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Bei der Schaumflotation ist die Partikelgröße stets dadurch beschränkt,
daß zu schwere und zu grobe Partikeln nicht mehr durch Luftblasen aufgeschwommen
werden können, weil die Größe der Luftblasen im Verhältnis zum Gewicht dieser Partikeln
nicht ausreicht, das Agglomerat Partikel + Blase leichter als die Flüssigkeit
zu machen.
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Aus diesem Grunde sind schon vielfältige Verfahren entwickelt worden,
möglichst große Luftblasen zu erzeugen, z. B. durch Hilfsreagenzien, wie z. B. Heizöl
im Gemisch mit Schäumern, die die Sammlerschäumer ergänzen sollen. Jedoch sind oftmals
verhältnismäßig große Blasen nicht mehr in der Lage, eine entsprechend große Partikel
zu adhärieren. So wird versucht, durch Entbindung gelöster Gase aus der Flüssigkeit
heraus auf den Partikeln Luftblasenkeime wachsen zu lassen, auf denen besonders
große Blasen dann adhärieren. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die aufzuschwimmenden
Partikeln durch entsprechende Grobflotationszellen in ihrer Korngröße immer mehr
zu steigern, d. h. durch besondere Belüftungsmaßnahmen oder durch einen dem
Absinken der Körner entgegengerichteten Aufwärtsstrom von Flotationstraglauge. Schließlich
liegt es nahe, statt reinem Wasser als Flotationstraglauge wäßrige Lösungen von
Salzen zu verwenden, die ein entsprechend höheres spezifisches Gewicht besitzen,
jedoch werden oftmals durch solche gelösten Salze die Flotationsreagenzien in ihrer
Wirkung beeinträchtigt bzw. reichen - wie z. B. aus der Sylvinflotation bekannt
- solche Salzlösungen immer noch nicht aus, um entsprechend grobkörniges
Material aufschwimmen zu können.
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Gemäß dem Verfahren dieser Erfindung wurde nun festgestellt, daß es
von besonderem Vorteil ist ' zum Aufschwimmen von Grobkörnern die Flotationstraglauge
mit einem Beschwerungsmittel zu versetzen, so daß die Grobpartikeln durch die scheinbare
Wichte der so erzeugten instabilen Schwereflüssigkeit einen Großteil ihres Gewichtes
verlieren und dann verhältnismäßig leicht nach Zusatz von Sammlerreagenzien üblicher
Art durch Luftblasen selektiv als Schaumkonzentrat aus der Flotationstrübe ausgetragen
werden.
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Dieses Verfahren kommt damit der Schwereflüssigkeitstrennung nahe,
die für besonders grobe Mineral u. dgl. in Setzmaschinen bzw. für sehr feinkörnige
Minerale hingegen beispielsweise durch Zyklone vollzogen wird. Solchen Schwereflüssigkeitstrennungen
stellen sich vielfach Schwierigkeiten entgegen, so z. B. apparativer Art, wenn die
Partikeln einerseits zu grob für Zyklonanlagen sind, beispielsweise über
1,0 mm, andererseits, wenn die Partikeln noch zu fein für den ordnungsgemäßen
Betrieb von Setzmaschinen sind, beispielsweise unter 5 mm. Grundsätzliche
Schwierigkeiten stellen sich einer Schweretrennung entgegen, wenn die spezifischen
Gewichte der zu trennenden Partikelarten zu nahe beieinander liegen, beispielsweise
unter 0,2 g/cm3 (wie im Falle KCI = 1,99 g/cm3, NaC1 = 2,17 g/cm3),
beispielsweise wenn z. B. eine Partikelsorte mittleren spezifischen Gewichtes aus
,einer Dreikomponentenmischung getrennt werden soll, in der gleichzeitig noch eine
Sorte niederen und höheren spezifischen Gewichtes anwesend ist.
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Obwohl die Notwendigkeit bestand, diese Aufgabe zu lösen und die Flotation
und Schwereflüssigkeitstrennung in einem Verfahren zu kombinieren, ist ein solcher
Vorschlag leider nicht gemacht und auch nicht verfahrenstechnisch gelöst worden.
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Dies mag daran liegen, daß die als Beschwerungsmittel in der gravimetrischen
Aufbereitung zur Anwendung kommenden Substanzen speziell wegen der für die reine
Schweretrennung wichtigen Stabilität in der Quasi-Schwereflüssigkeit stets in äußerst
feingemahlener Form in den Handel kommen. So haben Versuche, Flotationen unter Zusatz
von feinstkörnigem Ferrosilicium oder Magnetit durchzuführen, keine brauchbaren
Ergebnisse gezeigt. Offenbar werden die Luftblasen, ähnlich wie von störenden Schlammbildnern,
so mit feinstkörnigen Beschwerungsmitteln in ihren Hüllen besetzt, daß sie nicht
mehr fähig sind, an den groben zu Rotierenden Partikeln zu adhärieren. Es wurde
nun gefunden, daß als Beschwerungsmittel eingesetzte Stoffe grobkörniger sein müssen
als Partikeln, von denen in der Flotation allgemein bekannt ist, daß sie in Schlammform
blasenblockierend wirken; die obere Korngröße hierfür liegt vorzugsweise bei
0,06 bis 0,1 mm. Infolgedessen müssen die Beschwerungsmittel größer
als 0,06 bis 0,1 mm sein, sollten aber, um noch genügend in der Flotationszelle
dispergiert zu werden, wiederum nicht zu grob, vorzugsweise nicht größer als
1,0 mm sein.
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Es wurde außerdem gefunden, daß beim Zusatz von solchen feinkörnigen
Beschwerungsmitteln zwischen 0,06 und 1,0 mm die Flotation von grobkörnigen
Partikeln dann wiederum erheblich behindert wird, wenn die zugesetzten Beschwerungsmittel
selbst mit dem zum Einsatz gelangenden Sammlerreagens flotieren. So wie auch bei
arteigenen Partikeln bekannt ist, flotieren stets die feinen Körner zuerst, während
die Flotation der groberen Körner gerade durch die Anwesenheit von feineren zeitlich
hinausgezögert wird und zumeist neuen Reagenzieneinsatz erfordert. Es ist daher
für die Kombination von Schweretrennung und Flotation, wie sie Gegenstand der Erfindung
ist, von besonderem Vorteil, als Beschwerungsmittel solche Substanzen einzusetzen,
die nicht von den zur Flotation der eigentlichen Grobkornart vorgesehenen Sammlerreagenzien
absorbiert werden und damit hierdurch keine spezifische Adhäsion von Luftblasen
an den Beschwerungsmitteln erfolgt. Selbstverständlich läßt es sich nicht vermeiden,
daß feinkörnige Beschwerungsmittel insbesondere bei turbulenter und stark durchlüfteter
Trübe zusammen mit dem Schaum des zu flotierenden Gutes teilweise mit ins Konzentrat
gelangen, aus dem sie aber, wie später beschrieben, leicht abtrennbar sind.
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Die nachfolgenden Beispiele sind mit grobkörnigem Sylvin (KCI) durchgeführt,
der durch Alkylamine von seinem natürlichen Begleitmineral Steinsalz (NaC1) etwa
gleicher Korngröße getrennt werden soll. Bekanntlich wird die Flotation von derart
löslichen Stoffen wie KCI in der gesättigten Lösung des Minerals vollzogen. Diese
Lösung hat bereits schon ein spezifisches Gewicht von 1,2 bis 1,3 g/cm3,
müßte also grobkörnigen Partikeln schon einen höheren Auftrieb verleihen, als wenn
unlösliche Stoffe in Wasser flotiert werden. Jedoch reicht eine solche Erhöhung
des spezifischen Gewichtes der Tragflüssigkeit bei weitem nicht aus, um eine zufriedenstellende
Flotation von gröberem Sylvin zu bewerkstelligen. Um wenigstens einen Teil des gröberen
Sylvins zu gewinnen, haben sich Reagenzienkombinationen, wie hoher Einsatz von Alkylaminhydrochlorid
+ Heizöl + Schäumer, als vorteilhaft erwiesen. Bei den nachfolgenden Beispielen
wurden daher stets 100 g/t eines Gemisches von Heizöl und Flotol zugesetzt.
Jedoch sind auch damit die Flotationsausbeuten noch nicht zufriedenstellend.
Eine
wesentliche Steigerung der Grobkornausbeute bei der Flotation ist jedoch zu erzielen,
wenn das spezifische Gewicht der Traglauge durch Beschwerungsmittel gesteigert wird,
wobei im vorliegenden Falle eine Erhöhung bis zu 1,6 g/cm3 durchgeführt wurde.
Hierbei erleiden die in diese Quasi-Schwereflüssigkeit eingebrachten grobkörnigen
Partikeln schon erhebliche Gewichtsverluste, so daß ihre Schaumflotation nun leicht
vonstatten geht.
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Das Trübegewicht von 1,6 g/cm3 wurde in den nachfolgenden Beispielen
eingestellt, indem 1 m3 Lauge mit 0,77 t des als Beschwerungsmittel
für diesen Fall verwendeten feinkörnigen Steinsalzes versetzt wurde.
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A. Grobkörniger Sylvin von etwas über 80 0/, Reinheit
Fraktion 2,0 bis 3,0 mm.
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1. Flotation in NaCI/KCI-Lösung 1,25).
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KCI schwierig zum Schwimmen zu bringen, selbst mit 1200 g/t Aminhydrochlorid
wurden nur 38,50/, des Sylvins (als 610/, K.0-Konzentrat) aufgeschwommen.
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2. In einer beschwerten NaCI/KCI-Lösung (p = 1,6)
wurden
mit nur 400 g/t bereits 85,0 0/, desSylvins (als 61,70/0 K,0-Konzentrat)
aufgeschwommen.
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Die Belüftung in der Flotationszelle wurde sehr vorsichtig gewählt,
wodurch nur 4,6
0/0 des Beschwerungsmittels mit dem Konzentrat ausgetragen
wurden, das dann von diesem aber durch nachfolgende Siebung abgetrennt wurde.
| 2 |
| Siebanalysen Kon- Rück- Kon- Rück- |
| zentrat stand zentrat stand |
| 0 bis 0,5 mm 15,4 1,6 1,2 2,1 |
| 0,5 bis 1,0 mm 21,8 2,9 5,4
5,1 |
| 1,0 bis 1,5 mm 43,7 8,2 10,8 9,6 |
| 1,5 bis 2,0 mm 17,3 27,6 13,9 14,5 |
| 2,0 bis 2,5 mm 1,8 52,4 45,0 48,3 |
| 2,5 bis 3,0 mm - 7,3 23,7 19,6 |
Durch die lange Flotationszeit wurde eine beachtliche Kornzerstörung in der Zelle
bewirkt.
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B. Mittelfein verwachsener Sylvinit 24,8 0/0 K20 wurde auf
1 bis 3 mm vorsichtig zerkleinert und mit je
500 g/t
Aminhydrochlorid flotiert.
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1. Ohne Beschwerungsmittel K,0-Ausbeute
35,8 0/, bei
53,10/, Konzentrat 2. Mit Beschwerungsmittel K2O-Ausbeute 86,4 0/, bei
60,0 0/, Konzentrat.
| Siebanalysen Kon- Rück- Kon- Rück- |
| zentrat stand zentrat stand |
| 0 bis 0,5 mm 30,8 4,4 2,8 2,6 |
| 0,5 bis 1,0 mm 12,5 3,4 8,4
67 |
| 1,0 bis 1,5 mm 19,2 6,7 14,8
12:3 |
| 1,5 bis 2,0 mm 17,5 11,6 19,2 17,1 |
| 2,0 bis 2,5 mm 14,2 35,9 32,8 36,0 |
| 2,5 bis 3,0 mm 5,8 38,0 22,0
25,3 |
Offenbar wird durch das Beschwerungsmittel auch die in der Flotationszelle stattfindende
Kornzerstörung gebremst.
C. Ein grob verwachsenes, vorsichtig zerkleinertes
und zwischen 2,0 und 4,0 mm abgesiebtes KCI-NaCl-Mineralgemisch mit 25,20/, K20
in nachfolgender Aufgabekörnung.
| 0 bis 0,5 mm ......................... 0,3 |
| 0,5 bis 1,0 mm .........................
0,4 |
| 1,0 bis 11,5 mm ......................... 0,7 |
| 1,5 bis 2,0 mm ......................... 4,7 |
| 2,0 bis 2,5 mm ......................... 31,6 |
| 2,5 bis 3,0 mm ......................... 36,2 |
| 3,0 bis 4,0 mm ......................... 26,1 |
wurde flotiert
1. mit
500 g/t Aminhydrochlorid 'in unbeschwerter Traglauge;
dabei wurden nur 56,40/, des aufgeschwommenen KCI (mit 56,00/0 K20 Reinheit) als
Konzentrat gewonnen; 2. mit lediglich
150 g/t Aminhydrochlorid in beschwerter
Traglauge konnten hingegen 82,90/0 des aufgegebenen KCI (mit 59,60/0 K.,0 Reinheit)
geschwommen werden.
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Hierbei wurden durch kräftige Belüftung 840/0 des Beschwerungsmittels
zunächst mechanisch mit dem Konzentrat ausgeschlämmt, dann aber durch Absiebung
bis 0,3 mm wieder entfernt.
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D. In ähnlicher Weise fielen die Ergebnisse bei der Fraktion
3,0 bis 4,0 mm aus: bei Flotation in unbeschwerter Trübe
36,8 0/, Ausbeute, gegenüber 73,8 0/, Ausbeute gemäß dem Verfahren
dieser Erfindung in unbeschwerter Trübe.
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E. Muskovit (Glimmer), pegmatitisch, bestehend aus Glimmer,
wenig Feldspat und Quarz, Glimmergehalt 48 0/" wird flotiert. Zum Drücken von Feldspat
und Quarz wird der pH-Wert 5 mittels Schwefelsäure eingestellt. Als Sammler
wird »Flotigam PA« (Cocosfettamin-Acetat Handelsprodukt der Firma Anorgana Gendorf)
in einer Menge von 300 g/t verwendet. Traglauge ist eine Salzsole (NaCI-Lösung)
der Dichte von etwa 1,25.
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Siebanalyse des Ausgangsmaterials:
| 3,15 mm ............................ 5'/o |
| 2 bis 3,15 mm ..................... 16,51/0 |
| 1 bis 2 mm ......................... 30,50/0 |
| 0,5 bis 1 mm .........................
24,00/0 |
| 0,25 bis 0,5 mm .....................
14,00/0 |
| 0,25 mm ............................ 10,00/0 |
| 1. Flotation ohne Beschwerungsmittel |
| (Flotationszeit 4 Minuten) |
| Glimmer |
| Gewichts- |
| prozent Gehalt Ausbringen |
| 0/0 0/0 |
| Konzentrat ..... 29,4 98,0 60,0 |
| Mittelgut ....... 16,6 44,9 15,5 |
| Rückstand ...... 54,0 21,8 24,5 |
| Aufgabe ........ 1 100,0 48,0 100,0 |
| 2. Flotation in beschwerter Trübe |
| (Beschwerungsmittel: feinkömiges NaC1) |
| Roherz: NaCI |
| 250 350 g |
| 600 g/1 |
| Dichte von etwa 1,50; Flotationszeit 3 Minuten |
| Glimrner |
| Gewichts- |
| Prozent Gehalt Ausbringen |
| 1 |
| 0/0 of(' |
| Konzentrat ..... 4251 97 ' 5 85 5 6 |
| Mittelgut ....... 6,4 5155 6,9 |
| Rückstand ...... 51,5 7,0 7,5 |
| Aufgabe ........ 1 100,0 48,0 100,0 |
F. Oxydisches Bleierz (Cerussit); entschlämmtes Setzmaschinenleichtgut mit 10,60/,Pb,
davon 10,20/0 Pb-oxydisch und 0,40/, Pb-sulfidisch
(= 13,150/,
Cerussit +
0,46
0/0 Bleiglanz), Gangart: Baryt und Silikate.
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Die Flotation erfolgt nach vorsichtiger Mahlung zur Vermeidung von
Schlammbildung unter Zusatz von 600 g/t Wasserglas.
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Zur Konditionierung werden 540 g/t Naß
(2,5 Minuten) verwendet,
die Flotation erfolgt mit
95 g/t K-Amylxanthat,
30 g/t Pineoil und
40 g/t Teeröl.
| Siebanalyse des Roherzes: |
| 1,6 mm ............................. 100/' |
| 1 bis 1,6 mm ...................... 10,5% |
| 0,5 bis 1 mm .........................
30,0% |
| 0,25 bis 0,5 mm ..................... 17,00/0 |
| 0,16 bis 0,25 mm ............... . .... 9,50/0 |
| 0,1 bis 0,16 mm .....................
11,5111, |
| 0,1 bis .............................. 20,50/0 |
| 1. Flotationszeit ohne Beschwerungsmittel |
| (Flotationszeit.- 7 Minuten) |
| Pb |
| Gewichts- |
| Prozent Gehalt Ausbringen |
| 0/0 0/0 |
| Konzentrat ..... 14,7 53,4 740 |
| Rückstand ...... 85,3 3,24 26:0 |
| Aufgabe ........ 100,0 10,6 100,0 |
| Schlammgehalt |
| im Produkt ........................ 0,10/0 |
| Rückstand ........................ 26,50/,) |
2. Flotation mit Beschwerung Als Beschwerungsmittel wird Flotationsrückstand, entschlämmt
auf
0,25 mm der Dichte von etwa
3,55,
verwendet. Flotiert wird in einer
Trübe von
250 g
Roherz
+ 400 Beschwerungsmittel, Dichte der beschwerten
Trübe etwa 1,47.
| Pb |
| Gewichts- |
| Prozent Gehalt Ausbringen |
| 0/0 o/' |
| Konzentrat ..... 6,64 56,5 87,0 |
| Rückstand ...... 93,36 0,6 13,0 |
| Aufgabe ........ 100,00 0,6 100,0 |
(Die Zahlen beziehen sich auf die Summe Roherz
+ Beschwerungsmittel.) Flotationszeit:
4 Minuten.
| Schlammgehalt |
| im Konzentrat ..................... 0,10/, |
| im Rückstand ....................... 9,00/() |
In analoger Weise läßt sich die Flotation anderer Minerale durch sonstige Beschwerungsmittel
beeinflussen, so z. B. die Flotation von Kieserit in Traglaugen durch Steinsalzzusatz,
von Kieserit in Wasser durch unlösliche Beschwerungsmittel. Umgekehrt kann bei Steinsalz-KCI-Trennungen
durch Flotation des Steinsalzes, z. B. mit Kondensationsprodukten aus Fettsäure
und Harnstoff nach der deutschen Patentschrift
1191764 feinkörniger Kieserit
als Beschwerungsmittel verwendet werden, um grobes NaC1 zum Schwimmen zu bringen.
Man ist also nicht unbedingt auf die Zugabe von herkömmlichen Beschwerungsmitteln
angewiesen.
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Insgesamt werden bei Flotationen in Salzlauge vorzugsweise Salze und
unlösliche Stoffe, bei Flotationen in Wasser vorzugsweise unlösliche Stoffe verwendet,
wofür dann wiederum die bekannten Beschwerungsmittel, wie Ferrosilicium, Magnetit
usw., eingesetzt werden können.
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Die Beschwerungsmittel können nach der Flotation wahlweise wiedergewonnen
oder verworfen werden. Sofern ein Teil des Beschwerungsmittels zusammen mit dem
Konzentrat mehr oder weniger unselektiv ausgeschäumt wird, so können anschließend
Grobmineral und feinkörniges Beschwerungsmittel durch Korngrößenklassierung, wie
Sieben, Sichten usw. getrennt werden. Es ist aber auch möglich, das Beschwerungsmittel
vom Konzentrat oder vom Rückstand durch magnetische, elektrische oder elektrostatische
Trennung zu scheiden, je nachdem es die unterschiedlichen Eigenschaften der
Grobpartikeln gegenüber den feinkörnigen Beschwerungsmitteln erlauben. Als weiteres
hat sich herausgestellt, daß nach der Flotation des Grobgutes das Beschwerungsmittel
vom Konzentrat oder vom Rückstand leicht flotativ getrennt werden kann, wenn nachfolgend
ein auf das feinkörnige Beschwerungsmittel ansprechendes Sammlerreagens zugesetzt
wird. Sofern unlösliche oder schwerlösliche Grobkörner in Salzlaugen flotiert werden
sollen und diesen Salzlaugen als Beschwerungsmittel feinkörnige Salze zugesetzt
werden, so lassen sich diese vom Konzentrat oder vom Rückstand nach Zugabe von Wasser
herauslösen.
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Es ist interessant, daß als Beschwerungsmittel auch feingemahlene
und vorzugsweise klassierte Rückstände verwendet werden können, also eben solche
feinkörnigen Substanzen, die bei der durchzuführenden Flotation selbst nicht von
der angewandten Sammlerkombination selektiv angesprochen werden.
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Das Verfahren der Erfindung einer Flotation in beschwerter Trübe schließt
die verfahrensmäßig bestehende Lücke zwischen reiner Flotation und reiner Schwereflüssigkeitstrennung
und wird vorzugsweise im Bereich zwischen 1 bis 5 mm bei Mineralen
niederen spezifischen Gewichtes angewandt, während seine Anwendung für Schwermetallminerale
und Substan-#WU höheren spezifischen Gewichtes bis herunter zu einer Korngröße von
etwa 0,1 mm von Interesse ist.