DE1214171B - Verfahren zur Schaumflotation von Erzen - Google Patents
Verfahren zur Schaumflotation von ErzenInfo
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verfahren zur Schaumflotation von Erzen Schaumflotation von Erzen, wobei Organophosphorverbindungen als Sammler verwendet werden. Das erflndungsgemäße Verfahren ist durch die Verwendung von sekundären Dithiophosphinsäuren, ihren 5 Salzen oder Estern gekennzeichnet.
- Die erfindungsgemäß verwendeten Sammler haben sich bei der Aufbereitung von Sulfiderzen als wirksamer erwiesen als übliche Sammler, beispielsweise als Xanthate und Dithiophosphate. Werden sie in io praktisch den gleichen Mengenverhältnissen eingesetzt, die bei Verwendung der üblichen Sammler erforderlich sind, dann wird die Gewinnung wertvoller Metallsulfide aus Erzen beträchtlich gesteigert. Vor allem wurde gefunden, daß die erfindungsgemäß 15 verwendeten substituierten Dithiophosphinatsammler beim Flotieren von grobkörnigen Mineralien, d. h. mit Korngrößen von über etwa 0,1 mm, eine höhere Wirksamkeit besitzen. Auf Grund dieser Eigenschaft ist es möglich, größere Gewichtsmengen 20 des Erzes durch Verringerung der Mahlfeinheit aufzubereiten, ohne dadurch die Metallgewinnung aus dem Erz zu beeinträchtigen.
- Weiterhin wurde gefunden, daß die erfindungsgemäß verwendeten Sammler eine überlegene Selek- 25 tivität zwischen den Sulfiden der Nichteisenmetalle wie Kupfer und den Sulfiden von Eisen wie Pyrit besitzen. Diese Selektivität stellt einen bedeutsamen Faktor bei der selektiven Flotation von Kupfer- und Eisensulfiden und bei der Trennung anderer ge- 30 mischter Sulfiderze in ihre wertvolle Komponenten durch Flotation dar.
- Bei Verwendung der Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalze der sekundären Dithiophosphinsäuren oder der Säuren selbst als Sammler bei der 35 Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, die Flotation in einer alkalischen Trübe mit einem pH-Wert von ü13er etwa 10 bis zu - etwa 12,5 durchzuführen. Diese Sammler haben sich jedoch bei pH-Werten von 7 bis 10 als beträchtlich 40 wirksam-er als übliche Sammler erwiesen und können daher auch unter solchen Bedingungen mit gutem Erfolg verwendet werden, obgleich dann ihre Wirksamkeit etwas geringer ist als bei höheren pH-Werten. Dies bedeutet, daß bei den niedrigeren pH-Werten 45 eine etwas größere Menge des Sammlers-erforderlich ist als bei pH-Werten von etwa 10 bis 12, um - bezogen auf das Erz - zu der gleichen Metallausbeute zu gelangen. Der Mehrbedarf an Sammler ist jedoch beträchtlich geringer als bei bisher üblichen Sammlern.
- Die Ester können innerhalb eines pH-Wert-Bereichs von 2 bis etwa 12 mit befriedigenden Ergebnissen eingesetzt werden. In vielen. Fällen ist es bei Verwendung der oben- beschriebenen Salze als Sammler zweckmäßiger, den Sammler nach dem Mahlen des Erzes zu der Erztrübe zuzusetzen.
- Die erfindungsgemäß verwendeten Sammler werden durch -Umsetzung eines sekundären Phosphins mit Schwefel, Wasser und einer Base, z. B. Ammoniumhydroxyd, unter Bildung des Salzes der entsprechenden sekundären Dithiophosphinsäure, z. B. ihres Ammoniumsalzes, hergestellt. Die folgenden Gleichungen dienen zur Erläuterung der Herstellung einiger erfindungsgemäß, verwendbaren Sammler: Diese Salze können ihrerseits, wie weiter unten beschrieben, in die entsprechenden Säuren, Ester oder andere Salze übergeführt werden.
- Die erfindungsgemäß verwendeten Sammler können ganz allgemein folgendermaßen dargestellt werden: worin X eine der folgenden Gruppen bedeutet: In diesen Gruppen bedeutet: Y Wasserstoff, NH4, substituiertes Ammonium, Lithium, Kalium öder Natrium, ein Erdalkalimetall, z. B. Calcium, einen Alkyl-(C1--Cs)-rest; einen alicyclischen Aryl- öder Alkarylrest, z. B. einen Benzylrest, Rc bzw. Rd einen Alkylrest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen alicyclischeft Aryl- oder Alkarylrest, z. B# den Benzyl- oder Phenyläthylrest, wobei diese Regte über eines ihrer Kohlenstoffatome direkt an den Phosphor gebunden sind und untereinander gleich oder von: einander verschieden sein können, Rl bis R6, die untereinander gleich oder--voiieinaiider verschiedeÜ sein könnend Alkylreste mit 1 bis 4Kohlenstoffatonien.
- Ini allgemeinen wird zunächst das Salz der dem als Ausgangsrüateriäl verwendeten sekundären Phos-Phin entsprechenden -Dit#hiophosphinsäure gebildet und anschließend in -die entsprechende Säure oder den entsprechenden Ester übergefuhrt. Beispielsweise wird Düsobutylphosphin mit wäßrigem Ammoniumhydroxyd und Schwefel zu dem - entsprechenden Ammoniumsalz von Diisobutyldithioph-ösphinsäure umgesetzt, das dann in Wasser gelöst und mit HCI angesäuert wird, wodurch man die Diisobutyldithiophosphinsäure erhält.
- Metallsalze dieser Säure können durch Umsetzung der Säure mit einem Alkalihydroxyd, beispielsweise Natriumhydroxyd, hergestellt #verden. Diese Metall- salze, z. B. das Natriumsalz, können ihrerseits mit einer halogensubstituierten Alkyl-, alieyclischen Aryl-oder Alkarylverbindung zu den entsprechenden Estern umgesetzt werden. Diese Urnsetzung wird weiter unten erläutert. Derartige Ester werden bei Reaktionstemperaturen irn Bereich von 50 bis 75'C oder bei Temperaturen bis hinauf zu etwa der Rückflüßtemperatur des verwendeten Lösungsmittels gebildet.
- Beispiele für- zur Herstellung dieser Ester geeignete halogensubstituierte Verbindungen sind 1-Chlorpropan und 3-Chlorhexan.
- Zur Herstellung dieser Ester können auch die freien Säuren mit Alkoholen oder Olefinen umgesetzt werden.
- Beispiele für sekundäre Phosphine der allgemeinen Formeln die sich zur Herstellung# der erfindungsgemäß verwendeten Sammler eignen, sind unter anderem.-Diisobutylphosphin ; Diisopropylphosphin; Diphenylphosphih; - Di-n-butylphosphin; # Didodecylphosphin; bis-(2-Phenv,läthyl)-phosphin; Dicyclohexylphosphin -, bis - (3 - Äthylhexyl) - phosphin; bis-(2,4,4-Trimethylpentyl)-phosphin-, Äthylhexylphosphin; Diacrylphosphin, Di isooctylphosphin; 2,4,6-tn*s-(3-Heptyl)-1,3-dioxa-5-phosphacyclohexan; 2--(3-Hexyl)--4,6-diisopropyl-1,3-dioxa-5-phosphacyclohexan und Gemische daraus-, z. B. ein Gemisch aus Dioctylphosphin und Diisooctylphosphin. Zu den basischen organischen und anorganischen Reagenzien, die sich für das oben beschriebene Verfahren eignen, gehören unter anderem Alkalihydroxyde, z. B. Natrium-" Kalium- und Lithiumhydroxyd, Alkalicarbonate, z. B. Natrium- und Kaliumcarbonat, Erdalkalihydroxyde, z. B. Barium-, Magnesium-, Strontium- und Calciumhydroxyd, schwache Basen wie Ammoniumhydroxyd, basische organische Amine, z. D. primäre Alkyl-(CI - C4)-amine, sekundäre Alkyl-(C1 - C3)-amine und tertiäre Alkyl-(C, - C2)#amine.
- Die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandten Maßnahmen sind die bei der Schaumflotation üblichen, mit denen im allgemeinen ausgezeichnete Ergebnisse erhalten werden. Dabei richtet sich die genaue Menge des jeweils verwendeten Sammlers nach dem aufzubereitenden Erz und wechselt in manchen Fällen sogar mit verschiedenen Chargen des gleichen Erzes.
- Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die beschriebenen Sammler allein oder zusammen mit Xanthaten, Xanthatestern, Mercaptobenzthiazolen, organischen Dithiophosphaten und anderen bekannten Sammlem sowie mit den üblichen hydroxylierten Schäumern und Reglern verwendet werden. Ferner kann man sich der üblichen Flotationsmaschinen bedienen.
- Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im alkalischen Bereich ist es häufig zweckmäßig, den pH-Wert durch Zugabe eines Alkali- oder Erdalkalihydroxyds oder -carbonats, wie in den folgenden Beispielen erläutert, einzustellen. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl zur Aufbereitung von Nichtedehnetallerzen, z. B, sulfidischen und oxydischen Erzen, oxydierten Erzen, sulfidischen und oxydischen Mischerzen als auch Mischerzen von Nichtedelmetallen und Edelmetallen.
- Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung-Beispiele 1 bis 6 Ein südamerikanisches Kupfersulfiderz (1,6% Cu), das Kupferglanz (Chalkosin) als hauptsächliches Kupfermineral enthält, wird bei einem Feststoffgehalt von 55016 in Wasser in Gegenwart von 2,5 kg/t Ca0 so weit gemahlen, daß auf einem Sieb mit Offnungen von 0,208 mm kein Rückstand verbleibt. Das gemahlene Erz wird dann in einer Laboratoriumsflotationsmaschine näch F a g e r g r e n auf einen Feststoffgehalt von 22% verdünnt. Der pH-Wert der Trübe liegt bei 11,5 bis 11,7. Nach dem Zusatz des Sammlers wird die Trübe 4 Minuten konditioniert, worauf 0,032 kg/t Schäumer, ein Gemisch aus 50 Volumprozent Pine Oil und 50 Volumprozent Polypropylenglycoläther zugegeben und die Konditionierung noch 1 Minute fortgesetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird mit der Flotation begonnen, die 3 Minuten fortgesetzt wird. Danach werden 0,013 kg/t des gleichen Schäumers zugesetzt, und die Trübe wird 30 Sekunden konditionäert. Danach wird die Flotation 2 Minuten durchgeführt, und die erhaltenen Konzentrate werden vereinigt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I- zusammengestellt:
- Beispiele 9 bis 12 Ein Missouri-Blei-Zink-Sulfiderz (0,94%- Pb, 5,3% Zu) wird bei einem Feststoffgehalt von 60% Wasser in Gegenwart von 0,025 kg/t Natriumcyanid so weit vermahlen, daß auf einem Sieb mit Maschenweiten von 0,208 mm kein Rückstand verbleibt. Das gemahlene Erz wird dann in einer Laboratoriumsflotationsmaschine nach F a g e r g r e n auf einen Feststoffgehalt von 22% verdünnt und mit dem Sammler und 0,041 kg/t Pineöl als Schäumer versetzt. Das so erhaltene Gemisch wird 2 Minuten konditioniert, wonach' durch 5minutige Flotation ein Bleikonzentrat erhalten wird. Die in der Fagergren-Maschine zurückbleibende Trübe wird mit 0,5 kg/t Ca(OH)2 versetzt und 2 Minuten konditioniert. Nach Zugabe von 0,25 kg/t Kupfersulfatpentahydrat wird 5 Minuten konditioniert. Anschließend wird weiterer Sammler zugesetzt und 1 Minute konditioniert. Schließlich werden 0,041 kg/t Pineöl zugesetzt, und nach einer Konditionierungszeit von einer Minute und einer Flotationsdauer von 5 Minuten wird ein' Zinkkonzentrat erhalten. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV zusammengestellt. Tabelle IV Bleikonzentrat Zinkkonzentrat Beispiel Sammler Sammler kg(t Konzen- % Pb ()/o Zu Konzen- Olo Pb Zn tration gewon- gewon- tration gewon- gewon-% Pb 1 0/() A nen nen % Pb 1 0/0 Zn nen nen 9 NH4SP(S)(isobUtY1)2 ..... 0,025 für Pb 17,7 6,2 95,8 6,0 0,025 für Zn 0,06 34,0 1,0 92,3 10 CaSP(S)(phenyl)2 ........ 0,025 für Pb 17,0 2,1 95,3 2,1 0,025 für Zn 6,16 44,0 2,0 97,2 11 CaSP(S)(cyclohexyl)2 .... 0,025 für Pb 12,0 2,5 97,1 3,7 0,025 für Züi 0,06 46,6 0,6 94,7 12 C2HäSP(S)(phenyl#2*) .... 0,025 für Pb 3,8 2,5 28,3 3,1 - 0,025 für Zn 1,2 48,1 14,1 94,0 0,065 für Pb 17,8 2,4 51,6 1,1 Nachflotation nach der Zn-Flotation. Beispiele 13 und 14 Ein Missouri-Bleierz (1,9% Pb) wird bei einem Feststoffgehalt von 60% in Wasser in Gegenwart von 0,01 kg NaCN je Tonne so weit gemahlen, daß auf einem Sieb mit Uffnungen von 0,208 mm kein Rückstand verbleibt. Das gemahlene Erz wird dann in einer Laboratoriumsflotationsmaschine nach F a g e r g r e n auf einen Feststoffgehalt von 22% verdünnt. Der pH-Wert der Trübe liegt bei 8,7. Diese Trübe wird mit Sammler versetzt, 2 Minuten konditioniert,- mit 0,041 kg/t Pineöl versetzt und 1 Minute konditioniert. Dann wird das Erz 2 Minuten flotiert, wodurch man ein Bleikonzentrat erhält. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle V zusammengestellt.
Tabelle V Beispiel Sammler kg/t Pb Konzentrat gewonnen '/o Pb 13 NH4SP(S)(isobUtY1)2 .................. 0,025 94,0 32,5 14 1 (tert.-Butylamin) SP(S)(OCtY1)2*) ...... 0,025 94,6 35,1 Als 50gewichtsprozentige Lösung in Heptan zur Mahlung zugesetzt. Tabelle VI 0/, Zu Konzentrat Beispiel Sammler kg/t gewonnen %-Zn 15 NH4SP(S)(isobUtY1)2 ..... ............ 0,075 98,3 38,8 16 (Phenyl)SP(S)(äthyl)2 ................ 0,075 98,2 32,8 Tabelle VII Konzentrat % gewonnenes Beispiel 17 sulfid 0/0 xy Sulfid- Oxyd- Cu 1 Cu Cu Cu 1. Sulfidkonzentrat .. 25,1 6,4 80,9 25,2 2. Oxydkonzentrat ... 3,6 23,4 8,2 64,2 Gesamtkonzentrat (berechnet) ....... (16,3) (13,3) (89,1) (89,4) Tabelle VIIII % gewon- Konzen- Sammler kg/t nenes trat cu 0/0 cu (Phenyl)SP(S)(äthyl)2*) .... 0,10 88,4 17,8 C9H5SP(S)(phenyl)2**) .... 0,0971 86,6 19,5 Als wasserunlösliche Flüssigkeit zur Mahlung zugesetZL Verbindung ist eine wasserunlösliche feste Substanz; als Lösung (25gewichtsprozentig) in Heptan zur MahIung zugesetzt- - Aus den vorstehenden Beispielen ist zu ersehen, daß bezüglich der Sammlerkonzentrationen innerhalb eines weiten Bereichs gearbeitet werden kann. Im. allgemeinen werden 0,005 bis 0,5 kg(t eingesetzt.
- Zu weiteren bei dem erfindungsgemäßen Verfahren als Sammler verwendbaren dithiosubstituierten sekundären Organophosphorverbindungen gehören die folgenden: Das Ammoniumsalz der Di-n-butyldithiophosphinsäure, das Ammoniumsalz der bis-(2-Phenyläthyl)-dithiophosphinsäure, Cyclopentyl-2,4,6-trüsopropyl-1,3-dioxa-5-phosphacyclohexan-5-dithioat, Calcium-2,4,6-tri-(3-pentyl)-1,3-dioxa-5-phosphacyclohexan-5-dithioat, Kalium-2,4,6-tri-(3-dodecyl)-1,3-dioxa-5-phosphacyclohexan-5--(Ethioat, Cyclohexyl-2,4,6-tri-(2-octyl)1,3-dioxa-5-phosphacyclohexan-5-dithioat, Benzyl-2,4,6-tri-(3-heptyl)-1,3-dioxa-5-phosphacyclohexan-5-(Ethioat.
Claims (1)
- Patentansprüche: 1. Verfahren zur Schaumflotation von Erzen, dadurch gekennzeichnet, daß man als Sammler eine dithiosubstituierte sekundäre Organophosphorverbindung der allgemeinen Formel verwendet, worin bedeutet: X eine Gruppe der
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