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Verfahren zur kationischen Schaumflotation von quarzhaltigem Eisenerz
Die vorliegende Erfindung betrifft die Trennung von quarziger Gangart aus Eisenoxydmineralteilchen
durch ein kationisches Schaumflotationsverfahren, bei dem die Quarzteilchen zum
Schwimmen und die Eisenmineralteilchen zum Niedersinken gebracht werden. Die Schwimmfähigkeit
der feinen Eisenoxydteilchen wird deutlich verringert oder aufgehoben und daher
eine saubere Trennung zwischen ihnen und den mit ihnen vermischten feinen Kieselerdeteilchen
erreicht.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, niedrigprozentiges kieseliges
Eisenerz nach einem Verfahren aufzubereiten, das im wesentlichen aus folgenden Arbeitsgängen
besteht: man zerkleinert das Material auf die zur Trennung geeignete Korngröße,
mit dem zerkleinerten :Material bildet man eine wäßrige Trübe, man gibt eine verhältnismäßig
kleine Menge eines leicht in Wasser dispergierbaren kationaktiven Sammlers zu, ohne,
vorzugsweise aber mit gleichzeitiger Zugabe eines Schäumers, und man rührt und lüftet
das entstehende Gemisch in einer Schaumflotationszelle, wodurch man einen Schaum
erhält, der reich ist an Si 02 und arm an Eisen, und man trennt den Schaum von dem
in der Trübe verbliebenen Rest. Diese kationische Art des Schaumschwimmaufbereitungsverfahrens
bewährt sich sehr gut bei Trüben, deren frei gemachte Eisenoxydteilchen verhältnismäßig
grob sind und die entweder von kolloidalen Stoffen (Schlämmen) befreit sind, oder
deren kolloidale Stoffe durch eine Ausflockungs- oder andere geeignete Vorbehandlung
verhältnismäßig unschädlich gemacht worden sind. Die Anwendung dieses Verfahrens
auf Trüben mit einem wesentlichen Gehalt an feinen Eisenoxydteilchen bringt jedoch
den Nachteil mit sich, daß unerwünscht große Mengen des kationaktiven Sammlers (gewöhnlich
eine ziemlich teure chemische Verbindung) nötig sind; außerdem haben die entstehenden
Konzentrate meist einen zu hohen Si 02 Gehalt, und es gelangt zuviel Eisenmineral
zum Austrag mit den Bergen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes
kationisches
Schaumschwimmaufbereitungsverfahren dieser Art. Die Erfindung betrifft außerdem
eine Abänderung des üblichen kationischen Schwiminaufbereitungsverfahrens derart,
daß die Eisenerzteilchen in der Trübe nach unten gedrückt, d. h. die Flotation auch
der feinsten Erzteilchen verhindert wird.
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Es ist gefunden worden, daß die obigen Nachteile vermieden und die
vorgenannten und andere Ziele dadurch erreicht werden können, daß man der Flotationszellencharge
(= Flotationsgut, Aufgabegut), d. h. der Aufgabetrübe, eine verhältnismäßig geringe
Menge eines modifizierten Stärkeprodukts, das nachfolgend noch besonders beschrieben
wird, zugibt und das entstehende Gemisch der kationischen Schaumschwimmaufbereitung
unterwirft. Durch eine derartige Abänderung des üblichen Verfahrens wird der Eisengehalt
der anfallenden Berge in wünschenswerter Weise erniedrigt, und die Konzentrate haben
einen größeren Eisengehalt und enthalten auch einen größeren Anteil des Gesamteisens
im Aufgabegut. Außerdem gestattet dieses abgeänderte Verfahren eine wünschenswerte
Einsparung an der Menge des pro Einheit behandelten Erzes verwendeten Sammlers und
ermöglicht die Auswahl eines wirksamen kationischen Sammlers aus einer größeren
Gruppe von Sammlern, als nach den vorher gebräuchlichen Verfahren zur Verfügung
standen.
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Unter dem Ausdruck modifiziertes Stärkeprodukt wird hier eine Stärke
verstanden, die zum größten Teil (d. h. zu etwa 750/0 oder mehr) aus verzweigten
Komponenten mit verhältnismäßig großen Molekülen besteht und die nach einem der
bekannten Abbauverfahren nur mäßig bis zu dem Punkt abgebaut worden ist, wo i. die
Stärkekornstruktur soweit geschwächt oder zerstört;worden ist, daß eine gute Dispergierbarkeit
in Wasser erzielt wird, so daß das Stärkeprodukt sich zu 5 bis 80°/o in kaltem Wasser
löst, und 2. der Ferricyanidreduktionswert des Stärkeprodukts zwischen etwa 2o und
25o, am besten zwischen 35 und 8o liegt.
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Was den soeben genannten Punkt i angeht, ist zu beachten, daß zu den
modifizierten Stärkeprodukten mit weniger als 5°/o Kaltwasserlöslichkeit die meisten
dünnkochenden Stärken, oxydierten Stärken und die sogenannten löslichen Stärken
gehören. Durch diese Einschränkung werden etwa vier Fünftel der sehr vielen vom
Erfinder untersuchten modifizierten Stärkeprodukte ausgeschlossen. Die obere Grenze
der Löslichkeit (8o0/0) wird deswegen gesetzt, weil Produkte mit einer Kaltwasserlöslichkeit
von mehr als 8o°/0 gewöhnlich einen zu weitgehenden chemischen Abbau erfahren haben
und aus Kohlehydratmolekülen bestehen oder einen größeren Teil solcher enthalten,
deren Molekülgröße zu gering ist, als daß sie als Drücker dienen könnten, d. h.
dazu dienen könnten, den Eisenerzstaub beim kationischen Schwimmaufbereitungsverfahren
unten zu halten.
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Bezüglich des oben genannten Punkts 2 ist zu beachten, daß ein gutes
Maß für den Grad chemischen Abbaus oder den Grad, bis zu dem das Stärkemolekül in
kleinere Teile aufgespalten oder hydroliniert wurde, die von Farley und Hixon beschriebene
Probe ist (Indust. & Eng. Chem., Anal. Ed., Bd. 13, 1941, S. 616). Mit dieser
Probe, die in erster Linie ein Mittel zur Bestimmung von Aldehydgruppen ist, ist
es möglich, die durchschnittliche Molekülgröße zu dem Ferrycyanidreduktionswert
des Produkts in Beziehung zu bringen. Der Ferricyanidreduktionswert unmodifizierter
Stärke ist io und der von Glukose ist 2800; der Ferricyanidreduktionswert ist proportional
dem Ausmaße der Hydrolyde bis zu einem Wert von etwa 1500. Viele der modifizierten
Stärkeprodukte, die sich als sehr wirksam zum Drücken von feinsten Eisenerzteilchen
erwiesen haben, haben Ferricyanidreduktionswerte von 8o oder darunter, während einige
modifizierte Stärkeprodukte, die im Handel als Dextrine bezeichnet werden und die
nur eine geringe Drückwirkung ergaben, Ferricyanidreduktionswerte von
250
und darüber besitzen.
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Ein niedriger Zuckergehalt, d. h. nicht mehr als 2°/0 und vorzugsweise
viel weniger als 2°/0, als Dextrose ausgedrückt, ist auch eine wünschenswerte Eigenschaft
eines als Drücker im vorliegenden Zusammenhang wirksamen modifizierten Stärkeprodukts.
Ein wesentlicher Zuckergehalt deutet einen zu ausgedehnten Abbau der Stärkemoleküle
an und spiegelt sich in einem hohen Ferricyanidreduktionswert des modifizierten
Stärkeprodukts wieder.
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Es wurde außerdem gefunden, daß, von den oben erwähnten Punkten abgesehen,
die Drückwirkung eines verwendbaren modifizierten Stärkeprodukts seinem Gehalt an
verzweigten Komponenten zuzuschreiben ist und daß die linearen Komponenten der Stärke
ohne Drückwirkung sind und wahrscheinlich so zu beurteilen sind, als wenn Verdünnungsmittel
darin wären. Diese Tatsachen ergaben sich auf Grund von Versuchen, wobei getrennte
Fraktionen verzweigter Komponenten und linearer Komponenten und Gemische beider
verwandt wurden. Aus Wachs-Mais-Stärke, z. B. dem unter dem Namen Amioca bekannten
Produkt erhaltene modifizierte Stärkeprodukte, die fast ganz aus verzweigten Molekülen
zusammengesetzt sind, haben einer höhere Drückwirkung als modifizierte Stärkeprodukte,
die ähnlich behandelt wurden und denselben Ferricyanidreduktionswert und dieselbe
Kaltwasserlöslichkeit besitzen, aber aus einer nur 72 bis 75°/o verzweigte Moleküle
enthaltenden Maisstärke hergestellt sind.
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Unter den Begriff der verwendbaren modifizierten Stärkeprodukte fallen
unter anderem: einige Britischgummis oder in der Hitze hergestellte Dextrine und
eine angesäuerte Stärke oder säuremodifizierte Stärke, hergestellt durch Erwärmung
der unmodifizierten Stärke mit einer geringen Menge Mineralsäure in verdünnter wäßriger
Lösung, z. B. im Verhältnis von ungefähr 5 g der unmodifizierten Stärke und ioo
ccm Wasser mit einem Gehalt von etwa 0,5 ccm konzentrierter Schwefelsäure;
hierbei wird die Erwärmung einige Minuten fortgesetzt, ohne daß die Siedetemperatur
erreicht werden muß, bis die Dispersion verhältnismäßig klar geworden ist.
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Im Zusammenhang mit diesem letzteren Produkt ist zu bemerken, daß
die entstehende Lösung unmittelbar, d. h. vor Neutralisierung, beim Schwimmaufbereitungsverfahren
verwendet wird. Die Säuremodifikation hat die Wirkung, die Kornstruktur unter verhältnismäßig
geringem chemischem Abbau der Moleküle zu
Aus dieser Tabelle geht
hervor, daß die Verbesserung im Prozentgehalt und in der Menge des Konzentrats mit
den stufenweisen Erhöhungen der Mengen verwendeter angesäuerter Stärke einherging,
und zwar bis zu einem Optimum von etwa goo g/t (zwischen 700 und i3oo g/t) der angesäuerten
Stärke. Wenn die Menge angesäuerter Stärke das Optimum übersteigt, werden auch die
Kieselerdeteilchen am Schwimmen gehindert und neigen dazu, das Konzentrat zu verunreinigen.
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Kontinuierliche Versuche statt der oben angeführten Einzelversuche,
die mit einer Menge von i Tonne je Stunde in einer Flotations-Maschine technischer
Größe ausgeführtwurden, haben gezeigt, daßden obengenannten ähnliche metallurgische
Ergebnisse mit einem Sammlerverbrauch und einem Verbrauch an angesäuerter Stärke
von nur etwa der Hälfte der bei den Einzelversuchen verwendeten Mengen erhältlich
sind. Bei mit den in Tabelle I aufgeführten Einzelversuchen parallel laufenden kontinuierlichen
Versuchen wurden auf diese Weise optimale Ergebnisse erzielt mit einem Sammlerverbrauch
von 8o g/t und 450 g/t angesäiierte Stärke; bereits eine Menge von go g/t der angesäuerten
Stärke brachte eine deutliche Verbesserung im Prozentgehalt und in derMengedesKonzentrats.
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1Vlan kann also das modifizierte Stärkeprodukt bei
| Tabelle II |
| Einwirkung der Alkalität bei der Aminschwimmaufbereitung von
Bergen aus der Danube-Mine unter Ver- |
| wendung angesäuerter Stärke |
| Zugabe |
| pH-Wert Gewichts- Probe, Prozent Prozen t |
| aii Säure der Trübe Produkt prozente Eisen Kieselerde Gesamteisen |
| oder Alkali |
| Schwefelsäure ... 5,9-6,r Berge .......... 37,92 6,35 - 1430 |
| Mittelprodukte .. 40,12 5,70 - 13.59 |
| Konzentrate .... 21,96 55,35 16.47. 72,11 |
| Gesamt: ioo,oo 16,79 - ioo,oo |
| Nichts ......... 7,o-7,3 Berge .......... 59,78 4,32 - 1533 |
| Mittelprodukte .. 22,58 13,02 - 17,82 |
| Konzentrate .... 17,64 62,52 5,76 66,85 |
| Gesamt: 100,00 16,5o - ioo,oo |
| Soloasche ...... 7,7-8,o Berge .......... 53.37 4,41 - 14,42 |
| Mittelprodukte .. 28,21 9,63 - 16,70 |
| Konzentrate .... 18,42 6o,gi 8,50 68,88 |
| Gesamt: 100,00 16,29 - ioo,oo |
| Sodaasche ...... 8,7-9,o Berge .......... 4340 4,74 - 12,72 |
| Mittelprodukte .. 38,20 10,20 - 24,09 |
| Konzentrate .... 18,40 55,6o 17,22 63,i9 |
| Gesamt: ioo,oo 16,i9 - ioo,oo |
Versuchsbedingungen: Erzcharge: 50o g. Sammler: (las obengenannte Amingemisch, 18o
g/t Erz. Schäumer: Methylamylalkohol, 46 g/t Erz. Säure- oder Alkalizusatz wie angegeben.
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Die bei Anwendung einer fast neutralen Trübe eihaltelen verbesserten
Ergebnisse werden ersichtder Schaumflotation von kieselerdehaltigem Eisenerz in
einer Menge verwenden, die etwa o,oi bis o,i5o/a entsprechend etwa go bis 1300 9/t,
vorzugsweise etwa 0,02 bis o,i0/a, entsprechend etwa 18o bis goo g/t, bezogen auf
das Aufbereitungsgut, beträgt.
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Es ist gefunden worden, daß die besten Ergebnisse dadurch erhalten
werden, daß man die Alkalität des Kreislaufs mit dem modifizierten Stärkeprodukt
dem besonderen, zu behandelnden Erz anpaßt. So hat sich herausgestellt, daß es bei
der Aufbereitung gewisser eisenführender Kieselschiefer, z. B. solcher, wie sie
in Nordost-Minnesota gefunden werden und dort als Taconit und oxydiertes Taconit
bekannt sind, wünschenswert, wenn nicht sogar unbedingt notwendig ist, daß der Kreislauf
alkalisch gehalten wird, z. B. bei einer einem PH-Wert von 8 oder darüber entsprechenden
Alkalität. Andererseits ist gefunden worden, daß die besten Ergebnisse bei der Aufbereitung
gewisser Berge aus Waschanlagen mit der Einstellung der Kreislaufalkalität auf neutral
oder nur sehr schwach alkalisch (PH = 7 - 7,5) einhergehen. Diese letztgenannte
Beobachtung wird durch die in der folgenden Tabelle 2 enthaltenen Angaben veranschaulicht;
hier wurden Einzelversuche ausgeführt mit niedrig-prozentigen Waschbergen, denen
ungefähr goo g/t angesäuerte Stärke zugesetzt worden waren. lich, wenn man folgenden
Versuch mit dem 5. Versuch der Tabelle i vergleicht. Es ist dabei zu beachten, daß
der einzige Unterschied in den Bedingungen in der Alkalität der Trübe liegt, nämlich
PH = 7,5 bei folgendem Versuch gegenüber PH = 8 in Tabelle i.
schwächen,
wie es die sehr niedrige Pastenviskosität anzeigt, und die Dispersion in Wasser
zu bewirken; die Stärke gibt noch die blaue Jodfarbe, und ihr Ferricyanidreduktionswert
liegt zwischen 35 und 5o.
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Andere spezielle modifizierte Stärkeprodukte, die den obengenannten
Kennzeichen entsprechen und im vorliegenden Zusammenhang eine ausgezeichnete Drückwirkung
haben, sind: a) ein modifiziertes Maisstärkeprodukt vom Wärme-Dextrin-Typ mit einer
Kaltwasserlöslichkeit von 70°/0 und einem Ferricyanidreduktionswert von 76; b) eine
modifizierte Stärke vom Typ löslicher Stärke mit einer Kaltwasserlöslichkeit vou
io°/o und einem Ferricyanidreduktionswert von 76 und c) ein modifiziertes Maisstärkeprodukt
des Britisch-Gummi-Typs mit einer Kaltwasserlöslichkeit von etwa 5o°/,und einem
Ferricyanidreduktionswert von etwa 75.
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Die Wirkung der oben beschriebenen angesäuerten Stärke geht aus den
Ergebnissen von Einzelversuchen hervor, die in der folgenden Tabelle Nr. i wiedergegeben
sind. Wie folgt waren dabei das angewendete Ausgangsmaterial, die Art und Menge
des Sammlers und Schäumers und die Arbeitsbedingungen: Die angesäuerte Stärke war
ein Produkt, das durch etwa 15 Minuten langes Erwärmen von Maisstärke in Wasser
erhalten wurde, welches etwa i°/, HCl, auf das Gewicht der Stärke berechnet, enthielt.
Die Trübe wurde etwa io Minuten lang mit der angesäuerten Stärke vorbehandelt, ehe
die Schwimmaufbereitung begann. In dieser Versuchsreihe war das angewendete Aus-
| Tabelle I |
| Wirkung der angesäuerten Stärke bei der Aminflotation - Waschberge
aus der Danube Mine |
| Angesäuerte |
| Stärke Produkt Gewichts- Probe, Prozent Prozent, |
| prozente Eisen Kieselerde Gesamteisen |
| :ramm'-f'onne) |
| Nichts Berge ............... 27,43 12,88 - 9,98 |
| Mittelprodukte ....... 38,97 3425 - 3777 |
| Konzentrate ......... 33,6o 54,96 i8,17 52,25 |
| Gesamt: 100,0o 3535 - 100,0o |
| 18o g Berge ............... 26,3o 7,98 - 5,86 |
| Mittelprodukte ....... 24,00 22,47 - 15,03 |
| Konzentrate ......... 49,70 57,o6 15,30 79,11 |
| Gesamt: 100,0o 35,85 - i 100,0o |
| 36o g Berge ............... 25,66 7,81 - 5,54 |
| Mittelprodukte ....... 24,i4 21,49 - 1437 |
| Konzentrate ......... 50,20 57,63 15,32 80,09 |
| Gesamt: 100,0o 36,12 - 100,0o |
| 710 g Berge ............... 3o,64 5,86 - 4,99 |
| Mittelprodukte ....... 20,58 19,21 - i1,00 |
| Konzentrate ......... 48,78 61,72 8,88 84,01 |
| Gesamt: 100,0o 35,88 - 100,0o |
| 890 g Berge ............... 34,26 4,07 - 3,95 |
| Mittelprodukte ....... 15,97 18,07 - 8,18 |
| Konzentrate ......... 49,77 62,1o 8,i3 87,87 |
| Gesamt: 100,0o 35,22 - 100,0o |
| 1330 g Berge ............... 25,99 6,0i - 4,22 |
| Mittelprodukte ....... 17,29 12,18 - 5,67 |
| Konzentrate ......... 56,72 58,79 13,92 9o,ii |
| Gesamt: 100,0o 37,o1 - 100,0o |
gangsmaterial Waschberge aus de-- Waschanlage der Danube-Mine. Die Analyse dieser
Waschberge ergab 352°/o Fe, meist Haematit mit einer kleinen Menge Limonit, und
eine zumeist aus Kieselschiefer und Quarz bestehende Gangart. Dieses Ausgangsmaterial
lag in fein zerkleinerter Form, minus 6o mesh, die ein Maschensieb von 576 Maschen
je cm2 ohne Rückstand passiert, vor und wurde nicht weiter zerkleinert; es enthielt
eine wesentliche Menge überfeiner Teilchen, Schlämme. Das Ausgangsmaterial wurde
nicht von den Schlämmen befreit oder einer Ausflockbehandlung unterworfen. Die Trennung
erfolgte in einer üblichen, mechanisch gerührten Schwimmaufbereitungszelle. 50o
g des Ausgangsmaterials wurden je Versuch mit so viel Wasser verwendet, daB eine
Trübe mit etwa 25 °/o festen Bestandteilen entstand., Bei jedem Versuch wurden verwendet
a) als kationaktiver Sammler 18o g eines Aminsammlers (unten näher beschrieben)
je Tonne Erz und b) als Schäumer 46g Methylamylalkohol je Tonne Erz. Der obenerwähnte
kationaktive Sammler ist ein Gemisch primärer aliphatischer Amine, die in ihrer
Alkylkettenlänge Kokosnußölfettsäuren entsprechen, wobei das Amingemisch zwecks
verbesserter Löslichkeit in die entsprechenden Chlorhydrate oder Acetate oder andere
wasserlösliche Derivate übergeführt ist. Der Sammler wurde in verdünnter wäBriger
Lösung verwendet und dem Zelleninhalt während der Durchführung des Schwimmaufbereitungsverfahrens.
in kleinen Mengen zugegeben.
| Waschberge der Danube-Mine |
| Gewichts- Probe, Prozent Prozent |
| Produkt Prozente Eisen Kieselerde Gesamteisen |
| Berge ............................ 33,35 5155 - 5,03 |
| Mittelprodukte .................... ig,ig 21,23 - ii,o6 |
| Konzentrate ...................... 47,46 65,07 5,04
83,91 |
| Gesamt: ioo,oo 36,8o - ioo,oo |
Reagenzien: Der obengenannte Sammler 18o g/t; angesäuerte Stärke goo g/t; Methylamylalkohol
46 g/t.
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Das modifizierte Stärkeprodukt kann eine handelsübliche lösliche Stärke
sein mit einer Kaltwasserlöslichkeit über 5% und nicht höher als 8o0/0 und mit einem
Ferricyanidreduktionswert zwischen 2o und 25o. Zur Veranschaulichung mögen folgende
Daten eines Einzelversuchs dienen, bei dem eine handelsübliche
| Gewichts- Probe, Prozent Prozent |
| Produkt ' Prozente Eisen Kieselerde Gesamteisen |
| Berge ............................ 65,83 5,37 - 21,i8 |
| Mittelprodukte .................... 21,47 2393 - 30,83 |
| Konzentrate ...................... 12,70 63,- 4,44 47,99 |
| Gesamt: 100,00 16,67 - ioo,oo |
Bei einigen Erzen kann das modifizierte Stärkeprodukt unmittelbar zu Beginn des
Schwimmaufbereitungskreislaufs zugegeben werden, während es bei anderen Erzen vorteilhaft
ist, das modifizierte Stärkeprodukt der Trübe einige Minuten vor der eigentlichen
Schwimmaufbereitung zuzufügen.
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In den vorgenannten besonderen Ausführungsbeispielen waren die verwendeten
kationaktiven Sammler primäre aliphatische Amine, z. B. Gemische der obengenannten
wasserlöslichen Formen primärer aliphatischer Amine, die in ihrer Alkylkettenlänge
KokosnuB-ölfettsäuren entsprechen, und handelsübliches Dodecylamin-chlorhydrat.
Die oben beschriebenen modifizierten Stärkeprodukte zeigen aber ihre Eigenschaften
ganz allgemein in Gegenwart kationischer Sammler, indem sie das Eisenerz und die
Gangart voneinander trennen und insbesondere das Eisenoxyd unten halten.
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Folgendes Beispiel veranschaulicht die Anwendbarkeit der Erfindung
bei der Flotation von Kieselerde aus Haematit in einem Einzelversuch unter Verwendung
| Folgendes sind die Ergebnisse des Versuchs Nr. 682-A |
| Gewicht Gewichts- Probe, Prozent Prozent |
| Produkt in rozent Eisen Kieselerde Einheiten Gesamt- |
| eisen |
| Unterlauf ......................... 75,00 15,11 63,31 5,66
9,57 5693 |
| Überlauf aus Nachreinigung ........ 29,8o 6,0o 23,01 - 1,38
8,21 |
| Überlauf aus Vorflotation .......... 391,70 78,89 7,43 -
5,86 3486 |
| Zusammen: 496,50 ioo,oo 16,81 5,66 16,81 ioo,oo |
Versuchsbedingungen: Erzcharge:
5009; Sammler: die obengenannte quaternäre
Ammoniumverbindung, lösliche Stärke verwendet wurde; diese hatte eine Kaltwasserlöslichkeit
von etwa i00/0 und einen Ferricyanidreduktionswert von 76. Bei diesem Versuch war
das Ausgangsmaterial mit dem in der obigen Tabelle 2 beschriebenen identisch, und
die Bedingungen waren die gleichen wie bei dem 2.Versuch der Tabelle 2, nur mit
der Ausnahme, daB 450 g/t der handelsüblichen löslichen Stärke an Stelle von goo
g/t der angesäuerten Stärke verwendet wurden. einer bekannten quaternären Ammoniumverbindung
als Sammler.
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Das Aufgabegut waren entschlämmte Waschberge aus der obengenannten
Danube=Mine. In der Korngröße war es durchweg feiner, als einer Siebmaschenzahl
von goo je cm2 entspricht, und wurde nicht weiter zerkleinert. Beim Versuch 682-A
wurde als Sammler ein quaternäres Ammoniumchloridderivat der Myristinsäure verwendet.
Der in Form einer 20/Qigen wäßrigen Lösung verwendete Sammler wurde in drei gleichen
Anteilen der Vorflotationszelle und in einem weiteren Teil der Reinigerzelle zugegeben.
Als Schäumer wurde ein höherer Alkohol verwendet, der der Reinigerzelle auf einmal
zugegeben wurde. Bei Versuch 682-B wurden derselbe Sammler und derselbe Schäumer
verwendet; es wurde aber auch gleichzeitig als Eisenoxyd-Drücker das obengenannte
modifizierte Stärkeprodukt mit einer Kaltwasserlöslichkeit von 7o0/0 und einem Ferricyanidreduktionswert
von 76 verwendet. 125 9/t; Schäumer : ein höherer Alkohol, 23 g/t ; Dichte der Trübe:
25%; PH-Wert der Trübe: 7,1.
Versuchsbedingungen: Erzcharge: 50o g; Sammler: die gleiche quaternäre Ammoniumverbindung,
145 9/t; Schäumer : der gleiche höhere Alkohol, 23 g/t ; Depressor: angesäuerte
Stärke, 1125 g/t; Dichte der Trübe: 25°/0; PH-Wert der Trübe: 7,1.
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Bei den beiden vorausgehenden Versuchen wurden hochprozentige Konzentrate
erhalten. Es ist aber zu beachten, daß bei Versuch 682-A die unreineren oben abfließenden
Abgänge (Berge) 7,43°/o Eisen enthielten; bei Versuch 682-B jedoch, bei dem das
modifizierte Stärkeprodukt verwendet wurde, fiel der Eisengehalt der genannten oben
abfließenden Abgänge auf nur 3,39°/0. Ferner betrug bei Verwendung des modifizierten
Stärkeprodukts das Konzentratgewicht 21,870/, im Gegensatz zu nur 15,11 °% bei Weglassung
des modifizierten Stärkeprodukts. Bei Verwendung des letztgenannten Mittels ' betrug
die Gesamteisengewinnung
79,820/" während sie bei Weglassung des modifizierten
Stärkeprodukts nur 56,93°/o betrug. Es ist offensichtlich, daß das modifizierte
Stärkeprodukt die Trennung schärfer machte und verbesserte. Beim Versuch B wurde
zwar etwas mehr Sammler verwendet als bei Versuch A; daraus hätte man folgern können,
daß bei B mehr Eisen in den Schaum überginge als bei A. Tatsächlich aber gelangte
bei Versuch B nur halb soviel Eisen in den Schaum wie bei Versuch A. Es ist dies
nur durch die starke Drückwirkung des modifizierten Stärkeprodukts auf die Flotation
der Haematitteilchen zu erklären.
Die obengenannten Beispiele zeigten die Anwendung dieses verbesserten Verfahrens
auf die Konzentration von Bergen aus Waschanlagen. Überraschenderweise wurde gefunden,
daß sich das verbesserte Verfahren ausgezeichnet zur Anreicherung eisenführender
Kieselschiefer, z. B. der Lager eignet, die in Nordost-Minnesota als Taconit und
oxydierter Taconit bekannt sind. Die Konzentration dieser letztgenannten Erze ist
viel schwieriger als die Konzentration etwa von Wascherzen oder Bergen aus Waschanlagen,
bei denen die Eisenoxyd- und Kieselerdeteilchen bei einem Feinheitsgrad, der einer
Siebmaschenzahl von 90o je cm2 entspricht, verhältnismäßig frei nebeneinander liegen.
Bei denTaconiten ist derZusammenhaltzwischen denMineralien viel inniger, und selbst
bei Mahlung auf eineSiebmaschenzahl von 64oojecm2besteht eine ziemlicheVerwachsung
zwischen Eisen- und Kieselerde-Mineralien.
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Folgende Ergebnisse von Einzelversuchen sind charakteristisch für
die Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung auf ein derartiges Ausgangsmaterial.
Bei diesen Versuchen war das Ausgangsmaterial ein oxydierter Taconit aus der Majorca-Mine,
dessen Analyse etwa 26,6o°/, Fe, meist als Haematit mit einer geringen Menge Limonit,
ergab. Die wäßrigen Trüben enthielten etwa 25 °/, feste Teile. Bei allen Versuchen
mit Ausnahme des Kontrollversuchs wurden die Trüben einige Minuten lang mit dem
modifizierten Stärkeprodukt vorbehandelt, bevor die Schwimmaufbereitung durchgeführt
wurde.
Reagenzien: 50o g Majorca-Taconit, Korngröße, feiner als
160o Siebmaschen je cm', nicht vorher vom Schlamm befreit; go g/t handelsübliches
Dodecylaminhydrochlorid, als Sammler; 23 g/t Methylamylalkohol, als Schäumer; Zugabe
eines modifizierten Stärkeprodukts, wie in der Tabelle angegeben. Alkalität bei
allen Versuchen dieser Tabelle: PH = 8,2.
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Au, dieser Tabelle geht hervor, daß die Verwendung des obengenannten
modifizierten Stärkeprodukts es möglich machte, saubere Konzentrate bei gleichzeitiger
Erhöhung der gewonnenen Konzentratmenge zu erzielen. Mit steigender Stärkeproduktmenge
konnte die verzögern(le Wirkung des Reagens auf die Schwimmau fbereit ung desHaematitsdadurch
verfolgt werden,daß die fortschreitende Gewichtszunahme des Konzentrats und die
fortschreitende Abnahme des Prozentgehalts der Berge, des Schaumprodukts, aufgezeichnet
wurden.
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Die obigen Versuchszahlen veranschaulichen die Anwendbarkeit des verbesserten
Verfahrens der vorliegenden Erfindung auf schwer konzentrierbare eisenhaltige kieselschiefer
und andere kieselerde- und eisenhaltige Materialien im allgemeinen.
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1?ine Bctrachtimg der Rolle, die das obengenannte modifizierte Stärkeprodukt
spielt, führt zu der Schlußfc@lgerung, (lciß eine wichtige Aufgabe dieses Produkts
die ist, eine verzögernde Wirkung auszuüben, indem es die Neigung hat, das Schwimmen
der Eisen-()Xy(Iininercilien zii verhindern. Besonders auffällig ist die Wirkung
bei der Verhinderung des Schwimmens der feinverteilten I?iseuoxydteilchen, z. B.
von einer Horngröße von feiner als 6400 Siebmaschenzahlen je cm' =. Bei jedem Schaumschwimmaufbereitttngs-
| Klassierungs-Analyse der Schwimmaufbereitungs-Abgänge |
| S1ebn135Clieilzahl Versuch A Versuch B |
| je cm= Gewichtsprozente Prozent Eisen Gewichtsprozente Prozent
Eisen |
| goo ............................. o,96 2,93 0,6i 2,77 |
| 160(i ............ ................ 4,34 3,42 3,32 1,30 |
| 30()() ............................. 11,79 2,77
9,74 1,14 |
| 6400 ............................. 12,62 2,44 12,49
0,98 |
| feiner a15 6400 .................... 70,29
11,72 7384 5,54 |
| Zusammen: ioo,oo 9,05 ioo,oo 4,38 |
Aus den obigen Zahlen geht hervor, daß die angesäuerte Stärke zwar dazu neigt, bei
allen Körnungen (las Schwimmen des Eisenminerals zu verhindern, daß aber bei Material,
das feiner ist als 6400 Siebmaschen je crn2, die Wirkung am ausgeprägtesten ist.
Der Hauptvorteil der Verwendung des modifizierten Stärkeprodukts ist der, claß es
eine ausgeprägte Untenhaltewirkung auf die feinen Eisenmineralien ausübt, die dazu
neigen, infolge ihrer Feinheit im Schaum nach oben ziz steigen. Daher wird durch
Verwendung des modifizierten Stärkeprodukts in den meisten Fällen die Schlammentfernung
entbehrlich, obwohl es in einigen Fällen wirtschaftlich vorteilhaft sein kann, vorher
den Schlamm aus der Trübe zu entfernen.
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Es wurde festgestellt, daß gewisse andere Kolloide, wie z. B. Rohstärke,
viele gekochte Stärken, an Rohstärke reiche Stärkeprodukte, Stärkeprodukte mit einem
wesentlichen Gehalt an Zuckern, beispielsweise verfahren neigt die Trennung dazu,
eine solche nach Korngröße zu sein; denn das feinere Material hat von Natur aus
die Neigung dazu, im Schaum abgetrennt zu werden, während das gröbere Material niedersinkt.
Wenn die Trennung nicht scharf durchgeführt wird, neigen die feineren Eisenmineralien
dazu mit (lern Schaum überzugehen, und die gröberen Kieselei :eteilchen haben die
Neigung, mit den körnigeren Teilen der Eisenoxyde im Rückstand zu bleiben.
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Aus den nachstehenden Vergleichs-Klassierungs-Analysen geht hervor,
daß die Verwendung des obengenannten modifizierten Stärkeprodukts beim kationischen
Schwimmaufbereitungsbetrieb die Trennung des Eisenminerals vom feineren Material
(Schlamm) der Erztrübe in wünschenswerter Weise verbessert. Die Klassierungs-Analysen
wurden mit den Bergen (Schaumprodukt) zweier identischer Versuche durchgeführt:
Es wurde lediglich in dem Fall des Versuchs B modifiziertes Stärkeprodukt verwendet,
während im anderen Teil des Versuchs A die modifizierte Stärke weggelassen wurde.
Sowohl A wie B waren Serienbetriebsversuche mit einer sechszelligen Schwimmaufbereitungsmaschine,
No.12 Denver Sub-A, wobei die Aufgabemenge in jedem Fall i Tonne je Stunde betrug.
In beiden Fällen wurden als kationaktiver Sammler 82o g/t des in den in der obigen
Tabelle i aufgeführten Versuchen verwendeten Mischaminprodukts und als Schäumer
33 g/t eines handelsüblichen Scliäumers aus einem höheren Alkohol angewandt. Beim
Versuch B wurde die Erztrübe ii Minuten vor der Schwimmaufbereitung mit 510 g/t
der obengenannten angesäuerten Stärke vorbehandelt. eine von Arnold, Hofmann &
Co. unter der Bezeichnung Stärke CC verkaufte modifizierte Stärke, gewisse kolloidale
polymerisierte organische Salze von Sulfonsäuren des Alkylaryltyps, Tragantgummi,
Gelatine, Akaziengummi, Kasein, Leim und wasserlösliche Zucker, beispielsweise Dextrose
und Malfose der oben beschriebenen Kombination von Kennzeichen nicht entsprechen,
d. h. keinen Ferricyanidreduktionswert zwischen 20 und 25o und keine Kaltwasserlöslichkeit
zwischen 5 und So°/o besitzen, und keinerlei Verbesserung bei der kationischen Schaumflotation
von Gangart aus Eisenoxydmineral mit sich bringen; in den meisten Fällen ist ihre
Anwesenheit im Kreislauf ganz entschieden eher schädlich als nützlich. So wurde
festgestellt, daß die Anwesenheit von 450 g Sukrose je Tonne im Kreislauf die Trennschärfe
eines handelsüblichen Sammlers eher herabsetzt als erhöht, der im wesentlichen aus
einem Gemisch wasserlöslicher, primärer,
aliphatischer Aminderivate
bestand, deren Alkylkettenlänge Kokosnußölfettsäuren entsprach, ebenso die Anwesenheit
von 225 g Tragäntgummi je Tonne. Folgendes ist eine Tabelle der Ergebnisse von Einzel-Wirkung
von Rohmaisstärke bei der Aminflotation - Berge aus der Danube-Mine
| Rohstärke Gewichts- Probe, Prozent Prozent |
| (Gramm/ ro,ne) Produkt prozente Eisen Kieselerde
Gesamteisen |
| Nichts Berge ............... 27,43 12,88 - 9,98 |
| Mittelprodukte ....... 38,97 34,25 - 37,77 |
| Konzentrate ......... 33,6o 54,96 18,17 52,25 |
| Gesamt: Ioo,oo 35,35 - Ioo,oo |
| 90 g Berge ............... 24,46 9,80 - 6,65 |
| Mittelprodukte ....... 36,78 31,27 - 31,86 |
| Konzentrate ......... 38,76 57,24 15,20 61,49 |
| Gesamt: Ioo,oo 36,o9 - Ioo,oo |
| 180 g Berge ............... 25,04 9,12 - 6,33 |
| Mittelprodukte....... 29,21 27,35 - 22,17 |
| Konzentrate ......... 45,76 56,33 16,44 71,50 |
| Gesamt: 100,00 38,04 - Ioo,oo |
| 36o g Berge ...... ....... 22,63 9,93 - 6,24 |
| Mittelprodukte....... 26,27 25,23 - 18,37 |
| Konzentrate ......... 51,1o 53,24 20,53 75,39 |
| Gesamt: Ioo,oo 36,o8 - 100,00 |
| 710 g Berge ............... 22,52 9,46 - 5,93 |
| Mittelprodukte ....... 28,28 23,65 - 18,61 |
| Konzentrate ......... 49,20 55,13 18,35 75,46 |
| Gesamt: Ioo,oo 35,94 - Ioo,oo |
| 890 g Berge ............... 29,55 7,66 - 6,22 |
| Mittelprodukte ....... 30,26 35,23 - 29,32. . . |
| Konzentrate ......... 4o,19 58,31 13,08 64,46 |
| Gesamt: Ioo,oo 36,35 - 100,00 |
| 1330 g Berge ............... 25,02 8,15 - 5,74 |
| Mittelprodukte ....... 32,o6 29,68 - 26,74 |
| Konzentrate ......... 42,92 55,94 17,00 67,52 |
| Gesamt: Ioo,oo 35,56 - Ioo,oo |
Versuchsbedingungen: Erzaufgabegut - 5oo g, PH bei 8,o gehalten; 18o g eines handelsüblichen
Sammlers, hauptsächlich bestehend aus einem Gemisch primärer aliphatischer Amine,
in ihrer Alkylkettenlänge Kokosnußölfettsäuren entsprechend, in wasserlöslicher
Form, je Tonne Erz; 47g Methylamylalkohol je Tonne Erz.
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Die Rohstärke war Rohmaisstärke, die zur Bildung einer wasserhaltigen
Gallerte in Wasser erwärmt worden war.
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Der Patentumfang ist selbstverständlich nicht auf die oben aufgezählten
besonderen kationischen Sammler und Schäumer beschränkt, die lediglich als Beispiele
genannt sind.
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Das verbesserte kationische Schwimmaufbereitungsverfahren gemäß vorliegender
Erfindung ist in der vorversuchen, aus denen hervorgeht, daß die Anwesenheit von
Rohmaisstärke im Trübenkreislauf entweder keine oder sogar eine deutlich schädliche
Wirkung ausübt. ausgehenden Beschreibung im besonderen Hinblick auf die Aufbereitung
von Waschbergen dargestellt; das Verfahren ist aber selbstverständlich nicht auf
dieses Ausgangsmaterial begrenzt, sondern kann auch zur Aufbereitung von hoch- und
niedrigkonzentrierten Eisenerzen im allgemeinen, Haldenmagererzen und von Bergen
aus Klassierern verwendet werden. Beabsichtigt ist die Anwendung des vorliegenden
Verfahrens auf Anlagen, die nach spezifischem Gewicht mit Waschen, Setzmaschine,
Schwimm- und Sinkverfahren, magnetischer Trennung oder nach irgendeiner anderen
bekannten Eisenerzkonzentrationsmethode arbeiten, als zusätzliche Maßnahme bei der
Gewinnung von Eisen aus natürlichem Walzwerkstaub, wieder- . gemahlenen niedrigkonzentrierten
Walzprodukten und
anderer eisenhaltiger Materialien, die nicht
haltig genug sind, um Eisenerze genannt zu werden.