DE1261454B

DE1261454B - Aminsammler fuer die Sylvinflotation

Info

Publication number: DE1261454B
Application number: DEA49215A
Authority: DE
Inventors: Charles W Abernethy; Milton H Klein
Original assignee: American Metal Climax Inc
Current assignee: Cyprus Amax Minerals Co
Priority date: 1964-05-18
Filing date: 1965-05-14
Publication date: 1968-02-22
Also published as: US3310170A

Description

Aminsammler für die Sylvinflotation Die vorliegende Erfindung betrifft die Flotation von Sylvinsalzen zur Herstellung von konzentriertem Sylvin unter Verwendung verbesserter kationischer Aminsammler.
Es ist bereits bekannt, zur Anreicherung von Mineralien Schaumflotationsmittel zu verwenden. Außerdem ist es bekannt, Aminsalze aliphatischer Fettsäuren, beispielsweise primäre aliphatische Aminsalze, bei denen der Kohlenwasserstoffanteil wenigstens 8 Kohlenstoffatome enthält, als Sammler für Sylvin zu verwenden.
Es ist außerdem bereits bekannt, die Wirksamkeit solcher Aminsalze von Fettsäuren zu verbessern, indem man den Grad der Ungesättigtheit in Ubereinstimmung mit der Temperatur der Mutterlauge erhöhte oder verringerte. Dieses Verfahren besitzt jedoch sichtbare Nachteile auf Grund einer hiervon abhängigen Hydrierung der Kohlenwasserstoffreste der Amine im Zusammenhang mit den beständig wechselnden Temperaturen, wie sie normalerweise in der Umgebung, in der diese Schaumflotationsverfahren durchgeführt werden, auftreten. Eine Regelung der Temperatur in diesem Bereich würde jedoch andererseits zu hohe Kosten verursachen.
Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß eine ausgezeichnete und selektive bzw. abgestimmte Mischung aus primären (vorwiegend) gesättigten Aminsalzen hergestellt werden kann, die einen wesentlich verbesserten und wirksameren Sylvinsammler bei Raumtemperatur darstellt.
Die vorliegende Erfindung beruht somit auf der Feststellung, daß eine Aufschlämmung aus zerkleinertem Sylvinrohsalz, das in einer mit anderen Rohsalzkomponenten gesättigten Mutterlauge suspendiert ist, am wirksamsten zur Schaumflotation bei Raumtemperatur konditioniert wird, indem man dieser Aufschlämmung einen kationischen Aminsammler zugibt, der sich aus 60 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise 65 bis 75 Gewichtsprozent, saurer Additionssalze von hydriertem Talgamin und 40 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 35 bis 25 Gewichtsprozent, Kakaoaminsalz zusammensetzt. Vorzugsweise wird jedoch eine Mischung verwendet, die aus 70 oder 75 Gewichtsprozent hydriertem Talgaminsalz und 30 oder 25 Gewichtsprozent Kakaoaminsalz besteht und deren Jodwert vorzugsweise weniger als 12 beträgt.

Die bevorzugte kationische Aminmischung aus etwa 75(1/() hydriertem Talgaminsalz und 25(1/() Kakaoaminsalz enthält ' die primären normalen oder pnverzweigten gesättigten und olefinisch leicht ungesättigten aliphatischen Fettsäureamine mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen in den in der nachfolgenden Tabelle I angegebenen annähernden Mengen in Gewichtsprozent.

Tabelle 1

Anzahl der Anzahl der Gewichts-

Name Kohlenstoff- Doppel- prozent

atome bindungen

Caprylyl 8 keine 1,5

Capryl 10 keine 1,8

Lauryl 12 keine 13,5

Myristyl 14 keine 6,0

Palmityl 16 keine 25,1

Stearyl 18 keine 46,6

Oleyl 18 eine 52

Linoleyl 18 zwei 0,3

Die oben aufgeführten Amine werden, wie bereits erwähnt, in Form ihrer entsprechenden sauren Additionssalze verwendet, die wie üblich durch Umsetzung der Amine mit geeigneten Säuren, wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Halogenwasserstoffsäuren, z. B. Bromwasserstoffsäure und Chlorwasserstoffsäure, oder Essigsäure, hergestellt werden. Auf diese Weise werden die erfindungsgemäßen Aminsammler wasserlöslich gemacht. Die Wirksamkeit der Flotation wird wesentlich durch die Kettenlänge der Kohlenwasserstoffe, d. h. der Alkyl- und Alkenylreste, die in den hydrierten Talg- und Kakaoaminsalzen vorhanden sind, Lind durch das relative Mengenverhältnis der verschiedenen Kettenlängen innerhalb des angegebenen Bereiches, d. h. 8 bis 18 Kohlenstoffatome, im Zusammenhang mit der primären Sättigung der Komponenten beeinflußt. Die Konzentration des kationischen Sammlers pro 1000 kg der zerkleinerten Rohsalzaufgabe beträgt - obgleich sie nicht eng begrenzt ist - vorzugsweise 35 bis 80 g. Die Teilchengröße des zerkleinerten Rohsalzes ist allgemein geringer als 5,6 mm.

Das Sylvinrohsalz wird üblicherweise zuerst bis zur Aufschlußkorngröße zerkleinert.
Die Konditionierung wird durchgeführt, indem man der Rohsalzaufschlämmung die oben be- schriebene, erfindungsgemäße Aminmischung in der angegebenen Menge und Konzentration zugibt und die so erhaltene Mischung verrührt. Dieser Rührvorgang wird entweder mechanisch oder durch Anwendung eines Stromes aus Luft oder einem anderen nicht reaktionsfähigen Gas durchgeführt. Die erfindungsgemäßen kationischen Konditionierungs- oder Sammlermischungen können mit der Aufschlämmung entweder direkt in Berührung gebracht werden oder gegebenenfalls auch in Verbindung mit in Wasser nicht mischbaren Ulen, wie Kiefernöl, Heizöl oder Kerosin, oder mit einem üblichen Schaummittel, wie Methylisobutylearbinol, das mit den erfindungsgemäßen kationischen Aminsalz-Flotationsmitteln zusammenwirkt. Wenn Flotationsöle verwendet werden, so normalerweise nicht in einer Menge von mehr als 40 g pro Tonne Trockengut; die in solchen Fällen vorzugsweise verwendeten Mengen betragen 15 bis 30 g je Tonne Sylvinitrohsalz.
Auf Grund der unwirtschaftlichen und Linpraktischen mechanischen Verfahren, die gegenwärtig zur vollständigen Entfernung von Lehmschlamm aLis einer Aufschlämmung zur Verfügung stehen, wird normalerweise in der Konditionierungsstufe vor dem Konditionieren mit dem Sammler ein zusätzliches Hilfsmittel eingeführt, um die nachteilige Auswirkung der Schlammrückstände auf den Sammlungsvorgang, insbesondere was die gröberen Teilchen betrifft, bei der Schaumflotation zu verhindern.
Solche Inhibitoren sind beispielsweise Stärke, Dextrin, die Polyglykole und deren Äther und wasserlösliche Akrylnitrilpolymerisate (USA.-Patentschriften 2 724 499, 2 919 026). Hierunter sind wasserlösliche Akrylnitrilpolymerisate zu verstehen, in denen wenigstens eine Nitrilgruppe durch Alkoholyse zu den entsprechenden Estern und,loder durch alkalische Hydrolyse zu den entsprechenden Salzen umgewandelt wurde.
Wenn als Hilfsmittel bzw. Inhibitor ein Poly-glykol oder ein Polyglykolester mit einem Molekulargewicht von wenigstens 300 verwendet wird, so beträgt die angewendete Menge dieses Reaktionsmittels wenigstens 40 g pro Tonne trockenen Rohsalzes. Wird ein wasserlösliches Akrylnitrilpolymerisat als Hilfsmittel verwendet, so beträgt die Konzentration dieses Mittels wenigstens 10 g pro Tonne Sylvinit.
Es können auch andere übliche, bereits bekannte Konditionierungsmittel und Wirkstoffe, am besten in den bekannten Konzentrationen, der Sylvinitaufschlämmung zusätzlich zugegeben werden. Die tatsächliche Schaumflotation, die am zweckmäßigsten in üblichen pneumatischen Tiefzellen durchgeführt wird, kann jedoch auch in anderen bekannten Vorrichtungen durchgeführt werden.
Bei einem hier beispielsweise angegebenen Verfahren wird die Aufschlämmung mehreren aufeinanderfolgenden Flotationsvorgängen unterzogen, wie z. B. einer Vor-, einer Haupt- und einer Nachflotation; diese Vorgänge sind dem Fachmann bekannte Standardverfahren. Selbstverständlich können die Schaumflotationsvorgänge, bei denen die erfindungsgemäßen kationischen Sylvinsammler angewendet werden können, weitgehend verändert werden. So können beispielsweise die feine Fraktion mit etwa 0,6 mm oder kleiner und die andere Fraktion oder mehrere Fraktionen größer als 0,6 mm nach der Klassierung getrennt mit den erfindungsgemäßen Konditionierungsmitteln behandelt werden. Eine die gröberen Teilchen enthaltende Fraktion kann zu Anfang, getrennt oder allein, mit den erfindungsgemäßen kationischen Sammlern vermischt werden, getrennt einer Vorflotation unterworfen und das so gewonnene Vorkonzentrat dann einer Hauptflotation in Mischung mit der feinen Breifraktion unterzogen werden, wobei der in der vorausgehenden Konditionierungsstufe zugeführte Aminsammler in einer Menge verwendet wird, die ausreicht, um ein wirksames Sammeln der Sylvinanteile der beiden ersten Flotationsstufen und gegebenenfalls jeder nachfolgenden nachreinigenden Flotationsstufe zu ermöglichen.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung.
Beispiel 1 Zwölf Proben eines in der Gegend von Carlsbad, New Mexico, abgebauten Sylvinitsalzes, von denen jede eine Menge Kaliumehlorid enthielt, die etwa 23(1/0 K20 entsprach (s. Tabelle 11), wurden nach dem vorausgegangenen Brechen durch Schlagpulverisation auf Flotationsfeinheit vermahlen. Jede der Beschickungen wurde anschließend einzeln und hintereinander gewaschen, um nach der Einführung einer Salzlauge mit einem spezifischen Gewicht von etwa 1,240, die zuvor mit den Bestandteilen des Sylvinits zur Bildung einer Mutterlauge gesättigt worden war, eine erste Entschlammung durchzuführen. Die dem obenerwähnten Waschvorgang unterworfene Aufschlämmung enthielt etwa 60 Gewichtsprozent suspendierte Feststoffe. Die nach der ersten Entschlammung erhaltene Aufschlämmung wurde hierauf in jedem Versuch nach üblichen Verfahren in zwei Fraktionen klassiert, von denen die eine, etwa 191o betragende Fraktion eine Teilchengröße kleiner als 0,6 mm und die andere, etwa 85010 betragende Fraktion eine Teilchengröße von größer als etwa 0,6 mm besaß. Der feinere Schlamm jeder so behandelten Probe unter etwa 0,6 mm wurde in üblichen Hydroseparatoren weiter entschlammt und dann mit der gröberen Fraktion über etwa 0,6 mm vermischt. Jede der so erhaltenen Mischungen wurde hierauf einer Konditionierung mit den in Tabelle 11 aufgeführten Mitteln in den angegebenen Konzentrationen und Mengen unterworfen. Die Wirksamkeit des mit den angegebenen kationischen Aminsalzsammlern arbeitenden Flotationsverfahrens ist ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle II angegeben. Die in Form ihrer sauren Additionssalze verwendeten kationischen Amine, die mit den Bestandteilen des Sylvingesteins chemisch nicht reagieren und die den entsprechenden Proben wie angegeben, d. h. (a) zu 1), zugegeben worden waren, werden in der nachfolgenden Tabelle 11 als A, B und C mit folgender Bedeutung angegeben: A = destilliertes Talgaminhydrochlorid, B = destilliertes hydriertes Talgaminhydrochlorid, C = Kakaoaminhydrochlorid,destilliertundgesättigt.

Das in diesem Beispiel beschriebene Verfahren wurde bei Raumtemperatur durchgeführt, die bei jedem Versuch etwa 20-C betrug.
Die in der obigen Tabelle 11 und in der Beschreibung angegebenen Prozentwerte sind - wenn nicht anders angegeben - Gewichtsprozente.
Die wesentlich verbesserte Wirksamkeit der Flotationsgewinnung in den Versuchen, bei denen eine Mischung aus hydriertem destilliertem Talgaminhydrochlorid und destilliertem Kakaoaminhydrochlorid in den erfindungsgemäßen Mengenverhältnissen verwendet wurde, d. h. mit den Proben (b), (c), (g), (h) und (k), gegenüber den Versuchen, bei denen ein bisher bekanntes Flotationsmittel, d. h. destilliertes Talgaminhydrochlorid bei den Erzproben (a), (e), (i) und (1) Lind hydriertes destilliertes Talgaminhydrochlorid bei Probe (d), oder selbst Mischungen aus hydriertem destilliertem Talgaminhydrochlorid und destilliertem Kakaoaminhydrochlorid in anderen als den erfindungsgemäß angegebenen Mengenverhältnissen, wie bei den Proben (f) und (j), verwendet wurde, ist der vorstehenden Tabelle 11 ebenfalls eindeutig zu entnehmen. Es ist außerdem ersichtlich, daß die Verwendung der erfindungsgemäß vorgesehenen Mischungen, d. h. der Flotationssammler, wie sie zur Behandlung der Proben (h) und (k) verwendet wurden, in einer Menge von 65 bis 80 g pro Tonne Rohsalz (trocken) zu einer Flotationsgewinnung führt, die höher ist als die, bei der 110 g destilliertes Talgaminhydrochlorid pro Tonne Rohsalz verwendet wurden, wie bei der Probe (1) in Tabelle 11 angegeben. Das destillierte Talgaminhydrochlorid gemäß Beispiel 1 und Tabelle II, das zum Vergleich mit den erfindungsgemäßen Mischungen angewendet wurde, besitzt die in Tabelle 111 angegebene annähernde Zusammensetzung, die hier angegebenen Amine wurden im Beispiel 1 wie angegeben in Mischung in Form ihrer Chlorwasserstoffsalze angewendet.

Ein destilliertes Talgamin, wie das vorstehend erwähnte, besitzt einen Jodwert, der den Grad der Ungesättigtheit anzeigt, von normalerweise etwa 40 bis 48. Hydrierte destillierte Talgamine, die in Form ihrer saLiren Additionssalze verwendet werden, besitzen natürlich eine wesentlich geringere Ungesättigtheit, d. h. ihr Jodwert beträgt bis zu 5. In diesem Fall besitzen ungesättigte Teile der verschiedenen Aminkomponenten normalerweise bis zu 2% ungesättigte aliphatische Aminkomponenten im Gegensatz zu 42,5% solcher ungesättigter Komponenten in dem obenerwähnten, nicht hydrierten, destillierten Talgamin und seinen entsprechenden Salzen.

Beispiel 2 Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt; in diesem Beispiel jedoch in einer Großanlage unter Verwendung von sieben Gesteinsmengen mit einem durchschnittlichen Gewicht von je mehr als 50 000 metrischen Tonnen. Das angewendete Verfahren unterschied sich auch in der Temperatur der Lauge, in der die Gesteinsteilchen der einzelnen Proben bei jedem Versuch suspendiert wurden. So wurde die Verarbeitung der Proben (m), (n), (o) und (p) gemäß nachstehender Tabelle IV, bei einer Laugentemperatur von 22,2 bis 31,7'C einschließlich, durchgeführt, während die Proben gemäß (q), (r) und (s) der nachfolgenden Tabelle V bei einer Laugentemperatur von 15,0 bis 20,0'C einschließlich verarbeitet wurden. Die in den Tabellen IV und V angegebenen Buchstabenbezeichnungen für das bei den einzelnen Erzproben angewendete spezielle Amin-Konditionierungsmittel haben die gleiche Bedeutung wie im Beispiel 1, d. h. A = destilliertes Talgaminhydrochlorid, B = hydriertes destilliertes Talgaminhydrochlorid und C = gesättigtes, destilliertes Kakaoaminhydrochlorid. In den nachfolgenden Tabellen IV und V sind außerdem die Konzentrationen der Amine angegeben, die bei jedem der vorstehenden Proben angewendet wurden, sowie die Wirksamkeit der bei jedem Versuch erzielten Flotationsgewinnung.

Tabelle IV

Menge 0/0 K, 0 Gewinnung in %

Probe Nr. Verwendetes Amin Gramm pro Tonne (Äquivalent

Trockenrohsalz Rohsalz Konzentrat Abgänge von K20)

A 76,0 22,66 55,41 1,92 94,81

(n) 75% B

25'/o C 59,0 24,23 55,29 1,86 95,54

(0) 75'/o B

25% C 58,5 23,33 56,48 1,78 95,38

(p) A 77,5 23,89 55,92 1,71 95,77

Tabelle V

Menge "/0 K2 0 Gewinnung in %

Probe Nr. Verwendetes Amin Gramm pro Tonne (Äquivalent

Trockenrohsalz Rohsalz Konzentrat Abgänge von K20)

(q) A 75,0 23,05 55,90 1,48 96,12

68% B

32% C 63,0 22,71 56,73 1,57 95,74

(s) A 73,0 22,87 56,58 2,01 94,57

Aus den im Beispiel 2 durchgeführten Vergleichsversuchen geht hervor, daß die beachtliche und überlegene Wirkung der erfindungsgemäßen kationischen Sylvinsammler, wie sie bei den Proben (n), (o) und (r) der vorstehenden Tabellen IV und V verwendet wurden, innerhalb eines vergleichsweise weiten Bereiches der Laugentemperatur aufrechterhalten wird.

Hieraus ist ersichtlich, daß erfindungsgemäß kationische Mineralsammler mit unerwarteter Wirksamkeit bei der Gewinnung von Sylvin aus Sylvinit geschaffen werden.
Die Bedeutung einer erhöhten Ausbeute bei der Konzentration von Sylvin, die durch die erfindungsgemäßen Aminsammler erzielt wird, wird besonders deutlich im Hinblick auf die großen Mengen an abgebautem Sylvingestein und hinsichtlich der zu ihrer Aufbereitung erforderlichen Kosten.

Claims

Patentansprüche: 1. Kationischer Sammler aus Säureaminen für die Sylvinflotation, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Mischung aus 60 bis 80 Gewichtsprozent eines sauren Additionssalzes von hy- driertem Talgamin und 40 bis 20 Gewichtsprozent eines sauren Additionssalzes von destilliertem Kakaoamin.
2. Sammler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus 65 bis 75 Gewichtsprozent des hydrierten sauren Talgaminsalzes und 35 bis 25 Gewichtsprozent des sauren Kakaoaminsalzes besteht und einen Jodwert von weniger als 12 besitzt. 3. Sammler gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus 70 Gewichtsprozent des hydrierten sauren Talgaminsalzes und 30 Gewichtsprozent des sauren Kakaoaminsalzes besteht und einen Jodwert von weniger als 12 besitzt. 4. Sammler gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus 1,5 Gewichtsprozent Caprylylamin, 1,8 Gewichtsprozent Caprylamin, 13,5 Gewichtsprozent Laurylamin, 6,0 Gewichtsprozent Myristylamin, 25,1 Gewichtsprozent Palmitylamin, 46,6 Gewichtsprozent Stearylamin, 5,2 Gewichtsprozent Oleylamin und 0,3 Gewichtsprozent Linoleylamin besteht und einen Jodwert von weniger als 12 besitzt. 5. Verfahren zur Abtrennung von Sylvin aus einer sylvinhaltigen Aufschlämmung und einer Salzlauge, bei dem man die Aufschlämmung einer Schaumflotation unter Anwendung eines kationischen Sammlers nach den Ansprüchen 1 bis 4 unterzieht, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler in einer Menge von 35 bis 80 g/t Trockenrohsalz zugegeben wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 965 931, deutsche Auslegeschrift Nr. 1 146 824, »Aufbereitungstechnik«, 1961, H. 5, S. 192/193.