DE2263988C2

DE2263988C2 - Flotationsschäumer

Info

Publication number: DE2263988C2
Application number: DE2263988A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr.-Ing. 6233 Kelkheim Morawietz; Rainer Dr. 8261 Burgkirchen Muecke
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1972-12-29
Publication date: 1974-08-29
Also published as: DE2263988B1; DE2263988A1

Description

Gegenstand der Erfindung sind Alkvlpolväthylenglykol-terl.-butylüther der allgemeinen Formel

R(OCH_;

CH,!,, -O-

CH.

C-CH,

CH₁

in der R einen geradkcitigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet und η — 2 bis 5 ist.

Die Erfindung hetnflt ferner die Verwendung der Verbindungen als Flotalionsschäumcr ziirn Abtrennen ^₀ von Mineralien aus mineralischen Rohstoffen durch Flotation.

Die Schäumer, die für Hotationsverfahren verwendet werden, sind nichtionogene. polare Verbindungen. Als Beispiele für solche Flotationsschäumer sind seit langem folgende Substanzen bekannt: primäre und sekundäre, gerad- und '.er/weigtkettige Alkohole, wie z.B. n-He.vanol. 4-Methyl-2-pentano! iMcthyi-isobutylcarbinol). !soheplanol und 2-Alhylhcxanol. ferner sogenannte K resylsüure. das sind Gemische aus Krcsolen. Xylenolen und hohermelhylierten Phenolen, außerdem Kiefcrnole 1 Pine Oils), deren schaumaktive Komponenten vor allem Terpenalkohole (Tcrpincol. Borneol. Fonchylalkohol usw.) sind. Andere wirksame Schäumer die technisch angewandt werden, sind Polypropylenglykole mn Molgewichten von 14(1 bis 2100. C,-C₄-Alkvlather des Polypropvlcndykols und Cj-C'n-Alkyliither des Polyäthylenglykols. F-'crncr werden auch i-'olyiilkoxypiiraffine. nie /. B. 1.1.3-Triäthoxybutan, verwendet.

In neuerer Zeit werden Schäumer eingesetzt, die durch Umsetzung eines mehrwertigen Alkohols mit wenigstens drei Hydroxylgruppen mit 1 bis 10 Mol Äthylenoxyd, Propylcnoxyd oder deren Gemische je Hydroxylgruppe des mehrwertigen Alkohols erhalten werden (deutsche Offcnlcgungsschrift 1 930 864).

Ferner wurden für den gleichen Zweck in der dculschen Offenlegungsschrifl 1930 671 Anlagerungsprodukte von Äthylcmwyd und Propylenoxyd an GIyMe bzw. Alkohole mit I Ws 6 Kohlenstoffatomen offenbart.

Bei der Flotation eines Erzes ist schon eine relativ geringe Erhöhung des Ausbringens von großer technischer und vor allem wirtschaftlicher Bedeutung. Em Flotationsscbäumer, mit dem ein höheres Ausbringen ohne Verlust an Selektivität erzielt werden kann, ist infolgedessen sehr erwünscht. Die Erfindung betrifft daher Flotationsschäuraer, die die Gewinnung von Mineralen aus mineralischen Robstoffen mittels Flotation verbessern.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß Alkylpolyäthylenglykol-tert.-butyläther der allgemeinen Formel

35 S

₅₀

55

60

R ■ (OCH₂ ■ CH₂),, · O · C-CH₃

CH₃

hervorragend wirksame Flotationsschäumer sind. R ist dabei eine geradkettige oder verzweigte Alkylkeue mit 1 bis 4 C-Atomen und )i =-- 2 bis 5. Als besonders wirkungsvoll erwiesen sich Verbindungen mit einem Alkylrest mit 4 C-Atomen. Die Anzahl der angelagerten Äthylenoxyd-Moleküle beträgt 2 bis 5: besonders geeignet sind Individuen mit 2 bis 3 Äthylenoxyd-Einhciten. Eine Variation von R und 11 erlaubt, die Herstellung von Substanzen mit bestimmten Schaumcharakter. die je nach Bedarf allein oder in Mischung eingesetzt werden können

Die Herstellung d>.r erfindungsgemäßen Schäumer kann nach einem an sich bekannten Verfahren erfolgen, wie es /. B. in di-r deutschen Patentschrift KiSS 147 beschrieben ist. Dabei werden eine hydroxylgruppenhaltige Verbindung in Gegenwart eines sauren Katalysators mit Isobuten umgesetzt und das entstandene Reakiionsprodukt p..,ch Entfernung des Katalysators /. B. durch Destillieren gereinigt. E:> können dabei sowohl reine Hydroxylverbindungcn als auch Gemische derselben zum Einsatz gelangen.

Zur Herstellung von z.B. Methvldiglykol-tert.-bulvHither verfährt man wie folgt: 4S(X) Gewichtsieile Melliyldiglvkol und 4SO Gewichtsleiie eines sauren Ionen.,uistauscherhar/es in der Fl"-Form werden in einem Rührautokla\ vorgelegt. In das evakuierte System werden unter Rühren bei 35 bis 40 C 2800 Gewichts-eile Isobuten gebracht, was 15 bis 30 Minuten in Anspruch nimmt. Der Druck wird "in Stickstoff auf (S atü gestellt und 4 bis S Stunden gerührt. Nach Abfiltrieu-n des Katalysators werden 7350 Gewichtsteile eines Pioduktes mit der folgenden Zusammensetzung erhalten:

5.3" 0 Isobuten und Oligomcre des Isobuten.
90.4" 0 Methvkliglykol-tcrt.-butyläther.
4.2" η Methyldiglykol.

Durch Destillation bei 12 Torr wurde bei 67 bis 69 C Methyldiglykol-tert.-butyläther der Zusammensetzung 98,9% Äther und 1.1% Methyldiglykol erhalten.

Nach dem gleichen Verfahren lassen sich auch die anderen crfindungsgcmiißen Alkylpolyäthylenglykoltert.-bulyläthcr in reiner Form und in Form von Gemischen herstellen. Nach diesem Verfahren wurden nachfolgende Verbindungen hergestellt:

Methyltriäthylenglykol-tert.- 246

butyläther

Methyltetraätbylenglykol-tert.- 291

butyläther

Methylpentaäthylenglykol-iert.- 324 butyläther

Äthyldiäthylenglykol-tert.- 202

butyläther

Äthyltriäthylenglykol-tert.- 254

butyläther

η- Propy Idiäthy lenglykol-tert.- 218

butyläther

n-Propyltriäthylenglykol-tert.- 265

butyläther

n-Propyltetraäthylenglykol-tert.-butyläther

iso-Propy Idiäthy lenglykül-tert.-butyläther

n-Butyldiäthylenglykol-tert.-butyläther

n-Butyltriäthylenglykol-tert.-butyläther

iso-Butyldiäthy lenglykol-tert.-butyläther

iso-Bulyltriäthylci.glykol-tert.-butyläther

1,4262 1,4327 1,4373 1,4160 1,4266 1,4188 1,4275

302	1.433:·;
215	1.4!W)
236	1.4211
290	1.4249
227	^! 1.4193
276	1.4274

Die ertindungsgemäiten Scnüum r werden entweder allein oder vorzugsweise zusammen mit einem Sammler dein in Wasser suspendierten, feinvermahlencn kr/ in einer Flotationszelle zugesetzt. Nach einer kur/en Eiriwtrkzeit wird Luft in die Erztrübe eingeleitet. Der sich auf der Trübcoberfläche bildende mineralreiche Schaum wird abgestreift und zur Gewinnung der gewünschten Minerale weiterverarbeitet. Die in d.-r Zelle verbleibende Bergetrübe wird abgc/onen.

Ihr Einsatz erfolgt in Mengen von 2 bis 400. vorzugsweise 5 bis 200 g/t Erz. Als besonders wirkungsvoll hat sich dabei der Butyldiäthylenglykol-tert.-butyläther erwiesen.

Die erfindungsgemäikn Schäumer können in so gut wie jedem Flotationsprozeß bekannte Schäumer ganz oder zum Teil ersetzen. Sie können ebenso mit allen üblichen Sammlerreagenzien. Drückern. pH-Regulatoren und anderen regelnden Reagenzien eingesetzt werden.

Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert. In ihnen werden folgende Schäumer, die großtechnisch weltweit Verwendung linden, /um Vergleich mit den erfindungsgemäßen Schäumern herangezogen.

Schäumer A:

Polyäthylenglykol-hexyläther

(mitt. Molgewicht 190). Schäumer B:

Polyäthylenglykol-hexyläther

(mitt. Molgewicht 280). Schäumer C:

Polypropylenglykol-methyläther

(mitt. Molgewicht 250).

Schäumer D:
Polypropylenglykol (mitt, Molgewicht 425),

Beispiel IA

Ein deutsches sulfidisches PB-Zn-Erz mi: etwa 11% Pb wird auf 40% kleiner als 0,06 mm naß vermählen. Bei einei Trübedichte von 250 g Feststoff pro Liter und nach Zugabe von 1000 g/t Na₂CO₃, 500 g/t ZnSO₄ und 25 g/t Kaliumäthylxanthat wird mit 10 g/t Schäumer der Bleiglanz (PbS) 2 Minuten lang herausflotiert. Die Flotation findet in einer Laborflotationsmaschine Bauart WEMCO-Fagergren s^att. Die folgenden Ergebnisse sind Mittelwerte aus jeweils drei Flotationsversuchen.

ersuch Nr.	Schäumen) ρ	-bun lather
IAl	Butvldiäthvlenalvkol-	iumer A
	lert	iumer C
1 Λ 2	Sch	iumer I)
1 A 3	Sch
1 A4	Sch

dew Aushr.

6 LS

Pbüehall

78.3

7S.2 S 0.5 7S.6

Im 'vergleich zu den drei gängigen Elotalionsschäumern wurde mit den erfindungsgemalien Schäumern das Pb-Ausbringen ohne wesentlichen Verlust an Selektivität (s. Pb-Gehaltel erheblich \ erbessen.

Beispiel IB

I. nier denselben Bedingungen wie bei Beispie! IA wurden weitere ertinduncsgemäße Schäumer mit folgenden Ergebnissen, die wiederum Mittelwerte aus /wei bis drei Versuchen darstellen, iloueit

1 B 1 Mcitnldiäthylcnglykol- 60»

tert.-huty lather
1B2 Athyldiäthylenglykol- 63.6

teri.-buiylathe¹
IB? Isop^upvldiäthylenglykol- 69.7

tert.-buulälber
I B 5 iMibiitylniiinoäthylen- 7"⁷J

glykol-tert.-hutylälher 1B6 ; liobutyldiälhylcnglykol- _: S0.2

ten.-butyläther '·

IB7 Isi>but\ltiiäthylengl>kol- SU.3

' tert.-bmy lather
IBX Biiiyldiäthylenglykol- _; 79.2

leri.-butyli'ther '■

113 9 : BuiNltn.itbylenglykol- , 79.4

j tcrt.-butyiäthcr ''

1 B 10 i Butyltctraäthylcnglykol- j 79.0 ! tcrt.-butvHithcr 1

Diese Ergebnisse, im Vergleich zu den Ergebnissen mit den gängigen Elotationsschäumem aus Beispiel 1 A gesehen!" zeilen deutlich die Überlegenheit der crfindungsgemäikn Schäumer.

Beispiel IC

Aus demselben Erz wie 1A und 1 B, das neben dem Pb-Gebalt auch noch 8,3% Zn aufweist, wurde, nachdem der Bleiglanz vorwegflotiert worden war, nach Einstellung des pH-Wertes auf etwa 10,5 und nach Zugabe von 500 g/t CuSO₄ und 25 g/t Kaliumamylxanthat mit 10 g/t Schäumer 2 Minuten lang die Zinkblende flotiert, wobei folgende Ergebnisse erzielt wurden:

Versuch Nr	Schäumertyp	Gew.- Ausbr.	Zn- Gehali
		IgI	(%)
ICl	Butyldiäthylenglykol-	74,1	47,1
	tert.-butyläther
1C2	Schäumer A	37,2	41,7
1 C3	Schäumer C	40.4	44.1
1C4	Schäumer D	56,0	46.4

VerMicti

1 D 1
1 D2

1 D 3
1 D4

I D 5
1 D6

1 D7

Scluiumemp	tic-* - /\u~hr.	/11- Cichiil
	tvi	("öl
Butvldiäthylenglykol-	104.3	52.4
tcrt.-butyläther
Propylengiykol mit	96.6	50.3
AeG: PO wie
10:90 Gewichtsprozent
Mol-Gewicht 480
Schäumer D	93.5	46.9
Athyleng'.yko! mit	80.1	50.6
AcO: POwie
10:90 Gewichtsprozent
Mol-Gewicht 382
Glyzerin mit 2.7 Mol	74.S	49.4
PO pro PH-Gruppc
Methanol mit	69.2	50.4
AeO: PO wie
5:95 Gewichtsprozent
Mol-Gcwicht 241
Schäumer A	58.1	52.0

glänz flotiert. Neben den erfindungsgernäßeri Schäumern wurden andere zum Stand der Technik gehörende Flotationsschäumer — wie in Beispiel 1 D — zum Vergleich herangezogen.

ίο

Das Zn-Ausbringen ist auch in diesem Falle bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schäumer besonders vorteilhaft.

Beispiel ID

Eine reichere Partie des unter Beispiel 1A bis 1 C genannten sulfidischen Pb-Zn-Erzes mit etwa 13% Pb Und 20% Zn wurde unter denselben Bedingungen wie unter Beispiel 1 C mit den erfindungsgemäßen Schäumern im Vergleich mit anderen zum Stand der Teclinik gehörenden Flo'tationsschäumern flotiert. In den nachfolgenden Beispielen bedeutet AeO — Äthylenoxid und PO = Propylenoxid. IEl
1E2

1E3

E 4
E 5

E6

E7

Butyldiäthylenglykol-

tert.-butyläther

n-Butanol mit

AeO: PO wie

5:95 Gewichtsprozent

Mol-Gewicht 395

Methanol mit

AeO: PO wie

5:95 Gewichtsprozent

Mol-Gewicht 24!

Schäumer D

Propylenglykol mit

AeO: PO wie

10:90 Gewichtsprozent

Mol-Gewicht 480

Äthylenglykol mit

AeO: PO wie

10:90 Gewichtsprozent

Mol-Gewicht 382

Glyzerin mit 2.7 Mol

PO pro OH-Gruppe

71,7 71,5

69,3

69,2

67.7

64.3

64.0

Pb-

Gehali

78,3 78,1

80,6

77.4 78.7

79.8

79.0

Die Ergebnisse dieser Versuche zeigen eine leichte Überlegenheit des erfindungsgemäßen Schäumers.

B e i s ρ i c 1 2

Ein finnisches Schwefelkieserz (600 g) wurde unter 0.15 mm naß vermählen. Nach Einstellung des pH-Wertes mit Schwefelsäure auf etwa 4 und nach Zugabe von 25 g t Kaliumäthylxanthat und 20 gt Schäumer wurde der Schwefelkies flotiert. Die Flotation erfolgte in einer WEMCO-Fagcrgrcn-Laborflotationsmaschinc. Folgende Ergebnisse wurden erzielt:

Ycr-iKt
Nr

2

2.3

2.4

'2.5

Schäumen) ρ

Butyldiäthylenglykoltert.-butyläther

Schäumer A
Schäumer B
Schäumer C
Schäumer D (30 g/t)

(icw.-Aiisbr

177.9

111.3

133.6

7 7.5

31,4

S-Cicliiill (%)

40.0

39.5 40.0 38.9

Wie im Beispiel 1C ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen Schäumers auch in diesem Beispiel von Vorteil.

Beispiel IE

Das im Beispiel 1 D genannte Erz wurde auch entsprechend dem Beispiel 1A vorbereitet und auf BleiDer erfindungsgemäße Schäumer erwies sich als sehr deutlich iibcr'.egen.

Beispiel 3

Ein afrikanisches Kupfererz, mit einem Cu-Ochalt von etwa 3% wurde 30 Minuten naß vermanlcn und nach Zugabe von Kalkmilch (pH = etwa 12) und 50 g t

Kaliumäthylxant^at mit 15 g/t Schäumer 2 Minuten lang flotiert.

Versuch

Nr.

3,1
3,2

Schäumertyp

Butyldiäthylenglykoltert.-butyläther

Schäumer A

CiCW-

Ausbr.

33,2 31.5

C'u-Gehall

l°o|

43.0 42.9

Versuch
Nr.

3,3
3.4

Schäumer C
Schäumer D

45.5 40.0

ίο Auch in diesem Fall errechnet sich für den erfindungsgemäßen Schäumer eine leichte Überlegenheit.

409 635/339

Claims

Pmentansprüche:

1. Alkylpolyäthylenglykol-tert.-buiyläther der allgemeinen Formel

R · (OCH₂ · CH₂J_n · O · C-CH₃

10

in der R einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit I bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet und »1 = 2 bis 5 ist.

2. Verwendung der Verbindungen nach Anspruch 1 als Flotationsschäumer zum Abtrennen von Mineralien aus mineralischen Rohstoffen durch Flotation, gegebenenfalls unter Zusatz von einem oder mehreren Sammlern oder eventuell weiteren regelnden Floiationsmitteln.