EA018960B1

EA018960B1 - Смесь собирателей для флотации глинистых минералов из калийных руд

Info

Publication number: EA018960B1
Application number: EA201170692A
Authority: EA
Inventors: Ян Олоф Густафссон
Original assignee: Акцо Нобель Н.В.
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2013-12-30
Also published as: EA201170692A1; US8393473B2; CA2744279A1; BRPI0822943A2; EP2358476A1; IL212757A0; WO2010060477A1; US20110226674A1

Abstract

Изобретение относится к процессу флотации для извлечения шламов из калийных руд, который включает стадию в указанном процессе, где используемый собиратель является смесью этоксилированных жирных аминов, имеющих формулу (I), где Rи Rнезависимо являются углеводородной группой, имеющей 1-22 С-атомов и n является в среднем больше 15 и меньше 100, и формулу (II), где Rявляется углеводородной группой, имеющей 8-22 атомов углерода; z является целым числом 1-3; X, Y и Y' независимо являются алкильной группой с 1-4 атомами углерода или группой -(EO)H, где EO является этиленоксидным звеном; s является в среднем 5-50 и сумма всех s в среднем является 15 или более и меньше 100; при условии, что по меньшей мере один из X, Y и Yявляется группой -(EO)H; и где молярное отношение I:II составляет от 1:5 до 5:1. Изобретение также относится к смесям собирателей, где молярное отношение I:II составляет от 1:5 до 5:1. Изобретение также относится к процессу, где вышеуказанная стадия процесса флотации шлама сопровождается стадией флотации KCl с использованием собирателя другого типа.

Description

(57) Изобретение относится к процессу флотации для извлечения шламов из калийных руд, который включает стадию в указанном процессе, где используемый собиратель является смесью этоксилированных жирных аминов, имеющих формулу (I), где К¹ и В² независимо являются углеводородной группой, имеющей 1-22 С-атомов и и является в среднем больше 15 и меньше 100, и формулу (II), где К³ является углеводородной группой, имеющей 8-22 атомов углерода; ζ является целым числом 1-3; X, Υ и Υ' независимо являются алкильной группой с 1-4 атомами углерода или группой -(ЕО)₅Н, где ЕО является этиленоксидным звеном; 8 является в среднем 5-50 и сумма всех 8 в среднем является 15 или более и меньше 100; при условии, что по меньшей мере один из X, Υ и Υ¹ является группой -(ЕО);Ц; и где молярное отношение 1:11 составляет от 1:5 до 5:1. Изобретение также относится к смесям собирателей, где молярное отношение 1:11 составляет от 1:5 до 5:1. Изобретение также относится к процессу, где вышеуказанная стадия процесса флотации шлама сопровождается стадией флотации КС1 с использованием собирателя другого типа.

^ М СНСН.О |, н (|)

«.)

X Υ'

018960 В1

Настоящее изобретение относится к процессу извлечения глинистых шламов из калийных руд за счет флотации по меньшей мере части указанных шламов с использованием в качестве собирателей смеси специфически этоксилированных жирных вторичных аминов и жирных полипропиленаминов.

Пенная флотация калийных руд является стандартным способом извлечения сильвина (КС1) из рудных пульп. Примерами калийных руд являются сильвинит, карналлит, лангбейнит и каинит, и среди них легче всего поддается обработке сильвинит.

Помимо галита (№1С1). обычными жильными минералами являются различные типы нерастворимых в воде мелкозернистых минералов, таких как глинистые минералы, ангидрит, оксиды железа и т.д., часто называемые шлам. Кремнистая породная примесь (глина) состоит из очень мелких частиц и имеет большую площадь поверхности, что неблагоприятно влияет на извлечение сильвина (КС1) из калийной руды в процессе пенной флотации. Собиратель, используемый в ходе флотации поташа, обычно адсорбируется к глине, что приводит к высокому потреблению собирателя и плохим металлургическим результатам. Глина также препятствует другим процессам обогащения сильвина, таким как методы растворения.

Несколько технических разработок было нацелено на проблемы, связанные с присутствием шлама. Механические способы, такие как гидроциклоны, центрифуги, гидросепараторы и прочее, являются неселективными и приводят к потерям мелкодисперсного сильвина. Несколько патентов описывают процесс, где содержащие глину сильвинитовые руды очищают от шлама за счет селективной флокуляции шлама (глины) с последующей пенной флотацией шлама. Главным образом, в качестве флокулянтов используются полиакриламиды, и несколько соединений предложено в качестве собирателей. Описанными в литературе примерами собирателей являются оксиэтилированные первичные амины (ϋδ 3805951 и КИ 2278739), смеси неионных и анионных собирателей (ϋδ 4192737), оксиэтилированные жирные кислоты (δυ 1304893) и оксиэтилированный алкилфенол (КИ 2237521).

υδ 3805951 раскрывает процесс обесшламливания сильвинитовых руд за счет селективной флокуляции с последующей пенной флотацией шлама. Процесс включает обработку рудной пульпы высокомолекулярным акриламидным полимером для флокуляции шлама и затем катионным собирателем, которым, например, является продукт конденсации от 1 до 10 моль этиленоксида с 1 моль С₁₂-С₁₈ первичного или вторичного алифатического амина.

КИ 2278739 раскрывает способ обогащения калийных руд, который включает размельчение руды, извлечение нерастворимых в воде глино-карбонатных примесей за счет образования флотационной суспензии, с последующей флотацией хлорида калия. Соединениями, используемыми для образования флотационной суспензии, являются оксиэтилированные первичные амины, содержащие 15-50 этоксигрупп на 1 моль амина.

Однако все еще остается необходимость более эффективных собирающих средств для обесшламливания калийных руд, которые не оказывают отрицательного эффекта на извлечения калия.

Сейчас неожиданно было обнаружено, что смесь соединений, имеющих формулы

где К¹ и К² независимо являются углеводородной группой, имеющей 1-22 С-атомов, и η составляет в среднем больше 15, предпочтительно больше 20 и меньше 100, предпочтительно меньше 80, более предпочтительно меньше 60, еще более предпочтительно меньше 50, еще более предпочтительно меньше 40 и наиболее предпочтительно меньше 35; и

X V где К³ является углеводородной группой, имеющей 8-22, предпочтительно 12-22 и наиболее предпочтительно 16-22 атомов углерода;

ζ является целым числом 1-3, предпочтительно 1-2 и наиболее предпочтительно 1;

X, Υ и Υ' независимо являются алкильной группой с 1-4 атомами углерода, предпочтительно метилом или группой -(ЕО)₅Н, где ЕО является этиленоксидным звеном и 5 составляет в среднем 5-50, предпочтительно 7-50, более предпочтительно 9-45, еще более предпочтительно 9-40 и наиболее предпочтительно 11-35, сумма всех 5 составляет в среднем 15 или более, предпочтительно 20 или более и меньше 100, предпочтительно меньше 80, более предпочтительно меньше 60, еще более предпочтительно меньше 50, еще более предпочтительно меньше 40 и наиболее предпочтительно меньше 35, при условии, что по меньшей мере один из X, Υ и Υ' является группой -(ЕО)₅Н;

молярное отношение (1):(11) составляет от 1:5, предпочтительно от 1:4, более предпочтительно от 1:3 и наиболее предпочтительно от 1:2 до 5:1, предпочтительно до 4:1, более предпочтительно до 3:1 и наиболее предпочтительно до 2:1;

являются высокоэффективными собирателями для извлечения шлама из калийных руд.

Таким образом, изобретение в одном варианте осуществления относится к таким смесям и в другом варианте осуществления относится к способу флотации шламов из калийных руд за счет использования в качестве собирателей такой смеси этоксилированных жирных аминов.

- 1 018960

Предпочтительными являются способ и смесь, где Я¹ и Я² соединений формулы (I) независимо являются углеводородной группой, имеющей 8-22 атомов углерода и η имеет значение, указанное выше, Я³, X, Υ, Υ', ЕО, ζ, 8 и сумма всех 8 соединений формулы (II) являются такими, как указано выше, которые присутствуют в смеси, где молярное соотношение между I и II составляет от 1:5 до 5:1.

Другой вариант осуществления относится к смесям и к применению в качестве собирателей для флотации шламов из калийных руд таких смесей соединений формулы (I), где Я¹ является углеводородной группой, имеющей 8-22 атомов углерода, Я² является углеводородной группой, имеющей 1-4, предпочтительно 1-2 атомов углерода, или бензильной группой и η имеет значение, указанное выше, и соединений формулы (II), как указано выше, и где молярное отношение (^(И) составляет от 1:5 до 5:1.

Еще один вариант осуществления относится к смесям и к применению в качестве собирателей для флотации шламов из калийных руд таких смесей соединений формулы (I), где Я¹ и Я² независимо являются углеводородной группой, имеющей 8-22 атомов углерода, и η имеет значение, указанное выше, и соединений формулы (II), где X, Υ и Υ' являются группой -(ЕОЦН и где Я³, ЕО, ζ, 8 и сумма всех 8 являются такими, как указано выше, которые присутствуют в смеси, и где молярное отношение (^(И) составляет от 1:5 до 5:1.

Один следующий вариант осуществления относится к смесям и к применению в качестве собирателей для флотации шламов из калийных руд таких смесей соединений формулы (I), где Я¹ является углеводородной группой, имеющей 8-22 атомов углерода, Я² является углеводородной группой, имеющей 14, предпочтительно 1-2 атомов углерода, или бензильной группой и η имеет значение, указанное выше, и соединений формулы (II), где X, Υ и Υ' являются группой -(ЕО)₈Н и Я³, ЕО, ζ, 8 и сумма всех 8 являются такими, как указано выше, и где молярное отношение (^(И) составляет от 1:5 до 5:1.

С использованием новых собирателей возможно достигнуть лучшего извлечения нерастворимых в воде веществ (шлама), и предпочтительно на извлечение сильвина не оказывается отрицательное влияние. Более предпочтительно при сравнении процесса по изобретению с процессом, где используется только один собиратель формулы (I) или (II), извлечение сильвина увеличивается.

Обычно полученный остаточный продукт, содержащий сильвин, далее будет очищен в ходе второй стадии флотации, где флотируется сильвин. В следующем варианте осуществления настоящее изобретение относится к процессу, где первая стадия обработки по настоящему изобретению сопровождается следующей стадией, которая включает флотацию сильвина с использованием другого собирателя. Таким другим подходящим собирателем является, но не ограничивается им, жирный амин.

Настоящее изобретение далее поясняется с использованием следующих примеров.

Примеры

Общие экспериментальные данные.

Процедура флотации.

Способ.

При осуществлении настоящего изобретения калийную руду измельчают до необходимого размера для флотации и промывают в воде насыщенной растворенной калийной рудой реального рудного месторождения. Затем пульпу помещают во флотационную машину и разбавляют до необходимой концентрации. Машину запускают и добавляют необходимое количество флокулирующего полимера в виде водного раствора от 0,1 до 0,5%; в примерах используют 10 г/т полиакриламида. Затем добавляют разбавленный водой собиратель и пульпу в течение некоторого времени подвергают обработке реагентами перед флотацией. Собиратель исследуют при различных уровнях концентрации. Подают воздух и полученную пену, содержащую шламы, удаляют в виде отходов.

Камерный продукт (не подвергшийся флотации), также известный как кубовый продукт, содержит концентрированную калийную руду, готовую для дальнейшей обработки.

Образцы пенистой фракции или хвосты флотации и камерный продукт сушат и анализируют на КС1 и нерастворимые в воде вещества (^Д), присутствующие в обеих фракциях. Для оценки результатов рассчитывают материальный баланс, т.е. извлечение ^Т. и КС1. Содержание ^Т. и КС1 в сырье для флотации (образец руды, который подвергнут флотации) рассчитывается как сумма найденных содержаний в обеих фракциях хвоста флотации и камерного продукта для каждого теста. Оно отличается в некоторой степени, если сравнивать с общим анализом, что может быть объяснено небольшими различиями в образцах руды и различиями между анализами. Данные результаты исследований представлены в следующих таблицах.

В шламовом продукте содержание и извлечение КС1 должны быть низкими и ^Т. содержание и извлечение должны быть высокими. Если данные условия удовлетворяются, это означает, что флотация эффективная и селективная и потери ценного минерала КС1 низкие. Камерный продукт должен содержать низкую степень ^Т. Индекс селективности (извлечение КС1/извлечение ^Т.) рассчитывается для пояснения селективности и данное значение должно быть низким. Все указанные процентные содержания являются процентным содержанием по весу.

- 2 018960

Пример 1.

В данном примере шлам подвергают флотации из калийной руды, содержащей в среднем 36,3 вес.% (% те/те) КС1 и в среднем 3,5 вес.% нерастворимых в воде веществ (^.1.) (см. табл. 1В) с использованием в качестве собирателя вторичного гидрогенизированного ди(жирный алкил)амина, который был подвергнут этоксилированию 30 моль ЕО, в сравнении с флотацией с использованием первичного гидрогенизированного моно(жирный алкил)амина, который был подвергнут этоксилированию 30 моль ЕО. В качестве флокулянта присутствует полиакриламид в количестве 10 г/1000 кг. Определяют содержание КС1 и ^.1. в шламовом продукте и в камерном продукте. Из этих значений и извлечения веема рассчитывают общее содержание КС1 и ^.1. в образце руды, использованном в процессе флотации. Затем с использованием этих данных для всех экспериментов флотации рассчитывают извлечение КС1 и ^.1. в шламовом продукте с определением индекса селективности для шламового продукта.

Таблица 1А

Концентрация собирателя, г/1000 кг руда	Пенистый продукт флотации шлама	К селективности Кес_КС\|/Еес^_г	Камерный продукт
Содержание %	Извлечение %	Содержание %
КС1	νν.ι.	КС(	νν.ι.	КС\|	νν.ι.
Жирный алкил 13пропнленднамин ЕО=25
5	29.3	23.0	6.2	55.0	0.112	36.8	1.6
10	27.0	23.1	6.1	58,6	0,105	36.0	1.4
15	26.6	24.2	6.4	63.0	0.102	36,1	1.3
20	20.9	23,6	5.4	64.7	0.083	35,8	1.2

Вторичный гидрогенизированный дн(жирный алкнл)амнн ЕО=30
5	29.2	24,4	5.9	54,4	0.109	36.2	1.6
10	27.7	25.8	5.5	57.2	0.096	36.1	1,5
15	28.4	28.2	5.2	59.0	0.088	36.8	1.4
20	27.0	28.3	5.0	60,4	0.083	35.9	1.3
Жирный алкил 13-пропилеидиамин Е 025: Вторичный гидрогенизированный дн(жирный алкил>амин ЕО-ЗО (2:1)
5	19,8	25.1	4.4	61.1	0.072	36.5	1.4
10	18.5	23.7	4.5	62.0	0.073	36.7	1.4
15	17.3	22,7	4.6	64.7	0.071	37.2	1,3
20	17.2	23.6	4.4	66.4	0.067	37.4	1.2
Жирный алкил 1,3-пропилендиамин ΕΟ25: Вторичный гидрогенизированный ди(жирный алкил)амкн ЕО=30(1:2)
5	22,6	22.4	5.4	58.9	0.092	36.3	1.4
10	21.8	23,4	5,1	60,2	0,085	36.6	1.4
15	18,9	22.4	4.9	62.4	0,079	36.5	1.4
20	18.4	24,1	4.4	63.3	0.070	36.5	1.3

- 3 018960

Таблица 1В

Образец руды, рассчитанное содержание (%)
КС1	νν.ι.
Жирный алкил 1,3-пропил сиди амии ЕО-25
36.2	3.3
35.3	3.1
35.3	3.2
34.5	3.1
Вторичный гидрогенизированный ди(жирный алкил)амин ЕО=30
35.7	3.2
35.5	3.2
36.2	3.2
35.3	3.1
Жирный алкил 1,3-пронилендиамин ЕО=25: Вторичный гидрогенизированный ди(жирный алкнл)амин ЕО=30 (2:1)
35.2	3.3
35.1	3.4
35.3	3.3
35.6	3.2
Жирный алкил 1,3-пропилендиаминЕО=25:Вторнчиый гидрогенизированный дн(жирный алкил)амин ЕО=30 (1:2)
35.2	3.1
35.4	3.2
34.9	3.4
35.0	3.2

При использовании одинаковых концентраций индекс селективности был ниже для экспериментов флотации, проведенных со смесями жирный алкил 1,3-пропилендиамина (25 ЕО) и этоксилированного вторичного гидрогенизированного ди(жирный алкил)амина (30 ЕО) по настоящему изобретению, чем для сравнительных экспериментов, проведенных с единственными компонентами. Это означает, что полученная смесь по настоящему изобретению является более эффективной, чем соединения сравнения при флотационном обогащении шламового продукта из калийной среды без возникновения больших потерь КС1.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ флотации, где шламы извлекают из калийных руд, используя собиратель, который является смесью этоксилированных жирных аминов, имеющих формулы

К¹ V г1

^.,Ν-Ι-ΟΗ,ΟΗ,Ο-^Η(I) где В¹ и В² независимо являются углеводородной группой, имеющей 1-22 С-атомов;

η является в среднем больше 15 и меньше 100;

^р3 Ι ν Ιζν ^Ύ (II)

XV где В³ является углеводородной группой, имеющей 8-22 С-атомов;

ζ является числом 1-3;

X, Υ и Υ' независимо являются алкильной группой с 1-4 атомами углерода или группой -(ЕО),Н. где ЕО является этиленоксидным звеном, 5 составляет в среднем 5-50, сумма всех 8 составляет в среднем 15 или более и меньше 100, при условии, что по меньшей мере один из X, Υ и Υ' является группой -(ЕО)₈Н;

молярное отношение (1):(11) составляет от 1:5 до 5:1.
2. Способ по п.1, где используют собиратель, который содержит соединения формулы (I), где В¹ и В² независимо являются углеводородной группой, имеющей 8-22 атомов углерода, и η имеет значение, указанное выше, и соединения формулы (II), где В³, X, Υ и Υ', ЕО, ζ, 8 и сумма всех 8 являются такими, как определено в п. 1.
3. Способ по п.1, где используют собиратель, который содержит соединения формулы (I), где В¹ является углеводородной группой, имеющей 8-22 атомов углерода, В² является углеводородной группой, имеющей 1-4 атомов углерода, или бензильной группой и η является таким, как определено в п.1, и соединения формулы (II), где В³, X, Υ и Υ', ЕО, ζ, 8 и сумма всех 8 являются такими, как определено в п.1.
4. Способ по п.1, где используют собиратель, который содержит соединения формулы (I), где В¹ и В² независимо являются углеводородной группой, имеющей 8-22 атомов углерода, и η имеет значение, указанное выше, и соединения формулы (II), где X, Υ и Υ' являются группой -(ЕО)₈Н и В³, ЕО, ζ, 8 и сумма всех 8 являются такими, как определено в п.1.
5. Способ по п.1, где используют собиратель, который содержит соединения формулы (I), где В¹ является углеводородной группой, имеющей 8-22 атомов углерода, В² является углеводородной группой,

- 4 018960 имеющей 1-4 атомов углерода, или бензильной группой и η является таким, как определено в п.1, и соединения формулы (II), где X, Υ и Υ' являются группой -(ЕО)₈Н и К³, ЕО, ζ, 5 и сумма всех 8 являются такими, как определено в п.1.
6. Способ по пп.1-5, где извлечение шлама сопровождается последующей стадией, которая включает флотацию сильвина с использованием другого собирателя.
7. Способ по п.6, где указанный собиратель последующей стадии является жирным амином.
8. Смесь соединений, имеющих формулы

Кк [ι

^.,ν—|-сн₂сн₂о-)^-н(I)

XΥ' где К¹ и К² независимо являются углеводородной группой, имеющей 1-22 С-атомов;

η является в среднем больше 15 и менее 100;

К³ является углеводородной группой, имеющей 8-22 атомов углерода;

ζ является числом 1-3;

X, Υ и Υ' независимо являются алкильной группой с 1-4 атомами углерода или группой -(ЕО)₈Н, где ЕО является этиленоксидным звеном, 8 составляет в среднем 5-50, сумма всех 8 составляет в среднем 15 или более и меньше 100, при условии, что по меньшей мере один из X, Υ и Υ' является группой -(ЕО)₈Н;

молярное отношение (1):(11) составляет от 1:5 до 5:1.