DE3878440T2

DE3878440T2 - Verfahren zur aufbereitung von andalusit.

Info

Publication number: DE3878440T2
Application number: DE8888403286T
Authority: DE
Inventors: Florence Cariou; Jean-Jacques Predali; Philippe Raveneau
Original assignee: Denain Anzin Mineraux Refractaire Ceramique DAMREC SA
Current assignee: Imerys Refractory Minerals Glomel
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1993-09-16
Anticipated expiration: 2008-12-23
Also published as: ATE85537T1; ZA889630B; AU2742488A; US4900431A; EP0323323B1; CA1311864C; AU609362B2; DE3878440D1; FR2625115A1; EP0323323A1; FR2625115B1

Description

Die vorliegende Erfindung, die in den Laboratorien und den mobilen Pilotanlagen der Firma MINEMET RECHERCHE gemacht wurde, betrifft ein industrielles Verfahren zur Aufbereitung (Anreicherung) eines Minerals, des Andalusits, der eine spezielle Form eines Aluminiumsilikats ist.
Dieses Mineral kommt häufig zusammen mit anderen Silikaten und manchmal sogar mit bestimmten Silikaten, welche die gleiche Formel haben, vor.
Die Trennung der Silikate voneinander ist eine besonders schwierige Operation, da bei ihr häufig ähnliche Flotationsmechanismen eine Rolle spielen. Die Flotation derartiger Mineralien erfordert häufig lange Untersuchungen und ein bedeutendes Know-How, da es häufig vorkommt, daß Verbindungen mit der gleichen Formel sehr unterschiedlich flotieren. Als Beispiele können genannt werden der Quarz und der Chalzedon. Diese Schwierigkeit ist auch bei anderen Nicht-Silikat-Mineralien anzutreffen: genannt sei der Pyrit und der Markasit, die, obgleich sie eine identische Formel haben, wegen ihres unterschiedlichen Kristallgitters selbst unter identischen Bedingungen bei Flotationen eine umgekehrte Selektivität gegenüber anderen Meallsulfiden aufweisen.
Der Flotations-Fachmann kennt Erze und auch Reagentien, welche die Durchführung einer Flotation von silikathaltigen Verbindungen (Silikat-Verbindungen) erlauben. Bei diesen Reagentien handelt es sich im allgemeinen um Alkylsulfonate, primäre, sekundäre und tertiäre Amine oder quaternäre Aminsalze. Man kann auch bestimmte Carbonsäuren, insbesondere diejenigen, die unter der Bezeichnung Fettsäuren bekannt sind, verwenden.
Im Falle des Andalusits kann wegen der niedrigen Gewinnspannen dieses industriellen Minerals keine große Anzahl von Verfahren angewendet werden wegen ihrer Kosten. Außerdem ist dieses Aluminiumsilikat im allgemeinen extrem schwierig von seiner Gangart, die selbst silikathaltig ist, abzutrennen. Unter den Mineralien, welche diese Gangart aufbauen, können insbesondere der Quarz, der Feldspat, der Plagioklas, der Muskovit und der Biotit genannt werden. Darüber hinaus ist es zur Erzielung einer handelsüblichen Qualität erforderlich, daß sein Eisengehalt extrem niedrig ist.
Ein dem Andalusit ähnliches Mineral, der Cyanit (gelegentlich auch als Disthen bezeichnet), der jedoch Eigenschaften hat, die von denjenigen des Andalusits verschieden sind, war bereits Gegenstand von Untersuchungen zur Aufbereitung (Anreicherung) durch Flotation. Die Autoren dieser zuletzt genannten Untersuchung sind jedoch zu Schlußfolgerungen gekommen, die verschieden sind von denjenigen der Untersuchung, die Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist, und andererseits wurde von ihnen nur die Möglichkeit der Aufbereitung (Anreicherung) unter besonders umständlichen und wenig selektiven Bedingungen gegenüber den vorhandenen Silikaten erwähnt, soweit sie sich auf die Flotation von Andalusit beziehen.
Bezüglich der Untersuchungen über Cyanite kann auf den Artikel von V.A. HAW "Kyanite in Canada" in "The Canadian Mining and Metallurgical", Januar 1954, Seiten 27-34, verwiesen werden, in dem der Autor angibt, daß die besten Ergebnisse im pH-Bereich von 4,0 bis 4,5 bei einer Temperatur von 30ºC erhalten werden. Praktisch ähnliche Bedingungen sind zu finden in dem Artikel von J.S. BROWNING, der in "Transactions of AIME" im September 1969 (Band 244, Seiten 283-287) unter dem Titel "Flotation of Southeastern Kyanite Ore" erschienen ist: pH 3,7 bei der Vorbehandlung und pH 3,9 beim Nachwaschen und eine Temperatur von 27ºC beim Konditionieren. Diese Bedingungen führen zur Bildung eines Cyanit-Konzentrats, dessen Fe&sub2;O&sub3;-Gehalt je nach Erz (Mineral) 2,8 oder 4,2 % beträgt und dessen Aluminiumoxid- Gehalt 54,3 bis 54,6 % beträgt, was einem unzureichenden Flotations-Wirkungsgrad entspricht, in Abwesenheit von ausreichend selektiven Bedingungen gegenüber anderen Eisenträgern als Pyrit.
Deshalb besteht eines der Ziele der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Aufbereitung (Anreicherung) von Andalusit durch Abtrennung dieses Minerals von seiner Gangart und insbesondere von den anderen natürlichen Silikaten, wie Quarz, Feldspat, Plagioklas, Muskovit und Biotit, zu schaffen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren des obengenannten Typs zu schaffen, dessen Betriebskosten so gering wie möglich sind.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, bei dem es nicht mehr erforderlich ist, bei einer Temperatur oberhalb Umgebungstemperatur zu arbeiten, und das demzufolge die Durchführung des Verfahrens unter variablen klimatischen Bedingungen erlaubt und dessen Wirtschaftlichkeit insbesondere nicht berührt wird durch den Sommer-Winter-Rhythmus.
Diese Ziele sowie weitere Ziele, die aus der nachstehenden Beschreibung hervorgehen, werden erreicht mit einem Verfahren zur Aufbereitung (Anreicherung) des Andalusits, der in einer ihn enthaltenden Verbindung vorliegt, durch Abtrennung desselben von anderen Silikaten durch Flotation unter Bildung eines Konzentrats, dessen Gehalt an Andalusit mehr als 90 % beträgt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es mindestens die folgenden Stufen umfaßt:
a) gegebenenfalls Zerkleinern (Mahlen) und Überführen der den Andalusit enthaltenden Verbindung in eine Pulpe (Aufschlämmung bzw. Brei),
b) Vorkonditionieren dieser den Andalusit enthaltenden Verbindung, wobei der Feststoffgehalt der Pulpe (Aufschlämmung) über 30 % (eine signifikanter Zahl) liegt;
c) mindestens 10-minütige Konditionierung nach der Zugabe eines Alkylsulfonats;
d) gegebenenfalls Verdünnung der genannten Pulpe (Aufschlämmung), um sie auf einen Feststoffgehalt zwischen 0,1 und 0,3 % zu bringen;
e) Durchführung einer Flotation durch Einleiten von in an sich bekannter Weise kalibrierten Luftblasen, wobei die genannte Flotation höchstens 10 min dauert,
wobei der pH-Wert während der Durchführung der Stufen (b), (c), (d) und (e) bei unter 3 gehalten wird.
Wenn aus verschiedenen Gründen, beispielsweise wegen einer basischen Gangart oder der Zugabe von basischen Reagentien, der pH-Wert über das angegebene Maximum hinaus ansteigt, ist es bevorzugt, den pH-Wert in den Stufen (c), (d) und (e) auf einen Wert unter 4 einzustellen.
Die beiden Arbeitsgänge des Zerkleinerns (Mahlens) und Überführens in eine Pulpe (Aufschlämmung) in der Stufe (a) können im Falle einer Naßvermahlung gleichzeitig durchgeführt werden.
Vorzugsweise wird das Mahlen (Zerkleinern) in der Stufe (a) in der Weise durchgeführt, daß die genannte Verbindung eine d80 von höchstens 0,5 mm (gerundete Ziffer, wie in der Mathematik üblich) aufwärts.
Es sei daran erinnert, daß dx, worin x für eine Zahl zwischen 1 und 100 steht, die kleinste Masche ist, die x Gew.-% des Produkts passieren läßt. d&sub8;&sub0; steht somit für die kleinste Masche, die 80 % des Produkts passieren läßt.
Zur Erzielung einer guten Flotationsausbeute ist es wünschenswert, daß die d&sub8;&sub0; höchstens 400 um (eine signifikante Ziffer) beträgt und oberhalb des unteren Flotationsgrenzwertes liegt, der in der Größenordnung von 10 um (eine signifikante Ziffer) liegt.
Zur Erzielung einer guten Selektivität gegenüber anderen Silikaten und der Gangart allgemein spielt der pH-Wert eine sehr wichtige Rolle; er wird während der Stufe (b) sowie in den Stufen (c), (d) und (e) bei einem Wert unter 3 gehalten. Auf dem Gebiet der Selektivität spielt auch ein anderer Parameter eine nicht vernachlässigbare Rolle: der Feststoffgehalt, der in den Stufen (b) und (c) vorzugsweise gebracht wird auf und gehalten wird bei einem Wert von mindestens 50 %.
Im allgemeinen ist die erste durchgeführte Flotation unzureichend, um den Gehalt an Andalusit auf einen Wert deutlich über 90 % zu bringen. Außerdem ist dieser Gehalt von 90 % ein verhältnismäßig niedriger Grenzwert, der für bestimmte handelsübliche Qualitäten unzureichend ist, und vorzugsweise liegt der Gehalt an Andalusit bei über 95 %, sogar über 98 %. Dieses Problem kann dadurch überwunden werden, daß man nach der Stufe (e) die folgende Stufe durchführt:
f) Nachwaschen des in der Stufe (e) erhaltenen Konzentrats.
Diese Nachwasch-Stufe ist per se verhältnismäßig klassisch in den Verfahren zur Aufbereitung (Anreicherung) durch Flotation. In diesem speziellen Fall ist die Zugabe von neuen Mengen an Flotations-Reagentien erforderlich, hier von Alkylsulfonsäuren und Alkalisalzen oder Ammoniumsalzen. Dieses Nachwaschen des Konzentrats kann in mehreren Unterstufen und in mehreren Flotationszellen, die in Kaskaden angeordnet sind, durchgeführt werden.
Außerdem wurde auf extrem überraschende Weise gezeigt, daß im Rahmen der erfindungsgemäßen Untersuchungen das Nachwaschen nur wirksam war, wenn die obengenannte Flotationsstufe (e), vom Fachmann als "Vorbehandlungs-Flotation" bezeichnet, genügend schnell durchgeführt wurde, häufig auf Kosten der Gewichtsausbeute.
Eine gute Faustregel für den Fachmann zur Erzielung einer guten Nachwaschbarkeit des Vorbehandlungs-Konzentrats besteht darin, diese Vorbehandlungs-Flotation abzustoppen, wenn nur 80 bis 95 % des Andalusits in Form von Schaum nach oben gestiegen sind.
Im allgemeinen erlaubt eine Dauer von etwa 10 min (eine signifikante Zahl), wie oben angegeben, die Erzielung guter Ergebnisse.
Die in der Stufe (c) und gegebenenfalls in der Stufe (f) verwendeten Alkylsulfonat-Mengen liegen zwischen 300 und 1500 g pro Tonne behandeltem Erz (Mineral).
Die verwendeten Alkylsulfonate können solche mit einer linearen oder verzweigten Kette sein und sie enthalten vorzugsweise 8 bis 16 Kohlenstoffatome. Sie enthalten höchstens zwei Verzweigungen (d.h. drei Zweige). Insbesondere kann man diejenigen verwenden, die unter den Handelsbezeichnungen BAYMIN CO 300 und CO 301 von der Firma BAYER, und SYNACTO 247 von der Firma PARAMINS vertrieben werden, die Aero-Promotoren der Reihe 800 von der Firma CYANAMID, das Reagens 7723 von der Firma GERLAND und R 231 von der Firma FLOAT ORE Ltd.
Der pH-Wert der Pulpe (Aufschlämmung), der sich bei der Zugabe des Alkylsulfonats geändert haben kann, wird zweckmäßig durch Zugabe eines stark sauren Minerals, insbesondere unter Verwendung einer Säure, ausgewählt aus der Gruppe der starken Halogenwasserstoffsäuren (HCl), HBr, HJ, Schwefelsäure, Salpetersäure und Phosphorsäure, wieder auf einen Wert von höchstens 3 gebracht.
Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß im Gegensatz zu den bekannten Verfahren für ähnliche Mineralien die Temperatur nicht geregelt zu werden braucht. Die bevorzugte Temperatur ist jedoch die Umgebungstemepratur, unabhängig von den klimatischen Bedingungen. Es ist möglich, das Verfahren in dem Temperaturbereich von 10 bis 30ºC ablaufen zu lassen.
Eine der wichtigen Beschränkungen bei der Kommerzialisierung der Andalusite ist ihr Eisengehalt, der so niedrig wie möglich sein muß und der vorzugsweise 1,5 %, ausgedrückt in Fe&sub2;O&sub3;, nicht übersteigen darf.
Für den Fall, daß das Eisen in Form von eisenhaltigen Schwefel-Verbindungen vorliegt, wird zwischen den Stufen (a) und (b) eine Flotation oder eine eventuelle magnetische Abtrennung im Falle des Pyrrhotits durchgeführt, wobei letztere nach an sich bekannten Methoden durchgeführt werden. Es ist auch so, daß es zweckmäßig ist, um diese Flotation wirksam zu machen, daß die Vermahlungs-Stufe (a) in der Weise durchgeführt wird, daß mindestens 60 % der genannten eisenhaltigen Schwefel-Verbindungen, vorzugsweise 80 bis 95 % derselben, freigesetzt werden. Ein guter Kompromiß ist häufig ein Wert von 90 %.
Im Verlaufe der Untersuchung, die zu der vorliegenden Erfindung geführt hat, wurde auf überraschende Weise gezeigt, daß zur Erzielung einer guten Eliminierung von eisenhaltigen Schwefel-Verbindungen, wie Pyrit, Markasit, Chalcopyrit und Pyrrhotin, es bevorzugt ist, daß die Dauer der obengenannten Flotation der eisenhaltigen Schwefel- Verbindungen einem Wert entspricht, der höher ist als der übliche Wert der Flotation von Sulfiden, wie er vom Fachmann festgestellt werden kann. Man wählt beispielsweise eine Dauer, die dem 1,5- bis 3-fachen der für diese Art von Verbindungen üblichen Dauer entspricht, wobei im übrigen alle anderen Dinge gleich sind.
Es wurde überraschend festgestellt, daß dann, wenn man auf diese Weise arbeitet unter Verwendung von klassischen Sammlern für Sulfide, vorzugsweise von Xanthaten, nicht nur die eisenhaltigen Schwefel-Verbindungen, sondern auch die eisenhaltigen Phyllit-Verbindungen flotiert werden.
Zur Erzielung einer guten Selektivität ist die Anwesenheit von feinen Teilchen störend und diese letzteren müssen eliminiert werden, indem man vor der Stufe (b) eine Entschlammung durchführt.
Die Entschlammung wird zweckmäßig durchgeführt durch Eliminierung von mindestens 75 %, vorzugsweise mindestens 90 % der Feststoffteilchen mit einer Größe von weniger als 50 Mikrometern (eine signifikante Zahl).
Je nach der angewendeten Klassierungsmethode, vorzugsweise einer Äguivalenz-Klassierungsmethode, ist es jedoch bevorzugt, daß die Entschlammung auf eine möglichst wirksame Weise durchgeführt wird bis zur Grenze der Möglichkeiten dieser Methoden, was bei diesen beiden Methoden eine Eliminierung von mindestens 95 % der Feststoffteilchen mit einer Größe von weniger als 50 Mikrometern bedeutet.
Einer der überraschenden und vorteilhaften Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß gezeigt werden konnte, daß die Adsorption des Sulfonats an Andalusit reversibel ist und daß es dadurch möglich ist, Andalusit ohne Sulfonat zu erhalten durch Spülung des Flotations- Konzentrats in einem basischen Medium (bei einem pH-Wert ≥ 9).
Eine solche Spülung kann beispielsweise durchgeführt werden unter Anwendung der folgenden Sequenz von Operationen:
1. 5-minütige Konditionierung (Wiederaufschlämmung) mit Natronlauge (NaOH) (1 kg/t Konzentrat) (Feststoffgehalt über 10 %);
2. Absaugen auf einem Sieb;
3. 5-minütige Konditionierung (Wiederaufschlämmung) mit Wasser;
4. Absaugen auf einem Sieb (die Arbeitsgänge 3 und 4 können einmal oder mehrfach wiederholt werden, je nach dem gewünschten Grad der Eliminierung des Sulfonats).
Standard-Flotationsversuche mit dem bei dem natürlichen pH-Wert (etwa 9) wieder aufgeschlämmten Kuchen und mit einem Schlammgehalt von etwa 20 % ergeben keinen Andalusit in dem Überlauf, wobei auf diese Weise das Fehlen einer signifikanten Restadsorption der Alkylsulfonate an Andalusit gezeigt wird. Dies zeigt, daß diese Flotationsmethode die Herabsetzung des Schwefelgehalts in den Mutterlaugen erlaubt und daß eine solche Methode angewendet werden kann zur Eliminierung eines Teils der Alkylsulfonate.
Man kann das in der Spül-Stufe (2) erhaltene Filtrat in basischem Medium in die Stufe (c) des Flotationsverfahrens recyclisieren, vor allem wenn der Feststoffgehalt in dem Arbeitsgang (1) oberhalb 1/2, vorzugsweise oberhalb 3/4 liegt (gerundete Zahlen).
Um die Gefahren einer Versandung der industriellen Flotationsanlagen zu vermeiden, ist es im übrigen wünschenswert, Schaumbildner zuzusetzen, beispielsweise solche vom Polyglycol-Typ der Firma Cyanamid (vgl. Beispiel 5).
Die folgenden, die Erfindung nicht beschränkenden Beispiele erlauben dem Fachmann ein besseres Verständnis der verschiedenen Parameter des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel 1

Beschreibung des Verfahrens zur Aufbereitung (Anreicherung) in einer Pilotversuchsanlage

Es wird Bezug genommen auf die Fig. 1, die das Rheogramm des getesteten Verfahrens zeigt.
In eine Kugelmühle (A) führt man das zu behandelnde Erz (1) und Wasser (1) in den erforderlichen Mengen ein, so daß eine Massenkonzentration an Feststoffen von 30 % vorliegt. Die Beschickung mit Kugeln mit einer abgestuften Größe von 10 bis 40 mm wird so errechnet, daß man am Ausgang der Mühle eine Pulpe (3) erhält, deren Korngrößenverteilung für 80 Gew.-% unter 240 Mikrometern liegt. Die Pulpe (3) wird dann in einen zweiflügeligen Reaktor (B) eingeführt, durch Zugabe von Wasser (4) auf eine Feststoff-Konzentration von 20 bis 25 % gebracht und 3 min lang in Gegenwart von Schwefelsäure in einer für die Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von 5 ausreichenden Menge und in Gegenwart eines Sulfid-Sammlers aus der Familie der Xanthate in einer Dosis von 100 g pro Tonne Erz konditioniert. Die Pulpe (5) wird anschließend in die Flotations- Zellen eingeführt, die dazu bestimmt sind, die Eisen tragenden Sulfide zu sammeln. Diese Flotations-Stufe mit einer Dauer von 10 min wird in mehreren Gruppen (Sätzen) von MINEMET H 300-Zellen mit zwei oder drei Turbinen (C) durchgeführt, die in Reihe geschaltet sind. Jede Turbine liefert 3,3 m³/h Luft. Die Anzahl der Turbinen wird zweckmäßig auf einen Wert von mindestens 5 gebracht. Die Einführung von 20 g eines oberflächenaktiven Agens (Methylisobutylcarbinol) pro Tonne zu Beginn der Flotation erlaubt die Rückgewinnung (Abtrennung) der Eisen tragenden Sulfide sowie einiger eisenhaltiger Phyllit-Mineralien in Form von Schäumen (6). In diesem Beispiel repräsentiert das flotierte (aufschwimmende) Produkt 2 bis 3 Gew.-% der Beschickung. Der Austrag aus dieser Stufe wird in einen Klassierer mit Differentialschraube (oder in einen Zyklon) (D) gepumpt, in dem die Äquivalenz-Trennung zwischen den feinsten Teilchen (mit einer Größe von unter 40 Mikrometern), die den verdünnten Austrag (8) bilden, und den Teilchen mit einer Dimension von mehr als 40 Mikrometern (9), welche die Beschickung für die Andalusit-Flotation darstellen, erfolgt. Dieser Arbeitsgang erlaubt auch die Eindickung der Pulpe (9) auf einen Feststoff-Konzentrationswert von 70 Massenprozent.
Die Pulpe (9), die 91,5 Gew.-% Erz enthält, wird anschließend in zwei zweiflügelige Konditionierbehälter (E) eingeführt, die in Reihe betrieben werden.
Während der ersten Konditionierung mit einer Dauer von 6 min gibt man zu Wasser (10) in der Weise, daß man eine Feststoffkonzentration von 50 % erhält, und Schwefelsäure in einer zur Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von möglichst genau 2,8 und in jedem Falle von weniger als 3 ausreichenden Menge. Die zweite Stufe ist dazu bestimmt, etwa 10 min lang das in einer Menge von 570 g pro Tonne ungesiebtem Erz eingeführte Sulfonat zu konditionieren. Die Pulpe (11), die aus diesem zweiten Konditionierbehälter austritt, wird in die Flotationszellen (F) gepumpt, die bestehen aus einer Anordnung von zwei MINEMET-Zellen vom Typ H 450, gefolgt von zwei Anordnungen von drei MINEMET- Zellen vom Typ H 300. Der Nachwasch-Austrag (16) wird ebenfalls in die Zellen (F) eingeführt, was zu einer Feststoffkonzentration von etwa 30 % führt. Diese Flotation dauert 9 min. Die Gesamtheit der Turbinen liefert 40 m³ Luft pro Stunde. Im Verlaufe der Vor-Flotation ist es erforderlich, den pH-Wert unter 3 zu halten und Sulfonat in einer Menge von 570 g pro Tonne einzuführen. Die nicht-gesammelten Produkte (12), die 26,5 Gew.-% des Ausgangsmaterials darstellen, bilden den Austrag der Andalusit-Flotation. Der Andalusit selbst wird in Form eines Schaums (13) gesammelt, der in die Nachwaschstufe (G) eingeführt wird. Diese letzte Stufe, die 9 min dauert, wird bei einer Massenkonzentration von 20 % durchgeführt, was eine Zugabe von Wasser (14) impliziert. Der pH-Wert wird durch Zugabe von Schwefelsäure ebenfalls bei einem Wert von höchstens 3 gehalten und man gibt pro Tonne ungesiebtem Erz 200 g Sulfonat am Kopf der beiden Anordnungen von jeweils 3 MINIMET H 300-Zellen zu.
Das gesammelte Produkt (15) stellt das Endkonzentrat von Andalusit dar, während die Feststoffe, die nicht flotiert worden sind (16), in den Kopf der Vorflotation zurückgeführt werden (F).
Unter diesen Arbeitsbedingungen erhält man bei einem Beschickungs-Erz (1), das 45,4 % Aluminiumoxid und 1,15 % Eisen, ausgedrückt in Fe&sub2;O&sub3;, enthält, ein gereinigtes Produkt, das 59,2 % Aluminiumoxid und weniger als 0,6 % Fe&sub2;O&sub3; enthält, wobei insgesamt mehr als 88 % des darin enthaltenen Andalusits zurückgewonnen (abgetrennt) werden (vgl. die folgende Tabelle). Produkt Gew.-% Gehalte % Rückgewinnungen (Abtrennungen) % Beschickung Pyrit-Flotations-Austrag Schlämme Andalusit-Flotations-Beschickung Andalusit- Konzentrat
Dieses Beispiel erläutert auch den positiven Einfluß der Entschlammung auf den Eisengehalt des Produkts, da diese Operation die Senkung des Eisengehalts des Produkts um 10 % erlaubt. Dies resultiert aus der Verwendung des Differentialschrauben-Klassierers (oder Zyklons) (D), der die Eliminierung von eisenhaltigen Phyllit-Mineralien durch Abscheidung (Sichten) erlaubt.

Beispiel 2

Einfluß der Feststoffkonzentration der Pulpe bei der der Andalusit-Flotation vorgeschalteten Konditionierung

Der Einfluß der Feststoffkonzentration der Pulpe bei der Konditionierung, die der Andalusit-Flotation vorhergeht, auf die Ergebnisse dieser Flotation geht eindeutig hervor aus dem Vergleich der beiden durchgeführten Pilot-Versuche, der eine mit 25 und der andere mit 50 Massenprozent Feststoffen.
Das Schema dieser beiden Versuche ähnelt stark demjenigen des vorhergehenden Beispiels. Es wird Bezug genommen auf das Rheogramm der Fig. 1 für die Stufen zwischen A und E und auf das Rheogramm der Fig. 2 für die folgenden Stufen (F, G und H).
In diesem Beispiel sind die Stufen A, B, C und D identisch mit denjenigen, wie sie in Beispiel 1 beschrieben worden sind. Dagegen gibt es Unterschiede in den folgenden Arbeitsgängen. Die Zugabe von Wasser (10) ist offensichtlich variabel für die hier beschriebenen beiden Versuche: die Feststoffkonzentrationen der Pulpe bei der Konditionierung betragen 25 % oder 50 %. Abgesehen von dieser Änderung ist die Stufe E identisch mit derjenigen des vorhergehenden Beispiels. Vor der Stufe der Vorflotation des Andalusits (F) gibt man Wasser (2l) in der Weise zu, daß man in beiden Fällen eine Feststoffkonzentration von 25 Massenprozent erhält. Der Ablauf der Stufe F ist identisch mit demjenigen in Beispiel 1 einschließlich der Eliminierung der nicht gesammelten Produkte (12). Das flotierte produkt (13) wird erneut gesammelt im Verlaufe der Nachwaschstufe (G) nach der Zugabe von Wasser (22), welche die Erzielung einer Konzentration von etwa 20 % erlaubt. Im Verlaufe dieser Stufe führt man Schwefelsäure ein, um den pH-Wert bei 3 zu halten. Die Flotationszeit und das verwendete Material entsprechen für diese gleiche Stufe denjenigen des Beispiels 1. Der Austrag aus dieser Flotation (17) wird nicht recyclisiert, während das Konzentrat (16) einem zweiten Nachwaschen (H) unterworfen wird nach einer erneuten Zugabe von Wasser (18), um eine Feststoffkonzentration von 20 % aufrechtzuerhalten. Man verwendet auch Schwefelsäure in einer für die Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von 3 ausreichenden Menge und 250 g Sulfonat pro Tonne zugeführtem Erz. Der Kreislauf ist identisch mit demjenigen des ersten Nachwaschens und er erlaubt das Sammeln des Endkonzentrats an Andalusit (19) und die Eliminierung eines zweiten Nachwasch-Austrags (20).
Die Tabellen 2.1 und 2.2 erlauben den Vergleich zwischen den erhaltenen Bilanzen für die beiden Konzentrationen der Konditionierung (die Berechnungen werden durchgeführt unter Bezugnahme auf das Produkt (11)). Man stellt fest, daß die Art der Konditionierung die Andalusit-Vorflotation wenig beeinflußt. Dagegen äußert sich die verdünnte Konditionierung in einer Unwirksamkeit der Nachwasch-Arbeitsgänge (geringe Zunahme des Gehalts für einen bedeutenden Verlust an Andalusit-Ausbeute). Tabelle 2.1 Partielle Bilanz der Pilot-Flotation von Andalusit im Falle einer verdünnten Konditionierung (25 % Feststoffe) Gehalte % Rückgewinnungen Andalusit Andalusit-Beschickung Vor-Konzentrat Nachwasch- Konzentrat Tabelle 2.2 Partielle Bilanz der Pilot-Flotation von Andalusit im Falle einer konzentrierten Konditionierung (50 % Feststoffe) Gehalte % Rückgewinnungen Andalusit Andalusit-Beschickung Vor-Konzentrat Nachwasch- Konzentrat

Beispiel 3

Einfluß des pH-Wertes auf das Ergebnis der Flotation von Andalusit

Es wird Bezug genommen auf die Fig. 3, die das Rheogramm des getesteten Verfahrens darstellt.
In einer Porzellankugelmühle A, die mit 50 Kugeln beschickt ist, wird 1 kg Erz (1) in Gegenwart von Wasser (2) 50 min lang gemahlen bis zur Erzielung eines Materials mit 70 % Feststoffgehalt. Die erhaltene Pulpe (3), deren d&sub8;&sub0; 250 Mikrometer beträgt, wird in Gegenwart von Wasser (4) durch ein Sieb (B) mit 63 Mikrometer-Maschen gesiebt. Der Siebrückstand (34) wird in eine Flotationszelle (C) der Marke MINEMET mit einer Kapazität von 2,5 l in Gegenwart von Wasser (23) eingeführt, wodurch die Konzentration auf 40 Gew.-% Feststoffe gebracht wird. Das das Sieb (24) passierende Material wird als Austrag angesehen.
In der Zelle (C) wird eine Konditionierung der Pulpe in Gegenwart von Schwefelsäure in einer für die Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von 5 ausreichenden Menge durchgeführt. Man führt auch 60 g Sulfid-Sammler (Kaliumamylxanthat: AXK) pro Tonne Andalusit ein. Nach 2 min leitet man Luft ein, um die Flotation durchzuführen, nachdem 8 g eines oberflächenaktiven Agens (Methylisobutylcarbinol: MIBC) pro Tonne zugegeben worden sind. Im Verlaufe der Flotation der Sulfide für eine Zeitspanne von 10 min führt man in mehreren Dosen 40 g/t AXK und 15 g/t MIBC ein. Das erhaltene Konzentrat (25) besteht aus einer Sulfidpulpe.
Der Austrag dieser Flotation (26) wird erneut gesiebt (D) mit 63 Mikrometern in Gegenwart von Wasser (27). Der das Sieb passierende Anteil ist ein Austrag (28). Der Siebrückstand (29) wird in eine Flotationszelle (E) eingeführt, wie sie weiter oben bei (C) beschrieben worden ist, ebenso wird Wasser (30) eingeführt, wodurch die Konzentration auf 60 % Feststoffe gebracht wird. Anschließend führt man eine 10-minütige Konditionierung in Gegenwart von Schwefelsäure in einer für die Erzielung eines pH-Wertes zwischen 2 und 5 ausreichenden Menge, je nach den Versuchen, und in Gegenwart eines Sammlers vom Alkylsulfonat- Typ in einer Menge von 350 g pro Tonne durch. Danach leitet man 7 min lang Luft ein, um das Sammeln des Andalusits und seinen Überlauf in Form einer Pulpe (31) zu gewährleisten. Im Verlaufe der Flotation wird der pH-Wert durch ein Meß/Regel-System mittels einer Regelpumpe bei dem gewünschten Wert gehalten.
Es werden auch zwei weitere gleiche Dosen an Sulfonat eingeführt, die insgesamt 700 g pro Tonne Erz betragen. Nach der Flotation wird der Rest der Pulpe (32), der das nicht flotierte Produkt enthält, aus der Zelle entfernt.
Die Eigenschaften des nach 7-minütiger Flotation erhaltenen Andalusit-Konzentrats sind in der folgenden Tabelle für vier unterschiedliche pH-Werte angegeben. In dieser Tabelle ist die Gewichtsausbeute gleich dem Verhältnis zwischen dem Gewicht des Feststoffs in dem Konzentrat (31) und dem anfänglichen Gewicht des Feststoffs (1), ausgedrückt in %. Die Andalusit-Gehalte sind diejenigen des Konzentrats. Die Andalusit-Ausbeuten sind die Verhältnisse zwischen dem Gewicht des Andalusits in dem Konzentrat und demjenigen, das in der Andalusit-Flotations-Beschickung (29) enthalten ist. Ausbeute Gew.-% Andalusit-Gehalt Andalusit-Ausbeute %
Es ist eine deutliche Abnahme der Selektivität festzustellen, wenn der pH-Wert der Andalusit-Flotation erhöht wird. Insbesondere ist die Selektivität unzureichend für den pH- Wert, wie er üblicherweise für Cyanit angewendet wird.

Beispiel 4

Einfluß der Andalusit-Vorbehandlungszeit auf die Wirksamkeit des ersten Nachwaschens

Das Rheogramm des Verfahrens, das in der Fig. 4 dargestellt ist, ist identisch mit demjenigen des Beispiels 3 was die Arbeitsgänge A, B, C und D angeht. Das Prinzip der Stufe E der Andalusit-Vorflotation ist ebenfalls unverändert. Die einzigen Unterschiede in bezug auf die Vorbehandlung sind die Sammler-Dosis, die hier 1200 g pro Tonne Erz beträgt, zugegeben in vier Portionen, die Flotationszeit (3,5 min für einen Versuch, 6 min für den anderen) und die Dosis der Schwefelsäure, die in einer Menge eingeführt wird, die während der gesamten Flotation ausreicht, um einen pH-Wert von 3 aufrechtzuerhalten. Es sei auch darauf hingewiesen, daß das Erz (1) von demjenigen des Beispiels 3 verschieden ist.
Nach dieser Flotation wird das Konzentrat (31) in eine Flotationszelle (F) eingeführt ebenso wie Wasser (35), wodurch die Feststoffkonzentration auf 30 % gebracht wird. Dann führt man eine Konditionierung in Gegenwart von Schwefelsäure durch, die dazu bestimmt ist, einen pH-Wert von 3 aufrechtzuerhalten. Danach leitet man 5 min lang Luft ein, um den Andalusit durch Überlauf (33) zu sammeln. Im Verlaufe dieser Flotation werden in zwei Dosen zugegeben 100 g Sammler vom Alkylsulfonat-Typ pro Tonne ungesiebtem Erz sowie Schwefelsäure in einer Menge, die ausreicht, um einen pH-Wert von 3 aufrechtzuerhalten. Am Ende dieser Operation gewinnt man am Boden der Zelle das Produkt, das nicht gesammelt worden ist (36).
Die Ergebnisse der beiden Versuche, die sich auf den Einfluß der Vorflotations-Zeit auf die Wirksamkeit des Nachwaschens beziehen, sind in der folgenden Tabelle angegeben. Vor-Konzentrat nachgewaschenes Konzentrat Ausbeute Vorbehandlung
Man stellt fest, daß bei einer kurzen Vorbehandlung das Nachwaschen eine Erhöhung des Gehaltes erlaubt ohne Ausbeuteverlust. Umgekehrt erlaubt eine 6 min dauernde Vorbehandlung praktisch keine Erhöhung des Gehaltes beim Nachwaschen trotz eines bedeutenden Ausbeuteverlustes.
Dieses Beispiel zeigt, daß im Verlaufe der industriellen Flotation ein Interesse daran besteht, zu Beginn der Andalusit-Vorflotation 1/20 bis 1/10 kg/t (gerundete Ziffern) eines Schaumbildners vom Polyglycol-Typ (beispielsweise Aerofroth 65 der Firma American Cyanamid) zuzugeben, um die Versandungsphänomene zu vermeiden.
Desgleichen spielt die Vorflotation für Feststoffkonzentrationen der Pulpe von weniger als 25 %, ja sogar von weniger als 20 %, auch eine Rolle in dem Kampf gegen die Versandungsphänomene.

Beispiel 5

Vergleich der Ergebnisse der industriellen Vorflotation mit und ohne Zugabe eines Schaumbildners

Die Vorflotation wurde wie im Beispiel 1 durchgeführt, jedoch mit einer Feststoffkonzentration von etwa 20 % und in Zellen mit einer deutlich höheren Größe als diejenige des Pilot-Versuchs, da sie eine Kapazität von etwa 4 m³ hatten, wobei jede Zelle mit 4 Turbinen ausgestattet war.
Die ersten Ergebnisse zeigten ein Versandungsphänomen, das gemildert werden konnte mit Hilfe von an sich bekannten Systemen der automatischen Entsandung und einer etwas komplizierten Stromaufwärts-Recyclisierung. Dieses Versandungsphänomen, das mit einem Problem der Maßstabänderung verbunden ist, wurde gelöst durch Zugabe eines Schaumbildners vom Polyglycol-Typ (Aerofroth 65 der Firma American Cyanamid).
Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengefaßt: industrielles Vorkonzentrat Massenprozent Gehalt Rückgewinnung klassische Vorflotation Vorflotation mit 80 g/t Schaumbildner

Claims

1. Verfahren zur Anreicherung von Andalusit, der in einer diesen enthaltenden Zusammensetzung varhanden ist, durch Abtrennen von anderen Silikaten, durch Flotation, zur Erzielung eines Konzentrats, dessen Gehalt an Andalusit über 90 % beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens folgende Stufen umfaßt:

a) gegebenenfalls Zerkleinern und Bereiten eines Breis, der den Andalusit enthaltenden Zusammensetzung,

b) Vorkonditionieren der den Andalusit enthaltenden Zusammensetzung, wobei der Feststoffgehalt in dem Brei über 30 % beträgt (eine bedeutsame Zahl);

c) Konditionieren während mindestens zehn Minuten nach Zusatz eines Alkylsulfonats;

d) gegebenenfalls Verdünnen des Breis auf einen Feststoffgehalt von 15 bis 30 %;

e) Flotation durch EinbLasen von bemessenen Luftblasen in an sich bekannter Weise, wobei die Flotation im engeren Sinne höchstens zehn Minuten dauert,

wobei der PH-Wert während der Stufen b), c), d) und e) unter 3 gehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe a), der Zerkleinerung, so durchgeführt wird, daß die Zusammensetzung ein d&sub8;&sub0; von höchstens gleich 0,5 Millimeter hat.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der FeststoffgehaLt während der Stufen b) und c) bei einem Wert von mindestens gleich 50 % gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es anschließend an die Stufe e) folgende Stufe umfaßt:

f) erneute Wäsche des in der Stufe e) erhaltenen Konzentrates.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die während der Stufe c) verwendete Menge an Alkylsulfonat bei 300 bis 1500 Gramm pro Tonne von in der Zusammensetzung enthaltenem Andalusit liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Einstellung des pH-Wertes eine starke anorganische Säure aus der Gruppe von Schwefelsäure, Salpetersäure und Phosphorsäure, verwendet.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur Raumtemperatur ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen den Stufen a) und b) eine Flotation der eisenhaltigen Schwefelverbindungen nach an sich bekannten Techniken durchführt, und daß die Stufe a), die Zerkleinerung, so durchgeführt wird, daß mindestens 60 % der eisenhaltigen Schwefelverbindungen freigesetzt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Flotation, genauer der eisenhaltigen Schwefelverbindungen, das 1,1- bis 1,5-fache der üblichen Dauer für diese Art von Verbindungen beträgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Stufe b) eine Schlammbeseitigung vornimmt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammbeseitigung durch Entfernen von mindestens 90 % der festen Teilchen unter 50 Mikrometer durchgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammbeseitigung durch Entfernen von mindestens 95 % der festen Teilchen unter 50 Mikrometer durchgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlammbeseitigung mittels Sieben oder Hydrocyclonen durchgeführt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem die Stufe g), die Wäsche des Andalusit-Konzentrats mittels einer wäßrigen, basischen Lösung, umfaßt.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer der Stufen c) oder d) einen Schaumbildner in einer Konzentration von 1/20 bis 1/10 kg/t Andalusit zusetzt.