DE4117671A1 - 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 Deter
gensmischungen enthaltend Salze von sulfierten ungesättigten
Fettsäuren und sulfierten ungesättigten Fettsäureglycerinestern,
gegebenenfalls im Gemisch mit weiteren anionischen und/oder
nichtionischen Tensiden, als Sammler einsetzt.
Zur Abtrennung von Wertmineralien von der Gangart ist die Flota
tion ein allgemein angewandtes Sortierverfahren, das der Aufberei
tung von mineralischen Erzen dient. Üblicherweise wird hierbei das
Erz zunächst zerkleinert und trocken, vorzugsweise aber naß ver
mahlen 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 Wertminerale von den
Gangartmineralien des Erzes bei der anschließenden Flotation un
terstützt. 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 gebil
deten Gasblasen stattfindet. Die Hydrophobierung der Mineralbe
standteile 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 weiter
verarbeitet wird. Im umgekehrten Fall, bei der sogenannten indi
rekten Flotation, wird die Verunreinigung ausflotiert, während das
Wertmineral zurückbleibt. Das Ziel der Flotation besteht darin,
das Wertmineral der Erze in möglichst hoher Ausbeute zu gewinnen
und dabei gleichzeitig eine möglichst gute Anreicherung des Wert
minerals zu erhalten.
Bei der flotativen Aufbereitung nichtsulfidischer Erze werden als
Sammler überwiegend anionische oder kationische Tenside einge
setzt. Diesen kommt die Aufgabe zu, an der Oberfläche der Wertmi
neralien oder der Verunreinigung möglichst selektiv zu adsorbie
ren, um eine hohe Anreicherung im Flotationskonzentrat sicherzu
stellen. Außerdem sollen die Sammler einen tragfähigen, aber nicht
zu stabilen Flotationsschaum entwickeln.
Die bei der Flotation nichtsulfidischer Erze, insbesondere Eisen
erze häufig verwendeten Sammler, wie z. B. Fettsäuren, Alkyl
sulfosuccinate (Aufbereitungstechnik, 26, 632 (1985)) oder Oleyl
sulfate (DE-OS-10 29 761), führen jedoch in vielen Fällen bei
ökonomisch vertretbaren Sammlermengen nicht zu einem befriedigen
den Flotationsergebnis. Bei der Verwendung von Ölsäuresulfonat,
die aus den sowjetischen Druckschriften Deposited Doc. (1975),
VINITY 732 (zitiert nach Chem. Abstr. Vol. 86:173417v) und Depo
sited Doc. (1982) SPSTL. 275 (zitiert nach. Chem. Abstr. Vol.101:
9527p) bekannt ist, besteht zudem der Nachteil einer zu starken
Schaumentwicklung.
Aufgabe der Erfindung war es daher, Sammlersysteme zu entwickeln,
die frei von den geschilderten Nachteilen sind. 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 entstan
denen Schaum zusammen mit den darin enthaltenen flotierten Fest
stoffen abtrennt, und bei dem man als Sammler Detergensmischungen
einsetzt, die
- a) Salze von Sulfierungsprodukten ungesättigter Fettsäuren der Formel (I), R¹CO-OH (I)in der R1CO für einen linearen oder verzweigten aliphatischen Acylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Doppel bindungen steht, und
- b) Salze von Sulfierungsprodukten ungesättigter Fettsäureglyce rinester der Formel (II), in der R2CO für einen linearen oder verzweigten aliphatischen Acylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Doppel bindungen sowie R3CO und R4CO unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten aliphatischen Acylrest mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 bis 5 Doppelbindungen steht
sowie gegebenenfalls weitere anionische und/oder nichtionische
Tenside enthalten.
Überraschenderweise wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäß
einzusetzenden Detergensmischungen in der Flotation von nichtsul
fidischen Erzen eine äußerst geringe Schaumentwicklung zeigen, so
daß ein übermäßiges Schäumen in den Flotationszellen vermieden
werden kann. Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß die
Sammler eine hohe Aktivität und Selektivität zeigen, die das
praktisch quantitative Ausbringen der Mineralien mit gegenüber dem
Stand der Technik vergleichsweise geringen Einsatzmengen möglich
macht.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, Detergensgemische
als Sammler einzusetzen, die als Sammlerkomponente a) Ölsäuresul
fonat-Na-Salz und als Sammlerkomponente b) sulfiertes Rüböl neuer
Züchtung (Ölsäuregehalt < 80 Gew.-%) in Form des Natriumsalzes
enthalten.
Unter nichtsulfidischen Erzen sind im Sinne der vorliegenden Er
findung 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 erfindungsgemäß zu verwendenden Detergensmischungen werden
vorzugsweise für die Reinigung von p-haltigen Eisenerzen einge
setzt.
Bei den Salzen der Sulfierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren
handelt es sich um bekannte Stoffe, die nach den einschlägigen
Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden
können. Hierzu kann man beispielsweise von einer technischen Öl
säure ausgehen, die zunächst bei Temperaturen von 15 bis 30°C mit
gasförmigem Schwefeltrioxid sulfiert und anschließend mit wäßriger
Natriumhydroxidlösung neutralisiert wird (DE 40 19 713 A1). Bei
dieser Reaktion kommt es im wesentlichen zu einer elektrophilen
Addition des SO3-Moleküls an eine oder mehrere Doppelbindungen der
ungesättigten Fettsäure unter Bildung innenständiger Sulfonsäure
funktionen, die nach Behandlung mit der Base als Sulfonatgruppen
vorliegen.
Zur Herstellung der Sulfierungsprodukte kommen als Ausgangsstoffe
ungesättigte Fettsäuren in Betracht, die der Formel (I) folgen,
R¹CO-OH (I)
in der R1CO für einen linearen oder verzweigten aliphatischen
Acylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Doppelbin
dungen steht. Typische Beispiele hierfür sind Palmitoleinsäure,
Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Chaulmoograsäure, Linol
säure, Linolensäure, Gadoleinsäure, Arachidonsäure, Erucasäure
oder Clupanodonsäure. Für den Einsatz als Sammler in der Flotation
nicht-sulfidischer Erze sind Alkalisalze der Sulfierprodukte un
gesättigter Fettsäuren der Formel (I) bevorzugt, bei denen R1CO
für einen Acylrest mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen und 1 Doppel
bindung steht.
Wie in der Fettchemie üblich, können sich die Salze der Sulfie
rungsprodukte ungesättigter Fettsäuren auch von technischen
Fettsäureschnitten ableiten, wie man sie durch Druckspaltung von
natürlichen Fetten und Ölen, beispielsweise Sonnenblumenöl, Rüböl,
Korianderöl, Chaulmoograöl, Leinöl, Baumwollsaatöl, Erdnußöl,
Rindertalg oder Fischöl gewinnt. Bevorzugt sind Salze von Sul
fierprodukten ungesättigter Fettsäuren auf Basis von Rüböl neuer
Züchtung (Ölsäureanteil < 80 Gew.-%) oder Rindertalg.
Unter dem Begriff "ungesättigte Fettsäureglycerinester" sind Tri
glyceride zu verstehen, die mindestens eine ungesättigte Fettsäu
rekomponente aufweisen. Bei den sich hiervon ableitenden Sulfier
produkten und ihren Salzen handelt es sich ebenfalls um bekannte
Stoffe. Nach dem Verfahren der Deutschen Patentanmeldung DE
39 36 001 A1 können die Produkte beispielsweise durch Umsetzung
von ungesättigten Fettsäureglycerinestern mit Schwefeltrioxid und
nachfolgender Neutralisation erhalten werden. Bei den Sulfierpro
dukten handelt es sich um komplexe Gemische, die Triglyceridsul
fonate, Partialglyceridsulfonate, Partialglyceridsulfate, sulfo
nierte Fettsäuren, Fettsäuren sowie Glycerin enthalten können. Die
Eigenschaften der Sulfierprodukte wird durch die Menge des in der
Sulfierung aufgenommenen Schwefeltrioxids maßgeblich beeinflußt.
Im Sinne der Erfindung sind solche Salze von Sulfierungsprodukten
ungesättigter Fettsäureglycerinester bevorzugt, die durch Umset
zung von ungesättigten Fettsäureglycerinestern mit SO3 im molaren
Verhältnis 1 : 0,95 bis 1 : 2, insbesondere 1 : 1 bis 1 : 1,5 er
halten werden.
1m Hinblick auf ein besonders geringes Schaumvermögen der erfin
dungsgemäß einzusetzenden Detergensmischungen sind Alkalisalze von
Sulfierprodukten der Formel (II) bevorzugt, in der R2CO, R3CO und
R4CO unabhängig voneinander für lineare Acylreste mit 16 bis 22
Kohlenstoffatomen und 1 Doppelbindung stehen.
Neben ungesättigten Fettsäureglycerinestern synthetischer Herkunft
kommen als Einsatzstoffe für die Herstellung der Salze der Sul
fierprodukte insbesondere natürliche Triglyceride in Betracht, die
Iodzahlen im Bereich von 50 bis 125, insbesondere 85 bis 110 auf
weisen. Typische Beispiele hierfür sind Rüböl und Sonnenblumenöl
neuer Züchtung (Ölsäureanteil < 80 Gew.-%), Korianderöl, Sojaöl,
Erdnußöl, Olivenöl, Baumwollsaatöl, Rindertalg oder Fischöl.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Detergensgemische können die
Sammlerkomponenten a) und b) im Gewichtsverhältnis von 95 : 5 bis
5 : 95, vorzugsweise 50 : 50 bis 80 : 20 enthalten. Das Vermischen
der Sammlerkomponenten a) und b) kann beispielsweise durch Ver
rühren, gegebenenfalls bei Temperaturen von 40 bis 50°C ohne che
mische Reaktion erfolgen. Zur Herstellung der Detergensgemische
ist es jedoch ebenfalls möglich, die ungesättigten Fettsäuren und
die ungesättigten Fettsäureglycerinester im gewünschten Verhältnis
zu vermischen und gemeinsam der Sulfierung und anschließenden
Neutralisation zu unterwerfen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können daher
als Sammler solche Detergensgemische enthaltend die Komponenten a)
und b) eingesetzt werden, die man über den Weg der gemeinsamen
Sulfierung von ungesättigten Fettsäuren der Formel (I) und unge
sättigten Fettsäureglycerinester der Formel (II) erhält.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt den Einsatz der Detergens
mischungen als Sammler für die Gewinnung von Mineralien aus
nichtsulfidischen Erzen durch Flotation allein oder in Gegenwart
von weiteren anionischen und/oder nichtionischen Tensiden.
Unter anionischen Tensiden sind im Sinne der Erfindung Fettsäuren,
Alkylsulfate, Alkylethersulfate, Alkylsulfosuccinate, Alkylsul
fosuccinamate, Alkylbenzolsulfonate, Alkylsulfonate, Petrolsulfo
nate, Acyllactylate, Sarcoside, Alkylphosphate und Alkyletherphos
phate 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.), "Katalysa
toren, 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 Umnetz
verfahren, gewonnenen geradkettigen Fettsäuren der Formel (III) in
Betracht,
R⁵-COOY (III)
in der R5 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 Schwe
felsäurehalbestern von Fettalkoholen der Formel (IV),
R⁶-O-SO₃Z (IV)
in der R6 für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis
22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen und Z für ein Alkali
metall oder einen Ammoniumrest steht.
Als Alkylethersulfate eignen sich die wasserlöslichen Salze von
Schwefelsäurehalbestern von Fettalkoholpolyglycolethern der Formel (V)
in der R7 für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis
22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R8 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 (VI),
in der R9 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 (VII),
in der R10 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 (VIII),
R¹¹-C₆H₄-SO₃Z (VIII)
in der R11 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 (IX),
R¹²-SO₃Z (IX)
in der R12 für einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit
12 bis 18 Kohlenstoffatomen steht und Z die oben angegebene Bedeu
tung besitzt.
Als Petrolsulfonate eignen sich Substanzen, die man durch Umset
zung von Schmierölfraktionen mit Schwefeltrioxid oder Oleum und
anschließende Neutralisation mit Natronlauge erhält. Hier kommen
insbesondere solche Produkte in Betracht, in denen die Kohlenwas
serstoffreste überwiegend Kettenlängen von 8 bis 22 Kohlenstoff
atomen aufweisen.
Als Acyllactylate eignen sich Substanzen der Formel (X),
in der R13 für einen aliphatischen, cycloaliphatischen oder ali
cyclischen, 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 (XI),
in der R¹⁴ 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 (XII) und (XIII),
in der R15 und R16 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 angebene Bedeutung be
sitzt.
Werden die erfindungsgemäß zu verwendenden Salze im Gemisch mit
Alkylphosphaten oder Alkyletherphosphaten eingesetzt, können die
Phosphate als Mono- oder Diphosphate vorliegen. Vorzugsweise wer
den in diesem Fall Gemische aus Mono- und Dialkylphosphaten ein
gesetzt, wie sie bei der technischen Herstellung solcher Verbin
dungen anfallen.
Unter nichtionischen Tensiden sind im Sinne der Erfindung Fettal
koholpolyglycolether, Alkylphenolpolyglycolether, Fettsäurepoly
glycolester, Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpolyglycol
ether, Mischether, Hydroxymischether und Alkylglykoside zu verste
hen. 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 Fettalkoholeolyglycolether eignen sich Anlagerungsprodukte von
durchschnittlich n Mol Ethylen- und/oder Propylenoxid an Fettalko
hole, die der Formel (XIV) folgen,
in der R17 für einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 8 bis
22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, R8 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 Ethylen- und/oder Propylenglycol an Alkyl
phenole, die der Formel (XV) folgen,
in der R18 für einen Alkylrest mit 4 bis 15, vorzugsweise 8 bis 10
Kohlenstoffatomen steht und R8 und n die oben angegebenen Bedeu
tungen besitzen.
Als Fettsäurepolyglycolester eignen sich Anlagerungsprodukte von
durchschnittlich n Mol Ethylen- und/oder Propylenoxid an Fettsäu
ren, die der Formel (XVI) folgen,
in der R19 für einen aliphatischen Kohlenstoffrest mit 5 bis 21
Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungn steht und R8
und n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
Als Fettsäureamidpolyglycolether eignen sich Anlagerungsprodukte
von durchschnittlich n Mol Ethylen- und/oder Propylenoxid an Fett
säureamide, die der Formel (XVII) folgen,
in der R20 für einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 5 bis
21 Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht und
R8 und n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
Als Fettaminpolyglycolether eignen sich Anlagerungsprodukte von
durchschnittlich n Mol Ethylen- und/oder Propylenoxid an Fett
amine, die der Formel (XVIII) folgen,
in der R21 für einen Alkylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen
steht und R8 und n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
Als Mischether eignen sich Umsetzungsprodukte von Fettalkoholpoly
glycolethern mit Alkylchloriden der Formel (XIX),
in der R22 für einen aliphatischen Kohlenstoffrest mit 6 bis 22
Kohlenstoffatomen und 0, 1, 2 oder 3 Doppelbindungen, R23 für ei
nen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest
steht und R8 und n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
Als Hydroxymischether eignen sich Substanzen der Formel (XX),
in der R24 für einen Alkylrest mit 6 bis 16 Kohlenstoffatomen, R25
für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen steht und R8 und
n die oben angegebenen Bedeutungen besitzen. Die Herstellung der
Hydroxymischether ist in der deutschen Patentanmeldung DE
37 23 323 A1 beschrieben.
Als Alkylglykoside eignen sich Substanzen der Formel (XXI),
R²⁶-O-(G)x (XXI)
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 R26 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 Patentan
meldung DE 37 23 826 A1 beschrieben.
Werden die Sammlerkomponenten a) und b) nicht alleine, sondern im
Gemisch mit weiteren anionischen und/oder nichtionischen Tensiden
eingesetzt, weisen diese Gemische vorteilhafterweise in Summe ei
nen Gehalt von 5 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 60 Gew.-% an
Salzen der Sulfierungsprodukte ungesättigter Fettsäuren und Salzen
der Sulfierungsprodukte ungesättigter Fettsäureglycerinester auf.
Zur Erzielung wirtschaftlich brauchbarer Ergebnisse bei der Flo
tation nichtsulfidischer Erze müssen die Detergensmischungen in
gewissen Mindestmengen 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 Deter
gensmischungen bzw. deren Gemische mit weiteren anionischen und/
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 erfindungs
gemäß zu verwendenden Detergensmischungen von Salzen der Sulfie
rungsprodukte ungesättigter Fettsäuren und Salzen der Sulfie
rungsprodukte ungesättigter Fettsäureglycerinester bzw. deren
Gemische mit anionischen und/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 Erzaufberei
tung 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.VanOss,
E.Grushka (Ed.), "Separation and Purification Methods", New York,
1973-1978.
Die nachfolgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung
näher erläutern:
- a) In einem 1-l-Sulfierrreaktor mit Mantelkühlung und Gaseinlei tungsrohr wurden 196 g (0,7 mol) technische Ölsäure (Edenor® A-TiO5, Iodzahl 91, Molgewicht 280, Fa. Henkel) vorgelegt und bei 15°C mit 56 g (0,7 mol) gasförmigem Schwefeltrioxid umge setzt. Das Schwefeltrioxid wurde durch Erhitzen aus einer entsprechenden Menge 65 gew.-%igen Oleums ausgetrieben, auf eine Konzentration von 5 Vol.-% verdünnt und innerhalb von 20 min in das Ausgangsprodukt eingeleitet. Nach der Sulfierung wurde das saure Reaktionsgemisch bei 60°C in wäßrige 50 gew.- %ige Natriumhydroxidlösung eingerührt und dabei neutralisiert. Das Produkt lag als klare, niedrigviskose Flüssigkeit vor.
- b) Wie unter a) beschrieben, wurden 267 g (0,3 mol) Neues Rüböl (Ölsäureanteil ) 80 Gew.-%, Molgewicht 889) bei 60°C mit 0,36 g (0,45 mol) Schwefeltrioxid umgesetzt. Nach der Sulfierung wurde das saure Reaktionsgemisch bei 60°C in wäßrige 50 gew. %ige Natriumhydroxidlösung eingerührt und dabei neutralisiert. Das Produkt lag als klare, niedrigviskose Flüssigkeit vor.
Anschließend wurden die Komponenten a) und b) bei Umgebungstem
peratur durch Rühren miteinander vermischt. Die Kenndaten des
Produktes sind in Tab. 1 zusammengefaßt.
In einem
kontinuierlich arbeitenden Fallfilmreaktor (Länge 120 cm, quer
schnitt 1 cm, Eduktdurchsatz 600 g/h) mit Mantelkühlung und seit
licher SO3-Begasung wurden 1000 g eines Gemisches enthaltend
- a) Technische Olsäure (aus A)
- b) Neues Rüböl (aus A)
in einem Gewichtsverhältnis von 70 : 30 vorgelegt und bei 60°C mit
einem Schwefeltrioxid/Stickstoff-Gemisch (SO3-Konzentration: 5
Vol.-%) zur Reaktion gebracht. Die Menge an SO3 wurde dabei so
bemessen, daß auf jeweils jeweils 1 Mol des Ölsäureanteils 1 Mol
Schwefeltrioxid und auf jeweils 1 Mol des Rüböl-Anteils 1,2 Mol
Schwefeltrioxid entfielen.
Das saure Reaktionsgemisch wurde bei 70°C kontinuierlich in 50
gew.-%ige Natriumhydroxid-Lösung eingetragen und neutralisiert.
Die Kenndaten des Produktes sind in Tab.1 zusammengefaßt.
Die Herstellung erfolgte
analog zur Herstellung der Komponente a) des Sammlers A. Die
Kenndaten des Produktes sind in Tab. 1 zusammengestellt.
Der Aniontensidgehalt (WAS) sowie die unsulfierten Anteile (US)
wurden nach den DGF-Einheitsmethoden, Stuttgart 1950-1984, H-
III-10 und G-II-6b ermittelt. Der Sulfatgehalt wurde als Natrium
sulfat berechnet, die Bestimmung des Wassergehaltes erfolgte nach
der Fischer-Methode. Die Viskosität wurde bei 20°C nach der
Brookfield-Methode bestimmt.
Als Flotationsaufgabe wurde ein magnetisch
angereichertes Eisenerz vom Magnetit-Typ der folgenden, auf die
Hauptbestandteile bezogenen Zusammensetzung eingesetzt:
Magnetit: ca. 96 Gew.-%
Apatit: ca. 1 Gew.-%
Silicate: ca. 3 Gew.-%.
Apatit: ca. 1 Gew.-%
Silicate: ca. 3 Gew.-%.
Die Flotationsaufgabe wies folgende Korngrößenverteilung auf:
-45 µm: 87 Gew.-%
45-74 µm: 12 Gew.-%
<74 µm: 1 Gew.-%.
45-74 µm: 12 Gew.-%
<74 µm: 1 Gew.-%.
Es wurden die erfindungsgemäßen Sammler A (Mischung von Ölsäure
sulfonat-Na-Salz und Sulfo-Rüböl-Na-Salz) und B (Sulfierte Mi
schung Olsäure/Rüböl in Form des Natriumsalzes) eingesetzt. Als
Vergleichssubstanz diente der Sammler C (Ölsäuresulfonat-Na-Salz).
Es wurde in einer 4-l-Zelle einer Denver-Laborflotationsmaschine
Typ D1 flotiert. Als Flotationswasser wurde Wasser von 14°d ver
wendet; die Trübedichte bei der Flotation betrug ca. 35 Gew.-%,
die Trübetemperatur 15°C. Als Drücker wurde Wasserglas in einer
Dosierung von 75 g/t eingesetzt. Der pH-Wert der Trübe wurde mit
Natriumhydroxid auf 8,5 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
bei einer Drehzahl von 1100 UpM, die Flotationszeit betrug ca. 7
Minuten, während der der Flotationsschaum manuell abgenommen wur
de. Es wurde nach dem Verfahren der indirekten Flotation zur P-
Reduktion gearbeitet. Die Ergebnisse sind in Tab.2 zusammengefaßt.
Claims (13)
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 Fest
stoffen abtrennt, dadurch gekennzeichnet, daß man als Sammler
Detergensmischungen einsetzt, die
- a) Salze von Sulfierungsprodukten ungesättigter Fettsäuren der Formel (I), R¹CO-OH (I)in der R1CO für einen linearen oder verzweigten aliphati schen Acylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Doppelbindungen steht, und
- b) Salze von Sulfierungsprodukten ungesättigter Fettsäuregly cerinester der Formel (II), in der R2CO für einen linearen oder verzweigten aliphati schen Acylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen und 1 bis 5 Doppelbindungen sowie R3CO und R4CO unabhängig voneinander für einen linearen oder verzweigten aliphatischen Acylrest mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen und 0 oder 1 bis 5 Doppel bindungen steht
sowie gegebenenfalls weitere anionische und/oder nichtionische
Tenside enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Sammlerkomponente a) Alkalisalze von Sulfierprodukten unge
sättigter Fettsäuren der Formel (I) einsetzt, in der R1CO für
einen Acylrest mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen und 1 Doppel
bindung steht.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Sammlerkomponente a) Ölsäuresulfonat-Natriumsalz
einsetzt.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß man als Sammlerkomponente b) Alkalisalze
von Sulfierprodukten der Formel (II) einsetzt, in der R2CO,
R3CO und R4CO unabhängig voneinander für lineare Acylreste mit
16 bis 22 Kohlenstoffatomen und 1 Doppelbindung stehen.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß man als Sammlerkomponente b) Sulfiertes
Rüböl neuer Züchtung (Ölsäuregehalt < 80 Gew.-%) in Form des
Natriumsalzes einsetzt.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß man Detergensgemische einsetzt, die die
Sammlerkomponenten a) und b) im Gewichtsverhältnis 95 : 5 bis
5 : 95 enthalten.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Sammlerkomponenten a) und b) ge
meinsam mit weiteren anionischen Tensiden ausgewählt aus der
Gruppe, die von Fettsäuren, Alkylsulfaten, Alkylethersulfaten,
Alkylsulfosuccinaten, Alkylsulfosuccinamaten, Alkylbenzolsul
fonaten, Alkylsulfonaten, Petrolsulfonaten, Acyllactylaten,
Sarcosiden, Alkylphosphaten und Alkyletherphosphten gebildet
wird, einsetzt.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Sammlerkomponenten a) und b) ge
meinsam mit weiteren nichtionischen Tensiden ausgewählt aus
der Gruppe, die von Fettalkoholpolyglycolethern, Alkylphenol
polyglycolethern, Fettsäurepolyglycolestern, Fettsäureamido
polyglycolethern, Fettaminpolyglycolethern, Mischethern,
Hydroxymischethern und Alkylglycosiden gebildet wird, ein
setzt.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Sammler Gemische der Sammlerkomponenten a) und b)
mit weiteren anionischen und/oder nichtionischen Tensiden
einsetzt, die in Summe einen Gehalt von 5 bis 95 Gew.-% - be
zogen auf die Gesamtmischung - an Salzen der Sulfierungspro
dukte ungesättigter Fettsäuren und Salzen der Sulfierungspro
dukte ungesättigter Fettsäureglycerinester aufweisen.
10. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Sammler in Mengen von 50 bis 2000
g/t Roherz einsetzt.
11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß man als Roherze Eisenerze einsetzt.
12. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß man als Sammler solche Detergensge
mische enthaltend die Komponenten a) und b) einsetzt, die man
über den Weg der gemeinsamen Sulfierung von ungesättigten
Fettsäuren der Formel (I) und ungesättigten Fettsäureglyce
rinester der Formel (II) erhält.
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