例中，所述方法包括将泡沫层的至少一部分于底流的至少一部分分离。通过本领域已知的常规方法来实现从底流的所述至少所述部分中分离泡沫层的所述至少所述部分。在实施例中，分离包括以下、由以下组成或基本上由以下组成：抽掉泡沫层的至少一部分、撇去泡沫层的至少一部分、将泡沫层的至少一部分沉积到流槽上、倾析泡沫层的至少一部分或其任何组合。

在实施例中，所述方法进一步包括研磨磷酸盐矿物矿石以提供经过研磨的磷酸盐矿石。在实施例中，研磨将原始矿物矿石的最大尺寸减小2倍到1×10⁹倍。

在实施例中，所述方法进一步包括将经过研磨的磷酸盐矿石的至少一部分与液体介质的至少一部分组合以提供中等矿石浆料。在一些这种实施例中，在向液体介质的所述至少一部分中加入经过研磨的磷酸盐矿石之前，将捕收剂与经过研磨的磷酸盐矿石组合。在其它实施例中，将捕收剂与中等矿石浆料组合。

在实施例中，所述方法进一步包括通过使中等矿石浆料穿过网筛、通过对中等矿石浆料进行水力旋流、对中等矿石浆料进行脱泥或其任何组合来调整中等矿石浆料中的粒度分布。

在一些实施例中，所述方法进一步包括将中等矿石浆料与选矿剂以及任选地介质的第二部分组合以形成包括粉碎磷酸盐矿石的鼓泡组合物，所述中等矿石浆料包括捕收剂。在其它实施例中，所述方法进一步包括将中等矿石浆料与捕收剂、选矿剂以及任选地介质的第二部分组合以形成包括粉碎磷酸盐矿石的鼓泡组合物。

在实施例中，提供了本文所描述的鼓泡组合物中的任何一种组合物的用途，其用于使用反向泡沫浮选来精制磷酸盐矿石并且提供精制磷酸盐矿石。在一些这种实施例中，精制磷酸盐矿石被用于生产磷酸。在磷酸过程中，将磷酸盐矿石和如硫酸等酸组合并且一起反应以产生磷酸。磷酸盐矿石中脉石的比例越大，在磷酸生产中可能遇到的结垢问题等就越严重。因此，泡沫浮选可以用于产生包括与原始磷酸盐矿石中相比更高百分比的磷酸盐的浓缩物。在这种泡沫浮选中，磷酸盐的等级和回收率越高，在随后的磷酸制造中遇到的问题就越少。

在磷酸盐矿石的反向泡沫浮选中，增加脂肪酸捕收剂的剂量趋于以浓缩物的P₂O₅回收率％为代价增加浓缩物中的P₂O₅％(等级％)。已经发现，磺化脂肪酸和/或磺化脂肪酸盐捕收剂的情况也是如此，即，在磷酸盐矿的反向泡沫浮选中，增加磺化脂肪酸和/或磺化脂肪酸盐的剂量以回收率为代价提高了等级。还发现，增加羟基脂肪酸和/或其盐的剂量以P₂O₅的回收率％为代价提高了回收的P₂O₅的等级。然而，已经发现，在使用包括磺化脂肪酸和/或磺化脂肪酸盐以及羟基脂肪酸和/或羟基脂肪酸盐两者的鼓泡组合物对磷酸盐矿石进行反向泡沫浮选时，在给定的P₂O₅等级下获得了更高的P₂O₅回收率，而不考虑捕收剂的剂量。鉴于利用磺化脂肪酸和/或其盐以及羟基脂肪酸和/或其盐得到的等级和回收率结果，这个结果出乎意料且不可预测。

实例

对于本文所描述的实例，抽取到磷酸盐浮选设备的浮选电路的调节槽的进料，并且分两次获得进料浆料的两个样本，样本I和样本II。对进料浆料进行脱泥，之后进入设备的浮选电路。对进料浆料进行过滤、干燥和装袋。磷酸盐矿石是包括磷灰石、方解石、白云石和硅酸盐的沉淀矿石。测量磷酸盐矿石的粒度分布和组成并且示出于表1中。

表1 粒度分布(根据ASTM C136进行测量)和矿石样本的组成(使用X射线荧光进行测量)

在本文所描述的实例中，在丹佛D-12实验室浮选机(Denver D-12 LaboratoryFlotation Machine)中进行反向浮选试验。对于每个试验，通过将先前干燥并且装袋的磷酸盐矿石的样本分散在合成水中来制备按重量计25％的磷酸盐矿石浆料。然后通过加入捕收剂和/或选矿剂或其组合来调节每种浆料，以提供鼓泡组合物，并且通过加入硫酸将鼓泡组合物的pH调整到4.3-6.8。然后用空气使浆料鼓泡。包括方解石和/或白云石的脉石从浆料中浮出并且作为尾矿除去，并且经过浓缩的磷酸盐矿石作为浓缩物留在浆料中。对浓缩物和尾矿两者进行过滤、干燥、称重并分析其P₂O₅含量。

实例1

在这个实例中，捕收剂调配物由去离子水、捕收剂、选矿剂或其组合构成。使用磺化油酸盐，即按重量计50％活性成分的油酸钾磺酸盐(在本文中为“SOA”)，作为捕收剂。SOA包括磺化油酸钾盐的50％水溶液，所述磺化油酸钾盐包括按重量计约38％磺化油酸单体、约48％磺化油酸二聚体、三聚体和其它低聚体以及约13％未磺化油酸和其它脂肪酸。

选矿剂由脂肪酸钠皂(蓖麻酸钠；无羟基的C8-C10脂肪酸钠盐“C810”；或油酸钠“油酸(oleic)”)、衍生自油(棕榈油、蓖麻油、椰子油、玉米油或亚麻籽油)的钠皂或者松香的钠皂组成。

如表2和图1所示，在pH 5.0-5.2下利用矿石样本I通过浮选试验对这些配制方的性能进行评估。

表2：pH 5.0-5.2下各种皂以及磺化油酸钾盐的捕收剂配制方的浮选结果

C＝浓缩物、T＝尾矿、H＝进料。

^*剂量是每公吨磷酸盐矿石的捕收剂调配物量(以千克为单位)。

SOA本身是磺化油酸钾盐的50％水溶液。

图1中绘制了P₂O₅回收率和P₂O₅等级的结果。“净SOA”是指试验1和2。“配制方”是指试验3-11。

如可以从图1中看出的，蓖麻油酸钠皂(蓖麻酸钠)和蓖麻油皂均给出了最佳的回收率-等级组合，如距图右上方的距离所示。蓖麻油的主要组分是蓖麻油酸酯，并且因此，蓖麻油钠皂(皂化蓖麻油)的主要组分是蓖麻酸钠。

实例2

通过将SOA(磺化油酸钾盐的50％水溶液)和NaR(衍生自蓖麻油的蓖麻酸钠的50％水溶液)以各个比率组合在一起来制备捕收剂配制方，如表3所示。将这些捕收剂配制方以表3所示的剂量添加到磷酸盐矿石的25％浆料中，并且在pH 5.0-5.2下利用矿石样本I来确定所得反向浮选收率、P₂O₅等级和P₂O₅回收率。表3和图2中示出了这些配制方中的每种配制方的浮选性能。

表3：pH 5.0-5.2下蓖麻酸钠和磺化油酸钾盐的捕收剂配制方的浮选结果

C＝浓缩物、T＝尾矿、H＝进料。

^*剂量是每公吨磷酸盐矿石的捕收剂调配物量(以千克为单位)。

图2示出了表3的捕收剂配制方的浮选结果。磺化油酸钾盐与蓖麻酸钠的重量比<1:1或为约1:1的SOA和NaR的组合给出了P₂O₅回收率和等级的最佳组合。这些组合单独地优于磺化油酸钾盐和蓖麻酸钠(“净”，试验1和2)两者。然而，在磺化油酸钾盐与蓖麻酸钠的重量比大于1.3:1时，观察到，与不存在羟基脂肪酸组合物的磺化油酸钾盐相比，等级回收率并未显著提高但可捕收性略强。

实例3

通过将SOA(磺化油酸钾盐的50％水溶液)和“S-蓖麻”(磺化水解蓖麻油钠盐的80％水溶液)组合来制备捕收剂配制方，其中水解蓖麻油包括约20％磺化蓖麻油酸钠盐和约80％蓖麻酸钠(未磺化)。向磷酸盐矿石样本I的25％浆料(pH 5.0-5.2)投加如表4所描述的捕收剂配制方以提供鼓泡组合物，其中报告了使用鼓泡组合物进行的反向浮选结果。

表4：pH 5.0-5.2下磺化蓖麻油钠盐和磺化油酸钾盐的捕收剂配制方的浮选结果

C＝浓缩物、T＝尾矿、H＝进料。

^*剂量是每公吨磷酸盐矿石的捕收剂调配物量(以千克为单位)。

图3中示出了P₂O₅回收率与P₂O₅等级的绘图。附图显示，SOA(磺化油酸钾盐，50％水溶液)和S-蓖麻(“捕收剂配制方”)的组合单独地优于SOA和S-蓖麻(“净”)两者。

实例4

分别投加磺化油酸(SOA，磺化油酸钾盐的50％水溶液)和12-羟基硬脂酸钾(H-硬脂酸)，以用于以表5所示剂量利用矿石样本I在pH 5.0-5.2下进行浮选。表5中示出了反向泡沫浮选结果，并且图4中示出了P₂O₅回收率与P₂O₅等级的绘图。

表5：pH 5.0-5.2下12-羟基硬脂酸钾和磺化油酸钾盐的浮选结果

C＝浓缩物、T＝尾矿、H＝进料。

^*剂量是每公吨磷酸盐矿石的捕收剂调配物量(以千克为单位)

表5中示出了反向泡沫浮选结果，并且图4中示出了P₂O₅回收率与P₂O₅等级的绘图。绘图显示，12-羟基硬脂酸钾与磺化油酸钾盐的组合优于单独的12-羟基硬脂酸钾(“净H-硬脂酸”)和单独的磺化油酸钾盐(“净SOA”)。

实例5

通过以下程序来制备蓖麻油钾皂配制方：将0.1875重量份的蓖麻油和0.1875重量份的22.5wt％氢氧化钾水溶液混合在一起，并且加热到100℃，同时混合12小时。然后允许将所得蓖麻油钾皂配制方冷却至室温。将0.125重量份的水和0.5重量份的SOA(按重量计，磺化油酸钾盐的50％水溶液)添加到蓖麻油钾皂配制方中以提供捕收剂配制方(“配制方”)。将配制方充分混合。因此制成的配制方含有23％蓖麻油酸皂和25％磺化油酸。将配制方用于在2kg/t的剂量下利用矿石样本I在pH 5.0-5.2下进行浮选，并且达到32.45％的P₂O₅等级和92.13％的回收率，如表6和图5所示。

表6 衍生自蓖麻油的蓖麻油酸盐以及磺化油酸钾盐的捕收剂配制方在pH 5.0-5.2下的浮选结果

C＝浓缩物、T＝尾矿、H＝进料。

^*剂量是每公吨磷酸盐矿石的捕收剂调配物量(以千克为单位)。

实例6

通过以下程序来制备蓖麻油/玉米油钠皂配制方：将0.0625重量份的蓖麻油、0.0625重量份的玉米油和0.125重量份的25％氢氧化钠水溶液混合在一起并且加热到100℃，同时混合12小时。允许将所得混合物冷却至室温。将0.25重量份的水和0.5重量份的SOA(按重量计，磺化油酸钾盐的50％水溶液)添加到蓖麻油/玉米油皂配制方中以提供捕收剂配制方。将捕收剂配制方充分混合。所得捕收剂配制方含有6％蓖麻油酸皂和25％磺化油酸。将配制方用于在2kg/t的剂量下利用矿石样本I在pH 5.0-5.2下进行反向浮选，并且达到浓缩物的P₂O₅等级为31.97％并且回收率为90.42％，如表7和图6所示。

表7 衍生自蓖麻油的蓖麻油酸盐以及磺化油酸钾盐的捕收剂配制方在pH 5.0-5.2下的浮选结果

C＝浓缩物、T＝尾矿、H＝进料。

^*剂量是每公吨磷酸盐矿石的捕收剂调配物量(以千克为单位)。

实例7

通过将45％SOA(磺化油酸钾盐的50％水溶液)和55％NaR(衍生自蓖麻油的蓖麻酸钠的50％水溶液)组合来制备捕收剂配制方。向磷酸盐矿石样本II的pH 4.3-4.7的25％浆料中投加如表8和图7所描述的捕收剂配制方，以提供鼓泡组合物。表7和图7中报告了使用鼓泡组合物进行的反向浮选结果。结果显示，在pH为4.3-4.7时，NaR和SOA的组合优于单独的NaR和单独的SOA(“净”)两者。

表8：pH 4.3-4.7下蓖麻油钠盐和磺化油酸钾盐的捕收剂配制方的浮选结果

C＝浓缩物、T＝尾矿、H＝进料。

^*剂量是每公吨磷酸盐矿石的捕收剂调配物量(以千克为单位)

实例8

通过将45％SOA(磺化油酸钾盐的50％水溶液)和55％NAR(衍生自蓖麻油的蓖麻酸钠的50％水溶液)组合来制备捕收剂配制方。向磷酸盐矿石样本II的pH 6.4-6.8的25％浆料中投加如表9所描述的捕收剂配制方，以提供鼓泡组合物。结果报告在表9和图8中。报告了使用鼓泡组合物进行的反向浮选结果。结果显示，在pH为6.4-6.8时，NaR和SOA的组合优于单独的NaR和单独的SOA(“净”)两者。

表9：pH 6.4-6.8下蓖麻油钠盐和磺化油酸钾盐的捕收剂配制方的浮选结果

C＝浓缩物、T＝尾矿、H＝进料。

^*剂量是每公吨磷酸盐矿石的捕收剂调配物量(以千克为单位)