DE4010279A1

DE4010279A1 - Verfahren zur gewinnung von mineralien aus nichtsulfidischen erzen durch flotation

Info

Publication number: DE4010279A1
Application number: DE4010279A
Authority: DE
Inventors: Beatrix Dr Kottwitz; Berthold Dr Schreck; Rita Koester
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-03-30
Publication date: 1991-10-02
Also published as: AU7576391A; WO1991015298A1; PT97154A; ZA912400B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Mineralien aus nichtsulfidischen Erzen durch Flotation, bei dem man Dicarbonsäure- N-alkylmonoamide, gegebenenfalls im Gemisch mit weiteren anionischen oder nichtionischen Tensiden, als Sammler einsetzt.

Zur Abtrennung von Wertmineralien von der Gangart ist die Flotation ein allgemein angewandtes Sortierverfahren, das auf der Aufbereitung von mineralischen Erzen dient. Üblicherweise wird hierbei das Erz zunächst zerkleinert und trocken, vorzugsweise aber naß vermahlen und in Wasser suspendiert. Im Anschluß wird ein Sammler, häufig in Verbindung mit weiteren Reagenzien, zu denen Schäumer, Regler, Drücker (Desaktivatoren) und/oder Beleber (Aktivatoren) gehören, zugegeben, der die Abtrennung der Wertmineralien von den Gangartmineralien des Erzes bei der anschließenden Flotation unterstützt. Bevor in die Suspension Luft eingeblasen wird, um an ihrer Oberfläche Schaum zu erzeugen und die Flotation in Gang zu setzen, läßt man diese Reagenzien üblicherweise eine gewisse Zeit auf das feingemahlene Erz einwirken (Konditionieren). Der Sammler bewirkt eine Hydrophobierung der Oberfläche der Minerale, so daß ein Anhaften dieser Minerale an den während der Belüftung gebildeten Gasblasen stattfindet. Die Hydrophobierung der Mineralbestandteile erfolgt selektiv in der Weise, daß die unerwünschten Bestandteile des Erzes nicht an den Gasblasen anhaften und zurück bleiben, während der mineralhaltige Schaum abgestreift und weiterverarbeitet wird. Das Ziel der Flotation besteht darin, das Wertmineral der Erze in möglichst hoher Ausbeute zu gewinnen und dabei gleichzeitig eine möglichst gute Anreicherung des Wertminerals zu erhalten.

Bei der flotativen Aufbereitung nichtsulfidischer Erze werden als Sammler überwiegend anionische oder kationische Tenside eingesetzt. Diesen kommt die Aufgabe zu, an der Oberfläche der Wertmineralien möglichst selektiv zu adsorbieren, um eine hohe Anreicherung im Flotationskonzentrat sicherzustellen. Außerdem sollen die Sammler einen tragfähigen, aber nicht zu stabilen Flotationsschaum entwickeln.

Die bei der Flotation nichtsulfidischer Erze häufig verwendeten Sammler, wie z. B. Fettsäuren oder Alkylsulfosuccinate [Aufbereitungstechnik, 26, 632, (1985)], führen jedoch in vielen Fällen bei ökonomisch vertretbaren Sammlermengen nicht zu einem befriedigenden Ausbringen der Wertminerale.

Aufgabe der Erfindung war es daher, im Sinne einer wirtschaftlicheren Gestaltung des Flotationsprozesses Sammler mit verbesserten Eigenschaften zur Verfügung zu stellen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Mineralien aus nichtsulfidischen Erzen durch Flotation, bei dem man gemahlenes Erz mit Wasser zu einer Suspension mischt, in die Suspension in Gegenwart eines Reagenziensystems Luft einleitet und den entstandenen Schaum zusammen mit den darin enthaltenen flotierten Feststoffen abtrennt, und bei dem ferner als Sammler Dicarbonsäure-N-alkylmonoamide verwendet werden, die einer der Formeln (I) bis (V) folgen,

in denen R¹ für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen, m für Zahlen von 1 bis 10 und X für Wasserstoff, ein Alkalimetall oder einen Ammoniumrest steht.

Unter nichtsulfidischen Erzen sind im Sinne der vorliegenden Erfindung Salztypminerale, z. B. Fluorit, Scheelit, Baryt, Apatit, Eisenoxide und andere Metalloxide, z. B. die Oxide des Titans und Zirkons, sowie bestimmte Silicate und Alumosilicate zu verstehen.

Die Dicarbonsäure-N-alkylmonoamide stellen bekannte Substanzen dar, die nach den einschlägigen Methoden der präparativen organischen Chemie hergestellt werden können. Ein geeignetes Verfahren besteht z. B. darin, Dicarbonsäuremonoester oder -anhydride mit primären Aminen umzusetzen ["Organikum", VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, 1976, S. 508ff., C. Ferri, "Reaktionen der organischen Synthese, Thieme Verlag, Stuttgart, 1978, S. 220ff].

Die Dicarbonsäurekomponente der Dicarbonsäure-N-alkylmonoamide leitet sich beispielsweise von der Maleinsäure, Fumarsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Itaconsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azealinsäure, Sebacinsäure, Undecandisäure oder Dodecandisäure ab.

Die Amidkomponente der Dicarbonsäure-N-alkylmonoamide leitet sich von primären Fettaminen der Formel (VI) ab,

R²-NH₂ (VI)

in der R² für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht.

Fettamine der genannten Art werden z. B. durch Umsetzung von Fettsäuren mit Ammoniak und anschließende Hochdruckhydrierung der als Zwischenprodukt gebildeten Fettsäurenitrile erhalten. Typische Fettsäuren, die sich zur Herstellung primärer Fettamine eignen, sind Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmitoleinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Gadoleinsäure, Arachidonsäure, Behensäure oder Erucasäure.

Wie in der Fettchemie üblich, können die Fettsäuren auch als technische Gemische vorliegen, wie sie z. B. bei der Druckspaltung von natürlichen Fetten und Ölen, beispielsweise Kokosöl, Palmöl, Palmkernöl, Rüböl, Sonnenblumenöl oder Rindertalg anfallen. Dementsprechend können sowohl die primären Fettamine, als auch deren Um setzungsprodukte mit Dicarbonsäuren ebenfalls technische Gemische darstellen.

Malonsäure-, Bernsteinsäure-, Glutarsäure, Adipinsäure- und Itaconsäure-N-alkylmonoamide besitzen besonders günstige Sammlereigenschaften und werden daher bevorzugt zur Gewinnung von Mineralien aus nichtsulfidischen Erzen durch Flotation eingesetzt.

Dicarbonsäureamide mit besonders günstigen Sammlereigenschaften liegen ebenfalls vor, wenn R¹ in einer der Formeln (I) bis (V) für einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere für ein Gemisch von Alkyl- und Alkenylresten steht, das von der rohen oder der hydrierten Kokos- oder Talgfettsäure abgeleitet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt den Einsatz der Dicarbonsäure-N-alkylmonoamide als Sammler für die Gewinnung von Mineralien aus nichtsulfidischen Erzen durch Flotation allein oder in Gegenwart von weiteren anionischen oder nichtionischen Tensiden.

Unter anionischen Tensiden sind im Sinne der Erfindung Fettsäuren, Alkylsulfate, Alkylethersulfate, Alkylsulfosuccinate, Alkylsulfosuccinamate, Alkylbenzolsulfonate, Alkylsulfonate, Petrolsulfonate, Acyllactylate, Sarcoside, Alkylphosphate und Alkyletherphosphate zu verstehen. Bei allen diesen anionischen Tensiden handelt es sich um bekannte Verbindungen, deren Herstellung - sofern nicht anders angegeben - z. B. in J. Falbe, U. Hasserodt (ed.), "Katalysatoren, Tenside und Mineralöladditive, Thieme Verlag, Stuttgart, 1978 oder J. Falbe (ed.) "Surfactants in Consumer Products", Springer Verlag, Berlin, 1986 beschrieben ist.

Als Fettsäuren kommen hier vor allem die aus pflanzlichen oder tierischen Fetten und Ölen, beispielsweise durch Fettspaltung und gegebenenfalls Fraktionierung und/oder Trennung nach dem Umnetzverfahren, gewonnenen geradkettigen Fettsäuren der Formel (VII) in Betracht,

R³-COOY (VII)

in der R³ für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen und Y für ein Alkali-, Erdalkalimetall oder einen Ammoniumrest steht. Eine besondere Bedeutung kommt hierbei den Natrium- und Kaliumsalzen der Öl- und der Tallölfettsäure zu.

Als Alkylsulfate eignen sich die wasserlöslichen Salze von Schwefelsäurehalbestern von Fettalkoholen der Formel (VIII),

R⁴-O-SO₃Z (VIII)

in der R⁴ für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und Z für ein Alkalimetall oder einen Ammoniumrest steht.

Als Alkylethersulfate eignen sich die wasserlöslichen Salze von Schwefelsäurehalbestern von Fettalkoholpolyglycolether der Formel (IX),

in der R⁵ für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R⁶ für Wasserstoff oder eine Methylgruppe und n für 1 bis 30, vorzugsweise 2 bis 15 steht und Z die oben angegebene Bedeutung besitzt.

Als Alkylsulfosuccinate eignen sich Sulfobernsteinsäuremonoester von Fettalkoholen der Formel (X),

in der R⁷ für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen steht und Z die oben angegebene Bedeutung besitzt.

Als Alkylsulfosuccinamate eignen sich Sulfobernsteinsäuremonoamide von Fettaminen der Formel (XI),

in der R⁸ für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen steht und Z die oben angegebene Bedeutung besitzt.

Als Alkylbenzolsulfonate eignen sich Substanzen der Formel (XII),

R⁹-C₆H₄-SO₃Z (XII)

in der R⁹ für einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 4 bis 16, vorzugsweise 8 bis 12 Kohlenstoffatomen steht und Z die oben angegebene Bedeutung besitzt.

Als Alkylsulfonate eignen sich Substanzen der Formel (XIII),

R¹⁰-SO₃Z (XIII)

in der R¹⁰ für einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen steht und Z die oben angegebene Bedeutung besitzt.

Als Petrolsulfonate eignen sich Substanzen, die man durch Umsetzung von Schmierölfraktionen mit Schwefeltrioxid oder Oleum und anschließende Neutralisation mit Natronlauge erhält. Hier kommen insbesondere solche Produkte in Betracht, in denen die Kohlenwasserstoffreste überwiegend Kettenlängen von 8 bis 22 Kohlenstoffatomen aufweisen.

Als Acyllactylate eignen sich Substanzen der Formel (XIV),

in der R¹¹ für einen aliphatischen, cycloaliphatischen oder alicyclischen, gegebenenfalls mit Hydroxylgruppen substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 7 bis 23 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht und Z die oben angegebene Bedeutung besitzt. Die Herstellung und Verwendung der Acyllactylate in der Flotation ist in der DE-A-32 38 060 beschrieben.

Als Sarcoside eignen sich Substanzen der Formel (XV),

in der R¹² für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2, oder 3 Doppelbindungen steht.

Als Alkylphosphate und Alkyletherphosphate eignen sich Substanzen der Formeln (XVI) und (XVII),

und

in der R¹³ und R¹⁴ unabhängig voneinander für einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen und p und q im Falle der Alkylphosphate für Null, im Falle der Alkyletherphosphate für Zahlen von 1 bis 15 stehen und Z die oben angegebene Bedeutung besitzt.

Werden die Dicarbonsäure-N-alkylmonoamide im Gemisch mit Alkylphosphaten oder Alkyletherphosphaten eingesetzt, können die Phosphate als Mono- oder Diphosphate vorliegen. Vorzugsweise werden in diesem Fall Gemische aus Mono- und Dialkylphosphaten eingesetzt, wie sie bei der technischen Herstellung solcher Verbindungen anfallen.

Unter nichtionischen Tensiden sind im Sinne der Erfindung Fettalkoholpolyglycolether, Alkylphenolpolyglycolether, Fettsäurepolyglycolester, Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpolyglycolether, Mischether, Hydroxymischether und Alkylglykoside zu verstehen. Bei allen diesen nichtionischen Tensiden handelt es sich um bekannte Verbindungen, deren Herstellung - sofern nicht anders angegeben - z. B. in J. Falbe, U. Hasserodt (ed.), "Katalysatoren, Tenside und Mineralöladditive, Thieme Verlag, Stuttgart, 1978 oder J. Falbe (ed.) "Surfactants in Consumer Products", Springer Verlag, Berlin, 1986 beschrieben ist.

Als Fettalkoholpolyglycolether eignen sich Anlagerungsprodukte von durchschnittlich n Mol Ethylen- und/oder Propylenoxid an Fettalkohole, die der Formel (XVIII) folgen,

in der R¹⁵ für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R⁶ für Wasserstoff oder eine Methylgruppe und n für Zahlen von 1 bis 30, vorzugsweise 2 bis 15 steht.

Als Alkylphenolpolyglycolether eignen sich Anlagerungsprodukte von durchschnittlich n Mol Ethyl- und/oder Propylenglycol an Alkylphenole, die der Formel (XIX) folgen,

in der R¹⁶ für einen Alkylrest mit 4 bis 15, vorzugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen steht und R⁶ und n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.

Als Fettsäurepolyglycolester eignen sich Anlagerungsprodukte von durchschnittlich n Mol Ethylen- und/oder Propylenoxid an Fettsäuren, die der Formel (XX) folgen,

in der R¹⁷ für einen aliphatischen Kohlenstoffrest mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht und R⁶ und n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.

Als Fettsäureamidpolyglycolether eignen sich Anlagerungsprodukte von durchschnittlich n Mol Ethylen- und/oder Propylenoxid an Fettsäureamide, die der Formel (XXI) folgen,

in der R¹⁸ für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis 21 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht und R⁶ und n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.

Als Fettaminopolyglycolether eignen sich Anlagerungsprodukte von durchschnittlich n Mol Ethylen- und/oder Propylenoxid an Fettamine, die der Formel (XXII) folgen,

in der R¹⁹ für einen Alkylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen steht und R⁶ und n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.

Als Mischether eignen sich Umsetzungsprodukte von Fettalkoholpolyglycolethern mit Alkylchloriden der Formel (XXIII),

in der R²⁰ für einen aliphatischen Kohlenstoffrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen, R²⁰ für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und R⁶ und n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.

Als Hydroxymischether eignen sich Substanzen der Formel (XXIV),

in der R²¹ für einen Alkylrest mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen, R²² für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und R⁶ und n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen. Die Herstellung der Hydroxymischether ist in der deutschen Patentanmeldung DE-A-37 23 323 beschrieben.

Als Alkylglykoside eignen sich Substanzen der Formel (XXV),

R²³-O-(G)_x (XXV)

in der G ein Symbol für eine Glykose-Einheit darstellt, die sich von einem Zucker mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen ableitet, x für eine Zahl zwischen 1 und 10 und R²³ für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht. Vorzugsweise steht G für eine Glucoseeinheit und x für Zahlen von 1,1 bis 1,6. Die Herstellung der Alkylglykoside ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE-A-37 23 826 beschrieben.

Werden die Dicarbonsäure-N-alkylmonoamide nicht alleine, sondern im Gemisch mit weiteren anionischen oder nichtionischen Tensiden eingesetzt, weisen diese Gemische vorteilhafterweise einen Gehalt von 5 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-% Dicarbonsäure-N-alkylmonoamid auf.

Zur Erzielung wirtschaftlich brauchbarer Ergebnisse bei der Flotation nichtsulfidischer Erze muß das Tensidgemisch in einer gewissen Mindestmenge eingesetzt werden. Es darf aber auch eine Höchstmenge an Tensidgemisch nicht überschritten werden, da sonst die Schaumbildung zu stark wird und die Selektivität gegenüber den Wertmineralien abnimmt.

Die Mengen, in denen die erfindungsgemäß zu verwendenden Dicarbonsäure-N-alkylmonoamide bzw. deren Gemische mit weiteren anionischen oder nichtionischen Tensiden eingesetzt werden, hängen von der Art der zu flotierenden Erze und von deren Gehalt an Wertmineralien ab. Demzufolge können die jeweils notwendigen Einsatzmengen in weiten Grenzen schwanken. Im allgemeinen werden die erfindungsgemäß zu verwendenden Dicarbonsäure-N-alkylmonoamide bzw. deren Gemische mit anionischen oder nichtionischen Tensiden in Mengen von 50 bis 2000, vorzugsweise 100 bis 1500 g pro Tonne Roherz eingesetzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren schließt die Mitverwendung von für die Flotation üblichen Reagenzien wie beispielsweise Schäumern, Reglern, Aktivatoren, Desaktivatoren usw. ein. Die Durchführung der Flotation erfolgt unter den Bedingungen der Verfahren des Standes der Technik. In diesem Zusammenhang sei auf die folgenden Literaturstellen zum technologischen Hintergrund der Erzaufbereitung verwiesen: H. Schubert, "Aufbereitung fester mineralischer Stoffe", Leipzig, 1967; D. B. Puchas (Ed.), "Solid/liquid separation equipment scale-up", Croydon, 1977; E. S. Perry, C. J. Van Oss, E. Grushka (Ed.), "Separation and Purification Methods", New York, 1973-1978.

Ein bevorzugtes Einsatzgebiet des Verfahrens ist die Flotation von Salztypmineralen, insbesondere Apatiterzen.

Die nachfolgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern:

Beispiele

I. Eingesetzte Sammler und Co-Sammler

II. Herstellung der erfindungsgemäßen Sammler A1) Herstellung von N-C_16/18-alkyl-itaconsäuremonoamid-Na-Salz

In einem 250-ml-Dreihalskolben mit Tropftrichter, Rührer, Innenthermometer und Rückflußkühler wurden 11,2 g (0,1 mol) Itaconsäureanhydrid, gelöst in 100 ml Aceton, vorgelegt. Zu der Lösung wurden 25,5 g (0,1 mol) primäres C_16/18-alkylamin (Genamin® TA 100D, Fa. Hoechst) zugetropft, wobei sich die Reaktionsmischung auf 55-60°C erwärmte und unter Rückfluß zu sieden begann. Nach beendeter Zugabe ließ man auf Raumtemperatur abkühlen und versetzte die Lösung mit 4 g Natriumhydroxid in Form einer 1 N Lösung. Anschließend wurde die Reaktionsmischung 30 min bei 50°C gerührt und dann im Vakuum bis zur Trockne eingeengt. Die Ausbeute an N-C_16/18- alkyl-itaconsäure-monoamid-Na-Salz betrug 95% der theoretischen Menge.

A2) Herstellung von N-C_16/18-alkyl-bernsteinsäuremonoamid-Na-Salz

A1 wurde unter Einsatz von 10 g (0,1 Mol) Bernsteinsäureanhydrid wiederholt. Die Ausbeute an N-C_16/18-alkyl-bernsteinsäuremonoamid- Na-Salz betrug 96% der theoretischen Menge.

A3) Herstellung von N-C_16/18-alkyl-C_4/6-dicarbonsäuremonoamid-Na-Salz

In einem 1-l-Dreihalskolben mit Innenthermometer, Rührer, Rückflußkühler und absteigendem Wasserabscheider wurden 75,5 g (0,3 mol) C_16/18-alkylamin (Genamin® TA 100D, Fa. Hoechst), gelöst in 500 ml Toluol, vorgelegt und nacheinander mit 0,2 g p-Toluolsulfonsäure und 39,6 g (0,3 mol) eines technischen C_4/6-Dicarbonsäuregemisches (Bernsteinsäure/Glutarsäure/Adipinsäure = 1 : 1 : 1 Gewichtsteile, Fa. Rhone-Poulenc) versetzt. Die Mischung wurde 20 h unter Rückfluß erhitzt, wobei 5,7 g Wasser abgeschieden wurden. Nach Abkühlen auf 80°C wurden 12 g Natriumhydroxid, gelöst in 100 ml Wasser, zugegeben, die Mischung 2 h auf 80°C erwärmt und die Reaktionsmischung anschließend im Vakuum bis zur Trockne eingeengt. Die Ausbeute an N-C_16/18-alkyl-C_4/6-dicarbonsäuremonoamid-Na-Salz betrug 98% der theoretischen Menge.

A4) Herstellung von N-C_12/18-alkyl-bernsteinsäuremonoamid-Na-Salz

A2 wurde unter Einsatz von 19,9 g (0,1 mol) primären N-C_12/18-alkylamins (Genamin® CC 100D, Fa. Hoechst) wiederholt. Die Ausbeute an N-C_12/18-alkyl-bernsteinsäuremonoamid-Na-Salz betrug 96% der theoretischen Menge.

III. Flotationsversuche in der 1-l-Denverzelle Beispiele 1 und 2; Vergleichsbeispiel 1 Flotation von Apatit-Erz

Als Flotationsaufgabe wurde ein Apatit-Erz aus Brasilien der nachstehenden, auf die Hauptbestandteile bezogenen Zusammensetzung verwendet:

P₂O₅
11,6 Gew.-%
Fe₂O₃	14,8 Gew.-%
SiO₂	33,8 Gew.-%
Al₂O₃	10,0 Gew.-%

Die Flotationsaufgabe wies folgende Korngrößenverteilung auf:

- 25 µm
33 Gew.-%
25- 80 µm	32 Gew.-%
80-160 µm	31 Gew.-%
<160 µm	4 Gew.-%

Die erfindungsgemäßen Sammler wurden allein und in Kombination mit einem Alkylsulfosuccinat-Na/NH₄-Salz (B1) als Co-Sammler eingesetzt. Als Vergleichssubstanz wurde eine Kombination aus technischer Ölsäure (B2) mit dem vorgenannten Alkylsulfosuccinat-Na/NH₄-Salz im Mischungsverhältnis von 70 : 30 Gewichtsteilen verwendet. Alle Dosierungsangaben beziehen sich auf den Aktivsubstanzgehalt der Produkte. Flotiert wurde in der 1-l-Zelle einer Denver-Laborflotationsmaschine Typ D1. Als Flotationswasser wurde Wasser von 3°d verwendet; die Trübedichte bei der Vorflotation betrug ca. 500 g/l. Als Drücker für die eisenhaltige Gangart wurde Maisstärke eingesetzt, die zuvor mit der 0.25fachen Menge 50gew.-%iger Natriumhydroxidlösung aufgeschlossen worden war. Die Dosierung des Drückers betrug 500 g/t. Der pH-Wert der Trübe wurde mit Natriumhydroxid auf 9,5 eingestellt.

Die Konditionierung der Reagenzien wurde unter Rühren bei einer Rührerdrehzahl von 1000 UpM durchgeführt, die Konditionierungszeit betrug für Drücker und Sammler jeweils 5 Minuten. Flotiert wurde ebenfalls bei einer Drehzahl von 1000 UpM, die Flotationszeit betrug ca. 4 Minuten, während der der Flotationsschaum manuell abgenommen wurde.

Bei den Reinigungsflotationen wurde das Flotationskonzentrat der Vorflotation (rougher concentrate) ohne Zugabe von Reagenzien in die 1-l-Zelle gegeben und bei 1000 UpM ca. 4 Minuten flotiert. Beispiel 1 und 2 sowie Vergleichsbeispiel 1 wurden mit jeweils einer Reinigungsstufe durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tab. 1 zusammengefaßt.

Beispiel 1 zeigt, daß bei Verwendung eines erfindungsgemäßen Sammlers gegenüber einem vergleichbaren Standardprodukt bestehend aus den bekannten Sammlern B1 und B2 (Vergleichsbeispiel V1) ein verkaufsfähiges Apatit-Konzentrat mit einer erheblich geringeren Sammlerdosierung flotiert werden kann.

Beispiel 2 zeigt, daß bei Kombination eines erfindungsgemäßen Sammlers mit einem Alkylsulfosuccinat-Na/NH₄-Salz als Co-Sammler hochangereicherte Apatit-Konzentrate flotiert werden können, ohne daß es zu einem erheblichen Verlust an P₂O₅-Ausbringen kommt.

Tabelle 1

Flotation von brasilianischem Apatiterz in der 1-l-Denverzelle

Prozentangaben als Gew.-%

Beispiele 3-6; Vergleichsbeispiel 2 Flotation von silicatreichem Apatiterz

Als Flotationsaufgabe wurde ein geringhaltiges Apatit-Erz mit einem hohen Anteil an silicatischer Gangart der nachfolgenden, auf die Hauptbestandteile bezogenen Zusammensetzung verwendet:

P₂O₅
4 Gew.-%
SiO₂	38 Gew.-%
CaO	10 Gew.-%
MgO	16 Gew.-%

Die Flotationsaufgabe hatte die folgende Korngröße:

- 40 µm
20,8 Gew.-%
40-100 µm	19,0 Gew.-%
100-200 µm	29,1 Gew.-%
200-500 µm	26,5 Gew.-%
<500 µm	4,6 Gew.-%

Flotiert wurde in der 2-l-Zelle einer Denver-Laborflotationsmaschine Typ D1; die Reinigungsstufen (3 bzw. 4) wurden in der 1-l-Zelle aus Beispiel 1 durchgeführt. Als Flotationswasser wurde Wasser von 3°d verwendet; die Trübedichte bei der Vorflotation betrug ca. 500 g/l. Als Drücker wurde ein Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt (C1) in einer Einsatzmenge von 200 g/t verwendet. Durch Zugabe von Natriumhydroxid wurde der pH-Wert auf 10 eingestellt. Die Konditionierungszeit betrug für Drücker und Sammler jeweils 5 Minuten bei einer Rührgeschwindigkeit von 1100 UpM. Flotiert wurde bei 1100 UpM (2-l-Zelle) bzw. 1000 UpM (1-l-Zelle) über jeweils 4 Minuten.

In einem Vergleichsversuch (V2) wurde als Standardsammler technische Ölsäure (B2) in Form ihres Natriumsalzes verwendet. Die Ergebnisse der Flotation sind in Tab. 2 zusammengefaßt.

Die Beispiele 3-6 zeigen, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Sammler allein oder im Gemisch mit Alkylsulfosuccinat-Na/ NH₄-Salz als Co-Sammler gegenüber dem Vergleichsstandard Na-oleat verkaufsfähige Apatit-Konzentrate mit einer geringeren Sammlerdosierung gewonnen werden können. Ein weiterer Vorteil bei Verwendung der erfindungsgemäßen Sammler besteht in der Einsparung von bis zu zwei aufwendigen Reinigungsstufen.

Tabelle 2

Flotation von silicatreichem Apatiterz in der 2-l-Denverzelle

Prozentangaben als Gew.-%

IV. Flotationsversuche in der modifizierten Hallimondröhre Beispiele 7-10, Vergleichsbeispiele V3-V5 Flotation von schwedischem Apatiterz

Als Flotationsaufgabe wurde ein schwedisches Apatit-Erz der nachfolgenden, auf die Hauptbestandteile bezogenen Zusammensetzung verwendet:

P₂O₅
20,1 Gew.-%
SiO₂	32,3 Gew.-%
Fe₂O₃	6,3 Gew.-%

Das Erz lag bereits aufgemahlen in der Trübe vor. Nach der Naßsiebung wurde eine Korngrößenfraktion von 50-100 µm als Aufgabe verwendet. Als Flotationszelle wurde eine modifizierte Hallimondröhre mit einem Volumen von 165 ml und einer Rührgeschwindigkeit von 400 UpM verwendet. Konditioniert und flotiert wurden jeweils 2 g Erz (Trockengehalt) bei pH 10 (mit Natriumhydroxid eingestellt) in Wasser von 20°d (nur Calciumionen). Die Konditionierzeit für das Härtewasser betrug 5 Minuten, für den Sammler 10 Minuten; die Flotation wurde über einen Zeitraum von 2 Minuten durchgeführt.

Die erfindungsgemäßen Sammler wurden alleine oder in Abmischung mit Co-Sammlern eingesetzt. Als Vergleichssubstanzen wurden das Alkylsulfosuccinat (B1, Vergleichsversuche V3 und V4) und ein Gemisch aus B1 und technischer Ölsäure (V5) eingesetzt. Die Ergebnisse der Flotationsversuche sind in Tab. 3 zusammengefaßt.

Die Beispiele 7-10 zeigen, daß bei einem vergleichbaren Phosphorgehalt im Konzentrat das Masse- und damit auch das Phosphatausbringen durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Sammler alleine oder in Kombination mit üblichen Co-Sammlern verbessert wird.

Tabelle 3

Flotation von schwedischem Apatiterz in der modifizierten Hallimondröhre

Prozentangaben als Gew.-%

Claims

1. Verfahren zur Gewinnung von Mineralien aus nichtsulfidischen Erzen durch Flotation, bei dem man gemahlenes Erz mit Wasser zu einer Suspension mischt, in die Suspension in Gegenwart eines Reagenziensystems Luft einleitet und den entstandenen Schaum zusammen mit den darin enthaltenen flotierten Feststoffen abtrennt, dadurch gekennzeichnet, daß als Sammler Dicarbonsäure-N-alkylmonoamide verwendet werden, die einer der Formeln (I) bis (V) folgen, in denen R¹ für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen, m für Zahlen von 1 bis 10 und X für Wasserstoff, ein Alkalimetall oder einem Ammoniumrest steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sammler Dicarbonsäure-N-alkylmonoamide verwendet werden, die sich von der Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure oder Itaconsäure ableiten.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sammler Dicarbonsäure-N-alkylmonoamide verwendet werden, bei denen R¹ in den Formeln (I) bis (V) für einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen steht.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Sammler Gemische aus Dicarbonsäuremonoamiden und anionischen Tensiden ausgewählt aus der Gruppe, die aus Fettsäuren, Alkylsulfaten, Alkylethersulfaten, Alkylsulfosuccinaten, Alkylsulfosuccinamaten, Alkylbenzolsulfonaten, Alkylsulfonaten, Petrolsulfonaten, Acyllactylaten, Sarcosiden, Alkylphosphaten und Alkyletherphosphaten gebildet wird, verwendet werden.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Sammler Gemische aus Dicarbonsäuremonoamiden und nichtionischen Tensiden ausgewählt aus der Gruppe, die aus Fettalkoholpolyglycolethern, Alkylphenolpolyglycolethern, Fettsäurepolyglycolestern, Fettsäureamidopolyglycolethern, Fettaminpolyglycolethern, Mischethern, Hydroxymischethern und Alkylglycosiden gebildet wird, verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß Gemische verwendet werden, deren Anteil an Dicarbonsäure-N-alkylmonoamiden 5 bis 95 Gew.-% beträgt.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammler in Mengen von 50 bis 2000 g/t Roherz eingesetzt werden.

8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Roherze Salztypminerale eingesetzt werden.