DE4010279A1 - Verfahren zur gewinnung von mineralien aus nichtsulfidischen erzen durch flotation - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von mineralien aus nichtsulfidischen erzen durch flotationInfo
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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:
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 C16/18-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-C16/18-
alkyl-itaconsäure-monoamid-Na-Salz betrug 95% der theoretischen
Menge.
A1 wurde unter Einsatz von 10 g (0,1 Mol) Bernsteinsäureanhydrid
wiederholt. Die Ausbeute an N-C16/18-alkyl-bernsteinsäuremonoamid-
Na-Salz betrug 96% der theoretischen Menge.
In einem 1-l-Dreihalskolben mit Innenthermometer, Rührer,
Rückflußkühler und absteigendem Wasserabscheider wurden 75,5 g
(0,3 mol) C16/18-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 C4/6-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-C16/18-alkyl-C4/6-dicarbonsäuremonoamid-Na-Salz
betrug 98% der theoretischen Menge.
A2 wurde unter Einsatz von 19,9 g (0,1 mol) primären N-C12/18-alkylamins
(Genamin® CC 100D, Fa. Hoechst) wiederholt. Die Ausbeute
an N-C12/18-alkyl-bernsteinsäuremonoamid-Na-Salz betrug 96% der
theoretischen Menge.
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.
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.
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.
Claims (8)
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.
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