DE1156724B

DE1156724B - Flotationsverfahren fuer sulfidische Erze

Info

Publication number: DE1156724B
Application number: DEF26701A
Authority: DE
Inventors: Dr August Goette; Dr Walter Noll; Dr Hans-Horst Steinbach; Dr Albrecht Zappel
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1958-10-01
Filing date: 1958-10-01
Publication date: 1963-11-07
Also published as: CY241A; FR1238551A; US3072256A; GB881818A

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaumschwimmverfahren zur Sortierung von sulfidischen Erzen, das insbesondere zur selektiven Anreicherung von Bleiglanz und Zinkblende geeignet ist.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Alkylpolysiloxane und andere siliciumorganische Verbindungen als Flotationsmittel zusammen mit einem schaumstabilisierenden Mittel einer wäßrigen Aufschlämmung von Bleiglanz und Quarz zuzusetzen und durch Einblasen von Luft den Bleiglanz in einer Schaumschicht getrennt von dem sedimentierenden Quarzsand zu gewinnen. Gemäß diesem Vorschlag sind auf je 1000 kg Roherz zwischen 200 und 500 kg des siliciumorganischen Flotationsmittels anzuwenden. Ein solcher Aufwand geht um mehrere Zehnerpotenzen über das wirtschaftlich tragbare Maß hinaus, und es ist daher ein industriell anwendbares Verfahren auf dieser Grundlage und insbesondere ein solches, bei dem die Sulfide mehrerer Metalle voneinander getrennt werden können, noch nicht bekanntgeworden. Man hat bisher als sogenannte Sammler bevorzugt Xanthogenate in der Flotation von Sulfiden angewendet.

Eine Möglichkeit, Organopolysiloxane in einem ökonomisch wie technisch vorteilhaften Sulfiderz-Schaumschwimmverfahren anzuwenden, wurde nun darin gefunden, daß man bestimmte grenzflächenaktive Zusatzkomponenten zu Hilfe nimmt, um die zur Flotation erforderlichen Anlagerungsvorgänge zu fördern, insbesondere zu beschleunigen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Flotationsverfahren zur Sortierung sulfidischer Erze unter Verwendung von üblichen schaumfördernden Mitteln, wie Terpenalkoholen oder solchen auf Basis von Kiefernöl, und Organopolysiloxanen als Sammlern, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Sammler in Form einer Emulsion flüssiger oder in einer mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit gelöster fester Organopolysiloxane anwendet und als Emulgator für diese Emulsion eine grenzflächenaktive organische Stickstoffverbindung verwendet. Als besonders vorteilhaft haben sich diejenigen Organopolysiloxane erwiesen, die im Durchschnitt auf je 4 Si-Atome mindestens einen Alkylrest mit mehr als zwei Kohlenstoffatomen enthalten, und unter diesen wiederum die drei bis zehn Siloxaneinheiten in unverzweigter offener Kette enthaltenden. Es ist nicht erforderlich, die als Sammler dienende Emulsion vor ihrer Zugabe zur Trübe fertigzustellen; es genügt auch, die Siloxanflüssigkeit und die grenzflächenaktive organische Stickstoffverbindung einfach auf die Trübe zu geben und den Emulgiervorgang zugleich mit der Schaumerzeugung in der Trübe zu bewirken.

Flotationsverfahren für sulfidische Erze

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,
Leverkusen

Dr. August Götte, Aachen,

Dr. Walter Noil, Leverkusen,

Dr. Hans-Horst Steinbach, Leverkusen-Mathildenhof,

und Dr. Albrecht Zappel, Köln-Stammheim,

sind als Erfinder genannt worden

Bei Anwendung auf solche Roherze, die mehr als ein Erzmineral enthalten, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren sowohl zur kollektiven als auch zur selektiven Sortierung. Zur Flotation sulfidischer Blei-Zink-Erze verfährt man mit Vorteil, wie weiterhin gefunden wurde, in der Weise, daß man den Bleiglanz aus alkalischer Trübe, vorzugsweise bei pH-Werten zwischen 8 und 10, und nach Zusatz von Zinksulfat in einer Menge zwischen 300 und 6Q0 g je 1000 kg Roherz ausschwimmen läßt. Die Flotation der Zinkblende erfolgt dann nach Zusatz von Kupfersulfat, vorzugsweise in Mengen zwischen 50 und 250 g je 1000 kg aufzubereitenden Roherzes.

Die erfindungsgemäß anzuwendende Emulsion enthält zwischen 0,5 und 2 Gewichtsprozent der grenzflächenaktiven organischen Stickstoffverbindung und zweckmäßig ungefähr 40 Gewichtsprozent Organopolysiloxan; von dieser Emulsion ist eine Menge zwischen 2 und 100 g, vorzugsweise zwischen 7 und 30 g, auf je 1000 kg Roherz der Trübe zuzusetzen. Als Emulgatoren bewährt haben sich quarräre Alkylammoniumsalze, wie Dodecyl-(dimethyl)-benzylammoniumchlorid, und besonders das Natriumsalz des Stearoyloxäthylamidsulfats

CH₃ · (CHa)₁₆ · CO · NH · C₂H₄ · OSO₃Na

309 747/141

Beispiel 1

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Sammlers wurden 400 g Polysiloxan der Formel

CH3 C₈H₁₇
(CHs)₃Si-O-Si-O-Si-O-Si(CHg)₃

V-^qXXi i

CH_S

mit 12 g des Natriumsalzes des Stearoyloxäthylamidsulfats in 588 g Wasser emulgiert.

Ungefähr 1 kg eines westdeutschen (Ramsbecker) Blei-Zink-Erzes in einer Korngröße unterhalb 0,1 mm wurde mit Wasser in eine 2,51 fassende Versuchs-Flotationszelle gegeben. Zwecks kollektiver Sortierung wurden dann unter Rühren zugefügt:

3 ecm wäßrige Natriummetasilicatlösung mit 3,5 Gewichtsprozent Na₂SiO₃, 5 ecm doppelt normale Schwefelsäure, 1,3 ecm wäßrige Kupfersulfatlösung mit 10 Gewichtsprozent CuSO₄, 15 mg der vorangehend beschriebenen Polysiloxanemulsion, 1 Tropfen (34 mg) eines handelsüblichen synthetischen Terpenalkohols, weitere 15 ecm doppelt normale Schwefelsäure.

Nach Auffüllen mit Wasser auf 2,51 wurde Luft in die Trübe geschlagen. Die dabei auf der Trübe entstehende Schaumdecke wurde während 2 Minuten als erstes Konzentrat abgezogen. Dann wurden weitere 3 ecm doppelt normale Schwefelsäure der restlichen Trübe zugefügt, und während weiterer 2 Minuten ein zweites Konzentrat entnommen, schließlich nach erneutem Zusatz von 2 ecm Schwefelsäure während weiterer 3 Minuten ein drittes Konzentrat. Folgende Aufstellung zeigt das Ergebnis:

1134 g Aufgabe

141 g erstes Konzentrat .
83 g zweites Konzentrat
30 g drittes Konzentrat

880 g Berge

Gehalte
Gewichtsprozent
Pb I Zn

2,6

0,1

8,6

39
40

23

0,3

Metall-Ausbringen

%Pb I %Zn

100

74

18

100

57

34

Beispiel 2

Das folgende Ausführungsbeispiel stellt die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber einer analogen Arbeitsweise, in welcher als Sammler Xanthogenate verwendet sind, dar.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Sammlerkomponente wurden 400 g Polysiloxan der Formel

OSi(CH₃)_s

H₃C — Si —

■ CH₃

OSi(CHg)₃

1 kg eines westdeutschen Blei-Zink-Erzes in einer Korngöße unterhalb 0,1 mm mit 2,5 Gewichtsprozent Pb- und 9,5 Gewichtsprozent Zn-Gehalt wurde in eine 2,51 fassende Versuchs-Flotationszelle gegeben.

Zugefügt wurden dann 10 ecm wäßrige Natriummetasilicatlösung mit 3,5 Gewichtsprozent Na₂SiO₃, 3 ecm wäßrige Zinksulfatlösung mit 10 Gewichtsprozent ZnSO₄, 10 mg der vorangehend beschriebenen PoIysiloxanemulsion, 1 Tropfen (34 mg) eines handelsüblichen synthetischen Terpenalkohols, 272 ecm gesättigte wäßrige Ätzkalklösung (1,18 g CaO je Liter). Nach Auffüllen mit Wasser auf 2,51 wurde in die erhaltene Trübe, deren pn-Wert 9,4 betrug, Luft eingeschlagen. Die dadurch auf der Oberfläche der Trübe entstehende, mit Bleiglanz gut besetzte Schaumdecke wurde 2 Minuten lang abgezogen; sie bildete das erste Blei-Konzentrat. Während weiterer 3 Minuten wurde ein zweites Blei-Konzentrat entnommen.

Alsdann wurden der Trübe zugefügt: 10 ecm doppelt normale Schwefelsäure, 1 ecm wäßrige Kupfersulfatlösung, mit 10 Gewichtsprozent CuSO₄, 10 mg der vorangehend beschriebenen Polysiloxanemulsion,

1 Tropfen des gleichen Terpenalkohols, wie zuvor weitere 10 ecm doppelt normale Schwefelsäure.

Anschließend wurde aus der belüfteten Trübe

2 Minuten lang ein erstes und während der darauffolgenden 3 Minuten ein zweites Zinkkonzentrat entnommen. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle zusammengestellt:

1000 g Aufgabe

31 g erstes Bleikonzentrat
21 g zweites Bleikonzentrat

126 g erstes Zinkkonzentrat

59 g zweites Zinkkonzentrat

763 g Berge

2,5
60

0,6

2
0,1

9,5
10

16

53

33 0,3

Metall-Ausbringen

°/„Pb I %Zn

100

74

15

Der Bleiinhalt des Roherzes war also nach 5 Minuten Flotationsdauer zu 89 % iß Form von 52 g an Bleikonzentraten ausgeschwommen, deren Metallgehalt zusammen 43 Gewichtsprozent Pb und 12 Gewichtsprozent Zn betrug, und der Zinkinhalt des Roherzes nach 5 Minuten Flotationsbehandlung der restlichen Trübe zu 91% in Form von 185 g an Zinkkonzentraten mit einem Metallgehalt von zusammen 47 Gewichtsprozent Zn und 1 Gewichtsprozent Pb.

Zum Vergleich wurde ein Flotationsversuch gemäß dem Stande der Technik unter Verwendung von Xanthogenaten in folgender Weise durchgeführt: Der gleichen Menge von 1 kg westdeutschen Blei-Zink-Erzes in einer Korngröße unterhalb 0,1 mm mit 3,3 Gewichtsprozent Pb- und 9,8 Gewichtsprozent Zn-Gehalt wurden in derselben Zelle wie zuvor zugesetzt:

3 ecm wäßrige Natriummetasilicatlösung mit 3,5 Gewichtsprozent Na₂SiO₃, 2,5 ecm wäßrige Sodalösung mit 10 Gewichtsprozent Na₂CO₃, 20 ecm wäßrige Kaliumcyanidlösung mit 1 Gewichtsprozent KCN, 4,5 ecm wäßrige Zinksulfatlösung mit 10 Gewichtsprozent ZnSO₄, 10 Tropfen (0,65 ecm) einer wäßrigen Kaliumäthylxanthogenatlösung mit 10 Gewichtsprozent C₂H₅ · OCS ■ SK, 1 Tropfen (34 mg) Terpenalkohol wie zuvor.

Wie vorangehend beschrieben, wurde mit Wasser aufgefüllt und Luft eingeschlagen. Die entstehende Schaumdecke wurde 1 Minute lang abgezogen und ergab das erste Bleikonzentrat. Im Laufe von jeweils drei weiteren Minuten wurden ein zweites, ein drittes und ein viertes Bleikonzentrat entnommen.

Nach Abstellen der Luft wurden der Trübe weiterhin zugefügt: 5 ecm wäßrige Kupfersulfatlösung mit 10 Gewichtsprozent CuSO₄, 11 Tropfen (0,46 ecm) einer wäßrigen Kaliumhexylxanthogenatlösung mit 10 Gewichtsprozent CH₃ · (CH₂)₅ · O · CS · SK.

Danach wurde aus der wieder belüfteten Trübe im Laufe von 2 Minuten das erste und während der nachfolgenden 3 Minuten das zweite Zinkkonzentrat entnommen.

Nunmehr wurde ein weiterer Tropfen des erwähnten Terpenalkohols zugefügt; darauf wurden im Verlauf von jeweils 3 Minuten noch drei weitere und schließlich 7 Minuten lang ein sechstes Zinkkonzentrat abgezogen. Folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse: ao

1000 g Aufgabe

38 g erstes Bleikonzentrat

33 g zweites Bleikonzentrat

20 g drittes Bleikonzentrat

9 g viertes Bleikonzentrat

27 g erstes Zinkkonzentrat ...

87 g zweites Zinkkonzentrat ...

50 g drittes Zinkkonzentrat ...

19 g viertes Zinkkonzentrat ...

15 g fünftes Zinkkonzentrat ...

38 g sechstes Zinkkonzentrat ...

664 g Berge

Gehalte Gewichtsprozent Pb I Zn

3,3 55

20
4
3

1
1
2
3
3

1
0,1

9,8 9

11 9 8

56 53 43 25 3

0,5 0,05

Metall-Ausbringen

°/oPb »/»Zn

100 63

20 2 0,8

0,9

3 3 2 1

100

4 2 0,7

16 47 22

0,4

0,2 0,3

Hier war also der Bleiinhalt des Roherzes nach 10 Minuten Flotationsdauer zu 86% in Form von 100 g an Bleikonzentraten ausgeschwommen, deren Metallgehalt zusammen 29 Gewichtsprozent Pb und 10 Gewichtsprozent Zn betrug, und der Zinkinhalt des Roherzes nach 21 Minuten Flotationsbehandlung der restlichen Trübe zu 90% von 236 g an Zinkkonzentraten mit einem Metallgehalt von zusammen 37 Gewichtsprozent Zn und 2 Gewichtsprozent Pb. Der Vergleich lehrt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in kürzerer Flotationsdauer eine erheblich stärkere Anreicherung der Erze erzielt wird. Stellt man das jeweilige Gewichtsverhältnis der Metalle in den erhaltenen Konzentraten dem Verhältnis im Roherz gegenüber, so errechnet sich als Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Bleianreicherung um den Faktor 13 und eine Zinkanreicherung um den Faktor 12; bei dem mit Xanthogenat an Stelle von Polysiloxan durchgeführten Versuch dagegen betragen diese Faktoren nur 9 für Blei und 8 für Zink.

Beispiel 3

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Sammlers wurden 100 g Polysiloxan der Formel

CH₃

C₈H₁.

Si—O—Si—O—Si—O—Si(CH₃)₃
C₈H₁₇ CH₃

und 3 g Dimethylcetylbenzylammoniumchlorid in 400 g Isopropylalkohol gelöst. Die Emulsionsbildung erfolgte nach Zugabe zur Trübe durch Rühren.

In die im vorangehenden Beispiel benutzte Flotationszelle wurden ungefähr 1,5 kg Mühlenbacher Erz (Zinkblende mit Bleiglanz und Kupferkies) in einer Korngröße unterhalb 0,1 mm, ferner 16 ecm Wasserglaslösung mit 3,5 Gewichtsprozent Natriumsilicat, 8 ecm Zinksulfatlösung mit 10 Gewichtsprozent ZnSO₄, 16 mg der vorangehend beschriebenen Polysiloxan-Lösung, 1 Tropfen eines unter der Benennung »Flotol A« handelsüblichen Terpenalkohols, 1 Tropfen eines unter der Benennung »Tragol (leicht)« als Schaumstabilisator im Handel befindlichen Steinkohlenteeröles und 8 ecm Kalkmilch mit 10 Gewichtsprozent Ca(OH)₂ gegeben. Die Trübe wurde zunächst 5 Minuten lang verrührt, dann Luft eingeschlagen, während

2 Minuten das erste, während weiterer 3 Minuten ein zweites Bleikonzentrat abgezogen, worin auch der Kupfergehalt des Erzes angereichert war.

Nach dieser Bleiglanz-Kupferkies-Flotation wurden zu der restlichen Trübe 3,5 ecm Kupfersulfatlösung mit 10 Gewichtsprozent CuSO₄,16 mg der vorangehend beschriebenen Polysiloxanlösung und je 1 Tropfen des gleichen Terpenalkohols und des gleichen Steinkohlenteeröles wie zuvor gegeben. Es wurde wieder 5 Minuten lang ohne Luft gerührt, dann mit Luft während 2 Minuten das erste, während weiterer

3 Minuten ein zweites Zinkkonzentrat abgezogen. Folgende Aufstellung zeigt das Ergebnis:

1413 g Aufgabe

65 g erstes Bleikonzentrat .,
60 g zweites Bleikonzentrat .

192 g erstes Zinkkonzentrat ..
141 g zweites Zinkkonzentrat

955 g Berge

Pb	Gehalte Gewichtsproz j Cu	;nt	Zn	°/oPb	Ausbringen %Cu
1,9			12,2	100,0	100,0
37,2 2,1			12,4 16,4	91,5 4,7	68,0 9,8
0,3 0,2			58,4 22,9	2,2 1,3	15,5 6,6
0,01			1,2	0,3	0,1
0,4
5,4 0,8
0,4 0,2
0,00

100,0

4,6
5,6

64,7
18,5

6,6

Von den mit dem Roherz aufgegebenen Metallen enthielten also die Bleikonzentrate zusammen 96% des Bleies und 78% des Kupfers, die beiden Zinklconzentrate zusammen 83 % des Zinks.

Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Flotation sulfidischer Erze unter Verwendung von üblichen schaumfördernden Mitteln und Organopolysiloxanen als Sammlern, dadurch gekennzeichnet, daß das Organopolysiloxan, mit einer grenzflächenaktiven organischen Stickstoffverbindung emulgiert, als Sammler angewendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß solche vollständig kohlenwasserstoffsubstituierten Siloxane verwendet werden, in denen mehr als 4% der Kohlenwasserstoffreste solche mit mehr als 2 Kohlenstoffatomen sind.

3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß unverzweigt offenkettige Polysiloxane aus mehr als zwei und weniger als elf Siloxaneinheiten verwendet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 683 678;

Patentschrift Nr. 5 812 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

USA.-Patentschrift Nr. 2 564 546;

Mayer—Schwanz, »Flotation«, 1931, S. 361;

Neunhoeffer, »Grundlagen der Schwimmaufbereitung«, 1948, S. 42.