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Verfahren zur Konzentration von Mineralien. Die Erfindung betrifft
die Konzentration von Mineralien, wie sulfidische Erze u. dgl., nach dem Schwimmverfahren.
Sie beruht auf der Beobachtung, daß bessere Ergebnisse erzielt werden können, wenn,
.dem Mineralschlamm vordem Schwimmen mit oder ohne gleichzeitigem Zusatz eines schäumenden
Schwimmittels und gegebenenfalls auch eines Alkali, eine kleine Menge einer organischen
Stickstoffverbindung oder ihres Salzes zugefügt wird, die zwei miteinander verbundene
Stickstoffatome enthält, gleichgültig, ob die Bindung wie bei den Azo-Hydazo- oder
Diazoverbindungen eine doppelte oder wie bei den Hydrazinverbindungen eine einfache
ist.
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Unter den Verbindungen, die Verwendung finden können, seien die folgenden
erwähnt Diazoaminobenzol, (C, H5 N-N-NH - C"H3) Diazoamino-p-toluol, Benzoldiazoamino-p-toluol,
Formazylazobenzol (Ca H5 - N--H) a C- N - NH C.H5, Azobenzol (CEHSN-N C,H5) Azonaphthalin
(Alpha-alpha-Derivat) p-Aminoazobenzol (C6 H5 -N--N # C6 H4 NH2), Aminoazonaphthalin,
Diaminoazobenzoldichlorid (Chrysoidin) Benzolazophenol (C6 H5 N-N - C6 H4 OH), To'uolazoresorzinol,
Benzolazo-a-naphthol usw.
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Unter den erwähnten Verbindungen befinden sieh Azoverbnndungen, Aminazoverbindungen,
Diazoaminoverbindungen und Oxydazoverbindungen oder Azophenole. Diese verschiedenen
Verbindungen können entweder in Form der freien Basen oder in Form ihrer Salze mit
Säuren zugefügt werden. Beispielsweise in Form des Hydrochlorids oder Sulfats. Am
wertvollsten unter .den oben angegebenen Verbindungen zur Beschleunigung des Schwimmverfahrens
scheinen Diazoaminoverbindungen zu sein, weil sie ganz besonders wertvolle Eigenschaften
als sammelnde Mittel aufweisen, d. h. also Mittel, ,die eine sehr erhebliche Erhöhung
der Aus:, beute hervorrufen, wenn sie in Verb'in'dung mit einem geeigneten Schaummittel
verwendet werden. Die Aminoazaverbindungen und auch -die Oxyazoveribindungen sind
im allgemeinen weniger wertvoll als Schwim.nimittel, aber sie sind trotzdem wirksam,
insbesondere als sammelnde Mittel.. Die Sudanfarbstoffe, welche ebenfalls Oxyazoverbindungen
sind, beispielsweise Benzolazo-b-naphthol, Xylenazo-b-naphthol, B:enzolazobenzolazo-bnaphthol,
a-naphthalinazo-a-naphthol, das Natriumsalz der Sulfobenzolazob,enzolazo-bnaphthols.ulfosäure
usw., zeigen eine auswählende Wirkung für sulfidische Mineralien, obgleich .sich
diese Farbstoffe als weniger vorteilhaft als die erwähnten Aminaazo-, Diazoamino-
und Oxyazoverbindungen erwiesen haben.
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Von den Hydrazinen und ihren Derivaten, einschließlich derHydryazoverbindungen
oder Diarylhydrazinen, welche ebenfalls Verwendung
finden können,
seien die folgenden erwähnt: Phenylhydrazin, entweder in Form der freien Base oder
in Form seiner Salze, wie das Chlorhydrat der das Sulfat. Naphthylhydrazin als freie
Base oder in Salzform, Paratolylhydrazin, Azetphenyliiiyclr a:,in CH; - CO - NH
- NH - C,,, H" Azetonphenylhydrazin (C HJ_ C - N - N H C, H ; - Diphylthiorkarbazid
(C"H, N H - N H)= C S, Tribromphenylhydrazin, Iivcirazobeiizol oder ,vininetrisches
Diphenylhylrazin C,,. H, N H - N H - C,, H, usw.
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Die Hydrazine oder ihre Derivate können entweder in Form der freien
Base oder in Form ihrer mit Säuren gebildeten Salze zugefügt werden. Unter Hydrazinverbindungen
sind die einfachen und substituierten Hvdrazine sowie deren Derivate entweder in
Forin der freien Basen oder ihrer Salze zu verstehen.
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Allganz besonderszweckrnäßig hat sich das Phenylbydrazin (C, H;,'
N H@-- N H=) erwiesen. Dieses kann dem Erz- oder Mineralschlamm in jeder geeigneten
Weise zugefügt werden, beispielsweise indem man es in die Rohrmühle einführt, in
der das Erz gemahlen wird oder indem man es direkt in flüssiger Form in dem Erzschlamm
oder nach vorherigem Digerieren mit Wasser zufügt, oder indem man es mit einer organisch
damit mischbaren Flüssigkeit mischt. Im allgemeinen scheint es indessen vorteilhafter
zu sein, wenn das Hydrazin dem Schlamm kurz vor dem Schwimmen zugefügt wird, als
wenn es in nie Mahlmühle gebracht wird.. Flüssige Verbindungen, wie Phenylhydrazin,
können direkt zugefügt werden, andere in. Form ihrer Lösungen in Wasser oder in
anderen organischen Lösungsmitteln.
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Phenylhydrazin hat ebenso wie die anderen Hydrazinverhindungen eine
ausgesprochene Wirkung als sammelnder Stoff. Die Hydrazine selbst weisen trotzdem
einebeträchtliche schäumende Wirkung auf und bei Verwendung in genügenden Mengen
liefern sie ohne Zusatz anderer Schwimm- oder Schaummittel gute Ergebnisse. Die
Erfindung bezieht sich daher auch auf solche Schwimmverfahren, bei denen die Hydrazine
allein ohne Zusatz oder Beimischung andererSchaum- oderSchwimmmittel aber auch auf
solche Verfahren, bei denen .derartige Stoffe, wie Schaummittel, Öle u. @dgl. benutzt
werden.
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Die verschiedenen angegebenen Verbindungen können dem Erz- oder Mineralschlamm
in jeder geeigneten- Weise einverleibt werden, welche ihre gleichförmige Einführung
und Verteilung durch den ganzen Schlamm hindurch gewährleistet. So können sie beispielsweise
durch Mahlen in der Mühle, in der das Erz selbst gemahlen wird, einverleibt werden,
oder.sie können in einem beliebigen organischen Lösungsmittel gelöst und die Lösung
alsdann dem Erzschlamm zugefügt, oder aber sie kennen zunächst einmal mit Wasser
digeriert und dann das Endprodukt dem Erzschlamm zugesetzt werclen.
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N achdem die Verbindungen entweder für sich oder in Verbindung mit
anderen Schwimmitteln vollkommen und gleichmäßig durch den ganzen Erz- o.-ler Mineralschlamm
hindurch verteilt sind, wird die entstehende Mischung dem Schwianmv erfahren unterworfen,
beispielsweise in einer gewchalichen Callowzelle oder in Vorrichtungen. in denen
Luft ,dem Erzschlamm durch mechanische Rührung zugeführt wird.
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In manchen Fällen ist es vorteilhaft, dem Erzschlamm eine kleine Menge
Alkali zuzufügen, die ausreicht, um ihm eine ausgesprochene alkalische Reaktion
zu erteilen. Das Alkali kann zugefügt «-erden, wenn die Verbindung in Form der freien
Base oder aller als Salz zugesetzt wird, wenn ein Salz verwendet wird, so kann das
Alkali mehr oder weniger darauf einwirken, wobei die freie Base in Freiheit gesetzt
wird, indessen scheint es sich bei der Wirkung des Alkalis eher um eine Einwirkung
auf den Erzschlamm oder die Mineralrückstandteile zu handeln, als auf eine Wirkung
auf das Salz der verwendeten Verbindung, obwohl natürlich keine genaue theoretische
Erklärung der beschleunigenden Wirkung des Allkalis gegeben werden kann. Eine gleiche
vorteilhafte Wirkung hat sich weiter ergeben, wenn das Alkali zusammen mit der freien
Base oder mit Salzen verwendet wird. Das Alkali kann ein kaustisches Alkali wie
Natriumhydroxyd, es kann auch ein alkalisches Salz, wie Soda sein, es kann aber
sogar auch Kalk oder Kalziumoxyd oder -hydrat Verwendung finden. Die zugesetzte
Menge kann innerhalb gewisser Grenzen wechseln. Sie braucht beispielsweise nicht
mehr als etwa o,og bis o,12 kg auf die Tonne Erz betragen. (Berechnet auf das Gewicht
cles Erzes, nicht aber des: Erzschlammes.) Indessen können vorteilhaft auch größere
Mengen Verwendung finden, besonders dann, wenn die Verbindung schwierig ganz gleichförmig
durch die Erzmasse hindurch verteilt werden kann. Man kann also auch etwa a;5 bis
0,7 kg und sogar noch mehr auf die Tonne Erz anwenden.
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Die erwähnten Stoffe haben sich als ganz besonders zweckmäßig beire
Schwimmen von sulfi@dischen Kupfererzen erwiesen, die eine Kieselsäuregangart haben
und ihren schwimmfähigen oder sulfidischen Kupfer in Form einer Mischung von Chalkozit
und Chalkopyrit aufweisen; wie die sogenannten porphyrischen
Erze,
beispielsweise die der Utah Copper Co. Im allgemeinen gibt die Behandlung des. Erzes
mit Alkalien wie Natriumhydroxyd oder Kalk bessere Ergebnisse. Tatsächlich scheinen
dieAlkalien selbst eine wertvolle Wirkung auf die Erze auszuüben, indem sie das
Schwimmen derselben verbessern. Das gleiche gilt für eine leihe ähnlicher Erze.
Werden Alkalien verwendet, so isst es zweckmäßig, denselben genügend Zeit zur Berührung
mit dem Erzschlamm zu geben, bevor der letztere dem Schwimmen unterworfen wird.
Wenn möglich, ist es zweckmäßig, die Alkalien in der Mahlmühle zuzugeben, so daß
sie während des Mähgens zugegen sind.
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Falls Phenyl- und Naphthalylhy azin verwendet werden, so scheinen
die besten Ergebnisse erzielt zu werden, wenn man das Erz mit Wasser und Alkali
(Na OH) mahlt und das Hydrazin dem gemahlenen Schlamm vor ,dem Schwimmen zusetzt.
Die auf,diese Weise erzielten Ergebnisse sind besser, als wenn man :das Hydrazin
in die Mahlmühle gibt.
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Werden 'Phenylhydrazin oder andere Hydrazinverbindungen oder Derivate
in Verbindung ,mit anderen Schwimmitteln verwendet, so verbessern sie das Schwimmergebnis
beträchtlich -durch ihre ausgesprochene Wirkung als sammelnde Mittel. Das Schwimmittel,
welches in Verbindung mit der Hydrazinverbindung zugesetzt wird, wird daher zweckmäßig
ein solches mit guten, schäumenden Eigenschaften sein, beispielsweise Kienöl oder
ein anderes Holzdestillatiönsöl oder Terpineol, welches gute schäulnende Eigenschaften
aber praktisch keine sammelnde Eigenschaften aufweist. Wenn -das Hydrazin in Verbindung
mit einem Schaummittel verwendet wird, so werden die wertvollen sammelnden Eigenschaften
der Hydrazine durch die schäumenden Eigenschaften des Schaummittels unterstützt.
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Wenn die Hydrazinverbindung mit den anderen Schwimmitteln, mit denen
sie zusammen verwendet wird, mischbar ist, so können die verschiedenen Stoffe zuerst
miteinander gemischt und verbunden werden, so daß sie ein zusammengesetztes Schwimmittel
bilden und -dieses kann dann dem Erzschlamm zugefügt werden. Wenn das Hydrazin fest
und nicht leicht löslich in oder mischbar mit dem Erzschlamm ist, so kann es in
der Kugelmühle gemahlen oder in einem geeigneten organischen Lösungsmittel aufgelöst
werden, insbesondere in einem solchen, welches selbst leicht mit dem Erzschlamm
mischbar ist. Die entstehende Lösung wird dann :dem Erzschlamm zugefügt. Wenig das
Hydrazin in Wasser löslich ist, so kann .es in Form einer wäßrigen Lösung benutzt
werden.
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Im folgenden ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
beschrieben, und zwar- unter Verwendung einer Diazoaminoverbindung.
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5oo Gewichtsteile Erz, die vorher so weit zerkleinert sind, -daß sie
durch ein 3o-Maschen-Siebhin-durch gehenkönnen, werden zusammen mit der angegebenen
Menge Diazoaminoverbindung, 25o Teilen Wasser und einer Natriumhydratmenge, die
etwa i kg auf die Tonne trocknen Erzes entspricht, in die Achatmühle gebracht, oder
aber an Stelle von Natriumhy droxyd Kalk in etwa der gleichen Menge. Nach dem Mahlen
wird die Charge in eine gröbere Callowzelle eingeführt und lein Schwimmverfahren
unter Zusatz einer kleinen Menge von etwa 0,5 kg Terpineol auf die Tonne
trocknen Erzes unterworfen. An Stelle von Terpineol wird Kienöl oder ein anderes
Schwimlhittel benutzt. Terpineol hat wenig, wenn überhaupt sammelnde Wirkung und
wirkt fast ausschließlich als Schaummittel.
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Nachstehend sind die Ergebnisse zusarnmengestellt, die mit verschiedenen
der oben angegebenen Diazoverbindungen erzielt -\vorden sind bei Utaherzen in Mengen
von etwa o,i kg auf die Tonne Erz.
| Rück- Iion -e- :\1 s- |
| stallde. tt`atc: hellte. |
| i. Diazoaminbenzol ... 1,42 22,4 9114 |
| 2. Diazoamino-p-toluol .. 1,42 2=;,7 90,6 |
| 3. Benzdldiazoaminotoluol 1,42 24,9 91,3 |
Die Diazoaminoverbindungen sind außerordentlich stark sammelnd wirkende Stoffe,
sogar schon in unmerklichen Spuren. Beispielsweise hat sich eine so geringe Menge
wie l!" kg Diazoaminobenzol auf die Tonne Erz als genügend erwiesen um als sammeln-,des
Mittel bei Utaherzen mit fast den besten Ergebnissen zu dienen, wenn es zusammen
mit-einer kleinen Menge eines Schwimmittels benutzt wird. Im allgemeinen muß ein
Schwimmittel mit solchen Verbindungen verwendet werden, die ,selbst wenig oder keine
schäumende Eigenschaften aufweisen, wie oben ausgeführt. Diese Verbindungen sind
sehr schwierig lösliche feste Stoffe, sie sind sehr beständig all der Luft. Fortgesetztes
Kochen mit Wasser beeinfiußt ihre Zusammensetzung. Sie können für Schwimmzwecke
in organischen Lösungsmitteln wie Alkohol, Anilin, Diamethylanilin, Xylidin u. dgl.
aufgelöst werden. Längeres Erhitzen mit anderen Aminen kann zu chemischen Veränderungen
führen, welche die Wirksamkeit derMischung herabsetzen. Wenn eine Lösung einer dieser
Verbindungen in einem organischen Lösungsmittel hergestellt ist, so kann sie entweder
dem Schlamm in der Mahlmühle zugefügt werden oder dem gemahlenen Schlamm unmittelbar
vor
dem Schwimmen. Die organischer Lösungsrnnttäl,können derart geeignet ausgewählt
@verdep,-ddaß_...eine- Schaumkraft erzeugt wird, welche die werfvollen sammelnden
Eigenschaften der Diazo- und Azoverbinaungen unterstützt. Die Diazoaminoverbindungen
können ebenfalls den gewöhnlichen Ölmischungen einverleibt werden, wie sie beim
Schwimmen gebraucht werden und hierbei in den Schlamm eingeführt wenden. Sie üben
eine beträchtliche Verbesserung in den Schwimmergebnissen aus, die mit den meisten.,
wenn nicht mit allen derartigen Ölmischungen erzielt werden. Am meisten empfiehlt
sich, wenn es möglich ist, einVerfahren, das Reagens in sehr fein gepulvertem trocknen
Zustande dem Erzschlamm in der Mahlmühle zuzufügen. Schaummittel, wie Kienöl, Harzöl
und verschiedene andere Schaummittel können in gleichem Zeitpunkt oder je nach Wunsch
gerade vordem Schwimmen zugefügt werden.
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Die Diazoaminoverbindungen sind, wie oben ausgeführt, ausgezeichnete
sammelnde Mittel, und Idas ist sowohl der Fall beim Diaz.oamino-p-Tolulol, dem Benzoldiazoaminop-Toluol
wie auch beim' Diazoaminobenzol. Das Paraaminoazobenzol und das Artvinoazonaphthalin
sind ebenso wie gewisse Oxyazoverhindungen gleichfalls gute sammelnde Mittel, aber
sie sind weniger wertvoll als Diazoaminoverbindungen.
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Vorzügliche Ergebnisse sind ebenfalls erzielt worden beim Schwimmen
von Zinkbleierzen, wie diejenigen der Butte and Superior Co. Gute Ergebnisse werden
erhalten, wenn die Verbindung mit dem neutralen Erzschlamm gemahlen wurde, bessere
aber dann, wenn Kupfersulfat und Schwefelsäure in Mengen von etwa 1-/2 kg auf die
Tanne trocknen Erzes ebenfalls verwendet werden, und zwar zweckmäßig unter Zusatz
einer kleinen Menge eines geeigneten Schaummittels, wie oben angegeben.
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Ein charakteristisches Merkmal der Erfindung bestellt darin, daß.der
erhaltene Schaum leicht zerstört wird, während trotzdem verhältnismäßig reines Konzentrat
und hohe Ausbeute erzielt werden kann. Die Azo- öder Diazoverbindung kann überdies
mehrere Male wiedergewonnen werden, so daß sie bei der Behandlung weiterer Erzmengen
vorteilhaft Verwendung finden kann, beispielsweise in-=lem das Waschwasser aus den
Konzentraten und sogar dasjenige der Rückstände wiedergewonnen und in den Prozeß
zurückgeführt wird, wodurch für die folgenden Operationen erheblich an Chemikalien
gespart wird.