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Verfahren zur Abscheidung von metallhaltigen Teilchen aus einem Erzgemisch.
Die Erfindung bezieht sich auf das Abscheiden von metallhaltigen Erzteilchen aus
einem Erzgemisch nach dem an sich bekannten Schaumschwimmverfahren.
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Es haben sich Schwierigkeiten ergeben bei der Behandlung gewisser
Erze nach dem Schaumschwimmverfahren, und zwar besonders bei der Gewinnung von oxydierten
Metallteilen, wie Oxyden Karbonaten o. dgl., die nicht durch den Vorschlag überwunden
werden können, solche oxydierten, metallführenden Teilchen mit einem Sulfid zu überziehen
und dann durch Aufschwimmenlassen von der Gangart zu trennen.
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Die Erfindung sieht bei einem Verfahren zum Trennen metallhaltiger
Erzteilchen von anderen Ersatzteilchen, besonders Gangartteilchen, Mittel vor, durch
welche diese Schwierigkeiten beseitigt werden können, so daß man oxydierte, metallführende
Teilchen durch das Schaumschwimmverfahren aufschwimmen lassen kann, ohne daß hierzu
eine solche vorbereitende Behandlung notwendig wäre. Nach der Erfindung wird das
fein gemahlene Erzgemisch mit Wasser gemischt, dem man als schaumbildendes Mittel
eine geringe Menge einer oder mehrerer löslicher Seifen, wie ölsaures, stearinsaures,
palmitinsaures oder harzsaures Natrium o. dgl. zugefügt hat, und dem man dann Luft
zuführt, um einen abnehmbaren Schaum zu erzielen.
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Die Menge- der zugeführten Seife wird so gewählt, daß außer der unlöslichen,
metallischen oder erdigen Seife, die sich bildet, in der Erzbrühe während der Luftzuführung
eine kleine Menge von freier, d. h. löslicher Seife verbleibt; diese Menge muß aber
kleiner sein als die Menge, welche erfahrungsgemäß nur einen Schaum aus Seife und
Wasser bildet, der frei ist von mineralischen Bestandteilen. Bisher wurden Erfolge
nicht erzielt bei der Scheidung von metallführenden Teilen eines Erzes von den Gangartteilchen
durch den Schaumprozeß, wenn freie, d. h. lösliche Seife statt des üblichen Mineralschaumbildners
verwendet wurde. Es ist aber nunmehr gefunden worden, daß Seife, wenn sie in richtigen
Mengen verwendet wird, mit Vorteil dazu verwendet werden kann, . eine Trennung gewisser
Erzteilchen von anderen Erzteilchen, besonders Gangartteilchen, aus einem sie enthaltenden
Gemisch zu bewirken. In gewissen Fällen der Behandlung von metallhaltigen Erzen
durch das Verfahren nach der Erfindung werden die metallhaltigen Teilchen vor den
Gangartteilchen zum Aufschwimmen gebracht, während in ande7en Fällen Gangartteilchen
vor den metallführenden Teilchen zum Aufschwimmen gebracht werden können, wobei
das Ergebnis von der Eigenart des Erzes und der besonderen Seife und den verwendeten
Mengen abhängt. Las Bad muß hierbei neutral oder leicht alkalisch sein, um eine
ungewollte Zersetzung der Seife zu vermeiden.
In manchen Fällen
neigen sowohl die Gangartteilchen wie die metallhaltigen Teilchen dazu, zusammen
nach der Oberfläche abzuschwimmen, und in solchen Fällen können der Trübe Stoffe
zugeführt werden, welche einerseits die Gewinnung und Konzentration der Metallteilchen
in dem Schaum fördern, und ande:-seits die Seife nicht zersetzen. Unter den Stoffen,
die als brauchbar für diesen Zweck festgestellt worden sind, befinden sich gewisse
Öle, wie Paraffinöl, Gasolinöl (ein Kohlenwasserstofföl, im Handel unter den Namen
Gasöl bekannt), oder andere Kohlenwasserstofföle oder gewisse lösliche Salze von
alkalischer Reaktion, wie Natriumsilikat oder Natriumphosphat oder ein Stoff wie
kieselsaures Salz.
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In manchen Fällen kann die Scheidung gebessert werden durch Hinzufügen
einer geringen Menge eines Ätzalkalis, wie beispielsweise Ätznatron, zu der Trübe.
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Lie Bedingungen für jedes besondere Erz oder jede beliebige Stoffmischung
kann leicht durch Versuche festgestellt werden.
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Das Belüftungsverfahren nach dem britischen Patent 16141 vom Jahre
igi3 ergibt gute Ergebnisse in Anwendung auf den Erfindungsgegenstand. Ein Verfahren
zur Ausführung der Erfindung wird im Folgenden beispielsweise be= schrieben Beispiel
I. 400 g eines Kupferoxyderzes mit 5,7 Prozent Kupfer, von denen 4,27 Prozent in
der Form von Kupferkarbonat und Silikat und 1,q.3 Prozent in der Form von Kupfersulfid
(Chalcocit) vorhanden waren, wurde zu einer Feinheit gemahlen, daß es durch ein
Sieb mit 125o Maschen auf den Quadratzentimeter ging, und dann mit 16oo ccm weichen
M assers angerührt. Die Gangart bestand hauptsächlich aus Quarzit. Hierzu wurde
Folgendes zugegeben 5o ccm kieselsaures Salz, enthaltend 0,36 Prozent Kieselsäure
in Form von S i O., deren Anteil 0,4 kg auf die Tonne Erz betrug; o,9 kg handelsüblichen
ölsauren Natrons auf die Tonne Erz in der Form einer 5prozentigen Lösung; i kg harzsauren
Natrons auf die Tonne Erz in Form einer 8prozentigen Lösung und o,22 kg Paraffinöl
auf die Tonne Erz.
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Die Trübe wurde eine Minute lang gerührt und der gebildete Schaum
abgenommen. Lieser wog 56 g und enthielt 26,4 Prozent Kupfer. Es wurde noch zweimal
ein Schaum gebildet und abgenommen, ohne daß weitere Reagentien zugesetzt wurden;
zusammen wogen diese Schaummassen 30 g und enthielten 1i,2 Prozent Kupfer.
Lie Rückstände wogen 310 g und enthielten 1,5 Prozent Kupfer. I: ie Ausbeute dieser
drei Schäume betrugen 79,65 Prozent des gesamten Kupferanteils in dem Erz.
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Die Menge der bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendeten
Seife kann nicht als die Menge Seife gelten, die in allen Fällen notwendig ist.
Diese Menge kann in vielen Fällen verringert werden, kann aber zwischen o,oi und
i Prozent des Erzes verändert werden. Ein Vorversuch ergibt die erforderliche Bemessung
der am meisten geeigneten Menge zur Behandlung eines besonderen Erzes. In manchen
Fällen war es möglich, gute Ergebnisse mit einer Seifenmenge von o,9 bis 1,q. kg
auf die Tonne Erz zu erzielen.
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Es hat sich ergeben, daß die Zufügung einer geringen Menge von Natriumsilikat
die Menge der für die Bildung eines Schaumes nötigen Seife herabsetzt, und sie ist
besonders vorteilhaft für die Verhinderung der :Mitnahme von Gangarten durch den
Schaum, wenn diese eisenhaltig sind; in diesem Fall schwimmen sie nämlich leichter,
als wenn sie nicht verunreinigt ist.
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Die Menge der Stoffe, wie Paraffin, Natriumsilikat oder Natriumphosphat,
die- das Aufschwimmen der Gangart verhindern, ist meistens in der Nähe von i,o Prozent
des Erzes oder weniger. Die geeignetste Menge dieses Stoffes und-der zu verwendenden
Seife kann leicht durch einen Versuch gefunden werden.
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Gewünschtenfalls kann das Erz als dicke Trübe mit der Seifenlösung
angerührt werden, bevor diese auf die nötige Konsistenz verdünnt wird. Das zu dem
Verfahren verwendete Wasser soll vorzugsweise frei von Kalzium- oder anderen Salzen
sein, welche die Seife zersetzen. In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, der
Badflüssigkeit eine geringe Menge eines mineralschaumbildenden Mittels zusammen
mit der Seife zuzufügen.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß der Erfindungsgegenstand ebenso gut
zur Konzentration von Sulfiderzen und auch zur Scheidung von nicht metallischen
Stoffen benutzt werden kann, beispielsweise zur Scheidung von Schwefel oder kohlenstoffhaltigen
Teilen von anderen Teilen zur Scheidung von Hornblenden aus Feldspat oder Quarz
oder für die Scheidung des Hämatits von Quarz.
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Ein Ausführungsbeispiel der Anwendung der Erfindung auf die Konzentration
eines Sulfiderzes ist folgendes i2oo g eines Erzes, enthaltend 1,7 Prozent Kupfer
als Sulfid (Chalcopyrit) in einer Gangart, die hauptsächlich aus Feldspat besteht,
wurden zu einer Feinheit von 8o Siebmaschen gekörnt. 5000 g Leitungswasser
wurden in einem Schwemmbehälter mit einer einzigen Zelle mit so viel Ätznatron gerührt,
daß die Menge eine schwachalkalische Reaktion aufwies. I. as Erz wurde dann eingetragen;
Natriumsilikat in einer Menge von 2,3 kg auf die. Tonne Erz, harzsaures Natrium
in einer Menge von o,ii kg auf die Tonne Erz wurden zugefügt und die
Mischurig
gerührt,. um einen Schaum aus den metallführenden Teilchen zu bilden. Der während
einer Bearbeitung von 1o Minuten Dauer abgenommene Schaum wog go g und enthielt
17,4 Prozent Kupfer, während die Rückstände 0,42 Prozent Kupfer enthielten, was
einer Ausbeute von 77,4 Prozent entspricht.
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Während das oben beschriebene Verfahren bei der Bearbeitung von Erzgemischen
sehr gute Ergebnisse zeitigt, wo es darauf ankommt, Metallsulfide oder ähnliche
metallhaltige Teilchen von der Gangart zu trennen, e--geben sich besondere Schwierigkeiten,
wenn es sich darum handelt, metallhaltige Teilchen von anderen metallhaltigen Teilchen,
also beispielsweise Sulfide einer Art von Sulfiden anderer Art zu trennen. Eingehende
Versuche in dieser Richtung haben überraschende Ergebnisse gezeitigt und zu einem
verbesserten Verfahren geführt, welches zweifellos zum erstenmal das Ergebnis hat,
daß Metallsulfide einer Art von Metallsulfiden anderer Art wirksam getrennt werden
können. Es ergibt sich die eigentümliche Erscheinung, daß mit den gleichen Reagentien
eine wesentlich verbesserte Wirkung in der gedachten Richtung erreicht werden kann,
wenn diese Reagentien in ganz bestimmten, eng umgrenzten Mengenverhältnissen der
Trübe zugesetzt werden.
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Was zunächst die zuzusetzende Seifenmenge betrifft, so ist es zweifellos,
daß bei jeder Erzart vermieden werde, zu wenig Seife zu verwenden, d. h. eine so
geringe Menge, daß überhaupt kein Schaum entsteht; ebenso wenig darf man zu viel
Seife verwenden, d. h. so viel überschüssige Seife, daß der Seifenschaum wenig oder
gar keine festen Stoffe mitnimmt. Es hat sich herausgestellt, daß es innerhalb dieser
Grenzen möglich ist, durch genaue Bemessung der zugeführten Seifenmenge im wesentlichen
die Gesamtheit des einen metallischen Sulfids, z. B. des Bleiglanzes, getrennt von
anderen metallischen Sulfiden, etwa Zinkblende, zum Aufschwimmen zu bringen.
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Die Menge der zum wirksamen Aufschwimmenlassen des einen Sulfids nötigen
Seife hängt von der Menge des bearbeiteten Erzes ab und bewegt sich im allgemeinen
zwischen 1,4 und 2,3 kg auf die Tonne Erz.
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Was. das zu verwendende Natriumsilikat betrifft, so hat sich herausgestellt,
daß durch Verwendung einer eine ganz bestimmte Menge dieses Silikats enthaltenden
Erzbrühe gewisse Metallsulfide, wie beispielsweise Zinkblende, zeitweise am Aufschwimmen
verhindert werden können, während andere Sulfide, wie beispielsweise Bleiglanz,
leicht aufschwimmen.
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Um dieses Ergebnis zu erzielen, soll nach der Erfindung die Trübe
etwa 0,7,5 bis 0,3 Prozent des Wassers an Natriumsilikat enthalten.
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Wenn man auf diese Weise eine Mischung von Bleiglätte und Zinkblende
behandelt, bringt der angegebene Prozentsatz von Natriumsilikat in dem Bade die
Bleiglätte zum Aufschwimmen, bevor die Zinkblende oder die Gangart zum Aufschwimmen
kommt, während mit einem geringe@en Prozentsatz von Natriumsilikat in dem ,Wasser
die Bleiglätte mit der Zinkblende zusammen von der Gangart abgeschieden würde.
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Bei der Ausführung des Verfahrens soll das Erz vorzugsweise in frisch
gemahlenem Zustand verwendet werden, weil sich hierbei eine bessere Scheidung e_-gibt.
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Im Folgenden werden einige weitere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
beschrieben. Beispiel II. 500 g eines Zinkbleierzes mit 19,54 Prozent Blei
und 33,4 Prozent Zink, die frisch bis zu einer Körnung von looo Siebmaschen auf
den Quadratzentimeter zerkleinert wurden, .wurden in einer Schaumbildevorrichtung
für Laboratoriumszwecke mit 138o ccm weichen Wassers gemischt, welchem Natriumsilikat
im Betrage von 7,?, kg auf die Tonne Erz zusammen mit ölsaurem Natrium im Betrage
von i,8 kg auf die Tonne zugefügt wurden.
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Durch Rühren unter Luftzufuhr wurde aus der Mischung ein umfangreicher
Schaum auf der Oberfläche erzeugt; dieser Schaum wurde abgenommen. Seine festen
Bestandteile wogen 140 g und enthielten 51,8 Prozent Blei und 16,2 Prozent Zink,
entsprechend einer Ausbeute von 74,3 Prozent Blei und 23,6 Prozent Zink.
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Nach der Entfernung des ersten Schaumes wurde zusätzlich weiches Wasser
der Trübe zugeführt bis zu einer Menge von 22oo ccm. Das Gemisch wurde dann noch
einmal unter Luftzufuhr gerührt, um einen zweiten Schaum zu bilden. Dieser Schaum
wurde abgenommen, und seine festen Bestandteile wogen 268 g, enthaltend 7,4 Prozent
Blei und 45,4 Prozent Zink, entsprechend einer Ausbeute von 2o,3 Prozent Blei und
72,5 Prozent Zink. Beispiel III. 5oo g peruanischen Erzes, gemahlen zu einer Feinheit
von looo Siebmaschen auf den Quadratzentimeter, mit einem Gehalt von 18,2 Prozent
Blei in der Form von Bleiglanz und 33,5 Prozent Zink in Form einer hellfarbigen
Blende wurden zu einer Trübe mit dem vierfachen Gewicht weichen Wassers angerührt,
welchem o,25 Prozent handelsüblichen Natriumsilikats zugefügt waren. Es wurde dann
ölsaures Natrium in einer Menge von 2,2 kg auf die Tonne Erz zugefügt und die Trübe
unter Luftzufuhr gerührt. Es entstand ein Mineralschaum, dessen feste Bestandteile
147g wogen und 54,6 Prozent Blei und 15,5 Prozent Zink enthielten, entsprechend
einer Ausbeute von 88,2 Prozent Blei
und 13,6 Prozent Zink. Die
Rückstände wogen 353 g und enthielten 3,6 Prozent Blei und 41 Prozent Zink. Bei
diesem Versuch wurde der Schaum in einer hierzu geeigneten Vorrichtung unter Luftzufuhr
stetig erzeugt, so daß es nötig war, von Zeit zu Zeit die Menge der Trübe zu vergrößern
durch Zufügung von o,25 Prozent Natriumsilikat enthaltendem Wasser.
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Bei einem Versuch mit denselben Erzen unter genau den gleichen Bedingungen,
,aber unter Anwendung einer Badflüssigkeit, enthaltend 0,125 Prozent Natriumsilikat,
wog der gebildete 'a Schaum 4219 und enthielt 20,7 Prozent Blei, und 35,3
Prozent Zink, entsprechend einer Ausbeute von 95,6 Prozent Blei und 88,7 Prozent
Zink. Die Rückstände wogen 79 und enthielten 3,4 Prozent Blei und 24,0 Prozent Zink.
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Aus diesen Versuchen hat sich ergeben, daß der größte Teil des Bleies
in beiden Fällen, aber ein geringerer Anteil Zink in dem Fall gewonnen wurde, wo
eine größere Konzentration des Natriumsilikats verwendet wurde.
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Es hat sich ergeben, daß der für das Aufschwimmenlassen eines gegebenen
Minerals notwendige Anteil von Natriumsilikat proportional der verwendeten Wassermenge
ist, obgleich die Menge für verschiedene Erze veränderlich sein kann; für untersuchte
Erze wurde gefunden, daß ungefähr 2,2 kg Natriumsilikat auf die Tonne Wasser geeignet
waren, um Bleiglanz von Zinkblende aufschwimmen zu lassen, gleichgültig, ob die
Trübe im Verhältnis 8.:1, q.: 1 öde: 2 : 1 angerührt war. Die Blende konnte
mit der Bleiglätte zusammen gleich zum Aufschwimmen gebracht werden, wenn ungefähr
1,4 kg Natriumsilikat für die Tonne Wasser verwendet wurden. Die Konzentration des
Natriumsilikats aber, welches die reinste Scheidung der Bleiglätte von der Blende
bewirkt, verändert sich mit der Art der verwendeten Blende und des Erzes und kann
sehr leicht durch einen Laboratoriumsversuch mit dem besonders zu bearbeitenden
Erz festgestellt werden.
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Das Natriumsilikat wird vorzugsweise als 40prozentige Lösung zugeführt,
die durch Zumischung des handelsüblichen flüssigen Natriumsilikats zu Wasser entstanden
ist. Es hat sich herausgestellt, daß die Lösung nicht zu lange vor dem Gebrauch
stehen darf, weil sich ihre Eigenschaften erfahrungsgemäß in einigen Wochen verschlechtern.
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Die erforderliche Seifenmenge ist proportional der Erzmenge, und bei
den besonderen Erzen, deren Behandlung oben beschrieben wurde, erwies sich eine
Menge von 1,8 bis 2,2 kg Seife auf die Tonne Erz als genügend, um das Aufschwimmen
der Bleiteilchen zu bewirken. ; Die zu verwendende Menge kann aber mit den verschiedenen
Erzen wechseln, was am besten durch einen Laboratoriumsversuch festgestellt wird.
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Der Verbrauch an Reagentien kann durch Wiederverwendung der Badflüssigkeit
eingeschränkt werden, wobei nur nötig ist, die darin enthaltene Menge von Reagentien
aufzufüllen, um den als notwendig befundenen Prozentsatz wieder herzustellen.
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Diese Ausführungsform des Verfahrens ist vorzugsweise anwendbar für
die Scheidung von Bleisulfid (Bleiglanz) von Zinksulfid (Zinkblende) in einem gemischten
Sulfiderz. Sie kann aber auch zur Scheidung anderer metallführender Teilchen voneinander
benutzt werden, beispielsweise kann man Eisenpyrit von Blende abschwimmen lassen.
Der Ausdruck Erze bedeutet hier ganz allgemein die Gesamtheit aller metallurgischen
Produkte, wie auch rohe Erze. Man kann also ganz allgemein die Erfindung anwenden
zur Scheidung von zwei oder mehr Arten metallführender Teilchen von einer oder mehreren
Arten metallführender Teile.