DE3508821A1

DE3508821A1 - Verfahren zum trennen eines gemischs von teilchen mit aehnlichen paramagnetischen eigenschaften

Info

Publication number: DE3508821A1
Application number: DE19853508821
Authority: DE
Inventors: Subhaschandra G. Cypress Tex. Malghan
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1984-03-26
Filing date: 1985-03-13
Publication date: 1985-10-03
Also published as: US4545896A; ZM1985A1; ES8607056A1; KR850006999A; FI851183L; PT80139B; SE8501462L; IT8520061A0; AU4035285A; AU571318B2; SE8501462D0; ES541541A0; JPS60220154A; FI851183A0; PH20958A; PT80139A; IT1187653B

Description

Unsere Nr. 24 671 Pr/br

Exxon Research and Engineering Company Florham Park, N.J.,V.St.A.

Verfahren zum Trennen eines Gemischs von Teilchen mit ähnlichen paramagnetischen Eigenschaften.

Die Erfindung betrifft die Aufbereitung eines Gemischs von Sulfidmineralteilchen in individuelle Mineralkonzentrate. Insbesondere betrifft die Erfindung das Trennen eines Gemischs von Teilchen, wie Teilchen von Sulfidmineralien, unter Anwendung von Hochgradient{high gradient)-Magnetscheidetechniken.

Bei der Gewinnung von Metallwerten aus Erzen, wie Sulfiderzen, wird das Erz typischerweise gebrochen, naß gemahlen und klassiert, wie z.B. nach Korngröße. Das vermahlene und klassierte Erz wird dann mit zusätzlichem Wasser aufgeschlämmt _t falls erforderlich,unter Bildung einer Pulpe,und die Pulpe wird anschließend für die Flotation konditioniert. Nach der Flotation wird das abgeschidene Schwimmgut- oder Mineralkonzentrat typischerweise weiterbehandelt zur Gewinnung der Metallwerte in dem Konzentrat. Es gibt natürlich einen Metallwert im Konzentrat,unter dem die Metallgewinnung unwirtschaftlich wird. Wenn beispielsweise in Bleikonzentraten die Bleimenge unter etwa 45 % liegt, wird die Gewinnung von Blei daraus im allgemeinen unwirtschaftlich, und das Konzentrat wird als armes Konzentrat bezeichnet. Derartige arme Konzentrate können natürlich weitere: Flotation unterworfen werden, um die Qualität des Konzentrats zu verbessern oder aufzubereiten, so daß es auf wirtschaftliche Weise behandelt werden kann zur Gewinnung der Metallwerte daraus. Leider kann eine

solche anschließende Trennung und Bearbeitung unzulänglich und zu teuer sein. Dies ist beispielsweise bei Bleikonzentraten, die Galenit, Pyrit, Sphalerit und Chalcopyrit enthalten, der Fall. Auch die Reagentien, die bei der Bearbeitung solcher armen Konzentrate verwendet werden, sind teurer und bedeuten in manchen Fällen eine Umweltgefährdung, was weiterhin die Bearbeitungskosten von armen Konzentraten zu deren Aufbereitung erhöht.

Manche Tone und Erze sind aufbereitet worden durch die Anwendung von Magnetscheidetechniken. Beispiele solcher Methoden und Apparaturen zur Verwendung für solche Methoden werden in folgenden US-PSen dargelegt: 3 826 365, 3 887 457, 4 116 829, 3 853 983, 3 902 994 und 3 289 836. In jedem Falle besitzen die zu trennenden Materialien ziemlich unterschiedliche magnetische Eigenschaf ten, und in den meisten Fällen liegt eines der Materialien als Verunreinigung vor, d.h. in außergewöhnlich niedrigen Konzentrationen.

In Sulfidkonzentraten, wie Bleikonzentraten, die Galenit, Pyrit, Sphalerit, Molybdänit und Chalcopyrit enthalten, besitzen die Mineralien im Konzentrat im wesentlichen ähnliche paramagnetische Eigenschaften. Es war deshalb nicht möglich, diese Konzentrate durch Hochgradierifc-Magnetscheidetechniken zu trennen aufgrund der Probleme mit Bezug auf die magnetische Matrixsättigung und den Einschluß von unerwünschten Teilchen. Es besteht folglich ein Bedarf für die Trennung von Gemischen aus Teilchen mit im wesentlichen ähnlichen paramagnetischen Eigenschaften.

Im einfachsten Sinne stellt die Erfindung ein Verfahren bereit, zur Trennung eines Konzentrats, das zwei oder mehr Mineralien enthält, die im wesentlichen ähnliche 35

paramagnetische Eigenschaften besitzen durch Behandlung der Mineralteilchen mit einem Dispergiermittel, um die Teilchen während einer anschließenden Magnetscheidestufe ausreichend dispergiert zu halten.In einer Ausführungsform der Erfindung wird somit eine Methode zum Trennen eines Sulfidkonzentrats in mindestens zwei Fraktionen bereitgestellt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schlämme der Sulfidmineralteilchen herstellt, der Schlämme ein Dispergiermittel zusetzt, um die Teilchen während einer anschließenden Magnetscheidestufe in der Schlämme dispergiert zu halten und anschließend die so dispergierte Teilchenschlämme einem Hochgradient-Magnetfeld zuführt, wodurch die stärker magnetischen Teilchen innerhalb des Feldes verbleiben und die schwächer magnetischen Teilchen hindurchlaufen, wodurch die Trennung bewirkt wird.

Die Erfindung eignet sich besonders zur Aufbereitung von Sulfidmineralkonzentraten. Die Erfindung wird folglich unter besondere Bezugnahme auf die Trennung von Sulfidkonzentraten in mindestens zwei Fraktionen, wodurch die Qualität des dabei entstehenden Sulfidmineralkonzentrats aufbereitet wird, beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auch anwendbar auf die Trennung von Gemischen aus anderen paramagnetischen Mineralien, die Sulfide als eine der -25 Komponenten enthaltenen mindestens zwei Fraktionen.

Die erste Stufe bei der Aufbereitung von armen Sulfidkonzentraten besteht darin, eine Schlämme des Konzentrats herzustellen. Das Sulfidmineral wird deshalb zu einer Abscheidungsteilchengröße mit einem allgemeinen Bereich von 200 bis 1,0 μΐη vermählen und danach mit einem nicht magnetischen Fluidträger vermischt, wie beispielsweise Wasser. Typischerweise enthält die Schlämme etwa 2 bis Gewichtsprozent Feststoffe und vorzugsweise etwa 5 bis

_ 7 —

20 Gewichtsprozent Feststoffe.

Nach dem Aufschlämmen der Teilchen in einem geeigneten Träger wird das Dispergiermittel zugesetzt. Jedes Material ist annehmbar, das die Feststoffteilchen des Erzes in dem

ausreichend

flüssigen Träger ν lange dispergiert hält, um die suspendierten Teilchen in einem Magnetfeld zu behandeln, um die Trennung zu bewirken. Bei der Trennung von Sulfidmineralien gehören zu den typischen Dispergiermitteln Phosphate, Silikate und Acrylate. Besonders bevorzugte Dispergiermittel sind Natriumhexametaphosphat, Natriumsilikat, Natriumsulfid und niedermolekulare Polyacrylate.

Im allgemeinen ist die verwendete Menge an Dispergiermittel derart, daß es die Teilchen in dem flüssigen Träger ausreichend lange dispergiert hält, um anschließend die Dispersion in einem Hochgradient-Magnetfeld zu behandeln. Ein sehr einfacher Test für die Eignung und die geeignete Menge des Dispergiermittels besteht darin, daß man eine Schlämme von Teilchen ΌΟ μπι in einem Zylinder mit dem Dispergiermittel versetzt, wobei, wenn kein bedeutendes Absetzen innerhalb einer halben Stunde stattfindet, die Menge und Art des Dispergiermittels im allgemeinen ausreichend ist. Typischerweise beträgt die Menge an Dispergiermittel, die erfindungsgemäß zufriedenstellend ist, von etwa 1,0 bis etwa 5,0 kg/t des Mineralkonzentrats.

Nach dem Dispergieren der Teilchen in dem flüssigen Medium wird die Schlämme durch ein Hochgradient-Magnetfeld eines Hochgradient-Magnetabscheiders geleitet. Beim Hindurchlaufen des Materials durch das Feld werden Teilchen mit höherer magnetischer Suszeptibilität innerhalb des Magnetfeldes

— ο —

zurückgehalten und die Teilchen mit geringerer magnetischer Suszeptibilität werden hindurchlaufen, wodurch eine Trennung bewirkt wird. Die im Feld zurückgehaltenen magnetischen Teilchen können selbstverständlich anschließend vom Feld entfernt werden durch wohlbekannte Techniken.

Nachstehende Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. In diesen Beispielen war die zur Erzielung der Trennung verwendete Magneteinheit ein 10-15-20-Modell, vertrieben durch SaIa Magnetics of Massachusetts. Grundsätzlich enthielt diese Einheit ein ferromagnetisches Matrixmaterial in Form von Stahlwolle, gepackt in einen Kanister mit einem Durchmesser von 3,8 cm und einer Länge von 36 cm, worin das Matrixmaterial 15 cm der Länge einnahm. Die Feldstärke der Einheit kann schwanken zwischen 0,9 und 22 Kilo-Gauss. Die Einheit war ausgestattet mit einem Ventil, das die Regulierung der Fließgeschwindigkeit der Beschickung durch die Matrix in einem Bereich von etwa bis 155 mm/see. gestattete.

In dem nachstehenden Beispiel bestand das Arbeitsverfahren darin, eine gut dispergierte Schlämme von Sulfiderz in einen Rührtrichter zu geben, der die magnetisierte Matrix beschickte. Nach Einstellen von Feldstärke und Fließgeschwindigkeit auf die bestimmten Werte wurde die Beschickung durch die magnetisierte Matrix geführt. Die stärker magnetischen Teilchen blieben in der Matrix, während die schwächer magnetischen durch die Matrix hindurchliefen und als eine nicht magnetische Fraktion gesammelt wurden.

Um mechanisch eingeschlossene Teilchen von der Matrix zu entfernen, wurde die Matrix mit Wasser überspült. Danach ließ man das Magnetfeld zusammenfallen, und die magnetischen Teilchen wurden als eine getrennte Fraktion gesammelt.

Beispiel 1

10

In diesem Beispiel wurde Galenit von Pyrit in einem bleiarmen Konzentrat abgeschieden, das Galenit, Pyrit, Sphalerit und Chalcopyrit enthielt. Die Beschickung wies folgende Analyse auf: 34,6 % Pb, 19,6 % Fe, 8,95 % Zn und 2,3 % Cu. Die Beschickung mit einer Korngröße von <L 105 μπι wurde in Wasser aufgeschlämmt unter Bildung einer 20 gew.-%igen Schlämme und dann 30 Minuten lang mit 1,0 kg/t Natriumhexametaphosphat, einem Dispergiermittel, gerührt. Eine Probe der dispergierten Schlämme wurde in einen Zylinder getan, und es wurde beobachtet, daß die Teilchen etwa 1/2 Stunde lang im wesentlichen dispergiert blieben.

Diese dispergierte Schlämme wurde anschließend einer einstufigen Hochgradient-Magnetscheidung unterworfen unter Anwendung folgender Bedingungen: Matrix Nr. 1/0, Feldstärke 21,5 Kilo-Gauss, Matrixladung 0,371 g/g und Fließgeschwindigkeit 88 mm/s. Die Ergebnisse der Trennung werden in nachstehender Tabelle I wiedergegeben.

TABELLE I

Produkt

Pyritkon zentrat (stärker magnetisch

Galenitkonzentrat (schwächer magnetisch)

Gew.-% Analyse % Verteilung %

Pb Fe Pb Fe 62,2 21,4 22,6 36,8 73,8

37,8 60,6 13,2 63,2 26,2

Wie vorstehend gezeigt wird, wurde das Galenit mit dem schwächer magnetischen Produkt, das 63,2 % des Gesamtbleis enthielt, in einem Konzentrat mit einem Gehalt an 60,6 % abgeschieden.

Um die Galenitgewinnung weiter zu erhöhen, wurde die magnetische Fraktion nochmals auf <. 38 μπι gemahlen, um Galenit von Pyrit abzuscheiden. Das gemahlene Produkt wurde einer Hochgradient-Magnetscheidung unterworfen.

Die dabei anfallende schwächer magnetische Fraktion wurde mit der schwächer magnetischen Fraktion, die in vorstehender Tabelle I beschrieben wird, kombiniert unter Erzielung einer Gesamtbleigewinnung von 87,0 % bei einem Konzentrat von 50 % Blei. Diese Daten zeigen, daß der Grad an Bleikonzentrat, ein schwächer magnetisches Produkt, von 34,6 % Pb auf 50 % Pb erhöht werden kann, ohne die Ausbeute bedeutend zu beeinträchtigen.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wurde Chalcopyrit von Molybdänit in einem Konzentrat abgeschieden, das Pyrit und siliciumhaltiges Gangerz als Verunreinigungen enthält. Die Beschickung wies folgende Analyse auf: 25,7 % Cu und 0,26 % Mo. Die Beschickung wurde auf eine Korngröße von 80 % £-. 74 um vermählen, auf 20 Gewichtsprozent Feststoffe aufgeschlämmt,und der Schlämme wurden 2,0 kg/t Natriumhexametaphosphat als Dispergiermittel zugesetzt. Das Natriumhexametaphosphat vermochte die Teilchen 1/2 Stunde lang dispergiert zu halten. Die Dispersion wurde dann einer einstufigen Hochgradient-Magnetscheidung unter folgenden Bedingungen unterworfen: Matrix 1/0, Feldstärke 10 Kilo-Gauss, Matrixladung 0,26 g/g und Fließgeschwindigkeit 100 mm/s. Das Ergebnis der Trennung des Materials in stärker magnetisches und schwächer

magnetisches Material wird in nachstehender Tabelle II wiedergegeben.

Tabelle II

Produkt	Gew.	-%	Analyse %	Mo	07	Verteilung %	4
			Cu	0,	5	Cu Mo	6
stärker magnetisch	54	,6	32,4	0,	68,8 14,
schwächer magnetisch	45	,4	17,7		31,2 85,

Die schwächer magnetische Fraktion enthielt den größten Teil des Molybdäns und etwas Kupfer. Um Kupfer von der schwächer magnetischen Fraktion zu gewinnen, würde eine weitere Scheidestufe erforderlich sind.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wurde Galenit von Chalcopyrit abgeschieden. Die Beschickung hatte folgende Zusammensetzung:

8,5 % Kupfer, 11,5 % Blei. Die Beschickung wurde auf eine Korngröße von 80 % < 53 μΐη vermählen, in Wasser auf 20 % Feststoffe aufgeschlämmt und dann mit 1,5 kg/t Natriumhexametaphosphat als Dispergiermittel di spergiert. Die Dispersion wurde anschließend in einem einstufigen Hochgradient-Magnetscheider behandelt unter Verwendung einer 1/0 Matrix, einer 100 mm/s Fließgeschwindigkeit und einer 20 Kilo-Gauss Feldstärke. Die Ergebnisse werden in nachstehender Tabelle III wiedergegeben.

Tabelle III Produkt Gew.-% Analyse % Verteilung %

Cu Pb Cu Pb

stärker magnetisch 63,3 12,5 5,7 92,9 31,4

schwächer magnetisch 36,7 1,66 21,5 7,1 68,6

Das stärker magnetische Konzentrat enthielt den größten
Teil des Kupfers, während die Bleianalyse des Konzentrats durch den Faktor 4 verringert wurde. Um restliches Blei
von der stärker magnetischen Fraktion zu gewinnen, würde ein weiterer Durchgang durch den Abscheider erforderlich sein.

Beispiel 4

Dieses Beispiel erläutert die Abscheidung von Chalcopyrit von Pyrit aus kupferarmen Konzentraten. Eine Beschickung mit folgender Zusammensetzung wurde verwendet: 23,4 % Kupfer, 3 3,3 % Eisen. Die Beschickung hatte eine Teilchengröße

von 80 % < 53 μΐη und wurde in Wasser auf 20 % Feststoffe aufgeschlämmt und dieser Schlämme wurden 2,0 kg/t Natriumhexametaphosphat und 1,0 kg/t Natriumsilikat als Dispergiermittel zugesetzt. Danach wurde das Material unter den

vorstehend beschriebenen Bedingungen einer Hochgradient-Magnetscheidung unterworfen. Die Ergebnisse werden in
nachstehender Tabelle IV wiedergegeben.

	Produkt	Tabelle	IV	Analyse	%	Verteilung %
30		Gew.-%	Cu Fe		Cu Fe
	stärker magnetisch schwächer magnetisch		26,7 30, 11,0 42,	8 8	90,2 73,2 9,8 26,8
35	79,2 20,8

Die stärker magnetische Fraktion wurde von 23,4 % Cu auf 26,7 % Cu aufbereitet bei 90,2 % Ausbeute, während sich die Eisenanalyse von 33,3 auf 30,8 % Fe verringerte.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Trennen eines Gemischs von Teilchen mit ähnlichen, jedoch unterschiedlichen paramagnetischen Eigenschaften, dadurch gekennzeichnet, daß man

eine Schlämme der Teilchen in einem nichtmagnetischen Fluid herstellt,
der Schlämme ein Dispergiermittel zusetzt, ausgewählt aus der Gruppe der Phosphate, Silikate und Acrylate in einer Menge, die ausreicht, um die dispergierten Teilchen während der anschließenden Magnetscheidestufe dispergiert zu halten und
die dispergierten Teilchen durch ein Hochgradient(high gradient)-Magnetfeld führt, wodurch die stärker magnetischen Teilchen in diesem Feld zurückgehalten werden und die schwächer magnetischen Teilchen hindurch lau fen, wodurch eine Trennung der Teilchen bewirkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß man als Teilchengemisch ein Gemisch aus Sulfidmineralien verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dispergiermittel Natriumhexametaphosphat verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dispergiermittel Natriumsilikat verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dispergiermittel ein Acrylat verwendet.

6. Verfahren zur Aufbereitung von armen Sulfidmineralkonzentraten durch Trennen dieser Konzentrate in mindestens zwei Fraktionen, dadurch gekennzeichnet, daß man

eine Schlämme dieser Konzentrate herstellt, diesen Konzentraten ein Dispergiermittel zusetzt in einer Menge die ausreicht, die Schlämme dispergiert zu halten für eine Zeit, die ausreicht, um die Schlämme einem Hochgradient-Magnetfeld auszusetzen und die Schlämme durch das Hochgradient-Magnetfeld führt, wobei das stärker magnetische Material in der Schlämme in dem Feld zurückgehalten wird und das schwächer magnetische Material in der Schlämme hindurchläuft, wodurch eine Trennung der Schlämme in mindestens zwei Fraktionen bewirkt wird, wovon mindestens eine derselben aufbereitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Konzentrat verwendet, das ausgewählt ist aus Bleikonzentraten,die Galenit und Pyrit enthalten, Kupferkonzentraten, die Chalcopyrit und Molybdenit enthalten, und Kupferkonzentraten, die Galenit und Chalcopyrit enthalten.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel in einer Menge von etwa 1,0 bis etwa 5,0 kg/t des Mineralkonzentrats verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel ausgewählt ist aus der Gruppe der Phosphate, Silikate und Acrylate.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dispergiermittel Natriumhexametaphosphat verwendet, wenn das Konzentrat ein Bleikonzentrat ist, das Galenit und Pyrit enthält und Natriumhexametaphosphat und Natriumsilikat, wenn das Konzentrat ein Kupferkonzentrat ist, das Chalcopypyrit und Pyrit und Silikatminerale enthält.