En un proceso para la flotación de minerales o menas no sulfurosos,

en el cual los minerales o menas crudos triturados se mezclan con agua y un colector para formar una suspensión, se introduce aire en la suspensión en presencia de un sistema de reactivos y luego se forma allí una espuma flotada que contiene dichos minerales o menas no sulfurosos con un residuo de flotación que comprende la ganga, caracterizado porque utiliza como colector esterquats poliméricos, obtenibles por la reacción de alcanolaminas con una mezcla de ácidos monocarboxílicos y ácidos dicarboxílicos y quaternizando los ésteres resultante de manera conocida, opcionalmente después de la alcoxilación

Campo de la invención

Esta invención se relaciona con la flotación de minerales y menas no sulfurosos y más particularmente con el uso de ciertos surfactantes catiónicos como colectores en un proceso de flotación en espuma.

Antecedentes de la invención

La flotación es una técnica de separación utilizada comúnmente en el tratamiento de minerales y menas crudas para separar materiales valiosos de la ganga. Los minerales y menas no sulfurosos en el contexto de la presente invención incluyen, por ejemplo, calcita, apatita, fluorita, escheelita, barita, óxidos de hierro y otros óxidos metálicos, por ejemplo, los óxidos de titanio y zirconio y también ciertos silicatos y aluminosilicatos. En los procesos de tratamiento basados en flotación, el mineral o mena es sometido normalmente primero a una reducción de tamaño preliminar, trituración en seco, pero preferiblemente trituración en húmedo y suspensión en agua. Se añaden entonces normalmente los colectores, frecuentemente junto con espumantes y, opcionalmente, otros reactivos adicionales tales como reguladores, depresores (desactivadores) y/o activadores, con el fin de facilitar la separación de los materiales valiosos de los constituyentes indeseados de la ganga de la mena en el proceso de flotación subsecuente. Normalmente se deja que estos reactivos actúen sobre la mena finamente triturada durante cierto tiempo (acondicionamiento) antes de soplar aire en la suspensión (flotación) para producir una espuma en su superficie. El colector hidrofobiza la superficie de los minerales de manera que se adhieren a las burbujas de gas formado durante la etapa de activación. Los constituyentes valiosos son hidrofobizados selectivamente de manera que los constituyentes no deseados del mineral o mena no se adhieran a las burbujas de gas. La espuma que contiene el material valioso se separa y se procesa adicionalmente. El objeto de la flotación es recuperar el material valioso de los minerales o menas en un rendimiento tan alto como sea posible mientras que al mismo tiempo se obtiene un alto nivel de enriquecimiento del mineral valioso. Los surfactantes, y en particular, los surfactantes aniónicos, catiónicos y anfolíticos se utilizan como colectores en el tratamiento de minerales y menas basándose en flotación, en particular de calcita que es de considerable valor especialmente para la industria del papel. La calcita representa un agente de relleno importante con la capacidad de ajustar la blancura y transparencia del papel. Los minerales de calcita, sin embargo, están acompañados frecuentemente por silicatos de manera que, para purificar la calcita, debe eliminarse el silicato, el cual es indeseable para muchas aplicaciones. Otro problema que tiene un serio impacto sobre la selectividad del proceso de flotación por espumado se relaciona con el contenido de magnesio de los minerales o menas. Las sales de magnesio mejoran seriamente la estabilidad de la espuma, la cual colapsa lentamente y por lo tanto incrementan el tiempo de flotación, a la vez que la selectividad cae. Con el fin de superar las desventajas conocidas en el estado de la técnica, por ejemplo, la solicitud de patente internacional WO 97-026 99 (Henkel) se sugiere el uso de mezclas fácilmente biodegrables de mono y diésteres cuaternizados de ácidos grasos y trietanolamina (así llamados mono/diesterquats). Aunque dichas mezclas esterquat muestran una biodegradabilidad superior en comparación con otros colectores catiónicos, los productos aún no llevan a una recuperación satisfactoria del material valioso, en particular los minerales de calcita, cuando se utilizan en cantidades económicamente razonables. Otra técnica anterior que divulga el uso de ésteres de ácidos grasos y alcanolaminas son US 2,173,909, US 2,398,763 y DE 4 016 792 A1. De acuerdo con lo anterior, un objetivo de la presente invención es proporcionar colectores mejorados que hagan más económicos los procesos de flotación, esto es, con los cuales sea posible obtener bien sea mayores rendimientos de material valioso con la mismas cantidades de colector y con la misma selectividad o al menos los mismos rendimientos de materiales valiosos para cantidades reducidas de colector. Un segundo objetivo es suministrar colectores que simultáneamente satisfagan las necesidades de una alta biodegradabilidad.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a un proceso para la flotación de minerales o menas no sulfurosos, en el cual los minerales o menas triturados crudos se mezclan con agua y un colector para formar una suspensión, se introduce aire en la suspensión en presencia de un sistema de reactivos y se forma allí una espuma flotante que contiene dichos minerales o menas no sulfurosos junto con un residuo de flotación que comprende la ganga, donde el mejoramiento comprende utilizar como colector los esterquats poliméricos, obtenibles haciendo reaccionar alcanolaminas con una mezcla de ácidos monocarboxílicos y ácidos dicarboxílicos y quaternizando los ésteres resultantes de manera conocida, opcionalmente después de la alcoxilación. Sorprendentemente se ha observado que dichos esterquats poliméricos son extremadamente efectivos como colectores para la flotación de minerales y menas no sulfurosos. En particular con respecto a la presencia de silicatos y/o sales de magnesio en los minerales o menas, los colectores de acuerdo con la presente invención se han encontrado aún más efectivos en comparación con la mezcla convencional mono/diesterquat a la vez que exhibe de la misma forma un alto grado de biodegradabilidad. En particular, se ha encontrado que los productos son bastante más útiles para la separación de minerales de silicato a partir de la calcita por flotación en espuma. Los colectores El esterquats poliméricos que se usan como colectores de acuerdo con la presente invención representan surfactantes catiónicos conocidos los cuales se han usado hasta ahora como suavizantes para textiles y acondicionadores de enjuague para el tratamiento del cabello. Los productos se divulgan en detalle, por ejemplo, en EP0770594 B1 (Henkel); más particularmente, los esterquats poliméricos se obtienen haciendo reaccionar alcanolaminas con una mezcla de ácidos grasos y ácidos dicarboxílicos y quaternizando los ésteres resultantes de manera conocida, opcionalmente después de la alcoxilación. De acuerdo con la presente invención, los esterquats poliméricos adecuados son derivados de alcanolaminas derivadas de aminas siguiendo la siguiente fórmula general (I).

**(Ver fórmula)**

en la cual R1 representa un radical hidroxietilo, y R2 y R3 independientemente uno de otro indican hidrógeno, metilo o un radical hidroxietilo. Ejemplos típicos son metildietanolamina (MDA), monoetanolamina (MES), dietanolamina (DEA) y trietanolamina (TEA). En una realización preferida de la presente invención se utiliza trietanolamina como material de partida. Los ácidos grasos en el contexto de la invención indican ácidos carboxílicos alifáticos correspondientes a la fórmula (II):

R4COOH (II)

en la cual R4CO es un radical acilo alifático, lineal o ramificado que contiene de 6 a 22 átomos de carbono y 0 y/o 1, 2 o 3 dobles enlaces. Ejemplos típicos son el ácido caproico, ácido caprílico, ácido 2-etil hexanoico, ácido cáprico, ácido laurico, ácido isotridecanoico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido palmitoleico, ácido esteárico, ácido isoesteárico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido petrosélico, ácido linoleico, ácido linolénico, ácido elaeoesteárico, ácido aráquico, ácido gadoleico, ácido behénico y ácido erúcico y las mezclas técnicas obtenidas de los mismos, por ejemplo, en la hidrólisis a presión de grasas y aceites naturales, en la reducción de aldehídos a partir de la oxosíntesis de Roelen o en la dimerización de ácidos grasos insaturados. Se prefieren los ácidos grasos técnicos que contienen de 12 a 18 átomos de carbono, por ejemplo, aceite de coco, aceite de palma, aceite de nuez de palma o ácidos grasos de sebo, preferiblemente en forma hidrogenada o parcialmente hidrogenada. Los ácidos dicarboxílicos adecuados para su uso, materiales de partida de acuerdo con la invención corresponden a la fórmula (III):

HOOC-[X]-COOH (III)

en la cual [X] significa un grupo alqu(en)ileno saturado o insaturado hidoxisustituido opcionalmente que contiene de 1 a 10 átomos de carbono. Ejemplos típicos son ácido succínico, ácido maleico, ácido glutárico, ácido 1,12-dodecanoico, en particular, ácido adípico. Los ácidos grasos y los ácidos dicarboxílicos pueden utilizarse en una relación molar de...

1. En un proceso para la flotación de minerales o menas no sulfurosos, en el cual los minerales o menas crudos triturados se mezclan con agua y un colector para formar una suspensión, se introduce aire en la suspensión en presencia de un sistema de reactivos y luego se forma allí una espuma flotada que contiene dichos minerales o menas no sulfurosos con un residuo de flotación que comprende la ganga, caracterizado porque utiliza como colector esterquats poliméricos, obtenibles por la reacción de alcanolaminas con una mezcla de ácidos monocarboxílicos y ácidos dicarboxílicos y quaternizando los ésteres resultante de manera conocida, opcionalmente después de la alcoxilación.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los esterquats poliméricos derivados de la alcanolaminas se utilizan de acuerdo con la fórmula general (I).

**(Ver fórmula)**

en la cual R1 representa un radical hidroxietilo, y R2 y R3 indican independientemente uno de otro hidrógeno, metilo o un radical hidroxietilo.

3. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 y/o 2, caracterizado porque se utilizan esterquats poliméricos basados en trietanolamina.

4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se utilizan esterquats poliméricos derivados de mezclas de

(i) Ácidos monocarboxílicos de acuerdo con la fórmula general (II)

R4CO-OH (II)

en la cual R4CO indica un radical acilo lineal o ramificado que tiene de 6 a 22 átomos de carbono y 0 o 1 a 3 dobles enlaces, y

(ii) ácidos dicarboxílicos de acuerdo con la fórmula general (III)

HOOC-[X]-COOH (III)

en la cual [X] significa un grupo alqu(en)ileno opcionalmente hidroxisustituido que tiene de 1 a 10 átomos de carbono.

5. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se utilizan esterquats poliméricos obtenidos a partir de mezclas de ácidos monocarboxílicos y ácidos dicarboxílicos en una relación molar de 1:10 a 10:1.

6. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los esterquats poliméricos se utilizan con base en mezclas de ácidos grasos C12-C22 y ácido adípico.

7. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las N,N-dialquilaminoalquilamidas cuaternizadas son utilizadas como co-colectores.

8. Proceso de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dichos colectores y cocolectores se utilizan en una relación en peso de 10:90 a 90:10.

9. Uso de esterquats poliméricos de acuerdo con la reivindicación 1 como colectores para la flotación por espuma de minerales o menas no sulfurosos.

10. Uso de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque se someten minerales de calcita a dicha flotación por espuma.