DE2614260C3

DE2614260C3 - Verfahren zum Konzentrieren und Entwässern von Mineralsuspensionen und Filterhilfsmittel

Info

Publication number: DE2614260C3
Application number: DE2614260A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr. 6233 Kelkheim Edelmann; Heinz Dr. 8261 Burgkirchen Mueller; Friedrich 6000 Frankfurt Rosenstock
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1976-04-02
Filing date: 1976-04-02
Publication date: 1979-03-22
Also published as: JPS52120967A; AU2386477A; DE2614260A1; US4146473A; DE2614260B2; CA1104906A; AU510373B2

Description

Ri-O-C-CH₂-CK CO-R₂ (I)

O SO₃Me O

in der Ri und R2 Alkylreste mit etwa 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und Me ein Alkalimetall bedeuten, und einem aliphatischen Amin mit wenigstens 5 Kohlenstoffatomen zugegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Konditionierzeit filtriert wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mineralsuspension vor der Filtration außerdem als Flockungsmittel ein wasserlösliches organisches Polyelektroiyt zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß pro Mol des Sulfosuccinats weniger als 1 Mol, jedoch mindestens 0,1 Mol des aliphatischen Amins zugegeben werden.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß pro t der in den Mineralsuspensionen enthaltenen Feststoffe etwa 100 bis 1000 g «<"5er Kombination aus Sulfosuccinat und aliphatischen! Amin zugesetzt werden.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als aliphatisches Amin ein primäres Alkylamin mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen verwendet wird.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Flockungsmittel ein nichtionisches oder anionisches Polyacrylamid zugesetzt wird.

8. Verfahren nach Ansprüchen 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß pro t der in den Mineralsuspensionen enthaltenen Feststoffen etwa 1 bis 10 g des Flockungsmittels zugegeben werden.

9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergul: pelletiert wird.

10. Filterhilfsmittel zur Entwässerung von Mineralsuspensionen durch Filtration, gekennzeichnet durch einen Gehalt an aliphatischen Aminen mit wenigstens 5 Kohlenstoffatomen und einem molaren Überschuß an Sulfosuccinaten der allgemeinen Formel I gemäß Anspruch 1.

ihrer Weiterverarbeitung z.B. durch pyrometallurgi- H

sehe Verfahren entwässert werden. Dabei wird angestrebt, den Restfeuchtegehalt des Materials nach der j Filtration möglichst gering zu halten, um Trockenkosten zu sparen oder z. B. um eine Pelletierfähigkeit des Materials zu erreichen.

Hierbei bereiten insbesondere feinverwachsene Erze oder solche, die beim Mahlen einen hohen Schlammanteil bilden wegen ihrer schlechten Filtrierbarkeit, erhebliche Schwierigkeiten. Dies trifft in besonderem Maße für Iimonithaltige oxidische Eisenerze zu. Die Restfeuchtegehalte der Filterkuchen liegen dann oftmals so hoch, daß die für eine Verhüttung notwendige Pelletierung nicht mehr möglich ist.

Aus der Praxis ist es bereits bekannt, bei Filtrationsprozessen und insbesondere auch bei der Filtration von Mineraltrüben wasserlösliche organische Polyelektrolyte, wie Stärkederivate oder Polyacrylamid*- die auch teilweise verseift sein können, als Filterhilfsmittel einzusetzen. Solche Mittel führen zu einer Steigerung der spezifischen Filterleistung, nicht jedoch zu der erstrebten Verringerung des Wassergehaltes im Filterkuchen. Meist ist hierbei mit der Steigerung der Filterleistung sogar ein erhöhter Wassergehalt im Filterkuchen verbunden.

Aus der Praxis ist es weiterhin auch bekannt. Netzmittel als Filterhilfsmittel zu verwenden. Die Wirkungsweise solcher Netzmittel besteht u.a. darin, die Oberflächenspannung des in den Kapillaren des

jo Filterkuchens enthaltenen Wassers so stark herabzusetzen, daß es beim Filtrationsvorgang verstärkt abfließen @ kann. Ein Nachteil vieler Netzmittel ist jedoch, daß sie stark zur Schaumbildung neigen. Die starke Schaumbildung führt zur Verringerung der Trübedichte, Porenbildung im Filterkuchen und damit zum Abfall von Filterleistung und Vakuum. So versagen z. B. die als Filterhilfsmittel aus der US-PS 22 66 954 bekannten und für viele Minerale erfolgreich eingesetzten anionischen Suifobernsteinsäureester bei den schlammreichen limonitischen Eisenerzen völlig, da der an sich schon starke Schaum, der durch Turbulenzen im Gesamtsystem unvermeidbar ist, durch den Schlammanteil noch wesentlich stabilisiert wird.

Beeinträchtigt wird die Filtration zusätzlich dadurch, daß Suifobernsteinsäureester dispergierend wirken.

Dadurch sinkt die Filterleistung unter das wirtschaftlich vertretbare Maß ab, und der Restfeuchtegehalt im Filterkuchen steigt sogar noch an.

Ausgehend von einem Stande der Technik, wie ihn die US-PS 22 66 954 wiedergibt, liegt dt· Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verbesserung bei der Konzentrat on und Entwässerung von Mineralsuspensionen bei der Filtration durch Zusatz von oberflächenaktiven Verbindungen zu e.-reichen.

Diese Aufgabe wurde gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Mineralsuspension vor der Filtration eine Kombination aus einem Sulfosuccinat der allgemei nen Formel I

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konzentrieren und Entwässern von Mineralsuspensionen durch Zugabe von oberflächenaktiven Verbindungen vor der Filtration, ferner ein Filterhilfsmittel hinzu.

Mineralkonzentrate, die durch nasse Verfahren^ t, B. durch Filtration, gewonnen wurden, öder Mineralsu-· spensionen, die 2. B. per Pipeline transportiert wurden, müssen im allgemeinen vor ihrem Weitertransport bzw, R₁ O C (Fl₃

Ii
O

CII

I
SÖjMe

CO

Hl

in der Ri und R2 Alkylreste mit etwa 6 bis 12 ^₁

Kohlenstoffatomen und Me ein Alkalimetall bedeuten, fei und einem aliphatischen Amin mit wenigstens 5

kohlenstoffatomen zugegeben wird. §

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird sowohl eine geringe Schaumbildung, als auch eine hohe Wirksamkeit hinsichtlich der Entwässerung der Mineralsuspensionen bei der Filtration erreicht

Diese Wirkung war nicht zu erwarten; durch die zumindest teilweise Neutralisation des anionischen Tensids durch ein kationisches Produkt hätte man allenfalls eine verringerte Schaumentwicklung bei gleichzeitig verringerte Wirksamkeit, nicht aber eine Verbesserung der Filterwirkung erwarten können. Überraschend ist weiter, daß solche Kombinationen flüssig bleiben und offenbar ausreichend löslich sind, um noch wirksam zu sein. Man hätte vielmehr bei der Kombination längerkettiger anionischer Tenside mit kationischen Hilfsmitteln eine Ausfällung und damit weitgehende Wirkungslosigkeit annehmen können.

Überraschend wurde auch gefunden, daß bei gleichzeitiger Anwendung solcher Kombinationen zusammen mit wasserlöslichen organischen Polyelektrolyten, wie iiichtionische oder anionische Polyacrylamide, z. B. bei fein aufgemahlenee, schlamnr-eichen limonithaltigen Eisenerzen eine noch weitergehende Entwässerung des Filterguts als mit jeder der Komponenten allein möglich ist Diese Wirkung ist überraschend, da nach bisheriger Erfahrung die zusätzliche Verwendung eines polymeren Flockungsmittels zusammen mit einem üblichen Netzmittel bei solchen Erzen eher einen gegenteiligen Effekt zeigt

Als Sulfosuccinale der allgemeinen Formel I kommen vorzugsweise solche mit Alkylresten von 8 bis 10 C-Atomen zur Anwendung. Die Sulfosuccinate können geradkettige oder /erzweigte Alkyreste aufweisen, wobei Ri und R2 auch unterschiedlich nin können. Es ist auch möglich und oft vcn Vorteil, Mischungen von verschiedenen Sulfosuccinaten dei allgemeinen Formel I zu verwenden.

Bei den aliphatischen Aminen, der zweiten Komponente der erfindungsgemäß zu verwendenden Kombination, kann es sich um primäre, sekundäre oder tertiäre Amine handeln. Im allgemeinen kommen unter Normalbedingungen flüssige Amine zum Einsatz, die der allgemeinen Formel II

R' N

R-

entsprechen, in der R' einen Alkyl-, Alkoxyäthyl- oder Alkoxypropylrest mit etwa 5 bis 12 C-Atomen im Alkyl- oder Alkoxyrest. R" und R'" jeweils Wasserstoff oder einen Alkylrest mit I bis 12 C-Atomen bedeuten, wobei insgesamt in den Resten R', R" und R'" bis zu etwa 30 C-Atomen enthalten sein können. Vorzugsweise kommen primäre Alkylamine mit 5 bis 12, insbesondere 8 bis 10 C-Atomen zur Anwendung, wobei es sich bei den Alkylresipn um geradkettige oder verzweigte Reste handeln kann. Anstelle der freien Amine können auch deren Salze wie z. B. die Chloride oder Acetate Verwendung finden.

Bei dem Verfahren der Erfindung kann das Mengenverhältnis, in dem die beiden komponenten der Kombination, das oberflächenaktive Sulfosuccinat der Formel I und das aliphatischen Amin, eingesetzt werden, in Weifen Grenzen Variieren, Im allgemeinen kommt auf I Mol des Süifosuccinats weniger als 1 Mol, meist etwa <M bis 0,9 Mol, vorzugsweise 0,5 bis 0,8 Mol des aliphatischen Amins zur Anwendung, Die beiden Komponenten werden zweckmäßig zusammen bzw. gleichzeitig der Mineralsuspension zugegeben. Die Mischungen der beiden Komponenten können in reiner, unverdünnter oder wenig verdünnter Form oder als wäßrige Emulsion zur Anwendung kommen. Dabei werden jedoch die Sulfosuccinate der Formel I im allgemeinen in Form konzentrierter, meist etwa 70%iger wäßrig-alkoholischer Lösungen, in denen sie von der Herstellung her anfallen und handelsüblich ^rind, eingesetzt

Es ist jedoch auch möglich, das Sulfosuccinat einerseits und das aliphatische Amin andererseits getrennt zu der entwässernden Mineralsuspension zuzugeben.

Die Einsatzmengen der Kombination aus Sulfosuccinat und Amin können in weiten Grenzen variieren; sie sind auf die jeweiligen örtlichen Verhältnisse abzustellen. Im allgemeinen liegen die Einsatzmengen im Bereich zwischen etwa 100 und 1000 g/t Feststoff in der Mineralsuspension. Meist werden etwa 200 bis 500 g der Kombination pro t Feststoff eingesetzt

Die Zugabe der Hilfsmittel zu der Mineralsuspension erfolgt zweckmäßig an den für Filterhilfsmittelzugaben üblichen Stellen, z. B. im Pumpensumpf vor dem Filter, in einem Zwischenbehälter oder Konditioniergefäß oder über eine Dosierstation in die Pipeline. Im allgemeinen wird eine Konditionszeit nach Zugabe der Hilfsmittel bis zur Filtration von etwa 1 bis 5 Minuten eingehalten. Sofern nur kurze Einwirkzeiten notwendig sind, kann das Filterhilfsmittel auch direkt in den Filtertrog zugegeben wurden.

Durch Verwendung der Kombination aus den oberflächenaktiven Sulfosuccinaten der Formel I und aliphatischen Aminen wird ein besonders bei Mineral-

J5 suspensionen mit hohem Schlammanteil und vor allem bei Suspensionen limonithaltiger oxischer Eisenerze bisher nicht erreichbarer Entwässerungsgrad der Suspension erzielt Die Zugabe der erfindungsgemäßen Kombination wirkt sich darüber hinaus überraschend vorteilhaft auf die der Filtration /olgeniii. Pelletierung der Minerale aus.

Es wurde ferner gefunden, daß sich in den meisten Fällen eine noch weitergehende Entwässerung der Mineralsuspensionen und eine weitere Verbesserung

-<5 der Pelletierbarkeit des Filtergutes erreichen läßt, wenn zusätzlich zu der Kombination aus den Sulfosuccinaten und aliphatischen Ammen der Mineralsuspension ein an sich bekanntes polymeres Flockungsmittel zugegeben wird. Bei diesen Flockungsmitteln handelt es sich um

w wasserlösliche organische Polyelektrolyte wie Stärke- und Cellulosederivate sowie insbesondere nichtionische oder anionische Polyacrylamide. Die Polyacrylamide stelle.: übliche Flockungsmittel dar, die durch Polymerisation von Acrylamid und ggf. anschließend teilweise

Yi Verseifung unter Ausbildung freier Carboxylgruppen oder durch Mischpolymerisation von Acrylamid und Acrylsäure erhältlich sind und Durchschnittsmolekular gewichte im Bereich von etwa 3 bis 12 Millionen aufweisen. Bei dem Verfahren der Er*indung werden die Flockungsmittel als verdünnte wäßrige, meist etwa 0.0) bis 0,2 gewightsprozcntige Lösungen angewandt Die Einsalzmengen der Flockungsmittel liegen in dem üblichen Bereich zwischen etwa I Und 10 g/t Feststoff in der Mineralsuspension,

Im öegensalz zur¹ Dosierung des Netzmittel*; wird das Flockungsmittel im allgemeinen erst kurz vor der eigentlichen Filtration,z, BJm FiIf crlrog, zugegeben,
Folgende Beispiele sollen die Erfindung Verdeülll·

chen, dabei beziehen sich die Prozentangaben auf das Gewicht.

Einsatz- Restwasser menge

11,8%
10,5%

300 g/t 10,6%

300 g/t 9,8%

300 g/t

a) Ohne Zusatz eines Filterhilfsmittels

b) Bei auf70^fC erwärmter
Trübe (Dampfhaube)

c) Nach Zusatz von
Natrium-di-2-äthy!-
hexylsulfo-succinat als
70%ige wäßrige alkoholische Lösung (1:1)

d) Nach Zusatz von
Natrium-di-2-äthyIhexylsulfbsuccinat und
Dampfhaube (70 C)

e) Nach Zusatz einer
Mischung aus 1 Mol
Natrium-di-2-äthylhexylsulfosuccinat
(70%ige Lösung) und

0,5 MoI 2-ÄthylhexyIamin
ohne Temperaturerhöhung

Beispiel 1

Ein russisches limonithaltiges Eisenerz, das zu 95% unter 32 μ aufgemahlen war und eine spezifische Oberfläche von 2600 cmVg aufwies, wurde bei einer Trübedichte von 2,0 (entspr. einem Feststoffgehalt von ca. 65%) nach den unter a) bis e) angegebenen Methoden unter sonst gleichen Bedingungen auf einem Scheibenfilter filtriert und der Restwassergehali im Filterkuchen durch Trocknen bei 105⁰C bis zur Gewichtskonstanz bestimmt. Die Ergebnisse sind tabellarisch aufgeführt und zeigen deutlich die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel 2

Ein limonithaltiges Eisenerz, das zu 85% unter 0,045 mm aufgemahlen war und eine spezifische Oberfläche von ca. 3300 cmVg aufwies, wurde nach den unter a) bis f) angegebenen Methoden auf einem Trommelfilter entwässert Bei diesem Erz ist die Pelletierfähigkeit des Filterkuchens erst bei Restfeuchtegehalten unter etwa 10,5% gegeben. Die Ergebnisse sind tabellarisch aufgeführt und zeigen die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Verfahrens.

	Ohne Hilfsmittel	Einsatz-	Restleuchte
	Nach Zusatz von	menge
a)	&'atrium-di-2-äthyl-		14,2%
b)	hexylsulfo-succinat	300 g/t	12,8%
	ais 70%ige wäßrige
	alkoholische Lösung (1:1)
	Nach Zusatz eines
	anionischen Polyacryl
c)	amide von Durchschnitts	5 g/t	14,2%
	molekulargewicht
	12000000
	Nach Zusatz von
	Natrium-di-2-äthyIhexyl-
d)	295 g/t
	+ 5 g/t	12,8%

sulfosuccinat sowie anionischem Polyacrylamid

e) Nach Zusatz einer 300 g/t 12,6%

Mischung aus 1 Mol

Natrium-di-2-älhylhexylsujfosuccinat und 0,5 MoI
2-Äthyl-hexylamin

0 Nach Zusatz einer 295 g/t

Mischung gemäß c) sowie + 5 g/t
anionischem Polyacrylamid

10,2%

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Konzentrieren und Entwässern von Mineralsuspensionen durch Zugabe von oberflächenaktiven Verbindungen vor der Filtration, dadurch gekennzeichnet, daß der Mineralsuspension eine Kombination aus einem Sulfosuccinat der allgemeinen Formel I