DE2831957A1

DE2831957A1 - Flotationsmittel und dessen verwendung

Info

Publication number: DE2831957A1
Application number: DE19782831957
Authority: DE
Inventors: Ernie Florendo Huliganga; Jun Eugene Leroy Smith; Samuel Shan-Ning Wang
Original assignee: American Cyanamid Co
Current assignee: Wyeth Holdings LLC
Priority date: 1977-07-20
Filing date: 1978-07-20
Publication date: 1979-02-08
Also published as: FR2398109A1; GB2001263A; JPS5421980A; ZM5778A1; NO782465L; BR7804628A; FI781917A; SE7807985L

Description

PFEiMNINQ - MAAS

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0000 MÜNCHEN 4Q

Case: 26724
HtM/hm

AMERICAN CYANMiID COMPANY Wayne, New Jersey, V.St.A.

Flotationsmittel und dessen Verwendung,

09886/011

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Flotationsmittel und dessen Verwendung und insbesondere eine synergistische Flotationsmittelzubereitung für die Flotation bzw. die Schaumschwimmaufbereitung von Mineralerzen. Noch genauer betrifft die Erfindung ein Flotationsmittel _T das eine Mischung aus einem üblichen Flotationsmittel· bzw. einem üblichen Schaumbildner oder einer Mischung solcher Produkte und einem Aitiino-Harz in wirksamen Mengenverhältnissen umfaßt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Aufbereitung von Mineralstoffen durch Flotation bzw* Schaum— aufbereitung unter Verwendung eines synergistisch wirkenden Flotationsmittels bzw. einer synergistisch wirkenden Flotationsmittelzubereitung. Noch genauer betrifft die Erfindung ein solches Verfahren, bei dem als Flotationsmittel eine Mischung aus einem herkömmlichen Flotationsmittel bzw. Schaumbildner oder Schäumer oder einer Mischung aus solchen Produkten und einem Ämino-Aldehyd-Harz verwendet wird.

Die Erzflotation ist ein Verfahren zur Abtrennung von fein vermahlenen wertvollen Mineralstoffen von damit vorliegender Gangart oder zur Abtrennung wertvoller Bestandteile von anderen Bestandteilen. Das Verfahren beruht auf der Affinität von geeignet vorbereiteten Oberflächen gegenüber Luftblasen. Bei der Flotation oder der Schaumaufbereitung wird durch Einführen von Luft in eine Aufschlämmung oder einen Brei aus dem fein verteilten Erz und Wasser, das ein Flotationsmittel enthält, ein Schaum gebildet. Die Flotation bzw. die Schaumaufbereitung ist das hauptsächliche Verfahren zur Aufkonzentration von Kupfererz, Bleierz, Zinkerz, Phosphaterz und Kalierzen, sowie einer Vielzahl von

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anderen Materialien dieser Art. Der wesentliche Vorteil dieses Verfahrens ist darin zu sehen, daß es relativ gut wirksam ist und wesentlich geringere Kosten erfordert als viele andere Verfahrensweisen.

Zur Bildung eines stabilen Flotationsschaums werden Flotationsmittel oder Schaumbildner bzw. Schäumer verwendet, die derart stabile Schäume bilden, daß die Mineralstofftrennung erleichtert wird, die jedoch keine derart stabilen Schäume bilden, daß sie nicht mehr abgebaut werden können, um das anschließende Aufarbeiten zu ermöglichen. Die am häufigsten verwendeten Flotationsmittel sind Pine Oil(ein unreines Terpineol, C_1nH₁₇OH); Kreosot und Kresol; und Alkohole, wie 4-Methyl-2-pentanol;sowie Propylenglykole

15 und Äther.

Neben dem Schaumbildner enthält die aufzuarbeitende wäßrige Erzaufschlämmung einen in geeigneter Weise ausgewählten Kollektor oder Sammler, der eine spezielle Selektivität für die gewünschten Mineralstoffe besitzt, die durch die Flotation gewonnen werden sollen. Somit wird die das Erz und den Schaumbildner enthaltende Aufschlämmung mit dem geeigneten Kollektor versetzt und durch Einführen von Luft in die Aufschlämmung der Flotationsbehandlung unterworfen. Unter der Wirkung der eingeführten Luft und des Schaumbildners wird ein Schaum gebildet. Die gewünschten Mineralstoffe, die mit dem ausgewählten Kollektor umhüllt sind, umhüllen die Luftblasen und fangen demzufolge an zu schweben und steigen demdaher in die Schaumschicht auf, die über den Überlauf der Flotationseinrichtung abfließt. Das Verfahren wird so lange durchgeführt, bis keine Mineralstoffe mehr in den Schaum gefördert werden. Die durch die Flotation des nativen Erzes gewonnenen Mineralstoffe werden als "Rohkonzentrat¹¹ bezeichnet, während der Rückstand als "Rohrückstand" bezeichnet wird. Anschließend kann man das Rohkonzentrat einer weiteren

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Flotationsbehandlung in einem oder mehreren Schritten unterwerfen, um ein "reineres Konzentrat" und einen "reineren Rückstand" zu bilden. Bei einigen Verfahrensweisen, bei denen als Kollektor oder Sammler ein Schaumbildner verwendet wird, ist es möglich, die Zugabe des Schaumbildners oder Schäumers als solchem zu unterlassen, wenngleich für die meisten Verfahrensweisen der Schaumbildner ebenso wesentlich ist, wie der Kollektor oder Sammler.

Es sind erhebliche Fortschritte bei der Entwicklung verbesserter und selektiverer Sammler für die Flotation spezifischer Mineralstoffe gemacht worden, einschließlich Modifizierungsmittel für bereits bestehende Sammler oder Kollektoren. Die Schaumbildner oder Schäumer wurden im allgemeinen auf der Grundlage des gebildeten Schaumes bewertet. Die zur Verfügung stehenden Schaumbildner oder Schäumer sind entweder zu schlecht in ihren Schäumeigenschaften, wodurch eine schlechte Erzgewinnung verursacht

20 wird, oder besitzen zu starke Eigenschaften in dieser

Richtung, was eine schlechte Selektivität zur Folge hat. Kombinationen aus diesen Schaumbildnern oder Schäumern führen im allgemeinen zu einer schlechteren Gewinnung und einer geringeren Selektivität als es erwünscht ist, so daß verbesserte Kollektoren oder Sammler herangezogen werden.

Wenn es möglich wäre, Mittel zur Verbesserung der Eigenschaften von Schaumbildnern zu entwickeln, könnte diese Entwicklung zu einer besseren Gewinnung und besseren Selektivität über die Möglichkeiten hinaus führen, die lediglich durch die Modifizierung des Sammlers oder Kollektors möglich sind. Eine solche Entwicklung würde nicht nur zu einer besseren Ausnützung der abnehmenden Mineralresourcen führen, sondern könnte auch zu einer

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Konstenverminderung und Snergieeinsparung für die Gewinnung einer bestimmten Menge von wertvollen Mineralstoffen führen. Diese EntxdLcklung würde ein langanhaltendes Bedürfnis erfüllen und eine erhebliche Bereicherung der Technik mit sich bringen.

Diese Aufgabe wird nun durch das erfindungsgemäße Flotationsmittel bzw. die erfindungsgemäße Flotations-

das, bzw.
mittelzubereitung gelöst,/die etwa 1 bis etwa 99 Gew=-%

10 eines Schaumbildner oder Schäumers und entsprechend etwa 99 bis etwa 1 Gew.-% eines Ämino-Äldehyd-Harzes umfaßt.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Aufbereitung von Mineralerzen durch Flotation, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Flotationsmittel eine Zubereitung verwendet, die etwa 1 bis etwa 99 Gew.-% eines herkömmlichen Flotationsmittels bzw= Schaumbildners oder Schäumers oder einer Mischung von solchen Produkten und entsprechend etwa 99 bis etwa 1 Gew.-% eines Amino-Aldehyd-

20 Harzes enthält.

Die wesentlich bessere Wirkung des erfindungsgemäßen Flotationsmittels ist äußerst überraschend und war nicht vorauszusehen. Das verwendete Amino-Aldehyd-Harz ist kein wirksamer Schaumbildner, so daß es völlig überraschend ist, daß man durch den Ersatz eines Teils des herkömmlichen Schaumbildners oder Flotationsmittels durch eine gleich große Menge eines Amino-Aldehyd-Harzes die wertvollen Mineralstoffe bei Anwendung eines üblichen Sammlers oder Kollektors bei der Flotation mit erhöhter Ausbeute und erhöhter Selektivität gewinnen kann.

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Die vorliegende Erfindung zielt insbesondere auf eine Kombination von zwei Bestandteilen ab, nämlich einem herkömmlichen Schaumbildner oder Schäumer und einem Amino-Aldehyd-Harζ. Die Mengenverhältnisse der die Zubereitung bildenden Bestandteile können innerhalb weiter Bereiche variieren, die von dem eingesetzten Schaumbildner und dem verwendeten Amino-Aldehyd-Harz abhängen, wobei für jede Kombination ein optimales Mischungsverhältnis besteht. Jedoch ergibt die Kombination des Schaumbildners und des Amino-Äldehyd-Harzes Vorteile gegenüber der Verwendung lediglich des Schaumbildners in der Menge, in dem dieses in der Kombination enthalten ist, trotz der Unwirksamkeit des Amino-Aldehyd-Harzes als Schaumbildner. Demzufolge kann das erfindungsgemäße Flotationsmittel etwa 1 bis etwa 99 Gew.~% des Schaumbildners und entsprechend etwa 1 bis etwa 99 Gew.-% des Amino-Äldehyd-Harzes enthalten. Bei bevorzugten Kombinationen macht der Schaumbildner etwa 50 bis 80 und bevorzugter 67 bis 75 Gew.-% des Flotationsmittels aus, während das Amino-Aldehyd-Harz entsprechend etwa 50 bis 20 und noch bevorzugter 33 bis 25 Gew.-% des Flotationsmittels stellt.

Herkömmliche Schaumbildner oder Schäumer umfassen Alkohole mit etwa 5 bis 8 Kohlenstoffatomen, Pine Oils, Propylenglykole und Äther, äthoxylierte Alkohole mit etwa 5 bis 8 Kohlenstoffatomen und dergleichen. Die meisten herkömmlichen Schaumbildner liegen in Form von Gemischen vor. Diese Mischungen ergeben sich sowohl aufgrund der angestrebten Eigenschaften als auch aus wirtschaftlichen Gründen. Beispielsweise besteht ein besonders wirksamer Schaumbildner aus einer Mischung aus 90 Gew.-% Methylisobutylcarbinol und 10 Gew.-% Destillationsrückständen.

- 10 -

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Der Begriff "Amino-Aldehyd-Harz", wie er hierin verwendet wird, steht für ein niedrigmolekulares Reaktionsprodukt aus einem Aldehyd und einer damit reagierenden Aminoverbindung sowie alkylierten Derivaten solcher Reaktionsprodukte. Aminoverbindungen, die mit Aldehyden Reaktionsprodukte liefern, die erfindungsgemäß geeignet sind, schließen beispielsweise Harnstoff, Melamin, Guanamine, Äthylenharnstoff, Acetylendiharnstoffe, Pyrimidine, Tetrahydropyrimidone. Thioharnstoff, Carbamate, Urethane und dergleichen ein. Für die Bildung der Reaktionsprodukte kann man als Aldehyde Formaldehyd, Acetaldehyd, Benzaldehyd, Glyoxal und dergleichen einsetzen. Das besondere Molverhältnis von Aldehyd zur Aminoverbindung, das bei der Herstellung des Reaktionsprodukts angewandt wird, variiert in Abhängigkeit von. der Reaktionsfunktionalxtät der Aminoverbindung, Beispielsweise besitzt Melamin eine Reaktionsfunktionalxtät von 6 und kann damit mit bis zu 6 Mol Aldehyd reagieren.

Der Ämino-Aldehyd ist vorzugsweise ein alkyliertes Aldehydreaktionsprodukt, wobei die Alkylierung im allgemeinen die Stabilität des Reaktionsprodukts erhöht. Nützliche Alkylierungsmittel sind Methanol, Äthanol, Butanol und dergleichen. Im allgemeinen ist es bevorzugt, die gebildete Methylolverbindung völlig zu alkylieren. Somit ist im Fall von Melamin das Hexamethoxymethylderivat bevorzugt.Ebenso ist im Fall von Acetylendiharnstoff das TetraalkoxymethyI-derivat bevorzugt.

Ein Kollektor oder ein Sammler ist ein Material„ das selektiv eine hydrophobe Schicht oder einen hydrophoben überzug auf die Mineralstoffoberflächen (Sulfide, Oxide oder Salze) bildet, so daß die Luftblasen sich in Gegenwart des Schaumbildners an die festen Teilchen anlagern und in dem Schaum

anreichern. Die üblichsten Sammler oder Kollektoren sind Kohlenwasserstoffverbindungen.mit anionischen oder kationischen polaren Gruppen. Beispiele hierfür sind Fettsäuren, Fettsäureseifen, Xanthate, Thionocarbamate, Dithiocarbamate, Fettsulfate und Fettsulfonate sowie Fattaminderivate. Andere nützliche Sammler oder Kollektoren sind Mercaptane, Thioharnstoffe, Dxalkyldithiophosphate und Dxalkyldithiophosphinate.

Für die Durchführung der Aufarbeitung unter Anwendung des erfindungsgemäßen Flotationsmittels wählt man ein Erz aus, das durch Flotation aufbereitet werden kann. Das Erz wird zu Teilchen mit einer für die Flotation geeigneten Teilchengröße vermählen und für die Aufbereitung in Wasser aufgeschlämmt. Dann wird eine wirksame Menge des erfindungsgemäßen Flotationsmittels zusammen mit einem geeigneten Sammler bzw. Kollektor und anderen Additiven zugesetzt, die normalerweise bei der Aufarbeitung von Erzen verwendet werden. Der in dem erfindungsgemäßen Mittel verwendete Schaumbildner kann ein Schaumbildner sein, wie er üblicherweise verwendet wird, mit dem Unterschied natürlich, daß er zusammen mit einem Amino-Aldehyd-Harz eingesetzt wird.

Nachdem das Erz zusammen mit den verschiedenen ausgewählten Additiven in geeigneter Weise vorbereitet worden ist, wird es unter Anwendung üblicher Verfahrensweise der Flotation oder Schaumaufbereitung unterworfen. In den meisten Fällen schwimmen die gewünschten wertvollen Erzbestandteile als Schaum auf und lassen als Rückstand die Gangartmaterialien zurück. In gewissen Fällen kann das aufgeschwommene Material die Gangartmaterialien umfassen, so daß die gewünschten wertvollen Mineralstoffe zurück bleiben. In gewissen anderen Fällen kann das aufgeschwommene Material die gewünschten wertvollen Mineralstoffe der einen Art umfassen, während das zurückbleibende Material die gewünschten wertvollen

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Mineralstoffe der anderen Art enthält. Die aufzuarbeitenden wertvollen Mineralstoffe können die Materialien sein, die man mit Hilfe eines zuvor durchgeführten Flotationsverfahrens erhalten hat und die einer weiteren Behandlung unterworfen werden, um auf diesem Wege ein reineres Konzentrat zu ergeben.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
10

Beispiele" 1" bis 4

Man führt eine Reihe von Ansätzen an einem Kupfererz durch. Man verarbeitet die Erzaufschlämiming oder Erztrübe bei

25 einem pH-Wert von 10,8 bis 11,0 unter Verwendung einer

Mischung aus 2 Gewichtsteilen Kaliumamylxanthat und einem Gewichtsteil Natrium-di-sek.-butylthiophosphat als Sammler in einer Menge von 0,05 kg pro Tonne Erz (0,1 pound per tone) Es werden verschiedene Flotationsmittel bewertet, die in

20 der Tabelle I angegeben sind, ebenso wie die angewandten Mengen und die erzielten Ausbeuten bzw. gewonnenen Mengen Kupfer.

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Kupfergewinnung unter Verwendung' Verschiedener Flotätiöhsmittel

Beispiel Plotaticnsmittel

Menge kg/t Gewicihtsaus- % Kupfer

(Ib./tan) beute (%) Beschickung Rückstand Konzen-

'. tratian

Kupfergewinnung·

Vergleichsbeispiel A

ο, Vergleichso beispiel B co

1
2

Vergleichsbeispiel C

Vergleichsbeispiel D

IMfM

1 Gewichtsteil HNfcM + 1 Gewichtsteil MlBC²

1 Gewichtsteil HKMM +

2 Gewichtsteile MlBC

1 Gewichtsteil HMMM +

3 Gewichtsteile MlBC

1 Gewichtsteil HMMM +

4 Gewichtsteile MlBC

MlBC

0,0125(0,025)	—
0,0310(0,062)	3,66
0,0125(0,025)	3,56
0,0125(0,025)	4,87
0,0125(0,025)	5,40
0,0125(0,025)	3,89
0,0125(0,025)	5,29
0,0063(0,0125)	7,77

Fußnoten: 1 HMSM = Hexakis (methcxv/nethyl) -itielainin

MlBC = 90% Mathyliscbutylketon und 10% Destillatipnsrückstände,

0,280	—lujjiix. ixotxe 0,094	5,16	67,58	CO
0,284	0,075	5,96	74,59	cn
0,281	0,050	4,79	83,06
0,278	0,018	4,84	93,88
0,284	0,050	6,06	83,08
0,282	0,069	4,09	76,82
0,269	0,088	2,42	69,84
kstände,

Die in der obigen Tabelle angegebenen Ergebnisse zeigen, daß eine Kombination aus 3 Gewichtsteilen Hexakis(methoxymethyl)-melamin und 1 Gewichtsteil Methylxsobutylcarbinol optimale Ergebnisse bei der Kupferaufbereitung liefert, Die bevorzugten Kombinationen sind wesentlich wirksamer als die Exnzelbestandteile, so daß ein synergistischer Effekt ersichtlich ist.

Beispiele 5 bis 8

Man wiederholt die Maßnahmen der Beispiele 1 bis 4 mit dem Unterschied, daß man einen anderen Schaumbildner verwendet. Als Schaumbildner wird Pine Oil (P.O.) eingesetzt. Die Einzelheiten und die erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle II zusammengestellt.

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TABELLE II

Kupfergewinnung unter Verwendung von Flötätiöh'smitteln auf der Grundlage von Pine Oil

Beispiel Flotationsmittel

Menge kg/t Gewichtsaus- % Kupfer Kupfergewinnung

(Ib./ton) beute (%) Beschickung Kickstand Konzen- ,_.

tration.

Vergleichs-

5Ξ beispiel E

σο Vergleichs-

CD beispiel F

S ⁵

Pine Oil

1 Gewichtsteil P.O. +

1 Gewichtsteil HMMM

2 Gewichtsteile P.O.+
1 Gewichtsteil HMMM. ,

3 Gewichtsteile P.O.+
1 Gewichtsteil HMMM

4 Gewichtsteile P.O.+
■1 Gewichtsteil HMMM

0,0063(0,0125) 4,13

0,0125(0,025) 4,09

0,0125(0,025) 3,12

0,0125(0,025) 3,34

0,0125(0,025) 4,04

0,0125(0,025) 4,01 0,294 0,285

0,290 0,288

0,257 0,289

0,088 5,09 71,34

0,069 5,35 76,77

0,075 6,97 74,95

0,075 6,45 74,85

0,056 5,04

79,11

0,056 5,86 81,39

— I D —

Die Ergebnisse der obigen Tabelle II verdeutlichen ebenfalls den synergistischen Effekt der erfindungsgemäßen Flotationsmittelkombination.

5 Beispiele 9 bis 12

Man wiederholt die Maßnahmen des Beispiels 1 bis 4, mit dem Unterschied, daß man einen anderen Schaumbildner verwendet. Als Schaumbildner setzt man Polypropylenglykol (PPG) mit einem Molekulargewicht von 425 ein. Die Einzelheiten und die erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle III angegeben.

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TABELLE III

Kupfergewinnung unter Verwendung von Flotationsmitteln auf der Grundlage von Polypropylenglykol

Beispiel Flotationsmittel

Mange kg/t Gewichtsaus- % Kupfer Kupfergewin-

(Ib./ton) beute (I) Beschickung Rückstand Konzen- nung (%)

tration

CD O CO OO OO

Vergleichsbeispiel G

10 11

12

PPG

1 Gewichtsteil'PPG +

1 Gewichtsteil HMMM

2 Gewichtsteile PPG + 1 Gewichtsteil HMMM

3 Gewichtsteile PPG + 1 Gewichtsteil HMMM

4 Gewichtsteile PPG + 1 Gewichtsteil HMMM

0,0125(0,025) 3,84

0,0125(0,025) 3,31

0,0125(0,025) 3,29

0,0125(0,025) 3,65

0,0125(0,025) 4,36

0,284 0,281

0,281 0,277

0,292

0,069 5,66 76,62

0,075 6,31 74,23

0,050 7,07 82,78

0,050 6,26 82,59

0,075 5,05 75,42

Die Ergebnisse der obigen Tabelle III verdeutlichen ebenfalls die synergistische Wirkung des erfindungsgemäßen Flotationsmittels.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Flotationsmittel, dadurch gekennzeichnet , daß es etwa 1 bis etwa 99 Gew.-% eines Schaumbildners und entsprechend etwa 99 bis etwa 1 Gew.-% eines Amino-Aldehyd-Harzes umfaßt.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch

ge kennzeichnet , daß es etwa 20 bis 50 Gew.-% des Amino-Aldehyd-Harzes enthält.

3. Mittel nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet , daß es als Schaumbildner Methylisobutylcarbinol enthält.

4. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Schaumbildner Methylisobutylcarbinol enthält.

5. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es als Schaumbildner Pine Oil enthält.

6. Mittel nach Anspruch 2₇ dadurch gekennzeichnet , daß es als Schaumbildner Pine Oil enthält.

7. Mittel nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß es als Schaumbildner Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 425 enthält.

8. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß es als Schaumbildner Polypropylenglykol· mit einem Molekulargewicht von 425 enthält.

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9. Mittel nach Anspruch "!,dadurch gekennzeichnet , daß es als Amino-Aldehyd-Harz Hexakis(methoxymethyl)-melamin enthält.

10. Mittel nach Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet , daß es als Amino-Aldehyd-Harz Hexakis(methoxymethyl)-melamin enthält.

11. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es als Amino-Aldehyd-Harz Hexakis(methoxymethyl)-melamin enthält.

12. Verfahren zur Aufbereitung von Mineralerzen durch Flotation, dadurch gekennzeichnet, daß man als Plotationsmittel eine Zubereitung verwendet, die etwa 1 bis etwa 99 Gew.-% eines üblichen Schaumbildners und entsprechend etwa 99 bis etwa 1 Gew.-% eines Amino-Aldehyd-Harzes enthält.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die verwendete Zubereitung etwa 20 bis 50 Gew.-% des Amino-Aldehyd-Harzes enthält.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die verwendete Zubereitung als üblichen Schaumbildner Methylisobutylcarbinol enthält.

15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die verwendete Zubereitung als üblichen Schaumbildner Pine Oil enthält.

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16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die verwendete Zubereitung als üblichen Schaumbildner Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 425 enthält.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Zubereitung als Ainino-Aldehyd-Harz Hexakis-

(methoxymethyl)-melamin enthält.

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