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Verfahren zur Flotation von feinkörnigen oxydischen Eisenerzen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Flotation von feinkörnigen oxydischen Eisenerzen,
z. B. Hämatit, Magnetit, Limonit und Spateisenstein.
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Das Problem der Flotation von oxydischen Eisenerzen konnte bisher
noch nicht als vollständig gelöst angesehen werden, obwohl z. B. kristalliner Hämatit
auch heute schon flotativ angereichert wird. Sehr große Schwierigkeiten bereiten
jedoch die oft beträchtlichen Anteile von feinsten Körnungen, so daß bis heute die
Entschlämmung der Eisenerze vor der Flotation für unbedingt notwendig erachtet wird;
z. B. ist es bekannt, daß in Eisenerzflotationsanlagen in den USA die Erze vor der
Flotation entschlämmt und die Schlämme dem Klärteich zugeführt werden, obwohl diese
feinen Bestandteile des Erzes noch etwa 3001, oder mehr Eisen enthalten.
Die nachteilige Wirkung der feinsten Körnungen des Eisenerzes von etwa unter 60
Mikron beruht vor allem darauf, daß sie die Unterschiede in der Selektivität verwischen
und den Sammlerverbrauch so stark erhöhen, daß eine Aufbereitung mittels Flotation
nicht mehr wirtschaftlich ist. Die bisher am meisten in der Eisenerzflotation verwendeten
Sammler, wie z. B. Tallöl oder Petroleum-Sulfonate, sind nämlich wie alle in der
Oxydflotation verwendeten Sammler gleichzeitig Schäumer. Da bei diesen Sammlern
die erforderliche Menge mit etwa 2500 g/t Aufgabegut sehr hoch ist, ist naturgemäß
die Schaummenge sehr groß, und die Selektivität nimmt stark ab. Dies gilt in besonderem
Maße für Feinstkorn. Durch eine vorherige Entschlämmung wird das Gesamtausbringen
an Eisen jedoch erniedrigt, und -außerdem sind mit der durch die anfallenden Schlämme
bedingten umfangreichen Schlammwirtschaft sehr hohe Investitionskosten und Betriebskosten
verbunden.
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Mit Hilfe der bekannten Magnetscheidertypen lassen sich oft bessere
Aufbereitungsergebnisse erzielen. Die Magnetscheidung ist jedoch nur bis zu einer
unteren Korngröße von höchstens 100 bis 60 Mikron möglich. Alles, was feiner ist,
kann bis jetzt noch nicht mit Erfolg aufbereitet werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Flotation
von oxydischen Eisenerzen zu schaffen, welches die Flotation auch von solchen Eisenerzen
ermöglicht, die beträchtliche Anteile an sehr feinem Gut enthalten. Diese Aufgabe
wird dadurch gelöst, daß als Sammler chemische Mittel mit der allgemeinen Strukturformel
verwendet werden, und zwar bei Eisenerzen, bei denen mindestens ein großer Teil
des Gutes Korngrößen von weniger als 60 Mikron aufweist, wobei N und H die Symbole
für Stickstoff und Wasserstoff bedeuten, R an Stelle von aliphatischen gesättigten
oder ungesättigten Kohlenwasserstoffketten steht und A eine beliebige Säurerestgruppe
darstellt, wie z. B. die Gruppen SO,-- und C O 0--. Als ein entscheidendes
Element bei der Sammlerwirkung in den entsprechend der obengenannten Strukturformel
aufgebauten Verbindungen ist das Stickstoffatom mit der Verzweigung der Kohlenwasserstoffketten
anzusehen.
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Die Verwendung von Natrium-Lauryl-Sarkosinat als Flotationsmittel
ist zwar bereits vorgeschlagen worden, jedoch vermittelt dieser Vorschlag dem Fachmann
nicht die Lehre, daß es möglich ist, unter Einsatz dieses Mittels als Sammler und
insbesondere unter Einsatz von Sammler mit der obengenannten allgemeinen Strukturformel
Eisenerze mit einem beträchtlichen Anteil an feinkörnigem Gut zu flotieren. Wie
oben dargelegt wurde, hat man vielmehr bisher die Entschlämmung von Eisenerzen,
die sehr feinkörniges Gut enthalten, vor der Flotation für unbedingt notwendig erachtet.
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Unter Verwendung der Sammler gemäß der Erfindung ist es, wie erwähnt,
möglich, auch sehr feinkörnige Eisenerze mit gutem Erfolg zu flotieren, so
daß
insbesondere eine Entschlämmung der Eisenerze vor der Flotation in vorteilhafter
Weise nicht mehr erforderlich ist. Bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird also die mit einer Entschlämmung des Erzes verbundene Schlammwirtschaft vermieden.
Auf diese Weise wird ein erheblicher Kosten- und Arbeitsaufwand erspart und das
Problem der Aufbereitung feinkörniger Eisenerze in vielen Fällen überhaupt erst
lösbar gemacht.
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Erfindungsgemäß können auch solche chemische Mittel als Sammler verwendet
werden, deren Strukturformel der obengenannten entspricht, bei denen jedoch zwischen
dem Stickstoffatom (N) und den Kohlenwasserstoffketten (R) CO++-Gruppen eingebaut
sind. Ferner kann das Wasserstoffatom (H) durch Natrium oder Kalium ersetzt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können als Sammler eine Sticlcstoff-allcyl-Sticlcstoff
acylaminosäure oder deren Salze, z. B. Natriumlaury1sarkosid, verwendet werden.
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Ferner kann erfindungsgemäß bei der Flotation eines Eisenerzes, welches
in der Gangart Kalk aufweist, zunächst der Kalk in neutraler oder alkalischer Trübe
unter gleichzeitiger Anwendung einer Stickstoff allcyl-Sticlcstoff acylaminosäure
oder eines ihrer Salze als Sammler herausgeschwommen werden. Anschließend kann die
Flotation des Eisenerzes unter Verwendung des gleichen Sammlers erfolgen. Die Vorflotation
des Kalkes ist besonders dann vorteilhaft, wenn ein Eisenerzkonzentrat mit einem
geringen Kalkgehalt erzeugt werden soll. Die Sammler gemäß der Erfindung üben nämlich
auch auf Kalk eine außerordentlich gute Sammlerwirkung aus. Der Kalk würde, wenn
er nicht vor der Eisenerzflotation herausgeschwommen wird, mit in das Eisenerzkonzentrat
gehen. Außerdem ist die Vorfiotation des Kaltces immer dann zweckmäßig, wenn die
Flotation des Eisenminerals in saurer Trübe erfolgen soll, da anderenfalls infolge
des Kalkgehaltes eine verhältnismäßig große Säuremenge zum Ansäuern der Trübe verbraucht
werden würde. Wie weiter unter beschrieben wird, ist gerade die Verwendung einer
sauren Trübe bei der Flotation eines Eisenminerals nach dem Verfahren gemäß der
Erfindung von Vorteil.
| Gut Gewichts- Fe Si o2 A1203 |
| prozent Ausbr. Ausbr. Ausbr. |
| 0/0 0/0 11/0 0/0 0/0 0/0 |
| Aufgabe ............................... 41,22 36,00 2,05 |
| Konzentrat ............................ 70,0 53,05 90,1 19,35
37,7 2,10 71,6 |
| Abgänge durch erste Nachreinigung ....... 4,3 18,72
2,0 67,40 8,0 4,22 8,8 |
| Abgänge durch zweite Nachreinigung ...... 1,5 23,71
0,9 42,38 1,8 1,42 1,0 |
| Zwischengut ........................... 2,5 42,01 2,5 34,21
2,4 2,03 2,5 |
| Berge ................................. 21,7 8,61
4,5 83,29 50,1 1,52 16,1 |
| l00,0 I I 100,0 I I 100,0 I ( 100,0 |
Das Versuchsbeispiel zeigt, daß auch sehr feinkörnige Eisenerze mit Hilfe von IVatriumlaurylsarkosid
als Sammler mit gutem Erfolg flotiert werden können.
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Ein drittes Ausführungsbeispiel wurde mit einem Brauneisenerzschlamm
durchgeführt, der zu 100°/o Korngrößen unter 40 Mikron aufwies und mit 25,89 °/o
CaCO3 einen verhältnismäßig hohen Kalkgehalt besaß. Mit diesem Erz wurde eine Trübe
mit einem Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind dargestellt.
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In dem Diagramm 1 ist zu Vergleichszwecken eine Versuchsreihe mit
drei verschiedenen Sammlertypen dargestellt. Es handelt sich hier um die schon erwähnten
und bisher gebräuchlichen Sammler Tallöl (b und b') und Petroleum-Sulfonat (c und
c') sowie um den Sammler Natriumlaurylsarlcosid (a und a'), der gemäß der
Erfindung verwendet werden soll. Der letztere stellt das Natriumsalz der Stickstoff
alkyl-Stickstoff lauryl-aminoessigsäure dar. Die Versuche wurden durchgeführt mit
Hämatit, der auf Korngrößen von 1000/, unter 200 Mikron aufgemahlen war.
Das Erz war nicht entschlämmt, sondern enthielt einen hohen Anteil an sehr feinkörnigem
Gut. Mit diesem Erz wurde eine Trübe mit einem Feststoffgehalt von 200 g je Liter
hergestellt. Dieser Trübe wurden bei verschiedenen pH-Werten, die aus dem Diagramm
hervorgehen, bei jedem Versuch 500 g des jeweils verwendeten Sammlers je Tonne Aufgabegut
zugesetzt.
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Das Diagramm 1 zeigt, daß das Eisenausbringen bei einer Verwendung
von Natriumlaurylsarlcosid als Sammler beträchtlich über den mit anderen Sammlern
erreichten Werten liegt. Ferner geht aus dem Diagramm hervor, daß ein besonders
hohes Eisenausbringen dann erreicht wird, wenn die Flotation nach dem Verfahren
gemäß der Erfindung in einer sauren Trübe durchgeführt wird.
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Ein zweiter Versuch wurde mit sogenanntem amorphem Hämatit (Roteisenstein),
der auf Korngrößen von
1000/0 unter 60 Mikron aufgemahlen war und einen Eisengehalt
von 41,2°/o aufwies, durchgeführt. Mit diesem Eisenerz wurde eine Trübe mit einem
Feststoffgehalt von 240 g/1 hergestellt, deren pH-Wert auf 3,8 eingestellt wurde.
Darauf wurden der Trübe 3000 g Wasserglas je Tonne Aufgabegut zum Drücken der Gangart
zugeführt und anschließend 1000 g Natriumlaurylsarkosid je Tonne Aufgabegut als
Sammler zugesetzt. Hierauf erfolgte die Flotation. Das Vorkonzentrat wurde zweimal
nachgereinigt, und auch die Berge wurden einer Nachreinigung unterworfen (Zwischengut).
Die Ergebnisse des Versuches sind in der folgenden Tabelle aufgeführt. Feststoffgehalt
von 200 g/1 und einem pH-Wert von 7,5 hergestellt. Der Trübe wurden 1000 g Wasserglas
je Tonne Aufgabegut zum Drücken der Gangart (Quarz) und 200 g Natriumlaurylsarkosid
je Tonne Aufgabegut als Sammler zugeführt. Darauf wurde in einer Flotationszelle
der in dem Eisenerz enthaltene Kalle aufgeschwommen. Nach dem Verlassen der Flotationszelle
wurde der pH-Wert der Trübe auf
3,8 eingestellt und 800 g Natriumlaurylsarkosid
je Tonne Aufgabegut als Sammler zugeführt. Darauf wurde in einer zweiten Flotationszelle
das Brauneisen aufgeschwommen. In der nachfolgenden Tabelle sind die Ergebnisse
des Versuches aufgeführt.
| Gewichts- Fe si02 Ca Co' Al, 0, |
| Gut |
| Prozent Ausbr. Ausbr. Ausbr. Ausbr. |
| °I° °l° °/° °/° °!° °l° °I° °l° |
| Kalkkonzentration ...... 34,7 8,87 9,5 2,91 12,5 65,00
87,1 0,49 17,1 |
| Eisenkonzentration ..... 53,1 47,05 . 77,6 6,91
45,1 5,80 11,9 0,99 52,6 |
| Berge ................. 12,2 34,00 12,9 28,20
42,4 2,13 1,0 2,54 30,3 |
| Aufgabe............... 1 100,0 32,23 100,0 1 8,12 100,6 1 25,89
100,0 1 1,00 100,0 |
Der Versuch zeigt, daß bei kalkigen Eisenerzen eine Vorflotation der Kalkmineralien
mit dem gleichen Sammler, im Ausführungsbeispiel Natriumlaurylsarkosid, erfolgen
kann, mit dem gemäß der Erfindung die Hauptflotation der Eisenmineralien durchgeführt
wird.
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Im folgenden wird ein Beispiel einer Flotation von Siegerländer Spateisenerzschlamm
gegeben. Der Schlamm wies Korngrößen von 1000/, unter etwa 200 Mikron auf. Für die
Flotation wurde der pH-Wert des Schlammes auf etwa 4 eingestellt und danach 2000
g Wasserglas je Tonne Aufgabegut zum Drücken von Quarzbestandteilen und zum Dispergieren
der Feinstschlämme hinzugegeben. Darauf wurde die Trübe mit 1000 g Natriumlaurylsarkosid
je Tonne Aufgabegut als Sammler versetzt. Die Flotation erfolgte anschließend unter
zweimaliger Nachreinigung des Vorkonzentrates. Auch die Berge wurden einmal nachgereinigt,
wobei ein Zwischengut anfiel, welches im praktischen Betrieb vorteilhaft zum Aufgabegut
zurückgeführt wird. In der folgenden Tabelle sind die Flotationsergebnisse aufgeführt.
Wie aus der Tabelle hervorgeht, gelangt der Mangangehalt des Erzes bei der Flotation
mit in das Eisenkonzentrat. Dies ist auf die außerordentlich enge Verwachsung zwischen
Eisen- und Manganmineralien zurückzuführen, welche bewirkt, daß die Mangananteile
von den Eisenmineralien in den Schaum getragen werden.