DE19835498A1

DE19835498A1 - Herstellung von farbintensivem Lapislazulipigment

Info

Publication number: DE19835498A1
Application number: DE19835498A
Authority: DE
Inventors: Christoph Cichos
Original assignee: Uvr Fia Verfahrensentwick GmbH
Current assignee: Uvr Fia Verfahrensentwick GmbH
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2000-02-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lapislazulipigment aus Lapislazulirohstein oder Abfällen der Edelsteinproduktion mittels Flotation. Die Herstellung von Lapislazulipigment mittels Flotation ist bekannt. Gemäß diesem Verfahren erfolgt die Trennung der Begleitmineralien aus der Sodalith-Gruppe vom Lasurit im sauren Bereich. Da der Lapislazuli nicht säurebeständig ist, verblaßt dieser beim Herauslösen des Schwefels und es entstehen erhebliche Farbverluste. Aufgabe ist es deshalb, auf wirtschaftliche Weise ein Lapislazulipigment mittels Flotation herzustellen, dass eine hohe Farbintensität und Farbtiefe aufweist und in optischer Hinsicht hohen Anforderungen genügt. Überraschend wurde gefunden, daß die Trennung von Lasurit und den sehr ähnlichen Silikaten der Sodalith-Gruppe im neutralen oder schwach sauren Bereich möglich ist, wobei Farbverluste weitgehend vermieden werden. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nach der Abtrennung von Pyrit und der Karbonate der Glimmer ausflotiert, und dann in einer direkten Grund- und Nachflotation der Lapislazuli unter Zugabe eines Natriumfluorides als Regler gewonnen, anschließend das so erhaltene Konzentrat aus Grund- und Nachflotation vereinigt und dann ein- oder mehrstufig nachgereinigt, wobei die Glimmerflotation, die Grund- und Nachflotation und die Reinigungsflotation in Anwesenheit von einem Amin der Kettenlänge C¶14¶ bis C¶20¶ als Sammlerreagenz bei einem pH-Wert > 5,5 und < 10,5 durchgeführt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von farbintensivem Lapislazulipigment aus das Mineral Lasurit enthaltenden Lapislazulirohsteinen oder Abfällen der Edelsteinherstellung mittels Flotation.

Bekanntlich ist das farbgebende Mineral im Lapislazuli ein unter dem Namen Lasurit bekanntes Alumosilikat, das mineralogisch zur Sodalith-Gruppe gehört und große Ähnlichkeit mit den Feldspäten besitzt. Die blaue Farbe, die in natürlichem Gestein von hellblau bis blauviolett auftritt, ist an den Schwefelgehalt (Polysulfide) im Kristallgitter gebunden. Der Lasurit, der vorwiegend aus Lagerstätten in Afghanistan, Chile, Kanada, Rußland und Kalifornien abgebaut wird, ist mit Pyrit, Karbonaten, Glimmer und anderen farblosen Silikaten verwachsen. Zur Herstellung von Farbpigmenten müssen diese Fremdkomponenten weitgehend aus dem Roh stein entfernt werden.

Hierfür wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung von Lapislazulipigment aus Lasurit enthaltenden Rohstoffen vorgeschlagen, bei dem Lapislazulipigment mittels Flotation gewonnen wird. Gemäß dem in der DE-OS 196 10 920 beschriebenen Ver fahren wird der Lapislazuli enthaltende Rohstein je nach Verwachsungsgrad in einem Mahl- und Siebkreislauf fein aufgemahlen. Dann wird das Mahlgut mit Wasser zu einer Trübe angemaischt und im Hydrozyklon bei < 10 mm ent schlämmt. Hiernach werden in einer ersten Flotationsstufe in bekannter Weise Pyrit und dann in einer zweiten Stufe die Karbonate abgetrennt. Danach wird in einer dritten Flotationsstufe Lapislazuli ausflotiert. Die Flotation erfolgt bei einem pH-Wert < 5,5 mit einem Sammler/Schäumer-Reagenz, das ein Alkylamin mit einer Alkylkette von 8-22 C-Atomen sowie Fluoridionen enthält. Danach stellt man das Endkonzentrat auf einen pH-Wert von 7-8 ein, wäscht es und dickt es ein. Die Flotationsstufen werden batchweise nacheinander in einem pneumatischen Flotationsapparat durchgeführt.

Mit dem bekannten Verfahren zur Herstellung von Lapislazulipigmenten aus Lasurit enthaltendem Rohstein und Abfällen der Edelsteinherstellung ist es nicht möglich, die vorhandene Farbintensität des Lasurites während des Flotationspro zeßes zu erhalten und weitgehend in das hergestellte Lapislazulipigment einzu bringen. Das liegt daran, daß die Flotation zwangsläufig im sauren pH-Bereich erfolgt, da bekanntlich die Trennung zwischen Lasurit und den sehr ähnlichen Silikaten der Sodalith-Gruppe und von Glimmer im neutralen oder schwach sauren Bereich schwierig und wenig erfolgversprechend ist. Die Farbverluste beruhen darauf, daß der Lapislazuli nicht säurebeständig ist und durch Herauslösen des im Kristall enthaltenen Schwefels die Farbe verblaßt oder der Lasurit völlig entfärbt wird. Die Zersetzung wird außer an dem Farbtiefeverlust an dem dabei auftreten den Schwefelwasserstoffgeruch erkennbar. Dieser Vorgang tritt bereits bei einem pH-Wert von etwa 5 ein und hängt von der Korngröße und der Säureeinwirkzeit ab. Er nimmt mit fallendem pH-Wert zu. Da das bekannte Verfahren im pH-Bereich < 5,5 und im besonderen bei einem pH-Wert 3-3.5 in den Nachrei nigungsstufen arbeitet, sind Farbverluste und eine Qualitätsminderung unvermeid bar. Besonders stark ist der farbverblassende Effekt beim Einsatz von HF als Mineralsäure. Die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Lapislazulipig mente sind demzufolge relativ blaß und lassen bezüglich ihrer Farbintensität und Farbtiefe qualitativ Wünsche offen.

Andererseits erfordert die batchweise Flotation erhebliche Wassermengen im Kreis lauf, da zwischen jeder Flotationsstufe ein intensiver Wasseraustausch notwendig ist, um die in der jeweiligen Flotationsstufe eingesetzten Reagenzien weitgehend aus der Trübesuspension zu entfernen. Danach muß die Trübe neu eingestellt und mit den in der jeweiligen Flotationsstufe erforderlichen Reagenzien versetzt wer den. Die damit verbundene Entfernung der Reagenzien aus dem Kreislaufwasser und der mehrfache Wasseraustausch sind aufwendig und beeinträchtigen die Wirt schaftlichkeit des Verfahrens.

Der Erfindung liegt demzufolge das Problem zugrunde, auf wirtschaftliche Weise Lapislazulipigmente herzustellen, die eine hohe Farbintensität und Farbtiefe be sitzen und in optischer Hinsicht hohen Qualitätsanforderungen genügen. Dieses Problem wird durch die in den Ansprüchen 1 bis 7 genannten Merkmale der Erfindung gelöst. Überraschender Weise wurde gefunden, daß die Trennung zwi schen Lasurit und den sehr ähnlichen Silikaten der Sodalith-Gruppe und von Glimmer im neutralen oder schwach sauren pH-Bereich möglich ist, wenn man einen Sammler, wie er für die Quarzflotation bei der Kryolithaufbereitung im stark sauren Milieu genutzt wird, zusammen mit einem Regler, der ein lösliches Fluorid salz oder Wasserglas allein oder ein Gemisch aus beiden ist, der Flotationstrübe zusetzt.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden der Lasurit enthaltende Roh stein oder Abfälle der Edelsteinproduktion in einem Mahl- und Klassierprozeß auf Flotationsfeinheit zerkleinert. Das feine Mahlgut wird zu einer Trübe angemaischt, anschließend entschlämmt und dann mehrstufig flotiert. Danach werden in einer ersten Flotationsstufe Pyrit und dann in einer zweiten Stufe die Carbonate in an sich bekannter Weise abgetrennt.

Nach der zweiten Flotationsstufe werden in einer dritten Stufe zunächst Glimmer ausflotiert, dann in einer direkten Grund- und Nachflotation der Lapislazuli unter Zugabe eines Natriumfluorides als Regler gewonnen, anschließend das so erhaltene Lapislazulikonzentrat aus der Grund- und Nachflotation vereinigt und dann in einer ein- oder mehrstufigen Reinigungsflotation nachgereinigt, wobei die Glimmer-Flo tation, die Grund- und Nachflotation und die Reinigungsflotation in Anwesen heit von einem Amin der Ketten- länge C₁₄ bis C₂₀ als Sammlerreagenz bei einem pH-Wert < 5,5 und < 10,5 durchgeführt werden. Die Feinstkornanteile in der Trübe werden zwischen den Flotationsstufen bei etwa 0,010 mm mittels Hydro zyklonen aus der Trübe entfernt.

Als Sammler wird ein üblicher Feldspatsammler, vorzugsweise ein Propylamin der Kettenlänge C₁₄ bis C₂₀ verwendet.

Weiter ist kennzeichnend, daß die Glimmer-Flotation unter Zugabe von 20 bis 100 g/t des Sammlers und bei einem pH-Wert von 8 bis 10 erfolgt. Nachdem der Glimmer ausflotiert ist, wird der Trübe Fluorid oder Wasserglas allein oder in einer Mischung aus beiden in einer Menge von 1 0 bis 20 Kg/t als Regler zugegeben und die Sammlerdosierung der Trübe auf 100 bis 300 g/t erhöht und dann der pH-Wert mit Schwefelsäure auf 5,5 bis 7,5 für die Grund- und Nachflotation eingestellt. Die nachfolgenden Reinigungsflotationsstufen werden unter gleichen Bedingungen wie die Grund- und Nachflotation durchgeführt. Das fertige Lapislazulikonzentrat wird mit 10 bis 50 g/t des Sammlers flotativ nachgereinigt.

Ein weiteres Merkmal ist darin zu sehen, daß die Flotationstrübe vorzugsweise vor der Lasuritnachflotation und vor ersten Reinigungsstufe entschlämmt wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Farbver luste bei der Gewinnung von Lapislazulipigment mittels Flotation weitgehend vermieden werden. Dadurch wird es möglich, ein Lapislazulipigment bereitzu stellen, das bezüglich seiner Farbintensität und Farbtiefe dem natürlichen Farbge halt des Lasurites nahe kommt und damit hohen Qualitätsanforderungen genügt. Außerdem kann der Flotationsprozeß wirtschaftlicher gestaltet werden, da in der dritten Flotationsstufe und in der Nachreinigung kein Schäumerreagenz erforder lich ist und der Wasserwechsel und die Neuzustellung der Trübe zwischen den einzelnen Flotationsstufen gegenüber der batchweisen Flotation eingeschränkt ist.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles und einem Schema näher erläutert. Das Schema zeigt in

Fig. 1 den Verfahrensablauf.

Beispiel

Der grobstückige Rohstein wird zunächst in einem Brecher vorzerkleinert. Danach wird der vorzerkleinerte Rohstein entweder trocken in Siebkugelmühlen oder naß aufgemahlen. Die Naßmahlung erfolgt in einem Mahl/Klassierkreislaut, bestehend aus einer Kugelmühle und einem Naßklassierer, wobei das abgetrennte Überkorn des Klassierers in die Kugelmühle zurückgeführt wird (nicht gezeigt). Die Mahlung erfolgt auf Flotationsfeinheit, in der Regel < 0, 125 mm, aber zumindest auf die notwendige Aufschlußkorngröße.

Das in eine Trübe überführte Mahlgut 1 des Klassiereraustrages, bei Trocken mahlung wird das Mahlgut in einem Behälter angemaischt, wird vor der Flotation im Hydrozyklon 2 bei 0,010 mm bis 0,020 mm entschlämmt, wonach der Zyklon unterlauf 3 im Behälter 4 auf die Flotationstrübedichte eingestellt und dann der Flotation zugeführt wird.

In der ersten Flotationsstufe 5 werden die in der Trübe enthaltenen sulfidischen Haufwerkskomponenten, insbesondere Pyrit, in bekannter Weise ausflotiert. Als Sammler wird ein handelsübliches Xanthogenat und ein mehrwertiger Alkohol, z. B. Octandiol als Schäumer verwendet.

Der verbleibende Zelleninhalt aus der ersten Flotationsstufe 5 wird dann in einer zweiten Flotationsstufe 6 flotiert in dieser Stufe 6 werden die Karbonate mit einer für die Karbonatflotation üblichen Fettsäureformulierung ausflotiert. Der Sammler sollte dabei eine Kettenlänge von 10 bis 20 C-Atomen aufweisen. Auf die Zugabe von Schäumer kann verzichtet werden, da der in der Trübe noch vorhandene Schäumer ausreichend ist. Die im Schaumprodukt befindlichen Karbonate werden gesammelt und verworfen. Die Pyrit- und Karbonatflotation 5,6 werden bei natürlichem pH-Wert durchgeführt. Die Floationszeit für eine quantitativ gute Karbonatabtrennung richtet sich nach dem Karbonatgehalt des Haufwerkes und kann bis zu 30 Minuten betragen.

Der nach der Flotationsstufe 6 vorhandene Rückstand 7 wird einem vollständigem Wasseraustausch unterzogen. Dazu wird der Trüberückstand 7 aus der Karbonat flotation 6 dem Hydrozyklon 8 aufgegeben. Der eingedickte Zyklonunterlauf gelangt in den Behälter 9 und wird dort mit Frischwasser, dem Regler und dem Sammler für die nachfolgende Flotation eingestellt. Die so erhaltene Flotationstrübe wird dann einer dritten Flotationsstufe 10, 11 zur Gewinnung des Lapislazuli zu geführt. Als Sammler wird ein Propylamin der Kettenlänge C₁₄ bis C₂₀ und als Regler Fluoridsalz oder Wasserglas oder ein Gemisch daraus verwendet.

Zunächst wird in der Stufe 10 der Glimmer bei einem pH-Wert von 8 bis 10 und in Anwesenheit von Propylamin in einer Menge von 20 g bis 100 g/t als Sammler vollständig ausflotiert.

Aus der Resttrübe der Stufe 10 wird dann in der Stufe 11 Lapislazuli direkt in einer Grundflotation ausflotiert, indem mit Schwefelsäure ein pH-Wert von 5,5 bis 7,5 eingestellt wird. Die Sammlermenge wird gegenüber der Glimmerflotation 10 auf 100 g bis 300 g/t erhöht und der oben genannte Regler in einer Menge von 10 kg bis 20 bis kg/t zugesetzt. Nach 10 bis 15 Minuten Flotationszeit wird die Grundflota tion 11 unterbrochen, die Trübe im Hydrozyklon 12 nochmals entschlämmt und dann in einer Nachflotation 13 der restliche Lasurit ausflotiert, dabei wird unter den gleichen Bedingungen wie in der Grundflotation 11 gearbeitet.

Die Konzentratabzüge der Grund- und Nachflotation 11, 13 werden zusammen geführt und den Nachreinigungsstufen 14, 15, 16 zugeführt. Vor der Nachreini gung kann bei 17 eine weitere Entschlämmung erfolgen. Bei der Nachreinigung wird das gleiche Reagenzienregime wie bei den Lasuritflotationsstufen eingesetzt und im gleichen pH-Bereich gearbeitet. Die Berge 18 aus den einzelnen Flotations stufen werden verworfen.

Das Produkt der letzten Nachreinigungsstufe wird filtriert, getrocknet und je nach Anforderungen durch Klassierung in verschiedene Kornfraktionen zerlegt.

Bezugszeichenliste

1

Mahlgut

2

Hydrozyklon

3

Zyklonunterlauf

4

Behälter zur Einstellung der Trübedichte

5

1. Flotationsstufe - Sulfidabtrennung

6

2. Flotationsstufe - Karbonatabtrennung

7

Trüberückstand aus

6

8

Hydrozyklon

9

Behälter zur Neueinstellung der Trübe

10

3. Flotationsstufe - Glimmerabtrennung

11

3. Flotationsstufe - Lapislazuligewinnung Grundflotation

12

Hydrozyklon

13

Nachflotation Lapislazuligewinnung

14-16

Nachreinigungsstufen

17

Hydrozyklon

18

Berge

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von farbintensivem Lapislazulipigment, das ohne farbvertiefende Nachbehandlung direkt für koloristische Zwecke eingesetzt werden kann, aus natürlichem Rohgestein mit überwiegendem Begleitmineral gehalt oder aus Abfällen der Edelsteinproduktion, bei dem man den Lapislazuli enthaltenden Rohstoff in einem Mahlkreislauf zerkleinert, zu einer Trübe anmaischt, dann die Trübe entschlämmt und anschließend die Trübesuspension mehrstufig flotiert, wobei in einer ersten Flotation Pyrit und in einer zweiten Flotation die Carbonate abgetrennt werden und in einer dritten Flotation das Lapislazuli gewinnt, wobei in der dritten Flotation Alkylamin enthaltende Sammler/Schäumer eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß nach der zweiten Flotationsstufe (6) Glimmer ausflotiert wird, dann in einer direkten Grund- und Nachflotation (11; 13) der Lapislazuli unter Zugabe eines Natrium fluorides als Regler gewonnen, anschließend das Lapislazulikonzentrat aus der Grund- und Nachflotation vereinigt und dann in einer ein- oder mehrstufigen Reinigungsflotation (14; 15; 16) nachreinigt, wobei die Glimmerflotation (10), die Grund- und Nachflotation und die Reinigungsflotation in Anwesenheit von einem Amin der Kettenlänge C₁₄ bis C₂₀ als Sammlerreagenz bei einem pH-Wert < 5,5 und < 10,5 durchgeführt werden, und daß aus der Trübe die Feinstkornanteile bei etwa 0,010 bis 0,020 mm zwischen den Flotationsstufen mittels Hydrozyklonen (2; 8; 12) entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sammler ein üblicher Feldspatsammler, vorzugsweise ein Propylamin der Kettenlänge C₁₄ bis C₂₀ verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Glimmerflotation (10) unter Zugabe von 20 bis 100 g/t Sammler und bei einem pH-Wert von 8 bis 10 erfolgt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem ausflotieren von Glimmer der Trübe Fluorid oder Wasserglas allein oder eine Mischung aus beiden in einer Menge von 10 bis 20 Kg/t als Regler zugegeben und die Sammlerdosierung der Trübe auf 100 bis 300 g/t erhöht wird, wonach der pH-Wert mit Schwefelsäure auf 5,5 bis 7,5 für die Grund- und Nachflotation eingestellt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsflotationsstufen unter den gleichen Bedingungen durchgeführt werden wie die Grund- und Nachflotation.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das fertige Lapislazulikonzentrat mit 10 bis 50 g/t des Sammlers flotativ nach gereinigt wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flotationstrübe vorzugsweise vor der Laseritnachflotation und vor der ersten Nachreinigung entschlämmt wird.