DE2660422C2

DE2660422C2 - Verfahren zur Aufbereitung von Kupfersalzen

Info

Publication number: DE2660422C2
Application number: DE2660422A
Authority: DE
Inventors: Frank Peterson Sunnyvale Howald
Original assignee: FLUOR UTAH Inc SAN MATEO CALIF US; Fluor Utah Inc San Mateo Calif
Current assignee: Fluor Corp
Priority date: 1975-11-03
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1981-10-01
Also published as: FR2329352B3; JPS5618657B2; DE2649708B2; JPS5286977A; DE2660423C2; DE2649708A1; CA1085172A; BR7607300A; ZA766304B; FR2329352A1; DE2649708C3; AU1920476A; GB1567765A; AU509567B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufarbeiten von Kupfersalzcn.

Zur Abtrennung gelöster Metallbesf-idteilc von festen Mineralen wird üblicherweise eine Reihe von Flüssig-Fest-Trennungen durchgeführt, an die sich ein mehrmaliges Auswaschen der festen Phase im Gegenstrom mit der in der jeweils darauffolgenden Stufe der Fest-Flüssig-Trennung anfallenden Lösung anschließt, wobei das Auswaschen vor der letzten Stufe mit Wasser und/oder einer Armlösung durchgeführt wird. Unter einer Armlösung wird eine Lösung verstanden, die nach dem Abtrennen der Metallbestindltile z.B. durch Ausfallung oder elektrolytische Abtrennung zurückbleibt

Die wirksamsten, derzeit bekannten Verfahren werden in einer der folgenden Anlagen durchgeführt: Gegenstrom-Eindickkreislaufe. selbstreinigende Filter bzw. Festschalen-Zentrifugen. Bei diesen Verfahren wird jedoch eine nennenswerte Menge, gewöhnlich etwa 8 bis 15%, der Metallbestandteile zusammen mit den festen Mineralen abgetrennt Bei Erzen mit einem hohen Prozentsatz an Tone rf. feinen Silikatteilchen und dergleichen liegt der zusammen mit den Mineralen abgetrennte Prozentsau der Metallbestandteile oft oberhalb 15%. Dies beruht darauf, daß diese Bestandteile entweder eine relativ große Menge der Metaüösung absorbieren und/oder nicht wirksam gewaschen und entwässert werden können. Bei Anwendung der beschriebenen Verfahren werden diese Bestandteile im allgemeinen mit den fetten Mineralen abgetrennt und führen dabei Metallbestandteile mit sich. Die bei der Flüssig-Fest-Trennung verlorengegangenen Metallbestandteile konnten bisher nicht wirtschaftlich durch anschließendes Aufarbeiten wiedergewonnen werden.

der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur •^A-.b(i cnnung von gelösten Kupfcrsalzcn von ungelösten Mineralbcstandteilen zu /eigen, bei dem die bei einer herkömmlichen FlüssigFest-Trcnnung verbundenen ', MctallvcHustc vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Paicmanspnich I gelöst.

Die cngesei/te Frmiibe wird zwci/^näßigcrweisc einer vorherigen Klassirrung unterworfen, z. B. durch in Sieben. Cyclonicren und/oder Hydroklasstcrcn, wobei der größere Teil der Feinte ,Icticn oder Schlimme von der gröberen Fraktion abgetrennt wird und dann entweder gefennt von dei Grobmineralfrakton verarbeitet oder verwerfen wird. Behandelt man diese ι s Schlämme jedoch njch dem Verfahren der Erfindung, so entsteht eine Lösung, die praktisch alle löslichen Kupfcrbestjndteile enthalt, so daß diese durch Aufar-'»eiten der Losung nach an sich bekannten Verfahren vollständig wiedergewonnen werden können, z. B. M durch Ausfällung oder elektrolytisch^ Abtrennung.

Der Mincralschaurn aus dem Flotationsverfahren kann gegebenenfalls einer Reinigung durch anschließende Flotations- und Mahlstufen unterzogen wcHcn. wobei die Konzentration der gewünschten Mctallbe- ?s standteile durch Verwerfen von unbrauchbaren Mine· «!bestandteilen erhöht wird. Behandelt man die be« dieser Reining erhaltenen verworfenen Mineralbcsandtcile nach dem Verfahren der Erfindung, so wird ebenfalls eine Lösung erhalten, die praktisch alle m löslichen Metallbestandteile enthalt, so daß diese durch anschließende Aufarbeitung der Lösung wiedergewonnen werden können.

Der Mineralschaum aus dem Flotatiensvcrfahren kann auch direkt nach dem Verfahren der Erfindung r. behandelt werden, wobei im Hinblick auf die Metallbestandteile praktisch dieselben Ergebnisse erzielt werden. Dies trifft auch auf and:re Mineralkonzcntrate /u. z. B die Produkte anderer Trennverfahren, wie der Siebset» ,rbeit, der Herdarbeit, der Er/arbeit oder der «o magnetischen Trennung.

In der Figur wird ein Fließbild einer bevorzugten AusfQhrurgsform des erfindungsgemtKkto Verfahrens gezeigt.

Die Flotation ist im allgemeinen am wirksamsten 4s durchzuführen, wenn die maximale Teilchengröße der Mineratteilchen nicht oberhalb etwa 0,28 mm liegt, jedoch bestehen Ausnahmen.

Falls die Größe der Mineralteilchen in der der Gegenstromflotation unterworfenen Aufschlämmung v> reguliert werden muß, um besonderen Anforderungen des Verfahrens zu genügen, kann dies z. B. mit Hilfe von Sieben. KlassicrvorricKtungon, Zyklonen, Zentrifugen odsr Eindickern erfolgen.

Flotationsmittel

Die Auswahl der Flotationsmiitcl im Verfahren der Erfindung richtet sich nach der Zusammensetzung des Gesteins, das mit den Kupfersalzcn assoziiert ist

Die zum Konditionieren der Erztrübe verwendeten

Mittel umfassen normalerweise Sammler und Regler. Sammler sind Mittel, die die Oberflache der zu Rotierenden Minerale hydrophobisieren, so daß sich Luftblasen an ihnen festsetzen und sie zur Oberflache aufschwimmen. Die Sammler sind sogenannte grenzfia-

f> chcnaktive Mittel. Als Sammler zur Flotation von unlöslichen Verunreinigungen in; Verfahren der Erfindung werden im allgemeinen öle, kationische organische Kohlenwasserstoffe, anioiische Kohlenwaiserstof ·

fe oder entsprechende Kombinationen verwendet. N ,rrr.alerwcisc sind weder Alkohole, wie Äthanol, noch anorganische Satze, als Sammler geeignet.
Beispiele für geeignete Sammler sind:

1. »Green acid« — Petroleumsulfonat

2. Natrium-alkyl-aryl-petroleumsulfonsäure

3. Naphthalinsulfonsäurederivate

4. aliphatische Fettsäuresulfonate

5. sulfoniertes Rizinusöl (Fettgehalt 60%)

6. sulfonierte Fettsäuren

7. Natrium-octylsulfat

8. Natrium-Iaurylsulfat

9. Diäthylcyclohexyhmin-Iaurylsulfat
10. Natrium-N-methy!-N-talgsäuretaurat
ti. Natrium-N-rncthyl-N-oleoyltaurat

12. Technisches Taigaminacetat

13. Cocosaminacetat

M. primäres £-Naphthylamin

15. Talgdiamin-diacetat

16. Cocosdiamin-diacetat

17. /?-Naphthyldiamin

18. Hydroxyäthyl-alkyl-imidazolin (Glyoxalidin)

19. Laurylamin

20. tertiäres 0-Naphthylamin

21. N-(Lauroyl-colamino-formyl-mcthyl)-pyridiniumchlorid

22. n-Alkyl-irimethylammoniumchlorid

23. Cetyltrimethylammoniumbromid

24. Cetyltrimethylbenzylammoniumchlorid

25. Fettsauren auf Tallölbasis

26. Tallöl-Fettsäure

27. OleinsSuregemisch

28. Oleinsäure.

Na_:Ce,. IcSO₄. AI(SG^i. HF. Stärke. Dextrin und CitroncnvHirc.

Rcvnrvugt werden als Sammler tertiäre Amine und Diamine und als Regler Zitronensäure und FluDsäurc.

^r, üin besonders bevorzugter Regler ist Polyacrylamid und ein besonders bevorzugter Sammler äthanolisiertes A!kyl(*u;>nidinamin.

In technischen Flotationsverfahren ist normalerweise der Zusatz eines Schäumers erforderlich, um die Bildung

in eines Schaums aus tragenden, mineralbcladcncn Blasen auf der Oberfläche der Aufschlämmung oder Lösung innerhalb der Flotationszelle ru fördern. Schäumer lösen dieses Problem, indem sie der Deckhaut der Blaserl eine zeitweilige Zähigkeit verleihen und die

r> Oberflächenspannung des Wassers senken. Die Schäu-σν r werden im allgemeinen in den Einspeiskammern der Flotationszellen zugesetzt; spezielle Beispie'e sind organische heteropolar Verbindungen, wie Glykol. Hexanol, Mcthylisobutylcarbinol. Terpinol. gemischter

in CaprylalkoholundKresylsäure.

Im folgenden werden andere Verfahrensparameter des erfindungsgtmaßen Verfahrens behandelt, z. B. die Strömungsgeschwindigkeiten, Rückführverhältnisse und der Rührgrad. '

->'· Die Strömungsgeschwindigkeiten werden in bekannter Weise nach folgenden Kriterien festgelegt:

a) Kapazität der jeweiligen Anlage;

b) Zeit, die zum Abtrennen der Feststoffe durch i" Flotation von der jeweiligen Lösung erforderlich ist;

Feststoffgehalt der zur Flotation eingesetzten

Die Auswahl des Sammlers erfolgt unter den be· Flotationsvcrfahrcn üblichen Gesichtspunkten. So kann z. B. keines der in dem vorstehenden Bericht genannten 21 Minerale mit den folgenden Sammlern erfolgreich notiert werden:

Xanthate

Thiocarbamate Dilhiophosphatc Thiocarbanilid Xanthogene.

Enthält das Gestein jedoch Sulfidinincrale. so können diese Sammler in Kombination mit anderen eingesetzt werden.

Regler üben zahlreiche Funktionen aus. S'c bewirken z. B, daß der Sammler auf die Oberfläche des zu notierenden Materials gelangt (Aktivierung). Andererseits kann der Regler dazu eingesetzt werden, das Anhaften des Sammlers auf der Oberfläche unerwünschter Minerale zu verhindern (Depression). Im Verfahren der Erfindung werden die Regler in erster Linie für den erstgenannten Zweck eingesetzt

Die Regler eignen sich auch zur pH-Regulierung, zur Reinigung der Mineralteilchenoberfläche, zum Dispergieren ultrafeiner Feststoffe oder zum Ausfällen gelöster Salze. Manche Regler dienen mehreren Zwecken, z. B. eignet sich Natriumcarbonat als Aktivator, Depressor, oH- Regler und Dispergator.

Als Regler für das erfindungsgemäBe Verfahren eignen sich im allgemeinen alle Flotationsmittel, deren Hauptfunktion nicht der eines Sammlers oder Schäumen entspricht Geeignete Regler sind z. B. HjSO₁,

Aufschlämmung;
spezifisches Gewicht der Lösung und der Feststoffe;
Größe der verwendeten Flotationszelle^

Im allgemeinen betragt die Anzahl der Waschstufen 1 bis e twa 8, während das Ruckführverhältnis r:

_ Flüssigkeitsvolumen der Lösung (W) Flüssigkeitsvolumen des Schaums (D)

im Bcrc<rh von 1 bis etwa 6 liegt

♦. Der Rührgrad entspricht dem bei üblichtn Flotationsverfahren, bei denen vergleichbare Teilchengrößen, Tankvolumina etc, angewandt werden.

Eine andere wichtige Größe ist die Vcrfahrcnstcmpc· ratur. Bei bestimmten Laugverfahren wird bei erhöhten

v> Temperaturen die Reaktionsgeschwindigkeit beschleunigt. Auch bei rJer Flotation verschiedener Art Minerale werden beim Erhitzen der Aufschlämmung verbesserte F.rgebnisse erzielt, !m Verfahren der Erfindung kann die Temperatur z. B. bei etwa 0° C bis 105"C liegen.

■>', Fine andere Größe ist der Druck. In einigen Flotationsverfahren kann erhöhter Druck angewandt werden, um anstelle des mcchar^:Tchen Rühren; Luft einzuleiten. So wird z. B. in die Eimco-Rotator-Flotations/el¹: die Aufschlämmung mit einem Druck von

*>o 1,055 bis 4.2! 8 kg/cm² eingeleitet Bei einem plötzlichen Druckabfall kommt es zu einer leichten Entlüftung, wodurch die Bildung von Mineralschaum auf der Oberfläche des Gefäßes gefördert wird.

Bei der in der Figur dlrgestellten bevorzugten

*■> Ausführungsform des erflndungtgemSQen' Verfahrens wird vorher gewöhnlich gemahlenes und klassiertes Cjestcin 10, das Kupfersalz und Mine-alverunreinigun· gen enthält, im Gleichstrom mit dem Lnugmedium 9 in

die Laugeinhcit 11 eingeleitet. Das Laiipmcdium k.im. ganz oder teilweise auch wahrend des Mahlens und Klassicrens zugeführt weiden. Die F.r/trübe 12. die eine Kupfcrsalziösung und feste Mincralvcninrcinigungcn enthält, wird aus dem LauggefäB It abgezogen und zusammen mit den Flotationsmitteln 14 (Kor. 'itionicrcr und/oder Regler) in den Konditionicrcr 13 eingeleitet. Die konditionierte Erztrübc 15 wird dann m die I Gegenstrom-Flotationszr-Ilcn 16 zusammen mit einem Schäumer 17 und einem Strom aus der anschließenden Flotationsstufc zum Waschen der konditionierten Erztrübe 15 eingeleitet. Das Gemisch wird in den 1. Gegenstrom-Flotationszellen 16 gcnihrt, um das gleichzeitige Waschen und Rotieren zu erleichtern.

Minera'ischaum (1. Gegenstrom-Schaum 18) schwimmt zum oberen Ende der 1. Cegenstrom-flotalionszellcn 16 auf und läßt eine Lösung der Kupfersalzc zurück. Diese Lösung (1. G-genstrom-Rcstlösung 19) wird am unteren Ende der I.Gegenstrom-Rotationszellen 16 abgezogen und der weiteren Verarbeitung zur Extraktion der gewünschten Kupfersalzteile zugeführt.

Der I. Gegenstrom-Schaum 18 wird vom oberen Ende der l.Gegensirom-Flotationszellen 16 abgezogen und in die 2. Gegenstrom-Flotationszellen 20 zusammen mit der Gegenstrom-Restlösung a'_s der anschließenden Gegenstrom-Flotationsstufe zum Waschen und Flotieren eingeleitet. Dort wird das Gemisch ebenso wie in den 1. Gegenstrom-Flotationszellen 16 mit Hilfe von Rührern und/oder durch Einblasen von Luft gerührt und ein 2. Gegenstrom-Schaum 21 schwimmt zur Oberfläche der Zellen auf. wahrend eine die Kupfersalze enthaltende Lösung (2. Gegenstrom-Restlösung 22) zurückbleibt. Diese am unteren Ende der 2. Gegenstrom-Flotationszcllen 20 abgezogene Lösung entspricht dem Strom, der in die 1. Gegenstrom-Flotationszellcn 16 zusammen mit der konditionierten Erztrübe zum Waschen und Flotieren eingeleitet wird.

Der 2. Gegenstrom-Schaum 21 wird am oberen Ende der 2. Gegenstrom-Flotationszellen 20 entnommen und in de 3. Gegenstrom-Flotationszellet, 23 im Gleichstrom mit der Gegenstrom-Restlösung aus der folgenden Gegenstrom-Flotationsstufe zum Waschen und Flotieren eingeleitet Dort wird das Gemisch ebenso wie in den 1. und 2, Gegenstrom-Flotationszellen gerührt, wobei ein 3. Gegenstrom-Schaum 24 zur Oberfläche aufschwimmt und eine Kupfersairlösung (3. Gegen-,,.-,,,. u-s<!..Ming 25) /urücklaOt. Diese Lösung wird /:■■- ^<v'".chen des Mincralsehaiimes 18 in den 2. (··.·'■·. -Μ rom-Flotations/eilen 20 verwendet.

l>:r aus dieser Stufe cttTiurr-.rponc J. Gegenstrom· Schaum 24 wird in «lic 4. Gegenstrom-Hoict'onszellcn ih zusammen mit Wasser und/oder der Armlösung 29 •.i-i Waschen und F!oti-;rcn eingeleitet. Auch hier ·.·-'■'!)·! cn<* Durchmisrhunp wobei ein 4. Gegenstrom· StMaum 27 /ur Oberfläche aufschwimmt und eine 4.

in Gegenstrom-Rcstlösung 28 zurückläßt, die zum Auswaschen des 2. Gegenstrom-Schaums 2* verwendet wird. Der aus dieser Stufe entnommene 4. Gegenstrom-Schaum 27 enthält praktisch keine Kupfersalze mehr und kann verworfen oder für geeignete Zwecke

Ii verwendet werden.

Bei dem geschilderten Verfahren ist die Anzahl der Flotationsstufcn beliebig. Im allgemeinen ist die Gesamtausbeutc um so höher, je mehr Stufen angewandt werden. Dabei wird jedoch ein Punkt

?n erreicht, bei dem die Anwendung zusatzlicher Flotationsstufen nur mehr eine geringe Zunahme der Gesamtausbeute bewirkt, so daD das Verfahren unwirtschaftlich wird.

Beispiel

Das behandelte Erz enthalt Malachit, Azurit und Chrysokoll als Kupfererze und Diorit als Muttergestein. Diorit enthält gewöhnlich Plagioklase, Quarz, Hornblende. Bio'it und Pyroxen. Die Dioritbetiandteile

in stellen die Mineralverunreinigungen dar, wahrend die Kupfererze die gewünschten Metallbestandteile darstellen. Das Erz wird zerkleinert und auf ehe geeignete Teilchengröße gemahlen, um das Auslaugen der Kupferminerale mit einer wäßrigen Schwefelsäurelö-

η sung zu ermöglichen. Nach dem Auslaugen wird die gesamte Aufschlämmung (Feststoffe, saure Kupferlösung) oder -in Teil der Aufschlämmung (feine Feststoffreaktion), der durch Anwendung mechanischer Klassiervorrichtungen, Zyklone und/oder durch Em-

4Ii wässern erhalten worden ist. der Gegenstromflotation unterworfen. Der pH Sei der Rotation wird durch Verwendung von Schwefelsäure zum Auslaugen eingestellt. Die Rotationsmittel müssen daher entsprechend dem sauren Medium ausgewählt werden.

*-> Folgende Rotationsmittel können beispielsweise verwendet werden:

Mineral

Sammler Regler

Plagioklase (ähnliches Verhalten tert. Amin wie bei Orthoklasen)

Quarz tert. Amin Hornblende Diamin Bio;it tert. Amin

Pyroxen (ähnliches Verhalten Diamin wie bei Hornblende)

Zitronensäure

Zitronensäure
Fluor

Hierzu I liliiit Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbereiten von Kupfersalzen, bei dem man das Rohsalz einer ladungsbehandlung unterwirft und anschließend in einer ersten Stufe die Verunreinigungen um. in einer nachfolgenden Stufe Kupfersalze floticrt. letztere nachwäscht un^ die Waschflüssigkeit in i'ie erste Flotierstufe zurückführt, dadurch gekennzeichnet, daß in der nachfolgenden Flotierstufc gleichzeitig im Gegenstrom mit einer Lösung gewaschen wind. 4ie bei einer weiteren folgenden Flotierstufe abgezogen wurde, wobei Wasser oder Arr.ilosung aus der letzten anschließenden Flotierstufe als Lösungsmittel für das Anfangsauflösen verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohsalz Verunreinigungen der Plagioklase, Quarz, Hornblende, Biotit oder Pyroxen enthält, daß man als Sammler tertiäre Amine und Diamine, als Regler Zitronensäure und als Lösungsmittel wäßrige SchwefelsC'irc verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß tertiäre Amine und Diamine als Gammler und Zitronensäure, wit Flußsäure, als Regler verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Polyacrylamid als Regler und ätharolisiertes Alkylquanidinamin als Sammler verwendet wird.