CN108602071A - 用于铁矿石浮选过程的中度氧化的多糖抑制剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供抑制剂，其包含在约6至约7的pH下具有约0.05 mmol至约4.5 mmol的阴离子电荷/克，或在约10至约11.2的pH下具有约0.2 mmol至约5 mmol的阴离子电荷/克的中度氧化的多糖。本发明还公开了用于从包含所需矿物质和脉石的矿石中富集所需矿物质的方法，其中所述方法包括在一种或多种所述抑制剂的存在下进行浮选过程。

Description

用于铁矿石浮选过程的中度氧化的多糖抑制剂
技术领域
总体而言，本公开涉及用于矿石浮选过程、特别是反向阳离子浮选过程的抑制剂。
背景
尽管铁是地壳中第四大丰富的元素，但绝大多数结合在硅酸盐中或更少见地结合在碳酸盐矿物质中。从这些矿物质中分离纯铁的热力学壁垒是难以应付的且能量密集的，因此人类工业使用的普通铁源利用相对罕见的高等级氧化铁矿物质，主要是赤铁矿。这种高等级矿石的大部分储量现在已经耗尽，这导致开发较低等级铁矿石来源，例如磁铁矿和铁燧岩。这些较低等级矿石的铁含量可以通过各种浓缩(选矿)工艺浓缩(升级)为更高的铁含量，例如以满足钢铁工业的质量要求。
较低等级矿石来源的加工涉及除去脉石，脉石作为矿岩本身的固有部分的不想要的矿物质(诸如硅酸盐和碳酸盐)。在这些选矿过程中，使用如粉碎、研磨、碾磨、重力或重介质分离、筛选、磁力分离和/或泡沫浮选的技术分离脉石，以改善所需矿物质的浓度并除去杂质。
一种这样的选矿技术是泡沫浮选。在泡沫浮选中，将矿石研磨至足够小尺寸以从脉石中释放一种或多种所需的矿物质。将研磨的矿石与水组合以产生含有矿物质粒子和脉石粒子的浆料。然后将该浆料诸如在称为浮选槽的罐或塔中充气。基于气泡选择性地粘附到浆料中的特定矿物质表面的能力差异，泡沫浮选物理地分离研磨的粒子。具有附着的气泡的粒子被载运到浆料的表面，形成可以被除去的泡沫，同时保持完全润湿的粒子留在固/液相中。
可以与浮选工艺组合使用的额外步骤包括通过脱泥除去超细粒子。通常将超细粒子定义为直径小于5微米至10微米的粒子。脱泥过程可以伴随着或者接着是絮凝步骤或诸如使用旋风分离装置的一些其他类型的沉降步骤。该步骤通常接着是浮选步骤，其中在捕集剂和/或起泡剂的存在下将脉石材料与一种或多种所需矿物质分离。
可以改变浆料的化学以控制或增强某些粒子与气泡的相互作用，或者备选地沉降至底部。例如，可以将“捕集剂”，通常是表面活性剂，添加到浆料中以与某些粒子的表面相互作用，引起粒子的表面疏水性增加并促进浮选。可以将“抑制剂”添加到浆料中以选择性地与某些粒子的表面相互作用，以降低表面疏水性并抑制该类型粒子的浮选，即促进抑制作用。
在矿物质浮选***中，通常在浮选一种或多种合乎需要的矿物质的同时抑制或压制不合需要的脉石材料。在差分或反向浮选***中，通常在浮选不合需要的脉石的同时抑制或压制所述一种或多种所需矿物质。也就是说，正常的浮选***是反向的，其中硅酸盐富集在浮选物中，而铁矿石富集底部级分中。这种反向泡沫浮选***公开在美国专利4,732,667中。
常见的抑制剂包括来源于诸如树胶、糊精和淀粉的天然物质的材料。参见Frommer等人的美国专利3,292,780和Iwasaki的美国专利3,371,778以及美国专利4,339,331。
已经开发出合成抑制剂用于分离脉石与合乎需要的矿物质，例如如美国专利4,360,425和4,289,613、美国专利2,740,522、美国专利3,929,629、以及美国专利4,808,301中所述。
在反向或差分浮选***中使用抑制剂的情况下，所需矿物质的一部分会无意中随脉石一起被除去。无意中随脉石一起除去的那部分有价值的矿物质通常会永久地从该过程中损失，并且会具有重大的经济影响。因此，无意中随脉石一起浮选的一种或多种所需矿物质的量即使少量减少也会产生显著的经济利益。
概述
本文公开了包含中度氧化的多糖的抑制剂，所述中度氧化的多糖在约6至约7的pH下具有约0.05 mmol至约4.5 mmol的阴离子电荷/克，且在约10至约11.2的pH下具有约0.2 mmol至约5 mmol的阴离子电荷/克。本文还公开了通过加热在水中的多糖、一种或多种碱和一种或多种氧化剂制备的抑制剂，以及包含所述抑制剂和溶剂的组合物。还公开了从具有所需矿物质和脉石的矿石中富集所需矿物质的方法，其中所述方法包括在一种或多种该示例性抑制剂存在下进行浮选过程。
通过参考本公开的各种特征的以下详细描述和其中包括的实施例，可以更容易地理解本公开。
附图简述
图1示出来自用空白、淀粉、包含中度氧化的淀粉或重度氧化的淀粉的示例性抑制剂处理的铁矿石的浮选的所得SiO2等级(%) vs.Fe回收率(%)的曲线图(上图)以及来自相同实验的所得Fe等级(%) vs.Fe回收率(%)的曲线图(下图)；
图2是描绘来自用空白、淀粉、包含中度氧化的淀粉或重度氧化的淀粉的示例性抑制剂处理的铁矿石的浮选的SiO2等级(%) vs.Fe回收率(%)的相对斜率、Fe等级(%) vs.Fe回收率(%)的相对斜率以及浮选的SiO2(%) vs.Fe回收率(%)的相对斜率的条形图；
图3示出来自用空白(A)、淀粉(B)或包含中度氧化的淀粉的示例性抑制剂(C或D)处理的铁矿石的浮选的所得SiO2等级(%) vs.Fe回收率(%)的曲线图，以及来自相同实验的所得Fe等级(%) vs.Fe回收率(%)的曲线图(下图)；
图4示出来自用空白(A)、淀粉(B)或包含中度氧化的淀粉的示例性抑制剂(C或D)处理的铁矿石的浮选的所得浮选的SiO2(%) vs.Fe回收率(%)的曲线图；
图5是描绘来自用空白(A)、淀粉(B)或包含中度氧化的淀粉的示例性抑制剂(C或D)处理的铁矿石的浮选的SiO2等级(%) vs.Fe回收率(%)的相对斜率、Fe等级(%) vs.Fe回收率(%)的相对斜率以及浮选的SiO2(%) vs.Fe回收率(%)的相对斜率的条形图。
详述
根据本文所述的各种示例性实施方案，抑制剂和相关组合物和方法可以用于从铁矿石中浓缩铁。更一般来讲，所述示例性抑制剂和相关组合物和方法可以用于从含矿物质的矿石中浓缩所需矿物质。示例性抑制剂包含中度氧化的多糖，例如中度氧化的淀粉。通常，氧化淀粉包含比未被氧化的淀粉更多的阴离子带电基团。在示例性实施方案中，与没有被氧化或已被过度氧化的淀粉相比，示例性抑制剂的选择性得到改善。在示例性实施方案中，示例性抑制剂的增加的选择性可以用于增强浮选过程期间异质矿物质团聚体的分散，这使得矿物质更易于分离。在示例性实施方案中，抑制剂适用于涉及矿石（例如，铁矿石）的反向阳离子浮选的方法。除了增加的浮选工艺选择性之外，示例性抑制剂还可以用于提供减少的捕集剂消耗、减少的氢氧化钠消耗和/或减少的填埋，特别是与基于淀粉的抑制剂、例如基本上不包含中度氧化的多糖的基于淀粉的抑制剂相比。在某些实施方案中，与基于淀粉的抑制剂的剂量相比，所述抑制剂的浮选浓度或剂量降低。在示例性实施方案中，抑制剂可以以使得它们更易于稀释和/或直接施用的形式提供，例如以溶液形式提供。在示例性实施方案中，示例性抑制剂可以以固体或溶液的形式施用。
定义
如本文所用，“脉石”是指含有不合需要的矿物质和所需矿物质二者的材料如矿床中的不合需要的矿物质。这种不合需要的矿物质可以包括铝、硅石(例如，石英)、钛、硫和碱土金属的氧化物。在某些实施方案中，脉石包括硅石、硅酸盐或硅质材料的氧化物。
如本文所用，术语“所需矿物质”或“有价值的矿物质”是指具有价值的矿物质，并且尤其可以从含有所需矿物质和脉石的矿石中提取。所需矿物质的实例包括铁粉、赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿、铬铁矿、针铁矿、白铁矿、褐铁矿、磁黄铁矿或任何其他含铁的矿物质。如本文所用，“矿石”是指可以从中提取所需矿物质的岩石和矿床。根据所需矿物质的特性，所需矿物质的其他来源可以包括在“矿石”的定义中。矿石可以含有在本文中也称为脉石的不合需要的矿物质或材料。
如本文所用，“铁矿石”是指可以从中提取金属铁的岩石、矿物质和其他铁源。矿石通常富含氧化铁，且颜色从深灰色、亮黄色、深紫色到锈红色变化。铁本身通常以磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、针铁矿(FeO(OH))、褐铁矿(FeO(OH).n(H2O))、菱铁矿(FeCO3)或黄铁矿(FeS2)形式见到。铁燧岩是含铁的沉积岩，其中铁矿物与石英、燧石或碳酸盐形成夹层。铁英岩，也称为带状石英赤铁矿和赤铁矿片岩，是一种铁和石英的地岩层，其中铁作为赤铁矿、磁铁矿或假象赤铁矿的薄层存在。这些类型的铁中的任一种都适用于本文所述的方法。在示例性实施方案中，铁矿石基本上是磁铁矿、赤铁矿、铁燧岩或铁英岩。在示例性实施方案中，铁矿石基本上是黄铁矿。在示例性实施方案中，铁矿石被例如铝、硅石或钛的氧化物的脉石材料污染。在示例性实施方案中，铁矿石被包括例如高岭石、白云母或其他硅酸盐的粘土污染。
如本文所用，“捕集剂”是指促进相关脉石的浮选优先于所需矿物质的浮选的试剂。通常，捕集剂是用于选择性地吸附到粒子表面上的试剂。在一些实施例中，捕集剂在粒子表面上形成单层，所述单层基本上形成非极性疏水性烃的薄膜。捕集剂通常可以根据它们的离子电荷分类：它们可以是非离子的、阴离子的或阳离子的。非离子捕集剂通常是简单的烃油。典型的阴离子和阳离子捕集剂由选择性附着到矿物质表面的极性部分和突出到溶液中并使表面疏水的非极性部分组成。例如，常见的阳离子捕集剂包括以伯胺、仲胺和叔胺基团为特征的化合物。由于胺基具有正电荷，所以其可以附着到带负电荷的粒子表面。捕集剂可以化学键合到矿物质表面(化学吸附)，或者通过物理力(物理吸附)保持在表面上。捕集剂的实例包括羧酸、硫酸盐、磺酸盐、黄原酸盐和二硫代磷酸盐。
如本文所用，“pH调节剂”或“pH调整剂”是指用于改变或控制pH的试剂。大多数矿物质的表面化学受pH影响。例如，一般来说，矿物质通常在酸性条件下产生正表面电荷，并且在碱性条件下产生负电荷。由于每种矿物质在某一特定的pH下都从带负电荷变为带正电荷，因此可以通过pH调节来调控捕集剂对其表面的吸引力。示例性pH调节剂可以是酸，例如硫酸，或碱，例如石灰(CaO或Ca(OH)2)或氢氧化铵。其他有用的pH调节剂是基于钠的碱，诸如NaOH或Na2CO3，其中钠阳离子通常对粒子表面化学没有任何显著影响。
如本文所用，“抑制剂”是抑制矿物质浮选以改善浮选过程的选择性的化学品。抑制剂选择性地涂覆矿物质表面并降低捕集剂吸附，或降低捕集剂实现吸附的有效性。
中度氧化的多糖
如本文所用，术语“多糖”是指由通过糖苷键结合在一起的单糖单元的长链组成的聚合碳水化合物分子。水解时，多糖给出它们的组成单糖或低聚糖。它们的结构范围是从线性到高度分支。通常，多糖含有10个或更多个单糖单元。假定聚合物主链中的重复单元通常是六碳单糖，通式可以表示为(C6H10O5) n ，其中n在约10和约3000之间。示例性多糖包括但不限于：淀粉、糖原、纤维素、半纤维素、甲壳质、胼胝质、昆布多糖、金藻昆布多糖、木聚糖、***木聚糖、甘露聚糖、岩藻依聚糖和半乳甘露聚糖。
如本文所用，术语“淀粉”是指由糖苷键连接的大量单糖(例如，葡萄糖)单元组成的碳水化合物。公认的是淀粉聚合物主要由两部分(直链淀粉和支链淀粉)组成，随着淀粉的来源而变。具有低分子量的直链淀粉每200个至300个脱水葡萄糖单元含有一个端基。支链淀粉具有较高的分子量并且由超过5,000个脱水葡萄糖单元组成，每20个至30个葡萄糖单元具有一个端基。尽管直链淀粉是具有α1→4碳键的线性聚合物，但支链淀粉是在分支点具有α1→4和α1→6碳键的高度分支的聚合物。通常，淀粉包含10-30%的直链淀粉(排他地具有α-1,4-糖苷连接的葡萄糖分子的线性链)和70-90%的支链淀粉(具有α-1,6-糖苷和α-1,4-糖苷连接的葡萄糖分子的高度分支的链)。在示例性实施方案中，淀粉是任何合适的淀粉，例如玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、豌豆淀粉、大米淀粉、木薯淀粉或其混合物。
如本文所用，“中度氧化的多糖”是指已经例如通过在水中用一种或多种碱和一种或多种氧化剂处理以产生所需量的阴离子带电基团如羧酸根基团的部分或中度氧化的类型的多糖。在示例性实施方案中，处理包括将多糖溶解在水中或形成多糖在水中的固体浆料。在示例性实施方案中，中度氧化的多糖可以是市售形式的氧化多糖或根据本文所述的实施方案氧化的多糖。在示例性实施方案中，所述一种或多种抑制剂包括中度氧化的多糖。氧化多糖的阴离子电荷是变化的，但比未氧化的多糖高。
如本文所用，“中度氧化的淀粉”是指已经例如通过在水中用一种或多种碱和一种或多种氧化剂处理以产生所需量的阴离子带电基团如羧酸根基团的部分或中度氧化的淀粉。在示例性实施方案中，处理包括将淀粉溶解在水中或形成淀粉在水中的固体浆料。在示例性实施方案中，中度氧化的淀粉可以是市售形式的氧化淀粉或根据本文所述的实施方案氧化的淀粉。在示例性实施方案中，所述一种或多种抑制剂包括中度氧化的淀粉。氧化淀粉的阴离子电荷是变化的，但高于非氧化淀粉的阴离子电荷。
在示例性实施方案中，中度氧化的多糖在约6至约7的pH下具有约0.05 mmol至约4.5 mmol，或约0.06 mmol至约0.11 mmol的阴离子电荷/克。在示例性实施方案中，中度氧化的多糖在约7至约8的pH下具有约0.05 mmol至约5 mmol，约0.1 mmol至约1 mmol，或约0.7 mmol至约1.1 mmol的阴离子电荷/克。在示例性实施方案中，中度氧化的多糖在约10至约11.2的pH下具有约0.2 mmol至约5 mmol，或约0.23 mmol至约0.36 mmol的阴离子电荷/克。在示例性实施方案中，中度氧化的多糖在约10.5的pH下具有约0.2 mmol至约5 mmol，约0.4 mmol至约5 mmol，约0.21 mmol至约0.40 mmol，约0.30 mmol至约0.40 mmol，约1.0mmol至约1.6 mmol，或约0.30 mmol至约1.0 mmol的阴离子电荷/克。
在示例性实施方案中，中度氧化的淀粉在约6至约7的pH下具有约0.05 mmol至4.5mmol，或约0.06 mmol至约0.11 mmol的阴离子电荷/克。在示例性实施方案中，中度氧化的淀粉在约10至约11.2的pH下具有约0.2 mmol至约5 mmol，或约0.23 mmol至约0.36 mmol的阴离子电荷/克。在示例性实施方案中，可以例如通过电荷滴定评估pH和中度氧化的淀粉的阴离子电荷。电荷滴定可以通过本领域普通技术人员已知的任何合适的方法进行。在某些实施方案中，电荷滴定通过以下方法进行：(a) 用去离子水或氢氧化钠水溶液溶解或稀释中度氧化的淀粉以产生0.02%溶液(重量浓度)；(b) 滴定一部分(例如，约15 g)的所述溶液直到达到中性电荷的终点；和(c) 记录滴定剂的量和溶液的最终pH并计算阴离子电荷。在某些实施方案中，使用诸如装备有标准DADMAC (0.001 N阳离子电荷)的自动滴定进料的Mutek PCD 03单元的仪器用于滴定。
在示例性实施方案中，中度氧化的淀粉为中度氧化形式的玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、豌豆淀粉、大米淀粉、木薯淀粉或其混合物。
在示例性实施方案中，中度氧化的多糖、中度氧化的淀粉包含约0.2重量%至约20重量%的羧酸根基团。
在示例性实施方案中，多糖或淀粉的过度氧化可能对抑制剂活性具有不利影响。多糖的过度氧化可能导致阴离子电荷比中度氧化的多糖观察到的范围少。在示例性实施方案中，多糖氧化处理包括加热多糖、一种或多种碱和一种或多种氧化剂在水中的混合物。在示例性实施方案中，提供包含中度氧化的多糖的示例性抑制剂，所述抑制剂通过将多糖、一种或多种碱和一种或多种氧化剂在水中的混合物加热而制备。在某些实施方案中，处理中使用的多糖是淀粉或包含淀粉的混合物。
在示例性实施方案中，多糖的处理或中度氧化包括加热多糖、氢氧化钠和过氧化氢在水中的混合物。在示例性实施方案中，处理中使用的多糖是以水溶液或干粉的形式。在示例性实施方案中，加热步骤在任何合适的温度，例如在约20℃至约100℃，约50℃至约100℃，或约55℃至约75℃的范围内的温度下进行。在示例性实施方案中，加热步骤进行任何合适的时间量，例如约15分钟至约6小时，约2小时至约6小时，或约3小时至约5小时。在某些实施方案中，加热步骤在约55℃的温度下进行约4小时。在示例性实施方案中，处理还包括在水中搅拌多糖、一种或多种碱和一种或多种氧化剂。在示例性实施方案中，处理中使用的水量是任何合适的水量，例如制备浓度为约0.5重量%至饱和点，约0.5重量%至约50重量%，约0.5重量%至约20重量%，或约0.5重量%至约2重量%的多糖溶液所需的水量。在示例性实施方案中，处理中使用的水量可以被调节或最小化，以产生高浓度的溶解多糖或产生多糖浆料。在某些实施方案中，氧化处理中使用的多糖在处理开始时没有完全溶解在水中。
在示例性实施方案中，淀粉的处理或中度氧化包括加热淀粉、氢氧化钠和过氧化氢在水中的混合物。在示例性实施方案中，处理中使用的淀粉以水溶液或干粉的形式。在示例性实施方案中，加热步骤在任何合适的温度，例如在约20℃至约100℃，约50℃至约100℃，或约55℃至约75℃的范围内的温度下进行。在示例性实施方案中，加热步骤进行任何合适的时间量，例如约15分钟至约6小时，约2小时至约6小时，或约3小时至约5小时。在某些实施方案中，加热步骤在约55℃的温度下进行约4小时。在示例性实施方案中，处理还包括在水中搅拌淀粉、一种或多种碱和一种或多种氧化剂。在示例性实施方案中，处理中使用的水量是任何合适的水量，例如制备浓度为约0.5重量%至饱和点，约0.5重量%至约50重量%，约0.5重量%至约20重量%，或约0.5重量%至约2重量%的玉米淀粉溶液所需的水量。在示例性实施方案中，处理中使用的水量可以被调节或最小化，以产生高浓度的溶解淀粉或产生淀粉浆料。在某些实施方案中，氧化处理中使用的淀粉在处理开始时没有完全溶解在水中。
在示例性实施方案中，淀粉是玉米淀粉，例如珍珠玉米淀粉。
在示例性实施方案中，所述一种或多种碱可以是任何合适的碱。在示例性实施方案中，所述一种或多种碱选自氢氧化钠、氢氧化钾等。在示例性实施方案中，所述一种或多种氧化剂选自过氧化氢、过氧化钠、臭氧、氧气、漂白剂、次氯酸钠、过碳酸钠、过硼酸钠、硝酸钠等。
在示例性实施方案中，多糖的重量克数与所述一种或多种碱的摩尔数的比率在约400:1至约4:1，320:1至约4:1，316:1至约48:1的范围内，或为约316:1。在示例性实施方案中，多糖的重量克数与氢氧化钠的摩尔数之比在约400:1至约4:1，320:1至约4:1，316:1至约48:1的范围内，或为约316:1。在示例性的实施方案中，处理中使用的碱的最小量是形成多糖重量克数与所述一种或多种碱的摩尔数的至少400:1的比率所需的碱的量。
在示例性实施方案中，多糖的重量克数与一种或多种氧化剂的摩尔数的比率在约1020:1至约0:1，850:1至约10.2:1，760:1至约112:1，或约760:1至约10.2:1的范围内。在示例性实施方案中，多糖的重量克数与过氧化氢的摩尔数的比率在约1020:1至约0:1，850:1至约10.2:1，760:1至约112:1，或约760:1至约10.2:1的范围内。
在一个具体的实施方案中，加热步骤在约55℃至约95℃，或约55℃至约75℃的范围的温度下进行约30分钟至约5小时，或约3小时至约5小时，处理中使用的水量是制备浓度为约0.5重量%至约10重量%，或约0.5重量%至约2重量%的多糖溶液所需的水量，所述一种或多种碱包括氢氧化钠，并且所述一种或多种氧化剂包括过氧化氢。
在一个具体的实施方案中，淀粉为玉米淀粉，加热步骤在约55℃至约95℃，或约55℃至约75℃的范围的温度下进行约30分钟至约5小时，或约3小时至约5小时，处理中使用的水量是制备浓度为约0.5重量%至约10重量%，或约0.5重量%至约2重量%的玉米淀粉溶液所需的水量，所述一种或多种碱包括氢氧化钠，并且所述一种或多种氧化剂包括过氧化氢。
根据实施方案，示例性抑制剂可以具有任何分子量，只要抑制剂具有优先于相关脉石选择性抑制所需矿物质的效果。在示例性实施方案中，示例性抑制剂的分子量为约0.01 Mg/mol至约1 Mg/mol，约0.1 Mg/mol至约1 Mg/mol，约0.01 Mg/mol至约6.6 Mg/mol，约0.1 Mg/mol至约6.6 Mg/mol，约0.46 Mg/mol至约6.6 Mg/mol，或约1.06 Mg/mol至约6.16 Mg/mol。
示例性抑制剂通常用作反向浮选过程例如反向阳离子浮选过程中的抑制剂。具体而言，示例性抑制剂在相对于脉石选择性抑制一种或多种所需矿物质的浮选方面是有效的。在某些实施方案中，示例性抑制剂用于通过相对于硅酸盐脉石差别地抑制含铁矿物质如氧化铁或铁粉的浮选来增强含铁矿物质与硅酸盐脉石的分离。与分离含铁矿物质与硅酸盐脉石相关的问题之一是含铁矿物质和硅酸盐在某些加工条件下都倾向于浮选。
示例性抑制剂改变含铁矿物质相对于硅酸盐脉石的浮选特性，以改善分离过程。
组合物
在示例性实施方案中，组合物包含一种或多种包含如本文所述的中度氧化的多糖的抑制剂和溶剂。在示例性实施方案中，所述溶剂为水。在示例性实施方案中，组合物为溶液，例如水溶液。
可以配制示例性组合物以提供对于浮选过程足够量即足以产生所需结果的量的所述一种或多种抑制剂。
在一个示例性实施方案中，组合物还可以包含一种或多种泡沫浮选领域已知的试剂或改性剂。这样的试剂或改性剂的实例包括但不限于起泡剂、活化剂、捕集剂、分散剂、其他抑制剂、酸性或碱性添加剂或本领域已知的任何其他试剂，条件是抑制剂保留其所需的如本文所述的官能性。
在示例性实施方案中，除了所述一种或多种示例性抑制剂之外，组合物还可以包含一种或多种额外抑制剂。可以与示例性抑制剂组合使用的额外抑制剂的实例包括但不限于：淀粉；半纤维素；纤维素酯，诸如羧甲基纤维素和磺甲基纤维素；纤维素醚，诸如甲基纤维素、羟乙基纤维素和乙基羟乙基纤维素；亲水性树胶，诸如***胶、刺梧桐胶、黄蓍胶和印度树胶(gum ghatti)；藻酸盐；淀粉衍生物，诸如羧甲基淀粉和磷酸酯淀粉；其他基于多糖的抑制剂或改性多糖抑制剂；以及它们的组合。
在示例性实施方案中，组合物可以包含一种或多种捕集剂(collector)或捕集剂(collecting agent)，条件是抑制剂保留其所需的如本文所述的官能性。
方法
根据示例性实施方案，浮选过程可以使用本文所述的任何示例性抑制剂中的一种或多种。在示例性实施方案中，浮选过程可以包括用于从矿石中分离或浓缩所需矿物质例如从铁燧岩中分离或浓缩铁的任何已知或后续开发的浮选技术。在示例性实施方案中，浮选过程是铁矿石的反向阳离子浮选。
在示例性浮选过程中，包含所需矿物质粒子、脉石和水的浆料(浮选矿浆)例如在称为浮选槽的罐或塔中充气。气泡附着到某些粒子上，将它们载运到浆料表面，并形成泡沫，可将泡沫除去。通常，所得泡沫主要含有疏水、润湿并且对气泡具有亲和力的那些材料。保持完全润湿的浆料中的粒子停留在固/液相中。
示例性浮选过程利用所需矿物质和脉石之间的疏水性差异来实现这些材料的分离。在示例性实施方案中，将一种或多种示例性抑制剂添加到浮选***中以选择性地与所需矿物质粒子的表面相互作用，导致表面疏水性降低，这改善了在浮选过程中所需矿物质粒子的抑制(即，降低了它们的浮选倾向)。在示例性实施方案中，将一种或多种示例性抑制剂添加到浮选***中以选择性地与脉石粒子的表面相互作用，导致表面疏水性降低，这改善了在浮选过程中脉石粒子的抑制。
在示例性实施方案中，浮选过程可以是矿物质提取方法的一部分。例如，矿物质提取方法可以包括研磨碎矿石，将研磨的矿石在水中分级以及通过泡沫浮选处理分级的矿石以浓缩所需矿物质的步骤。下面将更详细地描述这些步骤中的一些。
在示例性实施方案中，浮选过程包括使脉石在泡沫中浮选并且作为底流从槽底部回收所需精矿。在其他示例性实施方案中，浮选过程包括诱导脉石沉入槽的底部(作为底流)并且回收作为溢流(泡沫)的所需精矿。在示例性实施方案中，浮选过程包括通过浮选脉石并将铁精矿作为底流回收来分离精矿与硅石和其他硅质材料(脉石)。
在示例性实施方案中，用于从具有所需矿物质和脉石的矿石中富集所需矿物质的方法包括在一种或多种捕集剂和一种或多种抑制剂的存在下进行浮选过程。
在示例性实施方案中，所需矿物质是含铁的矿物质，诸如氧化铁或铁粉。
在示例性实施方案中，用于从具有含铁材料和含硅酸盐脉石的矿石中富集含铁矿物质的方法包括在一种或多种捕集剂和一种或多种本文所述的示例性抑制剂的存在下进行浮选过程。
在示例性实施方案中，浮选过程是反向或逆向浮选过程，例如反向阳离子浮选过程。在这样的方法中，在与脉石的浮选比较时，所需矿物质的浮选被选择性地抑制，以便于分离和回收所需矿物质。
在示例性实施方案中，浮选过程是直接浮选过程，例如阳离子或阴离子浮选过程。
在示例性实施方案中，浮选过程不是阴离子浮选过程。
在某些示例性实施方案中，所述一种或多种抑制剂以包含抑制剂和溶剂的组合物的形式添加。
在示例性实施方案中，所述一种或多种抑制剂可以在浮选步骤之前在所述过程的任何阶段添加。在示例性实施方案中，所述一种或多种抑制剂可以在浮选步骤期间添加。
根据各种示例性实施方案，浮选过程中使用的抑制剂的量是将一种或多种所需矿石的浮选抑制到必要或所需程度的量。抑制剂的添加量将至少部分地取决于许多因素，诸如待加工的特定矿石、待分离的所需矿物质和脉石、所述一种或多种抑制剂的组成、脉石和所需矿物质的粒度、以及浮选过程的其他条件。在示例性实施方案中，浮选过程中使用的抑制剂的量为在反向浮选过程中处理的每公吨矿石约0.01 kg至约3 kg，约0.1 kg至约2 kg，或约0.2 kg至约1 kg的抑制剂。在示例性实施方案中，过程中抑制剂的具体消耗量为每公吨待处理矿石约0.01 kg至约3 kg，约0.1 kg至约2 kg，或约0.2 kg至约1 kg的抑制剂。
根据各种实施方案，抑制量可以被定量。例如，计算抑制百分比，做法是，测量在不存在任何抑制剂的情况下浮选的特定矿物质或脉石的重量百分比并且测量在抑制剂存在下浮选的相同矿物质或脉石的重量百分比。将后者值从前者中减去；将差值除以没有任何抑制剂的浮选的重量百分比；并将该值乘以100以获得抑制百分比。在示例性实施方案中，抑制百分比可以是将提供合乎需要的矿物质与脉石的分离的必需或所需量的任何量。在示例性实施方案中，使用示例性抑制剂使得合乎需要的矿物质的浮选被抑制至少约1%，约7%，约30%，约44%，约50%或约57%。在示例性实施方案中，使用示例性抑制剂使得合乎需要的矿物质的浮选被抑制约1%至约60%，约7%至约58%，或约30%至约58%。在示例性实施方案中，使用抑制剂使得脉石的浮选被抑制小于约40%或约6%。
根据替代实施方案，可以根据矿物质等级改善的百分比，即与泡沫浮选过程前的材料相比浓缩材料中的有价值的矿物质的重量百分比改变来量化抑制量。在示例性实施方案中，与在没有抑制剂的情况下运行的相同过程相比，使用所公开的抑制剂引起有价值的金属等级增加至少约0.1%，约1.0%，约1.5%，约2.0%，约3.0%，约11.8%，或约13%。在示例性实施方案中，与在没有抑制剂的情况下运行的相同过程相比，使用所公开的抑制剂引起有价值的金属等级增加约0.1%至约15%，约1.0%至约13%，或约1.3%至约13%的范围内的量。随着时间的推移，即使相对中等量的回收金属等级的改善也可能代表方法的产量和利润率的显著增加。
在示例性方法中，可以将一种或多种额外试剂和/或改性剂添加到分散在水中的矿石(浮选矿浆)中。这样的试剂或改性剂的实例包括但不限于起泡剂、活化剂、捕集剂、分散剂、抑制剂、酸性或碱性添加剂或本领域已知的任何其他试剂。
根据示例性实施方案，浮选过程可以使用一种或多种示例性的中度氧化的多糖抑制剂与一种或多种额外抑制剂的组合。额外抑制剂的实例包括但不限于：淀粉；半纤维素；纤维素酯，诸如羧甲基纤维素和磺甲基纤维素；纤维素醚，诸如甲基纤维素、羟乙基纤维素和乙基羟乙基纤维素；亲水性树胶，诸如***胶、刺梧桐胶、黄蓍胶和印度树胶；藻酸盐；淀粉衍生物，诸如羧甲基淀粉和磷酸酯淀粉；以及它们的组合。
根据示例性实施方案，浮选过程使用抑制剂与一种或多种捕集剂(collectingagent)或捕集剂(collector)的组合。在某些实施方案中，所述一种或多种抑制剂在添加捕集剂之前或与捕集剂同时添加。在某些实施方案中，在浮选过程的一个步骤中，可以例如在添加所述一种或多种抑制剂和任何其他加工剂之后添加一种或多种捕集剂。在示例性实施方案中，可以将捕集剂(collecting agent)或捕集剂(collector)添加到浮选矿浆。通常，捕集剂可以在浮选矿浆中在给定粒子表面上形成疏水层，这有助于疏水粒子附着到气泡并且回收在泡沫产品中的这些粒子。任何捕集剂都可以用于示例性方法中。捕集剂的选择至少部分地取决于待加工的特定矿石和待除去的脉石的类型。合适的捕集剂对于本领域技术人员是已知的。在示例性实施方案中，捕集剂是阳离子捕集剂，其是当在水性环境中时具有正电荷的有机分子。在某些实施方案中，阳离子捕集剂具有带未配对电子的氮基团。可以与示例性抑制剂组合使用的阳离子捕集剂不受特别限制，并且包括：脂肪胺、醚胺、胺缩合物、烷氧基链烷胺、烷氧基化季铵化合物及其盐。脂肪胺可以是单官能的或双官能的，并且胺官能团可以是伯胺、仲胺或叔胺。类似地，醚胺可以是伯胺或者可以是双官能的。根据本发明公开的实施方案用作捕集剂的醚胺没有特别限制，并且包括可以是支链或直链的C5-15芳基或烷基氧丙基胺，以及C5-15支链或直链氧丙基二氨基丙烷。
在示例性实施方案中，捕集剂可以是包含阴离子基团、阳离子基团或非离子基团的化合物。在某些实施方案中，捕集剂是表面活性剂，即，含有连接在一起的亲水基团和疏水基团的物质。可以选择捕集剂的某些特性以提供选择性和性能，包括溶解度、临界胶束浓度和碳链长度。
示例性捕集剂包括含有氧和氮的化合物，例如具有胺基的化合物。在示例性实施方案中，捕集剂可以选自：醚胺，例如伯醚单胺和伯醚多胺；脂族C8-C20胺，例如衍生自各种石油、动物和植物油的脂族胺、辛胺、癸胺、十二烷胺、十四烷胺、十六烷胺、十八烷胺、十八碳烯胺和十八碳二烯胺；季胺，例如十二烷基三甲基氯化铵、椰油基三甲基氯化铵和牛脂三甲基硫酸铵；二胺或混合胺，例如牛脂胺、氢化牛脂胺、椰子油或椰油胺、大豆油或大豆胺、妥尔油胺、松香胺、牛油二胺、椰油二胺、大豆二胺或妥尔油二胺等，以及衍生自这些胺的季铵化合物；酰氨基胺和咪唑啉，诸如衍生自胺和脂肪酸的反应的那些；以及它们的组合或混合物。在一个示例性实施方案中，捕集剂是醚胺或醚胺的混合物。在示例性实施方案中，捕集剂是合成的醚二胺，例如Tomamine DA-16(可得自Air Products)。
示例性捕集剂可以被无机或有机酸诸如盐酸或乙酸部分或全部地中和。这种中和促进了在水中的分散性。或者，胺在使用前可以通过将其溶解在较大体积的合适有机溶剂如煤油、松油、醇等中而作为游离碱胺使用。这些溶剂有时在浮选中具有不合需要的作用，例如降低浮选选择性或产生不可控制的起泡。尽管这些捕集剂的结构不同，但它们在溶液中电离以产生带正电荷的有机离子方面相似。
根据示例性实施方案，浮选过程中使用的捕集剂的量可以变化。例如，捕集剂的量可以至少部分地取决于正加工的矿石的脉石含量。例如，当加工具有较高硅石的矿石时，可以利用相对较大量的捕集剂。在示例性实施方案中，可以将每吨矿石约0.01磅至约2磅，或约0.1磅至约0.35磅的捕集剂添加到浮选过程中。
在示例性实施方案中，在过程中使用一种类型的捕集剂。在示例性实施方案中，在过程中使用两种或更多种捕集剂。
在示例性实施方案中，在过程中使用一种或多种发泡剂。示例性发泡剂是异极性有机化合物，其通过吸附在气-水界面上而降低表面张力并因此促进气泡和泡沫的形成。发泡剂的实例包括：甲基异丁基甲醇；任选用环氧乙烷和/或环氧丙烷烷氧基化的具有6-12个碳原子的醇；松油；甲酚酸；各种醇和皂。在示例性实施方案中，提供每吨矿石约0.001磅至0.2磅的发泡剂。
根据一个示例性实施方案，浮选过程产生富含脉石的浮选物(泡沫)和富含所需矿物质的底部级分(尾矿，底流)。在示例性实施方案中，浮选物或泡沫含有硅酸盐。在示例性实施方案中，底部级分含有铁。
根据实施方案，浮选过程可以包括在浮选步骤之前的一个或多个步骤以准备用于浮选的矿石。例如，一种示例性方法可以包括将矿石与水一起研磨至所需粒度，例如约5 μm至约200 μm之间的粒度的步骤。任选地，在研磨粗矿石之前，可以将一种或多种调理剂如氢氧化钠和/或硅酸钠添加到研磨机中。在示例性实施方案中，将足够的水添加到研磨机中以提供含有约70%固体的浆料。
在示例性方法中，可以将研磨的矿石脱泥。例如，可以将研磨的矿石悬浮在水中，并且可以通过过滤、沉降、虹吸、水力旋流或离心将细小材料脱泥。在示例性实施方案中，可以将脱泥步骤重复一次或多次。
在示例性方法中，矿石-水浆料可以由研磨的矿石或脱泥的矿石制备，并且可以将一种或多种根据本实施方案的抑制剂添加到浆料中。在示例性实施方案中，所述一种或多种抑制剂以每吨矿石约10 g至约2500 g，约10 g至约2000 g，约10 g至约1500 g，或约10 g至约1000 g的量添加。在示例性实施方案中，可以将矿石-水浆料转移到浮选槽中，并将所述一种或多种抑制剂添加到浮选槽中的矿石水浆料中。
在示例性实施方案中，可以将碱或碱性pH调节剂添加到浆料中以调节浆料的pH。例如，可以将pH调节剂添加到浆料中以产生在约7至约11，约8至约11，或约9至约11，约10至约11，约7至约8，或约7.5至约8.5的范围内的pH。在某些实施方案中，将pH调节至约10.5。在某些实施方案中，将pH调节至约7至约8。在示例性实施方案中，为了最佳的铁回收率，将浮选槽中浆料的pH保持在约7.5和约11之间。
在示例性实施方案中，浮选过程可以包括涉及调理或搅拌浆料的步骤。例如，一旦将所有加工剂添加到浆料中，则在进行泡沫浮选之前将混合物进一步调理或搅拌一段时间。
在示例性实施方案中，浮选过程可以在多个浮选加工步骤中执行。例如，浮选过程可以在包含多个串联的连通槽的浮选单元中执行，其中一个或多个第一槽通常用于粗浮选，并且一个或多个后续槽用于精浮选。在示例性实施方案中，每个浮选槽可以是任何浮选设备，包括例如Denver实验室浮选机和/或Wemco Fagergren实验室浮选机，在其中搅拌浆料混合物并根据需要在槽的底部附近注入空气。
在示例性实施方案中，在浮选处理之前，矿石-水浆料包含约20重量%至约40重量%的固体。在示例性实施方案中，浮选过程的持续时间取决于所需结果。在示例性实施方案中，对于每个回路，浮选处理的时间可以是约1分钟至约10分钟，或约3分钟至约7分钟。浮选过程的时间可以至少部分地取决于脉石含量、被处理的矿石的粒度和所涉及的浮选槽的数量。
根据实施方案，浮选过程包括粗浮选处理，其中脉石可以选择性地从矿石中分离并随浮选泡沫除去。来自浮选处理的所需精矿作为底流除去并作为粗精矿分离。在示例性实施方案中，发现粗精矿中合乎需要的矿物质的精矿含有足够低量的脉石以适合几乎任何所需用途。
在示例性实施方案中，可以进一步加工浮选泡沫、粗精矿或两者。例如，在示例性实施方案中，来自粗浮选的溢流或泡沫可以前进到执行第二浮选处理的第一精浮选槽。来自该第一精浮选槽的底流是确定为第一精中矿的精矿，其通常含有比粗精矿更多的脉石，但含有比原始粗矿石明显更少的脉石。来自第一精选槽的溢流泡沫可以前进到第二精浮选槽，在所述第二精浮选槽中重复浮选过程并且获得另一精矿，其被确定为第二精中矿。在示例性实施方案中，泡沫浮选精选重复一次或多次。任何或全部的精中矿都可以与粗精矿组合以提供升级的精矿矿石(mineral ore concentrate)。粗精矿与各种中矿级分组合的程度将取决于从该过程得到的最终产品的所需矿物质含量。作为一个替代实施方案，可以使精中矿返回粗浮选槽并通过粗浮选槽再循环以进一步升级这些精中矿。
当在阳离子浮选过程中使用时，与其他抑制剂相比，示例性实施方案的抑制剂、组合物和方法可以用于提供更高的选择性和所需矿物质回收率。在示例性实施方案中，通过示例性方法获得的精矿如赤铁矿精矿符合钢铁工业的规范。在示例性实施方案中，可以使用抑制剂、组合物和方法来使铁回收率最大化以增加每单位矿石进料的金属装料的产量，这可以提供产量和收益率的提高。
在示例性实施方案中，本文所述的抑制剂、组合物和方法可以用于改善来自铁矿石的铁的等级，使得回收的铁的等级为至少约59%，约60%，约61%，或约62%。在示例性实施方案中，本文所述的抑制剂、组合物和方法可以用于改善来自铁矿石的铁的等级，使得回收的铁的等级在约58%至约65%，约59%至约65%，约60%至约65%，或约61%至约65%的范围内。
在示例性实施方案中，本文所述的抑制剂、组合物和方法可以用于使来自铁矿石的铁的等级改善至少约0.5%，约1%，约1.2%，约1.25%，约1.3%，约1.5%，约2%，约2.5%，约3%，约3.5%，约4%，约4.5%，约5%，约5.5%，约6%，约7%，约8%，约9%，约10%，约11%，或约12%。在示例性实施方案中，本文所述的抑制剂、组合物和方法可以用于使来自铁矿石的铁的等级改善在约0.5%至约13%，或约1.3%或约13%的范围内的量。例如，本文所述的抑制剂、组合物和方法可以用于使具有约58%至约59%的初始铁等级的铁矿石的铁的等级改善到至少约59.5%，约60%，约60.5%，约61%，约61.5%，或约62%的等级。在示例性实施方案中，本文所述的抑制剂、组合物和方法可以用于使来自铁矿石的铁的等级改善约0.5%至约7%，约1%至约7%，约1.5%至约6%，或约1.0%或约1.5%。
在示例性实施方案中，本文所述的抑制剂、组合物和方法可以用于改善来自铁矿石的氧化铁的等级，使得回收的氧化铁的等级为至少约80%，约81%，约82%，约83%，约84%，约85%，约86%，约87%，或约88%。在示例性实施方案中，本文所述的抑制剂、组合物和方法可以用于改善来自铁矿石的氧化铁的等级，使得回收的氧化铁的等级在约80%至约90%，约82%至约90%，约82%至约88%，或约86%至约88%的范围内。
在示例性实施方案中，本文所述的抑制剂、组合物和方法可以用于使来自铁矿石的铁的回收率改善至少约70%，约75%，约77%，约80%，约85%，约90%，或约95%。在示例性实施方案中，本文所述的抑制剂、组合物和方法可以用于改善来自铁矿石的铁的回收率，使得铁回收率在约70%至约96%，或约77%或约96%的范围内。
在示例性实施方案中，本文所述的抑制剂、组合物和方法可以用于将铁矿石中硅石的量降低到小于约15%，约10%，约9%，约8%，约7%，约6%，约5%，约4%，约3%，或约2%。
以下实施例仅用于说明目的，并非旨在限制。
实施例
实施例1：采用铁矿石和包含中度氧化的淀粉的示例性抑制剂的浮选试验
在该实施例中，浮选试验是在实验室规模上进行的，目的在于分离感兴趣的矿物质(赤铁矿)与脉石。这些实验使用用于如上所述的浮选试验的一般方案。下面描述用于这些实验的抑制剂及其制备。
抑制剂样品的制备
生产每克具有0.36 mmol阴离子电荷(在pH 11.2下测量)的中度氧化的淀粉。过度氧化的淀粉每克具有0.04 mmol的阴离子电荷(在pH 10.7下测量)。
在该实施例中，进行浮选试验以评估铁与脉石的分离。在5加仑的桶中在中性pH7-8、38 ppm Ca下获得铁矿浆的样品。测定固体百分比。添加工艺用水以将固体调节至40重量%。对于每个浮选实验使用1 L的含有约570 g固体的矿浆样品。在使用前，用去离子水将Tomamine DA-16(合成醚二胺捕集剂)和甲基异丁基甲醇(MIBC，起泡剂)稀释至1%水溶液。珍珠玉米淀粉从Sigma-Aldrich获得(3.6 MMw GPC分析)。
包含中度氧化的淀粉的示例性抑制剂如下制备：
通过在1 L锥形瓶中在搅拌下向在水(去离子水，483.6 g)中的淀粉(5.0 g)浆料中添加NaOH (50%，8.5 g)来制备1%玉米淀粉溶液。然后添加过氧化氢(50%，3.0 g)，且将溶液用表面皿覆盖并在搅拌下在65℃下加热4小时。观察到一些泡沫。获得澄清的淡黄色溶液(由于蒸发损失，得到488 g，pH = 13.5-14)。淀粉:NaOH重量比为1.18:1。
包含重度氧化的淀粉的比较抑制剂如下制备：
通过在1 L烧杯中在搅拌下向在水(去离子水，380 g)中的淀粉(5.0 g)浆料中添加NaOH (50%，85 g)来制备1%玉米淀粉溶液。然后缓慢添加过氧化氢(50%，30 g)，且将溶液用表面皿覆盖并在搅拌下在65℃下加热4小时。出现大量的泡沫。获得澄清的淡黄褐色溶液(由于蒸发损失，得到326.8 g，pH = 14)。淀粉:NaOH重量比为0.118:1。
包含未改性淀粉的比较抑制剂如下处理：
在搅拌下经10分钟将NaOH(1 M，15 mL)添加到在水(DI，10 g)中的玉米淀粉(3.0 g)浆料中。通过在搅拌下经1小时添加去离子水使溶液质量达到300 g。淀粉:NaOH重量比为5:1。
浮选实验中使用的空白抑制剂样品由去离子水组成。
浮选试验
浮选试验在1升Metso实验室浮选槽中执行，其中在800 rpm下连续搅拌。对于浮选试验，添加抑制剂并用25%NaOH调节pH，然后使其调理5分钟。在空气流动开始后同时添加捕集剂和起泡剂，而不允许捕集剂的调理时间。收集四种泡沫(尾矿)级分，在30秒、1分钟和2分钟时切换收集盘。在3分钟时停止空气流。将四个尾矿样品和精矿样品干燥，称重，收集并通过XRF分析Fe和Si。初始进料浓度基于所有尾矿和精矿分析的总和计算。对于浮选试验，添加抑制剂(每吨矿石固体2000 g的剂量，即对于570 g干矿石等同物为114 g抑制剂溶液或1.14 g干燥抑制剂，或对于空白，为去离子水)并将其调理5分钟。没有调节pH，其为约7.5-8.5。在气流开始后同时添加捕集剂(Tomamine DA-16，合成醚二胺捕集剂，剂量为220克/吨矿石固体)和起泡剂(甲基异丁基甲醇，剂量为50克/吨矿石固体)。从0秒到30秒；30秒至60秒；60秒至120秒；和120秒至180秒，收集四个泡沫(尾矿)级分。在180秒后停止气流。将四个尾矿样品和精矿样品干燥，称重，收集并通过X射线荧光(XRF)分析Fe和Si。初始进料浓度基于所有尾矿和精矿分析的总和计算。
XRF数据用于计算和绘制SiO2等级vs. Fe回收率以及Fe等级vs. Fe回收率的关系图(示于图1中)。相对斜率提供在图2中。性能受淀粉氧化程度影响，如图2所见。氧化淀粉可以产生改善的性能，但过多的氧化可能是有害的。
观察发现，与重度氧化的淀粉、未改性淀粉和空白相比，中度氧化的淀粉在浮选试验中使用时更大程度地改善了铁等级。在浮选试验中使用中度氧化的淀粉也产生高铁回收率百分比(大于77%)。
实施例2：采用铁矿石和包含中度氧化的淀粉的示例性抑制剂的浮选试验
在该实施例中，进行浮选试验以评估铁与脉石的分离。在5加仑的桶中在中性pH 7-8、38 ppm Ca下获得铁矿浆的样品。测定固体百分比。添加工艺用水以将固体调节至30重量%。对于每个浮选实验使用1 L的含有约387 g固体的矿浆样品。在使用前，用去离子水将Tomamine DA-16(合成醚二胺捕集剂)和甲基异丁基甲醇(MIBC，起泡剂)稀释至1%水溶液。珍珠玉米淀粉获自Sigma-Aldrich (3.6 Mg/mol GPC分析)，氧化的玉米淀粉获自GrainProcessing Corporation：D22F，分析值6.16 Mg/mol，由Grain Processing Corporation估算6.6 Mg/mol)；D17F，分析值1.04 Mg/mol，由Grain Processing Corporation估算0.46Mg/mol)。
抑制剂样品的制备
淀粉溶液通过在搅拌下经10分钟将NaOH(1 M，15 mL)添加到在水(DI，10 g)中的淀粉(3.0 g)浆料中制备。通过在搅拌下经1小时添加去离子水使溶液质量达到300 g。淀粉:NaOH比率为5:1。淀粉溶液在其制备的2小时内使用。所有其他化学试剂均得自FisherScientific。
浮选试验
浮选试验在1升Mesto实验室浮选槽中执行，其中在800 rpm下连续搅拌。对于浮选试验，添加抑制剂(或对于空白，为去离子水)，用25% NaOH(水溶液)将pH调节至10.5，并使其调理5分钟。添加捕集剂(220 g Tomamine DA-16/MT矿石固体)并使其调理1分钟。在气流开始后同时添加起泡剂(50 g MIBC/吨矿石固体)。从以下时间收集四个泡沫(尾矿)级分：0秒至30秒；30秒至60秒；60秒至120秒；和120秒至180秒。在180秒后停止气流。将四个尾矿样品和精矿样品干燥，称重，收集并通过X射线荧光(XRF)分析Fe和Si。初始进料浓度基于所有尾矿和精矿分析的总和计算。
功效可以通过目视检查%Fe回收率vs. %Fe等级的曲线图来评估。铁回收率(%Fe回收率)是精矿中铁与进料中总铁的质量百分比。%Fe等级是样品总质量中Fe的质量浓度。由于硅石去除是客观的，所以%Fe回收率vs.%SiO2等级可能更加相关。
由于进料等级(其中回收率 = 100%)不同，系列的位置无法直接比较。这些系列通常是曲线，并且需要多项式拟合。然而，在本报告中的目标条件下，未观察到典型的曲线，并且使用线性拟合。线性回归的斜率用作功效的数值近似值。给定系列的相对斜率是其斜率除以空白的斜率，以百分比表示。随着斜率或相对斜率趋近于零，Fe回收率的变化(或损失)减小，而等级改善增加。因此，接近于零的斜率或相对斜率具有较高的功效或性能。为了便于比较，相对斜率以条形图绘制，其中最接近零的值表明最高功效。
结果显示在下面的表1-5和图3-5中。通常，与空白或珍珠玉米淀粉样品相比较，示例性的氧化淀粉样品在浮选试验中产生最高的铁回收率和最纯的铁精矿。
表1. 实验A-D的浮选条件和结果
表2. 实验A(空白)的浮选数据表
表3. 实验B(珍珠玉米淀粉)的浮选数据表
表4. 实验C(GPC-D22F)的浮选数据表
表5. 实验D(GPC-D17F)的浮选数据表
在前面的程序中，已经描述了各种步骤。然而，显而易见的是，可以对其做出各种修改和改变，并且在不偏离如下权利要求书中阐述的示例性程序的更宽范围的情况下可以实施额外程序。

Claims (26)

1. 一种抑制剂，其包含中度氧化的多糖，所述中度氧化的多糖在约6至约7的pH下具有约0.05 mmol至约4.5 mmol的阴离子电荷/克，在约7至约8的pH下具有约0.05 mmol至约5mmol的阴离子电荷/克，在约10至约11.2的pH下具有约0.2 mmol至约5 mmol的阴离子电荷/克，或在约10.5的pH下具有约0.2 mmol至约5 mmol的阴离子电荷/克。
2. 根据权利要求1所述的抑制剂，其中所述中度氧化的多糖在约6至约7的pH下具有约0.06 mmol至约0.11 mmol的阴离子电荷/克，或在约10至约11.2的pH下具有约0.23 mmol至约0.36 mmol的阴离子电荷/克。
3.根据权利要求1或2所述的抑制剂，其中所述中度氧化的多糖为中度氧化的淀粉。
4.一种包含中度氧化的多糖的抑制剂，其通过加热多糖、一种或多种碱和一种或多种氧化剂在水中的混合物制备。
5.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述多糖为淀粉。
6.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述加热步骤在约20℃至约100℃的范围内的温度下进行。
7.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述加热步骤进行约15分钟至约6小时。
8.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述处理中使用的水量是制备浓度为约0.5重量%至约50重量%的玉米淀粉溶液所需的水量。
9.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述一种或多种碱包括氢氧化钠。
10.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述一种或多种氧化剂包括过氧化氢。
11.根据权利要求5所述的抑制剂，其中所述淀粉是玉米淀粉，所述加热步骤在约55℃至约95℃的范围内的温度下进行约30分钟至约5小时，所述处理中使用的水量是制备浓度为约0.5重量%至约10重量%的玉米淀粉溶液所需的水量，所述一种或多种碱包括氢氧化钠，并且所述一种或多种氧化剂包括过氧化氢。
12.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述多糖的重量克数与所述一种或多种碱的摩尔数的比率在约400:1至约4:1的范围内。
13.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述多糖的重量克数与所述一种或多种碱的摩尔数的比率在约316:1至约48:1的范围内。
14.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述多糖的重量克数与一种或多种氧化剂的摩尔数的比率在约1020:1至约0:1的范围内。
15.根据权利要求4所述的抑制剂，其中所述多糖的重量克数与一种或多种氧化剂的摩尔数的比率在约760:1至约10.2:1的范围内。
16.一种组合物，其包含：一种或多种根据权利要求1或4所述的抑制剂和溶剂。
17.根据权利要求16所述的组合物，其中所述溶剂为水。
18.一种用于从包含所需矿物质和脉石的矿石中富集所述所需矿物质的方法，其中所述方法包括在一种或多种根据权利要求1或4所述的抑制剂存在下进行浮选过程。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述所需矿物质是含铁的矿物质。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述脉石包括硅石、硅酸盐或硅质材料的氧化物。
21.根据权利要求18所述的方法，其中所述浮选过程是反向阳离子浮选过程。
22.根据权利要求18所述的方法，其中所述一种或多种抑制剂以包含所述抑制剂和溶剂的组合物的形式添加。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述溶剂是水。
24.根据权利要求18所述的方法，其中所述方法提高来自铁矿石的铁的等级，使得所回收的铁的等级为至少约64%。
25.根据权利要求18所述的方法，其中所述方法将所述铁矿石中的硅石的量降低至小于约10%。
26.根据权利要求18所述的方法，其中所述浮选过程是铁矿石的反向阳离子浮选。
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