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Schwimmverfahren zur Aufbereitung von Erzen.
Die Erfindung betrifft die Konzentration von Mineralien, wie sulfidische Erze u. dgl., nach dem Schwimmverfahren. Sie beruht auf der Beobachtung, dass bessere Ergebnisse erzielt werden können, wenn man das Schwimmen unter Zusatz von organischen Stickstoffverbindungen zum Erz-oder Mineralschlamm vornimmt, die zwei miteinander verbundene Stickstoffatome enthalten, und zwar einerlei, ob die Bindung eine doppelte ist, wie bei Azo-, Hydrazo-und Diazoverbindungen, oder eine einfache, wie bei Hydrazinverbindungen.
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benzoldichlorid (Chrysoidin) ; Benzolazophenol Ca H.. N = N. C. H4'OH ; Toluolazoresorcin : Benzolazo-cc-naphtol usw.
Unter den erwähnten Verbindungen befinden sich Azoverbindungen, Aminoazoverbindungen, Diazoaminoverbindungen und Oxyazoverbindungen oder Azophenole. Diese verschiedenen Verbindungen können entweder in Form der freien Basen oder in Form ihrer Salze mit Säuren zugefügt werden. Beispielsweise in Form des Hydrochlorids oder Sulfats.
Am wertvollsten unter den oben angegebenen Verbindungen zur Beschleunigung des Schwimmverfahrens scheinen Diazoaminoverbindungen zu sein, weil sie ganz besonders wertvolle Eigenschaften als sammelnde Mittel aufweisen, d. h. also Mittel, die eine sehr erhebliche Erhöhung der Ausbeute hervorrufen, wenn sie in Verbindung mit einem geeigneten Schaummittel verwendet werden. Die Aminoazoverbindungen und auch die Oxyazoverbindungen sind im allgemeinen weniger wertvoll als Schwimmittel, aber sie sind trotzdem wirksam insbesondere als sammelnde Mittel.
Die Sudenfarbstoffe, welche ebenfalls Oxyazoverbindungen sind, beispielsweise' Benzoazo-ss-naphtol, Xylenazo-ss-naphtol, Benzolazobenzolazo-ss-naphtol,
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oder Diarylhydrazinen, welche ebenfalls Verwendung finden können, seien die folgenden erwähnt : Phenylhydrazin, entweder in Form der freien Base oder in Form seiner Salze, wie
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die einfachen und substituierten Hydrazine sowie deren Derivate. entweder in Form der freien Basen oder ihrer Salze zu verstehen.
Als ganz besonders zweckmässig hat sich das Phenylhydrazin (CHNH. NH,) erwiesen, Dieses kann dem Erz-oder Mineralschlamm in jeder geeigneten Weise zugefügt
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werden, beispielsweise indem man es in die Rohrmühle einführt, in der das Erz gemahlen wird, oder indem man es direkt in flüssiger Form dem Erzschlamm oder nach vorherigem
Digerieren mit Wasser zufügt oder indem man es mit einer organisch damit mischbaren
Flüssigkeit mischt,
Im allgemeinen scheint es indessen vorteilhafter zu sein, wenn das Hydrazin dem
Schlamm kurz vor dem Schwimmen zugefügt wird, als wenn es in die Mahlmühle gebracht wird. Flüssige Verbindungen, wie Phenylhydrazin, können direkt zugefügt werden, andere in Form ihrer Lösungen in Wasser oder in anderen organischen Lösungsmitteln.
Phenylhydrazin hat ebenso wie die anderen Hydrazinverbindungen eine ausgesprochene
Wirkung als sammelnder Stoff. Die Hydrazine selbst weisen trotzdem eine beträchtliche schäumende Wirkung auf und bei Verwendung in genügenden Mengen liefern sie ohne Zusatz anderer Schwimm-oder Schaummittel gute Ergebnisse. Die Erfindung bezieht sich daher auch auf solche Schwimmverfahren, bei denen die Hydrazine allein ohne Zusatz oder Beimischung anderer Schaum-oder Schwimmittel, aber auch auf solche Verfahren, bei denen derartige
Stoffe, wie Schaummittel, Öle u, dgl., benutzt werden.
Die verschiedenen angegebenen Verbindungen können dem Erz-oder Mineralschlamm in jeder geeigneten Weise einverleibt werden, welche ihre gleichförmige Einführung und Ver- teilung durch den ganzen Schlamm hindurch gewährleistet. So können sie beispielsweise durch Mahlen in der Mühle, in der das Erz selbst gemahlen wird, einverleibt werden, oder sie können in einem beliebigen organischen Lösungsmittel gelöst und die Lösung als- dann dem Erzschlamm zugefügt oder aber sie können zunächst einmal mit Wasser digeriert und dann das Endprodukt dem Erzschlamm zugesetzt werden.
Nachdem die Verbindungen entweder für sich oder in Verbindung mit anderen
Schwimmitteln vollkommen und gleichmässig durch den ganzen Erz-oder Mineralschlamm hindurch verteilt sind, wird die entstehende Mischung dem Schwimmverfahren unterworfen, beispielsweise in einer gewöhnlichen Callowzelle oder in Vorrichtungen, in denen Luft dem
Erzschlamm durch mechanische Rührung zugeführt wird.
In manchen Fällen ist es vorteilhaft, dem Erzschlamm eine kleine Menge Alkali zu- zufügen, die ausreicht, um ihm eine ausgesprochene alkalische Reaktion zu erteilen. Das
Alkali kann zugefügt werden, wenn die Verbindung in Form der freien Base oder aber als
Salz zugesetzt wird ; wenn ein Salz verwendet wird, so kann das Alkali mehr oder weniger darauf einwirken, wobei die freie Base in Freiheit gesetzt wird, indessen scheint es sich bei der Wirkung des Alkalis eher um eine Einwirkung auf den Erzschlamm oder die Mineral- rückstandteile zu handeln, als auf eine Wirkung auf das Salz der verwendeten Verbindung, Tobwohl natürlich keine genaue theoretische Erklärung der beschleunigenden Wirkung des
Alkalis gegeben werden kann. Eine gleiche vorteilhafte Wirkung hat sich weiter ergeben, wenn das
Alkali zusammen mit der freien Base oder mit Salzen verwendet wird.
Das Alkali kann ein kaustisches Alkali, wie Natriumhydroxyd, es kann auch ein alkalisches Salz, wie Soda sein, es kann aber sogar auch Kalk (Kalziumoxyd oder-hydrat) Verwendung finden.
Die zugesetzte Menge kann innerhalb gewisser Grenzen wechseln. Sie braucht beispiels- weise nicht mehr als etwa 0'09 bis o-i2 kg auf die Tonne Erz betragen (berechnet auf das Gewicht des Erzes, nicht aber des Erzschlammes). Indessen können vorteilhaft auch grössere Mengen' ?. Verwendung finden, besonders dann, wenn die Verbindung schwierig ganz gleichförmig durch die Erzmasse hindurch verteilt werden kann. Man kann also auch etwa , 0'5 bis 0'7 kg und sogar noch mehr auf die Tonne Erz anwenden.
Die erwähnten Stoffe haben sich als ganz besonders zweckmässig beim Schwimmen von sulfidischen Kupfererzen erwiesen, die eine Kieselsäuregangart haben und ihren schwimm- fähigen oder sulfidischen Kupfergehalt in Form einer Mischung von Chalcosite und Chalco- pyrit aufweisen, wie die sogenannten porphyrischen Erze, beispielsweise die der Utah
Copper Co. Im allgemeinen gibt die Behandlung des Erzes mit Alkalien, wie Natrium- hydroxyd oder Kalk bessere Ergebnisse. Tatsächlich scheinen die Alkalien selbst eine wert- volle Wirkung auf die Erze auszuüben, indem sie das Schwimmen derselben verbessern. Das gleiche gilt für eine Reihe ähnlicher Erze. Werden Alkalien verwendet, so ist es zweck- mässig, denselben genügend Zeit zur Berührung mit dem Erzschlamm zu geben, bevor der letztere dem Schwimmen unterworfen wird.
Es ist zweckmässig, die Alkalien in der Mahl- mühle zuzugeben, so dass sie mitgemahlen werden.
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erzielten Ergebnisse sind besser, als wenn man das Hydrazin in die Mahlmühle gibt.
Werden Phenylhydrazin oder andere Hydrazinverbindungen oder Derivate in Verbindung mit anderen Schwimmitteln verwendet, so verbessern sie das Schwimmergebnis be- trächtlich durch ihre ausgesprochene Wirkung als sammelnde Mittel. Das Schwimmittel,
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welches in Verbindung mit der Hydrazinverbindung zugesetzt wird, wird daher zweckmässig ein solches mit guten schäumenden Eigenschaften sein, beispielsweise Kienöl oder ein anderes Holzdestillationsöl oder Terpinöl, welches gute schäumende Eigenschaften, aber praktisch keine sammelnden Eigenschaften aufweist. Wenn das Hydrazin in Verbindung miteinem Schaummittel verwendet wird, so werden die wertvollen sammelnden Eigenschaften der Hydrazine durch die schäumenden Eigenschaften des Schaummittels unterstützt.
Wenn die Hydrazinverbindung mit den anderen Schwimmitteln, mit denen sie zusammen verwendet wird, mischbar ist, so können die verschiedenen Stoffe zuerst miteinander gemischt und verbunden werden, so dass sie ein zusammengesetztes Schwimmittel bilden, und dieses kanndann dem Erzschlamm zugefügt werden. Wenn das Hydrazin fest und nicht leicht löslich in oder mischbar mit dem Erzschlamm ist, so kann es in der Kugelmühle gemahlen oder in einem geeigneten organischen Lösungsmittel aufgelöst werden, insbesondere in einem solchen, welches selbst leicht mit dem Erzschlamm mischbar ist. Die entstehende Lösung wird dann dem Erzschlamm zugefügt. Wenn das Hydrazin in Wasser löslich ist, so kann es in Form einer wässrigen Lösung benutzt werden.
Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel beschrieben, und zwar unter Verwendung einer Diazoaminoverbindung.
500 Gewichtsteile Erz, die vorher so weit zerkleinert sind, dass sie durch ein Dreissigmaschensieb hindurchgehen'können, werden zusammen mit der angegebenen Menge Diazoamino- verbindung, 250 Teilen Wasser und einer Natriumhydratmenge, die etwa i kg auf die Tonne trockenen Erzes entspricht, in die Achatmühle gebracht oder aber an Stelle von Natriumhydroxyd Kalk in etwa der gleichen Menge. Nach dem Mahleu wird die Charge in eine gröbere Callowzelle eingeführt und dem Schwimmverfahren unter Zusatz einer kleinen Menge von etwa 0'5 kg Terpinöl auf die Tonne trockenen Erzes unterworfen oder an Stelle von Terpinöl wird Kienöl oder ein anderes Sehwimmittel benutzt. Terpinöl hat wenig, wenn überhaupt sammelnde Wirkung und wirkt fast ausschliesslich als, Schaummittel.
Nachstehend sind die Ergebnisse zusammengestellt, die mit verschiedenen der oben angegebenen Diazoverbindungen erzielt worden sind bei Utaherzen in Mengen von etwa o-i kg auf die Tonne Erz.
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Rückstände <SEP> Konzentrate <SEP> Ausbeute
<tb> I. <SEP> Diazoaminobenzol....... <SEP> 42 <SEP> 22'4 <SEP> 91r4
<tb> 2. <SEP> Diazoamino-p-toluol....... <SEP> 1*42 <SEP> 25-7 <SEP> 9o-6
<tb> 3. <SEP> Benzoldiazoaminotoluol....."42 <SEP> 24'9 <SEP> grg
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Die Diazoaminoverbindungen sind ausserordentlich stark sammelnd wirkende Stoffe, sogar schon in unmerklichen Spuren ; beispielsweise hat sich eine so geringe Menge wie 1/60 kg Diazoaminobenzol auf die Tonne Erz als genügend erwiesen, um als sammelndes Mittel bei Utaherzen mit fast den besten Ergebnissen zu dienen, wenn es zusammen mit einer kleinen Menge eines Schwimmittels benutzt wird. Im allgemeinen muss ein Schwimmmittel mit solchen Verbindungen verwendet werden, die selbst wenig oder keine schäumenden Eigenschaften aufweisen, wie oben ausgeführt.
Diese Verbindungen sind sehr schwierig lösliche feste Stoffe, sie sind sehr beständig an der Luft. Fortgesetztes Kochen mit Wasser beeinflusst ihre Zusammensetzung. Sie können für Schwimmzwecke in organischen Lösungmitteln, wie Alkohol, Anilin, Diamethylanilin, Xylidin u. dgl., aufgelöst werden. Längeres Erhitzen mit anderen Aminen kann zu chemischen Veränderungen führen, welche die Wirksamkeit der Mischung herabsetzen. Wenn eine Lösung'einer dieser Verbindungen in einem organischen Lösungsmittel hergestellt ist, so kann sie entweder dem Schlamm in der Mahlmühle zugefügt werden oder dem gemahlenen Schlamm unmittelbar vor dem Schwimmen.
Die organischen Lösungsmittel können derart geeignet ausgewählt werden, dass eine Schaumkraft erzeugt wird, welche die wertvollen sammelnden Eigenschaften der Diazo-und Azoverbindungen unterstützt. Die Diazoaminoverbindungen können ebenfalls den gewöhnlichen Ölmischungen einverleibt werden, wie sie beim Schwimmen gebraucht werden und hiebei in den Schlamm eingeführt werdenw Sie üben eine beträchtliche Verbesserung in den Schwimmergebnissen aus, die mit den meisten, wenn nicht mit allen derartigen Ölmischungen. erzielt werden.
Am meisten empfiehlt sich, wenn es möglich ist, das Reagenz in sehr fein gepulvertem trockenen Zustande dem Erzschlamm in der Mahlmühle zuzufügen : Bekannte Schaummittel, wie Kienöl. Harzöl und verschiedene andere, können in gleichem Zeitpunkt oder je nach Wunsch gerade vor dem Schwimmen zugefügt werden.
Die Diazoaminoverbindungen sind, wie oben ausgeführt, ausgezeichnete sammelnde Mittel, und das ist sowohl der Fall beim Diazoamino-p-toluol, dem Benzoldiazoaminop-toluol, wie auch beim Diazoaminobenzol. Das Paraaminoazobenzol und das Aminoazonaphtalin sind ebenso wie gewisse Oxyazoverbindungen gleichfalls gute sammelnde Mittel, aber sie sind weniger wertvoll als Diazoaminoverbindungen.
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Vorzügliche Ergebnisse sind ebenfalls erzielt worden beim Schwimmen von Zinkblei- erzen, wie diejenigen der Butte und Superior Co. Gute Ergebnisse werden erhalten, wenn die Verbindung mit dem neutralen Erzschlamm gemahlen wurde, bessere aber mit Kupfersulfat und Schwefelsäure in Mengen von etwa /a kg auf die Tonne trockenen Erzes, und zwar zweckmässig unter Zusatz einer kleinen Menge eines geeigneten bekannten Schaummittels, wie oben angegeben.,
Ein charakteristisches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der erhaltene Schaum leicht zerstört wird, während trotzdem verhältnismässig reines Konzentrat und hohe Ausbeute erzielt werden können.
Die Azo-oder Diazoverbindung kann überdies mehrere Male wiedergewonnen werden,. so dass sie bei der Behandlung weiterer Erzmengen vorteilhaft Verwendung finden kann, beispielsweise indem das Waschwasser aus den Konzentraten und sogar dasjenige der Rückstände wiedergewonnen und in den Prozess zurückgeführt wird, wodurch für die folgenden Operationen erheblich an Chemikalien gespart wird.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. i : 5chwimmverfahren zur Aufbereitung von Erzen, dadurch gekennzeichnet, dass dem Mineralschlamm vor dem Schwimmen eine kleine Menge einer organischen Stickstoffverbindung zugefügt wird, die zwei miteinander verbundene Stickstoffatome enthält.