(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３３〜６７質量％の１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールと、３３〜６７質量％の１種若しくはそれ以上のジプロピレングリコールフェニルエーテル及び／又は１種若しくはそれ以上のジエチレングリコールフェニルエーテルとを含む混合物であって、該ポリプロピレングリコールはそれぞれ３０００〜５０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量を有し、ＡＳＴＭ  Ｄ４４５に基づいて測定した該混合物の粘度が２５℃において４００ｃＳｔ（４．００ｃｍ２／ｓ）以下であり、かつ、４０℃において２００ｃＳｔ（２．００ｃｍ２／ｓ）以下であり、そして該混合物は、ＡＳＴＭ  Ｄ９２のクリーブランドオープンカップ法で測定した引火点が６０．５℃（１４１°Ｆ）以下である混合物。
【請求項２】
４５〜５５質量％の１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールと、４５〜５５質量％の１種又はそれ以上のジプロピレングリコールフェニルエーテル及び／又はジエチレングリコールフェニルエーテルとを含む、請求項１に記載の混合物。
【請求項３】
１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールがモノオール、ジオール、トリオール又はこれらの２以上の組み合わせである、請求項１又は２に記載の混合物。
【請求項４】
採鉱処理流体に請求項１〜３のいずれかに記載の混合物を加える工程を含む、浮遊選鉱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリプロピレンポリグリコールとフェノールグリコールエーテルとを含む混合物、およびこの混合物を用いた採掘工程における発泡調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱業において、浮遊選鉱処理における過度の発泡は、採掘の効率に悪影響を及ぼすおそれがあるため問題となる。発泡調整剤は粘度の高い流体であることが多く、浮遊選鉱処理の使用に適する低粘度を得るため有機溶媒で希釈することを要する。この有機溶媒もまた溶液の有効性及び発泡調整能力に寄与することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現行の発泡調整溶液においては、高分子量のポリプロピレングリコールを希釈するために可燃性で揮発性の有機溶媒が用いられている。現在使用されている可燃性有機物質ベースの発泡調整溶液と同等の性能を有し、かつ、改善されたハンドリング性、安全性及び環境性を有する、採掘における浮遊選鉱用の発泡調整溶液が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は組成物、その製造方法、その方法により製造された物品及びその物品を製造する方法に関する。
【０００５】
一実施形態として、本発明は、１〜９９質量％の１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールと、１〜９９質量％の１種又はそれ以上のジプロピレングリコールフェニルエーテルとを含む混合物であって、該ポリプロピレングリコールはそれぞれ１０００ｇ／ｍｏｌ以上の重量平均分子量を有し、ＡＳＴＭ  Ｄ４４５に基づいて測定した該混合物の粘度が２５℃において４００ｃＳｔ（４．００ｃｍ２／ｓ）以下であり、かつ、４０℃において２００ｃＳｔ（２．００ｃｍ２／ｓ）以下である混合物を提供する。
【０００６】
他の実施形態として、本発明は、３０〜４０質量％の１種又はそれ以上のプロピレングリコールと、６０〜７０質量％の１種又はそれ以上のジプロピレングリコールフェニルエーテルとを含むこと以外は、前記実施形態のいずれかに記載の混合物を提供する。
【０００７】
他の実施形態として、本発明は、６０〜７０質量％の１種又はそれ以上のプロピレングリコールと、３０〜４０質量％の１種又はそれ以上のジプロピレングリコールフェニルエーテルとを含むこと以外は、前記実施形態のいずれかに記載の混合物を提供する。
【０００８】
他の実施形態として、本発明は、４５〜５５質量％の１種又はそれ以上のプロピレングリコールと、４５〜５５質量％の１種又はそれ以上のジプロピレングリコールフェニルエーテルとを含むこと以外は、前記実施形態のいずれかに記載の混合物を提供する。
【０００９】
他の実施形態として、本発明は、ポリプロピレングリコールの重量平均分子量が４０００ｇ／ｍｏｌ以上であること以外は、前記実施形態のいずれかに記載の混合物を提供する。
【００１０】
他の実施形態として、本発明は、１種又はそれ以上のジプロピレングリコールフェニルエーテルのそれぞれの溶媒引火点が７０℃以上であること以外は、前記実施形態のいずれかに記載の混合物を提供する。
【００１１】
他の実施形態として、本発明は、１種又はそれ以上のジプロピレングリコールフェニルエーテルのそれぞれの溶媒引火点が１００℃以上であること以外は、前記実施形態のいずれかに記載の混合物を提供する。
【００１２】
他の実施形態として、本発明は、更に０質量％より多く３質量％以下の水を含むこと以外は、前記実施形態のいずれかに記載の混合物を提供する。
【００１３】
他の実施形態として、本発明は、１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールがモノオール、ジオール、トリオール又はこれらの２以上の組み合わせであること以外は、前記実施形態のいずれかに記載の混合物を提供する。
【００１４】
他の実施形態として、本発明は、採鉱処理流体に前記実施形態のいずれかに記載の混合物を加える工程を含む、浮遊選鉱方法を提供する。
【００１５】
他の実施形態として、本発明は、前記実施形態における採鉱処理流体が、石炭処理、選択的沈殿処理、アルミナ処理、鉱石の採掘、貴金属の回収、食塩水による洗浄、砂及び砂利の洗浄、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される処理に使用される流体である浮遊選鉱方法を提供する。
【００１６】
一代替実施形態として、本発明は、本質的に１〜９９質量％の１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールと、１〜９９質量％の１種又はそれ以上のジプロピレングリコールフェニルエーテルとからなる混合物であって、該ポリプロピレングリコールはそれぞれ１０００ｇ／ｍｏｌ以上の重量平均分子量を有し、ＡＳＴＭ  Ｄ４４５に基づいて測定した該混合物の粘度が２５℃において４００ｃＳｔ（４．００ｃｍ２／ｓ）以下であり、かつ、４０℃において２００ｃＳｔ（２．００ｃｍ２／ｓ）以下である混合物を提供する。
【００１７】
一代替実施形態として、本発明は、本質的に前記実施形態のいずれかに従う混合物からなる消泡剤を採掘処理流体に加える工程を含む浮遊選鉱方法を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、発泡調整特性を有する混合物、及び採掘作業における発泡調整に当該混合物を用いる方法である。
【００１９】
本発明の混合物は、３０〜７０質量％の１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールと、３０〜７０質量％の１種又はそれ以上のジプロピレングリコールフェニルエーテルとを含み、該ポリプロピレングリコールはそれぞれ２０００ｇ／ｍｏｌ以上の平均分子量を有し、ＡＳＴＭ  Ｄ４４５に基づいて測定した該混合物の粘度は２５℃において４００ｃＳｔ（４．００ｃｍ２／ｓ）以下であり、かつ、４０℃において２００ｃＳｔ（２．００ｃｍ２／ｓ）以下である。
【００２０】
本発明の混合物に有用な１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールは、１０００ｇ／ｍｏｌ以上の重量平均分子量を有する。１０００ｇ／ｍｏｌ以上のすべての個々の値及びサブレンジは本明細書に含まれており開示されている。例えば、ポリプロピレングリコールの重量平均分子量は下限値１０００、１５００、２０００、２５００、３０００、３５００又は４０００ｇ／ｍｏｌからとすることができる。
【００２１】
本発明の混合物における１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールの総量は３０〜７０質量％とすることができる。３０〜７０質量％のすべて個々の値及びサブレンジは本明細書に含まれ開示されている。例えば、１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールの総量は下限値として３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０又は６５質量％から、上限値として３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５又は７０質量％までとすることができる。例えば、１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールの総量は３０〜７０質量％であってよく、あるいは代替として、１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールの総量は５０〜７０質量％であってよく、あるいは代替として、１種又はそれ以上のポリプロピレングリコールの総量は５５〜７０質量％であってよい。
【００２２】
本発明の混合物の実施形態に用いることのできるポリプロピレングリコールは、通常発泡調整剤として使用される高分子量ポリプロピレングリコールを含む。そのようなポリプロピレングリコールは１又はそれ以上の官能基を有する（例えば、モノオール、ジオール、トリオール又はこれらの２若しくはそれ以上の組み合わせを含む）。
【００２３】
ポリプロピレングリコールの一例は、ＰＯＬＹＰＲＯＰＹＬＥＮＥ  ＧＬＹＣＯＬ  Ｐ４０００（ＰＰＧ４０００、ダウ・ケミカルカンパニー社製）である。これは２つの末端ヒドロキシル基を有する直鎖状ポリマーで、分子量４０００ｇ／ｍｏｌ、比重１．００４（ＡＳＴＭ  Ｄ８９２、２５／２５℃）、４０℃における平均粘度４５５ｃＳｔ（４．５５ｃｍ２／ｓ）（ＡＳＴＭ  Ｄ４４５／４４６）、流動点−２６℃、２５℃における屈折率１．４５（ＡＳＴＭ  Ｄ１２１８）、２５℃における密度８．３６ｌｂ／ｇａｌ（１．００ｇ／ｃｍ３）を有する。
【００２４】
本発明の混合物は更に３０〜７０質量％の１種又はそれ以上のジプロピレングリコールフェニルエーテル（ＤｉＰＰｈ）及び／又はジエチレングリコールフェニルエーテル（ＤｉＥＰｈ）を含む。３０〜７０質量％のすべての個々の値及びサブレンジは本明細書に含まれており開示されている。例えば、１種又はそれ以上のＤｉＰＰｈ及び／又はＤｉＥＰｈの総量は、下限値として３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０又は６５質量％から、上限値として３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５又は７０質量％までとすることができる。例えば、１種又はそれ以上のＤｉＰＰｈ及び／又はＤｉＥＰｈの総量は３０〜７０質量％であってよく、あるいは代替として、１種又はそれ以上のＤｉＰＰｈ及び／又はＤｉＥＰｈの総量は５０〜７０質量％であってよく、あるいは代替として、１種又はそれ以上のＤｉＰＰｈ及び／又はＤｉＥＰｈの総量は５５〜７０質量％であってよい。本明細書で使用する用語「１種又はそれ以上のＤｉＰＰｈ及び／又はＤｉＥＰｈ」には、１種若しくはそれ以上のＤｉＰＰｈ、１種若しくはそれ以上のＤｉＥＰｈ、又は１種若しくはそれ以上のＤｉＰＰｈと１種若しくはそれ以上のＤｉＥＰｈとの組み合わせを意味する。
【００２５】
本発明の混合物のいくつかの実施形態で用いることができるジプロピレングリコールフェニルエーテルは、１００℃以上の溶媒引火点を有する。１００℃以上のすべての個々の値及びサブレンジは本明細書に含まれており開示されている。例えば、それぞれのＤｉＰＰｈの溶媒引火点は下限値として１００、１２０、１４０、１６０、１８０、２００、２２０、２４０又は２６０℃からとすることができる。
【００２６】
本発明の混合物の実施形態で用いることができる典型的なポリプロピレングリコールは、分子量が約４１００のカルビノール末端基を有するポリプロピレングリコールホモポリマーモノオール（ＵＣＯＮＴＭＬＢ１７１５、ダウ・ケミカルカンパニー製）、及び分子量が約６０００のポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマー（モル比約１：１）モノオール（ＵＣＯＮＴＭ５０ＨＢ５１００）である。本発明の混合物の実施形態において有用な他の典型的なＤｉＥＰｈとしては、エチレンベースのグリコールエーテルで、商品名ＣＥＬＬＯＳＯＬＶＥＴＭ、ＣＡＲＢＩＮＯＬＴＭ、又はＥＣＯＳＯＦＴＴＭとして入手可能なものが挙げられ、これらは優れた溶解性、化学的安定性を有し、水や多くの有機溶媒と相溶性を示す。本発明の混合物の実施形態で用いることができる他の典型的なＤｉＰＰｈ及びＤｉＥＰｈとしては、ダウ・ケミカルカンパニー製の商品名ＤＯＷＡＮＯＬＴＭＰシリーズが挙げられ、例えば、ＤＯＷＡＮＯＬＴＭＰＰｈグリコールエーテル、ＤＯＷＡＮＯＬＴＭＤｉＰＰｈテクニカル、ＤＯＷＡＮＯＬＴＭＥＰｈグリコールエーテル、及びＤＯＷＡＮＯＬＴＭＤｉＥＰｈグリコールエーテルが含まれる。
【００２７】
本発明の混合物は、有機溶媒で希釈されたポリプロピレングリコール発泡調整剤が現在使用されている、石炭処理、選択的沈殿処理、アルミナ処理、鉱石の採掘、貴金属の回収、食塩水による洗浄、並びに砂及び砂利の洗浄を含む、多くの採掘処理用途のいずれにも使用することができる。低引火点の有機溶媒／ポリプロピレングリコールの使用とは対照的に、本発明の混合物は改善された環境性、衛生性、及び安全性を提供する。本明細書で使用される用語「低引火点の有機溶媒」とは、７０℃未満の引火点を有する溶媒をいう。表１に示すように、比較例は引火性であるのに対して実施例の混合物は引火性でない。本明細書で使用する用語「引火性」とは、引火点６０．５℃（１４１°Ｆ）以下の物質をいう（ＡＳＴＭ  Ｄ９２のクリーブランドオープンカップ法で測定）。
【００２８】
更に、本発明の混合物は、ポリプロピレングリコール／有機溶媒が発泡調整剤として使用される他の用途、例えば、発酵工程、水処理工程などに使用することができる。
【実施例】
【００２９】
以下の実施例は本発明を例示するものであるが、本発明の範囲を限定するものではない。
【００３０】
実施例ＡはＤｉＰＰｈとＰＰＧ４０００を１：３の比率で混合することにより得た。実施例Ａは透明で安定しており、室温及び４０℃において相分離が観察されなかった。比較例Ａはｎ−ブタノールとＰＰＧ４０００を３：１の比率で混合することにより得た。溶液の粘度を比較した。４０℃において、比較例Ａは動粘度７９ｃＳｔ（０．７９ｃｍ２／ｓ）であった。一方、実施例Ａは動粘度２０５ｃＳｔ（２．０５ｃｍ２／ｓ）であった。純ＰＰＧ４０００の動粘度は３８２ｃＳｔであった。実施例Ａおよび比較例Ａは標準的な実験用の浮遊選鉱処理セルに供し、どちらの溶液も発泡調整をすることができた。
【００３１】
更に、表１に、比較例１〜１０及び実施例１〜３の物性を示す（それぞれの配合は表１に示す）。実施例は比較例に比べ、浮遊選鉱処理において同等の発泡調整能に加え、改善された環境性、衛生性、及び安全性を有している。発泡調整能は、パイロット実験用の浮遊選鉱処理セルで目視観察により確認した。
【００３２】
比較例２〜４の調製に使用したケロシンは、工業グレードのケロシンでありＮＡＴＵＲＥＬＬＩ  ＱＵＩＭＩＣＡから入手可能で、＜０．１％のベンゼンを含む。比較例５〜７に使用したホワイトスピリットは、ＣＯＲＡＬ  ＣＯＲＡＬＵＸ製工業グレードのホワイトスピリットであり、ブラジルにおける規格ＡＢＮＴ  ＮＢＲ  １１．７０２  ０４／９２に準拠しており、０．１体積％以下の典型的な芳香族含量を含有する。比較例８〜１０は、ＶＥＴＥＣ  ＱＵＩＭＩＣＡ  ＦＩＮＡ，ＬＴＤＡ製（Ｘｅｒｅｍ，Ｄｕｑｕｅ  ｄｅ  Ｃａｘｉａｓ，ＲＪ，Ｂｒａｚｉｌ）のＰ．Ａ．グレードのエタノールを用いて調製した。比較例１１〜１３は、ＶＥＴＥＣ  ＱＵＩＭＩＣＡ  ＦＩＮＡ  ＬＴＤＡ製（Ｘｅｒｅｍ，Ｄｕｑｕｅ  ｄｅ  Ｃａｘｉａｓ，ＲＪ，Ｂｒａｚｉｌ）のＰ．Ａ．グレードのｎ−ブタノールを用いて調製した。
【００３３】
以下に試験方法を示す。
［溶媒引火点］
純ＰＰＧ４０００及び純ＤｉＰＰｈのそれぞれの溶媒引火点はＡＳＴＭ  Ｄ−９２（１９９０版）に基づき、クリーブランドオープンカップ法により測定した。このクリーブランドオープンカップ法は７９℃以上の引火点を有する粘性物質の引火点の測定に特に適している。ケロシン、ホワイトスピリットおよびエタノールの引火点は測定しておらず文献報告値である。測定した引火点及び文献に報告された引火点を表１に示す。
【００３４】
［動的粘性］
実施例及び比較例の動的粘性は、ＡＳＴＭ−Ｄ４４５（２００４）に基づき測定した。
【００３５】
【表１】
0005964851.tif 000002
【００３６】
本発明は、本発明の精神及び本質的特徴から乖離しない他の形態で具体化され得る。その結果、本発明の技術的範囲を示すものとして前述の明細書より添付した特許請求の範囲の記載を参照すべきである。