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Erz-Flotation
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anreicherung von nichtsulfidischen
Wertmineralen aus Roherzen durch Flotation unter Verwendung von Imidazolinamiden
als Sammler für die Wertminerale.
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Die Flotation ist ein weit verbreitet angewandtes Verfahren zur Anreicherung
von Wertmineralen aus Roherzen. Zur Flotation wird das vorzerkleinerte Erz naß vermahlen
und in Form einer wäßrigen Suspension eingesetzt. Bei der Flotation werden dieser
Suspension, der sogenannten Flotationstrübe, geeignete Sammler, im allgemeinen zusammen
mit einer schaumbildend wirkenden Substanz, einem sogenannten Schäumer, und gegebenenfalls
anderen Hilfsmitteln z. B. zur Regelung des pH-Wertes oder Elektrolytkonzentration,
zugesetzt, um eine möglichst weitgehende Abtrennung der Wertminerale von den unerwünschten
Bestandteilen des Roherzes zu ermöglichen.
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Der Flotationssammler hat die Aufgabe, die Oberfläche der abzutrennenden
Wertmineralteilchen so zu verändern, daß diese bei Belüftung der Flotationstrübe
sich an die mittelseines Schäumers stabilisierten feinen Luftbläschen selektiv anheften.
Durch den Auftrieb der Luftblasen können die relativ schweren Mineralteilchen an
die Oberfläche der Flotationstrübe transportiert und im Schaum gesammelt werden,
der dann z. B. mit Hilfe eines Paddels abgestreift wird. Dieser die Wertminerale
enthaltende Schaum, das sogenannte Flotationskonzentrat wird gesammelt und der weiteren
Verarbeitung zugeführt.
Die Flotationsrüctstänue, als Berge oder
Abgänge bezeichnet, werden im allgemeinen verworfen oder, wenn sie noch andere wertvolle
Bestandteile enthalten1 einer weiteren Aufarbeitung, z. B. einer weiteren Flotationsstufe,
zugeführt.
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Bei den Flotationsverfahren ist man bestrebt den Wertmineralgehalt
des Roherzes in möglichst hoher Konzentration und mit nonem Ausbringen zu gewinnen.
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Die Verwendung von Imidazolinen als kationische Sammler für nichtsulfidische,
aber auch für sulfidische Mineral ist an sich bekannt. So werden in den US-Patentschriften
2 578 790 und 2 951 585 1-Hydroxyalkyl-2-alkylimida301ine als Sammler für die Flotation
von Pyrochlor vorgeschlagen.
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In der Technik findet speziell das 1-Hydroxyäthyl-2-heptadecenylimidazolin
Verwendung.
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Weiterhin sind bereits substituierte 1-Aminoalkyl-2-alkyl imidazoline
als Sammler für die Flotation von sauren Silikatmineralen, speziell Quarz, aus Erzen,
insbesondere PhosFhaterzen, z.B. aus US-PS 2 494 132 bekannt. Diese Verbinclungen
sind jedoch nicht geeignet, Wertminerale selektiv aus silikatischen oder carbonatischen
Erzen zu flotieren, da se ja, wie beschrieben, besonders gute Sammler für die unerwür-schte
Gangart darstellen. Bei Einsatz dieser Verbindungen als Sammler bei der Flotation
von silikatischen oder carbonatischen Erzen können zwar auch die Wertminerale gesammelt
werden, jedoch enthalten die ausgeschwommenen Konzentrate vorwiegend die wertlosen
Begleitmateriale des Roherzes, z.B. Quarz. Die Wertminerale werden dagegen nur schwach
angereichert und verbleiben zum Teil noch in den Flotationsabgängen und gehen somit
der wirtschaftlichen Nutzung verloren.
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Es wurde nun überraschend gefunden, daß 1-Amidoäthyl-imidazoline der
allgemeinen Formel I
in der R1 und R2 gleich oder verschiedene Alkyl- oder Alkenylreste
mit etwa 8 bis 22 Kohlenstoffatomen bedeuten1 wenig oder gar keine sammelnde Eigenschaften
für Quarz, Calcit und andere wertlose Begleitminerale aufweisen und dagegen unerwartet
gute Sammler für bestimmte nicht-sulfidische Wertminerale darstellen.
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Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Flotation nicht-sulfidischer
Niob und/oder Tantal enthaltender Wertminerale aus solche enthaltenden Roherzen,
welches dadurch gekennzeichnet-ist, daß der Flotationstrübe des Roherzes als Sammler
1-Amidoäthyl-imidazoline der allgemeinen Formel I
in der R und R gleiche oder verschiedene Alkyl- oder Alkenylreste mit etwa 8 bis
22 Kohlenstoffatomen bedeuten, zugesetzt werden und die Flotation in üblicher Weise
vorgenommen wird.
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Die erfindungsgemäß als Sammler zum Einsatz kommenden Verbindungen
der allgemeinen Formel I können in an sich bekannter Weise, z.B. durch Kondensation
von einem Mol Diäthylentriamin mit etwa 2 Molen von gesättigten oder ungesättigten
Carbonsäuren oder deren Estern mit niederen Alkoholen hergestellt werden. Die Kondensation
erfolgt im allgemeinen bei Temperaturen über etwa 2000 C; dabei wird vorteilhaft
unter'leichtem Unterdruck gearbeitet, um durch Entfernen des freiwerdenden Wassers
die Reaktion zu beschleunigen und in Richtung der gewünschten Imidazolinverbindungen
zu leiten.
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Vorzugsweise sind die Alkylreste R1 und R der Verbindungen der allgemeinen
Formel I gleich, wobei R 1 und R2 von natürlichen oder synthetischen Fettsäuren
abgeleitete gesättigte oder eine oder mehrere Doppelbindungen enthaltende ungesättigte
Kohlenwasserfltoff
este mit etwa 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, insbesondere 12 bis 18 Kohlenstoffatomen
darstellen.
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Als Fettsäuren zur Herstellung der Imidazolinverbindungen kommen synthetische
einheitliche oder gemischte Säuren, sowie auch natürliche aus pflanzlichen oder
tierischen Fetten gewonnene Fettsäuren, z.B. Kokosfettsäure, Talgfettsäure, Rübölfettsäure
und aergleichen in Betracht. Bevorzugt werden ungesättigte Fettsäuren mit 12 bis
18 Kohlenstoffatomen oder Gemische solcher Fettsäuren, insbesondere Ölsäure für
die Kondensation mit Diäthylentriamin verwendet.
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Bei der Flotation erfolgt der Zusatz der 1-Aminoäthyl-imidazoline,
zweckmäßig in Form ihrer Salze, als Lösungen oder Dispersionen in Wasser. Die Salzbildung
wird durch Neutralisation der Imidazolinverbindungen mit geeigneten anorganischen
oder organischen Säuren, insbesondere Salzsäure oder Essigsäure vorgenommen. Meist
kommen Lösungen oder Dispersionen mit einem Gehalt von etwa 0,5 bis 10 Gew.- der
Imidazolinverbindungen zur Anwendung. Die Zugabe der Imidazolinverbindungen zur
Flotationstrübe erfolgt in der für Sammler üblichen Weise. im allgemeinen in mehreren
Portionen. Bei der großtechnischen Durchführung der Flotation werden die Flotationsreagezien
zweckmäßigerweise in mehreren Anteilen zu Beginn der Flotation und im weiteren Verlauf
zudosiert. Für die Verwendung als Flotationssammler kommen die Imidazolinverbindungen
der Formel I in den üblichen Mengen zur Anwendung; im allgemeinen werden etwa 50
bis 300 Gramm des Sammlers pro Tonne Erz eingesetzt.
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Die durch die l-Amidoäthyl-imidazoline der Formel I verursachte Schaumentwicklung
reicht im allgemeinen für die Durchführung der Flotation aus. Erforderlichenfalls
können jedoch als Flotationsschäumer bekannte Verbindungen zugesetzt werden. Bekannte
Schäumer sind z. B. Pine-Öl, niedere Alkohole mit etwa 4 bis 8 Kohlenstoffatomen,
Cresylsäure, ferner nichtionische Verbindungen wie z. B. oxalkylierte Alkohole.
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Zu den Wertmineralen, die von den 1-Amidoäthyl-im.4azolinen gemäß
der Erfindung gesammelt werden, gehören besonders die Niob und/oder Tantal enthaltenden
Minerale wie Pyrochlor, Columbit, Pandait, Betafit und dergleichen.
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Die mit den 1-Amidoäthyl-imidazolinen als Sammler gemäß der Erfindung
gewonnenen Wertmineral-Konzentrate weisen eine deutlich bessere Anreicherung bei
sehr viel höherem Ausbringen auf als solche, die unter Verwendung bekannter Saninler,
wie z.B. 1-Hydroxyalkyl-2-alkylimidazolinen oder l-Aminoalkyl-2-alkylimidazolinen
erzielt werden.
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An dem folgenden Beispiel einer Laboratoriumsflotation von Pyrochlorerz
soll das erfindungsgemäße Flotationsverfahren weiter erläutert werden. In dem folgenden
Beispiel bedeuten, so fern es nicht ausdrücklich anders angegeben wird, die °%-Angaben
Gewichtsprozente.
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Beispiel: 600 g eines Pyrochlorerzes aus Oka/Canada, das 0,74 % Nb205
als Pyrochlor neben 70 bis 80 % Calzit, 6 bis 10 oh Diopsid 3 bis 4 Magnetit, 3
bis 4 % Glimmer, 1 bis 5 % Sulfide (Zinkblende, Pyrit) und 1 bis 5 % Apatit enthält,
werden so zerkleinert, daß 85 °h des Materials in Korngrößen unter 0,2 mm vorliegen.
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Zur Vorweg-Flotation der sulfidischen Bestandteile werden bei einer
Trübedichte von 300 g pro Liter unter Zugabe von - jeweils berechnet auf 1 Tonne
Erz - 400 g Wasserglas als Silikatdrücker und pH-Regulator, 80 g Natriumisopropylxanthat
als Sammler und 40 g Tetrapropylenglykolmonomethyläther bei einem pH-Wert von etwa
8 die enthaltenden sulfidischen Bestandteile innerhalb von 5 Minuten ausflotiert.
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Die Flotationsberge dieser Sulfid-Flotation, die das gewünschte Niob-Mineral
enthalten, werden durch Aufrühren und vorsichtiges Dekantieren von den Feinanteilen
mit Korngrößen unter etwa 5/U' die eine selektive Flotation verhindern würden, befreit.
Dabei tritt ein Gewichtsverlust von etwa 23 %, bzw. ein Metallverlust von etwa 20
% Nb205 auf.
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Das so entschlämmte Mater-ai wurde bei einer Trübedichte von 230 g
pro Liter, bei dem sich einstellenden pH-Wert von 7,5 unter Zusatz von 180 g eines
durch Kondensation aus 2 Mol Ölsäure und 1 Mol Diäthylentriamin hergestellten 1-Amidoäthyl-imidazolin
innerhalb von 4 Minuten flotiert.
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Es wurden 12,6 % eines Konzentrats mit einem Gehalt von 5,68 % Nb2O5
erhalten. Dies entspricht einemNetaliausbringen von 90,1 %.
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Eine unter gleichen Bedingungen mit dem gleichen Ausgangsmaterial
jedoch unter Verwendung von 180 g 1-Hydroxyäthyl-2-heptadecenyl-imidazolin (aus
US-PS 2 578 790 bekannter Sammler) durchgeführte Flotation erbrachte 14,7 % eines
Konzentrats mit einem Gehalt von 4,82 % Nb205. Dies entspricht einem Metallausbringen
von lediglich 84,7 %.