BRPI0710802A2 - reagente de flutuação para minerais contendo silicato - Google Patents
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Abstract
REAGENTE DE FLUTUAçãO PARA MINERAIS CONTENDO SILICATO A presente invenção refere-se ao uso de um composto de fórmu- la R-N-[A-NH~ 2~]~ 2~, em que R representa um grupo de alquila ou grupo de aiquenila linear ou ramificado compreendendo de 6 a 20 átomos de carbono enquanto A representa um grupo de alquileno C~ 2~ a C~ 4~, como um coletor na flutuação de silicato.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "REAGENTEDE FLUTUAÇÃO PARA MINERAIS CONTENDO SILICATO".
A presente invenção refere-se ao uso de alquiltriaminas no be-neficiamento por flutuação de minerais contendo silicato, e minérios.
Na flutuação invertida, as impurezas são flutuadas para fora domineral de valor. Em particular, minério de ferro, carbonato de cálcio, fosfatoe feldspato são freqüentemente beneficiados desta maneira. Em muitos ca-sos os minerais contendo silicato são os principais componentes destas im-purezas que causam reduções de qualidade no produto final. Estes incluem,além de quartzo, mica e feldspato, também muscovita e biotita. Por exemplo,um teor elevado de silicato diminui a qualidade do concentrado de minériode ferro de modo que, por exemplo, no Brasil, este é purificado por flutuaçãomediante o uso de aminas de éter alquílico e diaminas de éter alquílico, paraser capaz de produzir aços de alta qualidade do concentrado baixo em silicato.
O carbonato de cálcio é isento de minerais silicosos e coloridosusando sais de amônio quaternário, com base em ácidos graxos ou compos-tos de alquilimidazolina graxos. Visto que o carbonato de cálcio, além docaulim, rutilo e talco, é utilizado como pigmento branco na produção de pa-pel e plásticos, um grau de brancura tão elevado quanto possível e/ou umaconcentração baixa de minerais coloridos, é desejável. Devido à solidez dosilicato, na fabricação de papel, este também leva ao desgaste aumentadodas calandras das máquinas de fabricação de papel. Portanto, o carbonatode cálcio, além do beneficiamento seco, é purificado através da flutuação.
Em geral, empreendimentos são feitos via flutuação invertidapara reduzir o teor de silicato, que no caso do carbonato de cálcio é freqüen-temente caracterizado como um componente insolúvel em ácido, abaixo de1,0 % em peso. O teor de silicato no suprimento pode variar e pode ocasio-nalmente ser de 10 a 20 % em peso.
Os coletores de silicato que são usados são, por exemplo, ami-nas graxas, aminas de éter alquílico, diaminas de éter alquílico ou compos-tos de sal de amônio quaternário. Também são conhecidos sob os nomescomerciais Flotigam®.As aminas de éter alquílico e diaminas de éter alquílico são prin-cipalmente usadas em suas formas parcialmente neutralizadas como aceta-tos parciais, como descrito na US-4 319 987. A razão para isto é a melhorsolubilidade das funções de amina parcialmente neutralizadas.
A combinação de uma amina primária com um composto nitro-genoso contendo um grupo aniônico é descrito pela US-4 830 739.
A US-4 995 965 descreve o uso de metil sulfato de metil-bis(2-hidroxipropil)cocoamônio como reagente de flutuação para flutuar as impu-rezas silicosas para fora da calcita.
A US-5 261 539 descreve o uso de guanidinas de alquila alcoxi-ladas e aminas alcoxiladas para a flutuação invertida de calcita.
A US-5 540 336 mostra a ação sinergística de aminas de éter ecoletores aniônicos para a flutuação de minério de ferro.
A flutuação de silicato, inter alia de minério de ferro, usando al-quiloxialcanaminas é descrita na US-5 540 337.
A US 5 720 873 descreve a combinação de sais de amônio qua-ternário com compostos de oxialquileno graxos para a purificação de carbo-nato de cálcio. Esta combinação alcança uma melhora comparada com ossais de amônio quaternário com respeito a extração por separação de com-ponentes insolúveis em ácido.
A US-6 076 682 descreve o uso combinado de monoamina deéter alquílico com diamina de éter alquílico para a remoção de silicato deminério de ferro por flutuação.
A WO-A-OO/62937 descreve o uso de aminas quaternárias paraflutuação de minério de ferro.
Os coletores para a flutuação de silicato que são descritos natécnica anterior, no entanto, apresentam resultados inadequados com res-peito a seletividade e rendimento. Tem sido, portanto, um objetivo da pre-sente invenção fornecer um coletor melhorado para a flutuação de silicatoque pode ser usado, em particular, na flutuação invertida, mas também naflutuação direta.
Os coletores que são correntemente usados para a flutuação deminerais silicosos possuem dosagens específicas relativamente elevadas,que podem levar a problemas ambientais com respeito ao teor residual deamina no concentrado ou nos resíduos. É sabido que as aminas e derivadosde amina possuem toxicidade aquática e ambiental elevada. Portanto, em-preendimentos foram feitos para minimizar as suas dosagens específicas.Além disso, sua concentração residual no produto final deve ser mantida tãobaixa quanto possível.
Surpreendentemente, foi observado que o uso de triaminas dealquil dipropileno leva a uma melhora significativa da flutuação de mineraissilicosos comparados com os reagentes de flutuação conhecidos, em que asdosagens específicas podem ser significativamente reduzidas.
A invenção, portanto, se refere ao uso de um composto da fór-mula 1
R-N-[A-NH2]2(1)
em que R é um grupo de alquila ou grupo de alquenila Iinearou ramificadotendo de 6 a 20 átomos de carbono e A é um grupo de alquileno C2 a C4,como coletor na flutuação de silicato.
A invenção ainda se refere a um processo para a flutuação demineral silicoso, que compreende levar um composto da fórmula 1 em conta-to com o mineral silicoso.
A invenção ainda refere-se a uma composição contendo de 1 a99 % em peso de um coletor para a flutuação de silicato, cujo coletor é umaamina de éter alquílico, diamina de éter alquílico, alquilamina ou sal de amônioquaternário, e também de 1 a 99 % em peso de um composto da fórmula 1.
O composto de fórmula 1 também é denominado, em seguida,um coletor de acordo com a invenção.
O coletor de acordo com a invenção pode ser usado isolada-mente ou em combinação com outros compostos nitrogenosos para a flutua-ção de silicato, em particular de minério de ferro, fosfato ou carbonato decálcio. Os compostos nitrogenosos preferidos são aminas de éter alquílico,diaminas de éter alquílico, alquilaminas ou sais de amônio quaternário.
A relação de amina de éter alquílico, diamina de éter alquílico,alquilamina ou sal de amônio quaternário para o composto da fórmula estápreferivelmente entre 95:5 e 50:50 em peso.
R é um grupo de hidrocarboneto linear ou ramificado. Além dis-so, a preferência é dada ao R compreendendo de 8 a 18 átomos de carbono.A preferência particular é dada aos componentes de 2-etilexila, isononano,isodecano e isotridecano e também dodecano.
A é um grupo de etileno (-C2H4-). propileno (-C3H6-) ou butileno(-C4H8-). Preferivelmente, A é um grupo de propileno.
Os coletores para a flutuação de silicato, que são uma amina deéter alquílico, diamina de éter alquílico, alquilamina ou sal de amônio quater-nário, e que podem ser usados juntamente com um composto da fórmula 1são preferivelmente um ou mais dos compostos da fórmula (II) a (V).
Estes compostos são
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onde R2 é um grupo de hidrocarboneto tendo de 1 a 40, preferivelmente de 8a 32, átomos de carbono e R3 é um grupo de hidrocarboneto alifático tendode 2 a 4 átomos de carbono;
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onde R4 é um grupo de hidrocarboneto tendo de 1 a 40, preferivelmente de 8a 32, átomos de carbono, R5 e R6 são um ou vários grupos de hidrocarbone-to alifáticos tendo de 2 a 4 átomos de carbono;
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onde R7, R8, R9 e R10 são um ou vários grupos de hidrocarboneto tendo de 1a 22 átomos de carbono e B" é um ânion adequado;
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onde R11 é um grupo de hidrocarboneto tendo de 1 a 40, preferivelmente de8 a 32 átomos de carbono.
O reagente de flutuação de acordo com a invenção também po-de ser usado em combinação com espumantes e depressores, como sãoconhecidos da técnica anterior. Para evitar, no caso de flutuação de silicatode minério de ferro, sendo este co-descarregado, de preferência polissacarí-deos hidrófilos, como, por exemplo, amidos modificados, carboximetilcelulo-se ou goma arábica, são adicionados como depressores em doses de 10 a1000 g/t.
A flutuação de silicato é preferivelmente realizada em um pH de7 a 12, em particular de 8 a 11, que é determinado, por exemplo, usandohidróxido de sódio.
O uso de acordo com a invenção pode preceder não apenas naflutuação direta do silicato, mas também na flutuação invertida de silicato. Ouso de acordo com a invenção também é adequado para libertar a areia desilicato das impurezas mediante a separação da areia de silicato das impu-rezas por flutuação usando o composto da fórmula 1.
Exemplos
Experiências de flutuação em laboratório foram realizadas usan-do uma célula de flutuação Denver.
A Tabela 1 apresenta os resultados de flutuação do coletor deacordo com a invenção B comparados com o reagente-padrão A. As experi-ências de flutuação foram realizadas em um carbonato de cálcio silicoso, emque os componentes insolúveis em ácido compõem 14,9 % no suprimento.
Como reagente-padrão A, um cloreto de dicocoalquildimetilamô-nio foi usado.
Tabela 1: Eficácia do coletor B de acordo com a invenção comparada com ocoletor-padrão A = cloreto de dicocoalquildimetilamônio.
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Notavelmente, o reagente de acordo com a invenção, no exem-plo 6, ainda em uma dosagem baixa de apenas 121 g/t, mostra uma fraçãosignificativamente mais baixa de componentes insolúveis em ácido no con-centrado purificado, a qual o reagente-padrão não alcança até que acima de400 g/t. O reagente de acordo com a invenção se comporta em uma maneirasimilar com respeito ao grau de brancura. Na dosagem baixa este já é de92,0, o qual é apenas obtido com o reagente-padrão em três a quatro vezesa dosagem.
Tabela 2: Eficácia de uma mistura do coletor de acordo com a invenção B eo coletor-padrão A.
<table>table see original document page 7</column></row><table>
Os exemplos de 7 a 10 são misturas contendo 10 % do coletorde acordo com a invenção B e 90 % do coletor-padrão A. Exemplos de 11 a16 são misturas contendo aproximadamente 29 % do coletor de acordo coma invenção B e aproximadamente 71 % do coletor padrão A.
Os resultados nos exemplos de 7 a 10 e de 11 a 16 mostramuma fração geralmente mais baixa de componentes insolúveis em água etambém um grau mais elevado de brancura no concentrado comparado como reagente-padrão nos exemplos de 1 a 5.
O reagente de flutuação de acordo com a invenção é utilizávelem uma ampla faixa de pH, por exemplo, de 6 a 12, preferivelmente de 6 a8, e é adicionado na polpa aquosa em uma concentração entre preferivel-mente 0,001 e 1,0 kg/tonelada de matéria-prima.Usando o reagente de flutuação de acordo com a invenção, umamelhora significativa dos rendimentos e seletividade é alcançada comparadacom os coletores da técnica anterior. As Tabelas 1 e 2 mostram um grausignificativamente aumentado de brancura e também uma fração insolúvelem ácido mais baixa na calcita comparada com o reagente padrão corres-pondente.
Claims (14)
1. Uso de um composto da fórmulaR-N-[A-NH2]2(1)em que R é um grupo de alquila ou grupo de alquenila linear ou ramificadotendo de 6 a 20 átomos de carbono e A é um grupo de alquileno C2 a C4,como coletor na flutuação de silicato.
2. Uso de acordo com a reivindicação 1, em que R é um compo-nente de hidrocarboneto alifático linear tendo de 8 a 18 átomos de carbono.
3. Uso de acordo com a reivindicação 1 e/ou 2, em que R é umcomponente de 2-etilexano, isononano, isodecano, decano, dodecano ouisotridecano.
4. Uso de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 3,em que A na fórmula 1 é um grupo de propileno (-C3H6-)·
5. Uso de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 4,para flutuação invertida de minerais silicosos de minério de ferro, minério defosfato ou carbonato de cálcio.
6. Uso de acordo com uma ou mais reivindicações de 1 a 5, paraa purificação de areia de silicato.
7. Uso de acordo com um ou mais das reivindicações de 1 a 5,na flutuação de quartzo, mica, feldspato ou muscovita de minério de ferro,carbonato de cálcio ou minério de fosfato.
8. Uso de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 7,na flutuação de minerais silicosos, em que o minério contém entre 0,1 e 50% em peso de silicato.
9. Uso de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a 8,em combinação com espumantes e depressores.
10. Uso de acordo com uma ou mais das reivindicações de 1 a-9, em uma faixa de pH de 7 a 12.
11. Uso de acordo com uma ou mais reivindicações de 1 a 10,-30 em quantidades de 0,001 a 1,0 kg per tonelada de minério bruto.
12. Uso de acordo com uma ou mais reivindicações de 1 a 11,em que, além do composto de fórmula 1, pelo menos um outro coletor desilicato nitrogenoso selecionado do grupo de aminas de éter alquílico, diaminasde éter alquílico, alquilaminas e sais de amônio quaternário está presente.
13. Composição contendo de 1 a 99 % em peso de um coletorpara a flutuação de silicato, cujo coletor é uma amina de éter alquílico, dia-mina de éter alquílico, alquilamina ou sal de amônio quaternário, e tambémde 1 a 99 % em peso de um composto da fórmula 1<formula>formula see original document page 10</formula>em que R é um grupo de alquila ou grupo de alquenila linear ou ramificadotendo de 6 a 20 átomos de carbono e A é um grupo de alquileno C2 a C4.
14. Processo para a flutuação de mineral silicoso, que compre-ende levar o matéria silicoso em contato com pelo menos um reagente deflutuação de acordo com a fórmula 1<formula>formula see original document page 10</formula>em que R é um grupo de alquila ou grupo de alquenila linear ou ramificadotendo de 6 a 20 átomos de carbono e A é um grupo de alquileno C2 a C4.
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