EP0344553B1 - Tensidmischungen als Sammler für die Flotation nichtsulfidischer Erze - Google Patents
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Classifications
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- B03D2203/02—Ores
- B03D2203/04—Non-sulfide ores
Definitions
- the invention relates to the use of end-capped fatty alcohol polyethylene glycol ethers as co-collectors for cationic and / or ampholytic surfactants in the flotation of non-sulfidic ores.
- Non-sulfidic minerals for the purposes of the present invention are, for example, apatite, fluorite, scheelite, barite, iron oxides and other metal oxides, for example the oxides of titanium and zirconium, and certain silicates and aluminosilicates.
- the ore is first crushed and dry, but preferably wet-ground and suspended in water.
- collectors are usually added, often in connection with foaming agents and possibly other auxiliary reagents such as regulators, pushers (deactivators) and / or stimulants (activators), which support the separation of the valuable minerals from the gangue minerals in the ore during the subsequent flotation.
- auxiliary reagents such as regulators, pushers (deactivators) and / or stimulants (activators), which support the separation of the valuable minerals from the gangue minerals in the ore during the subsequent flotation.
- these reagents are usually allowed to act on the finely ground ore for a certain time (conditioning).
- the collector ensures that the surface of the minerals is rendered hydrophobic, so that these minerals adhere to the gas bubbles formed during the aeration.
- the mineral components are made hydrophobic selectively in such a way that the undesirable components of the ore do not adhere to the gas bubbles.
- the mineral-containing foam is stripped off and processed.
- the aim of flotation is to extract the mineral of value from the ores in the highest possible yield and at the same time to obtain the best possible enrichment of the mineral.
- Anion-active, cation-active and ampholytic surfactants are primarily used as collectors in the flotative processing of ores. In contrast to anionic, cationic and ampholytic surfactants, nonionic surfactants are hardly used as collectors in flotation.
- the present invention was therefore based on the object of finding improved collectors in the sense of an economical design of the flotation processes, with which larger yields of valuable minerals are achieved either with constant collector quantities and constant selectivity, or, at least with constant collector quantities, at least constant valuable mineral yields.
- Component a) is in particular alkyl or alkenyl polyethylene glycol ether of the formula I, R1 - O - (CH2CH2O) n - R2 I in which R1 is a straight-chain or branched alkyl or alkenyl radical having 8 to 22 carbon atoms, R2 is a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms or a benzyl radical and n is a number from 1 to 30.
- the end group-capped alkyl or alkenyl polyethylene glycol ethers defined above represent a class of substances known from the literature; they can be obtained by known methods of organic synthesis (see, for example, US Pat. No. 2,856,434, DE-P-15 20 647, DE-A-25 56 527, DE-A-30 11 237, EP-A-00 30 397 and DE-A-33 15 951).
- These end group-capped alkyl or alkenyl polyethylene glycol ethers are more chemically stable than the corresponding polyglycol ethers with a free hydroxyl group, especially in an alkaline medium. Since such blocked alkyl or alkenyl polyglycol ethers also foam less in aqueous solutions than their starting compounds, they have a certain importance for (alkaline) cleaning processes with heavy use (see, for example, DE-A-33 15 951).
- fatty alcohols can be used as starting materials for the preparation of the end-capped alkyl or alkenyl polyethylene glycol ethers to be used according to the invention.
- the fatty alcohol component can consist of straight-chain and branched saturated and unsaturated compounds of this category with 8 to 22 carbon atoms, for example n-octanol, n-decanol, n-dodecanol, n-tetradekanol, n-hexadecanol, n-octadecanol, n-eikosanol, n-docosanol, n-hexadecenol, n-octadecenol, isotridecanol and isooctadecanol.
- the fatty alcohols mentioned can individually form the basis for the end-capped alkyl or alkenyl polyethylene glycol ethers.
- products based on fatty alcohol mixtures are used, which are derived from the fatty acid content of fats and oils of animal or vegetable origin.
- fatty alcohol mixtures can be obtained from the native fats and oils, inter alia via the transesterification of the triglycerides with methanol and subsequent catalytic hydrogenation of the fatty acid methyl esters.
- Both the fatty alcohol mixtures produced in the production process and suitable fractions with a limited amount can be used here Chain length spectrum serve as the basis for the production of the end-capped alkyl or alkenyl polyethylene glycol ether.
- synthetically obtained fatty alcohol mixtures for example the known Ziegler and oxo fatty alcohols, are also suitable as starting materials for the production.
- alkyl or alkenyl polyethylene glycol ethers based on fatty alcohols having 12 to 18 carbon atoms ie. H. such compounds of formula I are used in which R1 corresponds to an alkyl or alkenyl radical having 12 to 18 carbon atoms.
- the etherification of the free hydroxyl groups required for the end group closure of the alkyl or alkenyl polyethylene glycol ether can be carried out according to the methods described in the literature (for example from US Pat. No. 2,856,434, DE-P-15 20 647, DE-A-25 56 527, DE-A - 30 11 237, EP-A-00 30 397 and DE-A-33 15 951) known methods can be carried out.
- the etherification of the free hydroxyl groups is preferably carried out under the known conditions of Williamson's ether synthesis with straight-chain or branched C1 to C8 alkyl halides or benzyl halides, for example with n-propyl iodide, n-butyl chloride, sec-butyl bromide, tert-butyl chloride, amyl chloride, tert .-Amyl bromide, n-hexyl chloride, n-heptyl bromide, n-octyl chloride and benzyl chloride.
- organic halide it may be appropriate to use organic halide and use alkali in a stoichiometric excess, for example from 100 to 200%, over the hydroxyl groups to be etherified.
- alkali in a stoichiometric excess, for example from 100 to 200%, over the hydroxyl groups to be etherified.
- a corresponding method is described in DE-A-33 15 951.
- preference is given to using alkyl or alkenyl polyethylene glycol ethers which are end group-capped with n-butyl groups.
- cationic and ampholytic surfactants are considered as components b), which are known per se as collectors for the flotation of non-sulfidic ores.
- cationic surfactants are to be used as component b)
- primary aliphatic amines, alkylene diamines substituted with ⁇ -branched alkyl radicals, hydroxyalkyl-substituted alkylene diamines and water-soluble acid addition salts of these amines and quaternary ammonium compounds are particularly suitable.
- Particularly suitable primary aliphatic amines are the fatty amines with 8 to 22 carbon atoms, derived from the fatty acids of the native fats and oils, for example n-octylamine, n-decylamine, h-dodecylamine, n-tetradecylamine, n-hexadecylamine, n-octadecylamine, n-eicosylamine, n-docosylamine, n-hexadecenylamine and n-octadecenylamine.
- the amines mentioned can be used individually as component b).
- amine mixtures whose alkyl and / or alkenyl residues derive from the fatty acid content of fats and oils of animal or vegetable origin are normally used.
- such amine mixtures can be obtained from the fatty acids of native fats and oils obtained by fat cleavage via the associated nitriles by reduction with sodium and alcohols or by catalytic hydrogenation.
- examples of these are tallow amines or hydrotalgamines, such as those derived from tallow fatty acids or hydrogenated tallow fatty acids are accessible via the corresponding nitriles and their hydrogenation.
- the preparation of the compounds of formula V and their use in flotation is described in DE-A-25 47 987.
- the aforementioned amine compounds can be used as such or in the form of their water-soluble salts.
- the salts are in the given case by neutralization, both with equimolar amounts and with an excess or deficit of acid can be obtained.
- Suitable acids are, for example, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid and formic acid.
- the quaternary ammonium compounds suitable for use as component b) correspond to the formula VII, in which R1 is preferably a straight-chain alkyl radical having 1 to 18 carbon atoms, R ⁇ is an alkyl radical with 1 to 18 carbon atoms or a benzyl radical, R3 and R4 are each an alkyl radical with 1 to 2 carbon atoms, which may be the same or different, and X is a halide anion, represent in particular a chloride ion.
- R1 is an alkyl group of 8 to 18 carbon atoms; R2, R3 and R4 are the same and are either methyl or ethyl radicals; X is a chloride ion.
- ampholytic surfactants which are used according to the invention as component b) are compounds which contain at least one anion-active and one cation-active group in the molecule, the anion-active groups preferably consisting of sulfonic acid or carboxyl groups and the cation-active groups consisting of amino groups, preferably consist of secondary or tertiary amino groups.
- Particularly suitable ampholytic surfactants are sarcosides, taurides, N-substituted aminopropionic acids and N- (1,2-dicarboxyethyl) -N-alkylsulfosuccinamates.
- the sarcosides suitable for use as component b) correspond to formula VIII, in which R is an alkyl radical having 7 to 21 carbon atoms, preferably 11 to 17 carbon atoms.
- R is an alkyl radical having 7 to 21 carbon atoms, preferably 11 to 17 carbon atoms.
- These sarcosides are known compounds which can be prepared by known processes. With regard to their use in flotation, reference is made to H. Schubert, Auf Struktur solid mineral raw materials, 2nd edition, Leipzig 1977, pp. 310-311, and the references cited therein.
- the taurides suitable for use as component b) correspond to the formula IX, in which R is an alkyl radical having 7 to 21 carbon atoms, preferably 11 to 17 carbon atoms. These taurides are known compounds that can be obtained by known methods. The use of taurids in flotation is known, see H. Schubert, loc. Cit.
- N-substituted aminopropionic acids which are suitable for use as component b) correspond to the formula X, in which n can be zero or a number from 1 to 4, while R is an alkyl or acyl radical having 8 to 22 carbon atoms.
- n can be zero or a number from 1 to 4
- R is an alkyl or acyl radical having 8 to 22 carbon atoms.
- N- (1,2-dicarboxyethyl) -N-alkylsulfosuccinamates suitable for use as component b) in the collector mixtures according to the invention correspond to the formula XI, in which R is an alkyl radical having 8 to 22 carbon atoms, preferably 12 to 18 carbon atoms, and M is a hydrogen ion, an alkali metal cation or an ammonium ion, preferably a sodium ion.
- the N- (1,2-dicarboxyethyl) -N-alkylsulfosuccinamates mentioned are known compounds which can be prepared by known methods. The use of these compounds as collectors in flotation is also known, see H. Schubert, loc. Cit.
- the weight ratio of components a): b) is in the range from 1:20 to 3: 1, preferably in the range from 1:10 to 1: 1.
- the surfactant mixture must be used in a certain minimum amount in order to achieve economically useful results in the flotation of non-sulfidic ores. However, a maximum amount of surfactant must also not be exceeded, since otherwise the foam formation becomes too strong and the selectivity towards the valuable minerals decreases.
- the collector mixtures to be used according to the invention depend in each case on the type of ores to be floated and on their content of valuable minerals. As a result, the amounts required can vary within wide limits.
- the collector mixtures according to the invention are used in amounts of 50 to 2000, preferably 100 to 1500 g per ton of raw ore.
- the mixtures to be used according to the invention are used in the known flotation processes for non-sulfidic ores instead of known collectors. Accordingly, in addition to the collector mixtures described, the customary reagents such as foaming agents, regulators, activators, deactivators, etc. are also added to the aqueous slurries of the ground ores.
- the flotation is carried out under the conditions of the methods of the prior art.
- a preferred area of use for the collector mixtures to be used according to the invention is the processing of ores such as Scheelite, barite, apatite or iron ores.
- a sieve fraction with a grain size of 100 to 200 ⁇ m was used. During the flotation, the phosphorus present as apatite should be enriched.
- the flotation experiments were carried out in a modified Hallimond tube (microflotation cell) according to B. Dobias, Colloid & Polymer Science, 259 (1981), pages 775 to 776, at room temperature. 2 g of ore were used for each experiment. Distilled water was used to prepare the slurry. The conditioning time was 15 minutes each. During the flotation, an air stream was passed through the slurry at a flow rate of 4 ml / min. The flotation time was 12 minutes in all experiments. The pH was 9.5. The collectors A to D were used in a total dosage of 150 g / t.
- the collector mixtures according to the invention lead to a significant increase in the P2O5 output compared to the comparison substance used alone with only a little change in selectivity.
- the mixtures according to the invention perform with a constant total dosage to a significant increase in P2O5 output with only a slightly reduced selectivity.
- Pure quartz sand was used as a model for an ore that can be floated with cationic surfactants.
- the grain size of the flotation task was below 250 ⁇ m.
- Lauryldimethylammonium chloride without additive served as the reference substance.
- the flotation tests were carried out in the manner given in Example 1, with the modification that the collector mixture or the collector was used here in a total dosage of 100 g / t.
- the flotation time was 2 or 12 minutes.
- the collector mixture according to the invention brings about a strong increase in the total yield at the same collector dosage, in particular with short flotation times.
- the admixture of the fatty alcohol polyethylene glycol n-butyl ether also has a positive influence on the flotation kinetics.
Landscapes
- Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft die Verwendung von endgruppenverschlossenen Fettalkoholpolyethylenglykolethern als Co-Sammler zu kationischen und/oder ampholytischen Tensiden bei der Flotation nichtsulfidischer Erze.
- Zur Abtrennung von Wertmineralien von der Gangart ist die Flotation ein allgemein angewandtes Sortierverfahren für die Aufbereitung von mineralischen Erzen. Nichtsulfidische Minerale im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise Apatit, Fluorit, Scheelit, Baryt, Eisenoxide und andere Metalloxide, z.B. die Oxide des Titans und Zirkons, sowie bestimmte Silikate und Alumosilikate. Üblicherweise wird bei flotativen Aufbereitungsverfahren das Erz zunächst zerkleinert und trocken, vorzugsweise aber naß vermahlen und in Wasser suspendiert. Anschließend gibt man normalerweise Sammler, häufig in Verbindung mit Schäumern und gegebenenfalls weiteren Hilfsreagenzien wie Reglern, Drückern (Desaktivatoren) und/oder Belebern (Aktivatoren), zu, die die Abtrennung der Wertminerale von den Gangartmineralen des Erzes bei der anschließenden Flotation unterstützen. Bevor in die Suspension Luft eingeblasen wird (Flotieren), um an ihrer Oberfläche Schaum zu erzeugen, läßt man diese Reagenzien üblicherweise eine gewisse Zeit auf das feingemahlene Erz einwirken (Konditionieren). Der Sammler sorgt für eine Hydrophobierung der Oberfläche der Minerale, so daß ein Anhaften dieser Minerale an den während der Belüftung gebildeten Gasblasen bewirkt wird.
- Die Hydrophobierung der Mineralbestandteile erfolgt selektiv in der Weise, daß die unerwünschten Bestandteile des Erzes nicht an den Gasblasen haften bleiben. Der mineralhaltige Schaum wird abgestreift und weiterverarbeitet. Es ist das Ziel der Flotation, das Wertmineral der Erze in möglichst hoher Ausbeute zu gewinnen und dabei gleichzeitig eine möglichst gute Anreicherung des Wertminerals zu erhalten.
- Bei der flotativen Aufarbeitung von Erzen werden vor allem anion-aktive, kationaktive und ampholytische Tenside als Sammler eingesetzt. Im Unterschied zu anionaktiven, kationaktiven und ampholytischen Tensiden werden nichtionische Tenside in der Flotation kaum als Sammler eingesetzt. A. Doren, D. Vargas und J. Goldfarb berichten in Trans. Inst. Met. Min. Sect. C 84 (1975), Seiten 34 bis 39 über Flotationsversuche an Quarz, Cassiterit und Chrysocolla, die mit einem Anlagerungsprodukt von 9 bis 10 Mol Ethylenoxid an Octylphenol als Sammler durchgeführt wurden. In der einschlägigen Literatur werden auch vereinzelt Kombinationen aus ionischen und nichtionischen Tensiden als Sammler beschrieben. So berichten A. Doren, A. van Lierde und J. A. de Cuyper in Dev. Min. Proc. 2 (1979), Seiten 86 bis 109 über Flotationsversuche, die an nichtsulfidischem Zinnerz mit einer Kombination aus einem Anlagerungsprodukt von 9 bis 10 Mol Ethylenoxid an Octylphenol und einem Octadecylsulfosuccinat durchgeführt wurden. V. M. Lovell beschreibt in A. M. Gaudin Memorial Volume, herausgegeben von M. C. Fuerstenau, AIME, New York, 1976 Vol. 1, Seiten 597 bis 620 Flotationsversuche, die an Apatit mit einer Kombination aus Tallölfettsäure und Nonylphenoltetraglykolether durchgeführt wurden.
- Die für die Flotation eingesetzten kationaktiven und ampholytischen Sammler führen in vielen Fällen bei ökonomisch vertretbaren Sammlermengen zu keinem befriedigenden Ausbringen der Wertminerale.
- Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, im Sinne einer wirtschaftlichen Gestaltung der Flotationsprozesse verbesserte Sammler aufzufinden, mit denen entweder bei gleichbleibenden Sammlermengen und gleichbleibender Selektivität größere Ausbeuten an Wertmineralen, oder, bei verminderten Sammlermengen, zumindest gleichbleibende Wertmineralausbeuten erzielt werden.
- Es wurde gefunden, daß bestimmte endgruppenverschlossene Fettalkoholpolyethylenglykolether sehr wirkungsvolle Zusätze zu kationischen und ampholytischen Tensiden, die als Sammler für die Flotation von nichtsulfidischen Erzen bekannt sind, im Sinne von Co-Sammlern darstellen.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Gemischen aus
- a) mindestens einem Alkyl-oder Alkenylpolyethylenglykolether, der durch hydrophobe Reste endgruppenverschlossen ist, und
- b) mindestens einem kationischen oder ampholytischen Tensid
- Als Komponente a) kommen insbesondere Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether der Formel I in Betracht,
R¹ - O - (CH₂CH₂O)n - R² I
in der R¹ einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, R² einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest und n eine Zahl von 1 bis 30 bedeutet. - Die vorstehend definierten endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether stellen eine literaturbekannte Substanzklasse dar; sie können nach bekannten Methoden der organischen Synthese erhalten werden (siehe beispielsweise US-A- 2 856 434, DE-P-15 20 647, DE-A-25 56 527, DE-A-30 11 237, EP-A-00 30 397 und DE-A- 33 15 951). Diese endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether sind vor allem in alkalischem Medium chemisch beständiger als die entsprechenden Polyglykolether mit freier Hydroxylgruppe. Da solche blockierten Alkyl- oder Alkenylpolyglykolether in wässrigen Lösungen auch weniger schäumen als ihre Ausgangsverbindungen, haben sie eine gewisse Bedeutung für (alkalische) Reinigungsprozesse mit starker Beanspruchung (siehe beispielsweise DE-A-33 15 951).
- Als Ausgangsmaterialien für die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether können bekannte Fettalkohole verwendet werden. Die Fettalkoholkomponente kann aus geradkettigen und verzweigten gesättigten und ungesättigten Verbindungen dieser Kategorie mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen bestehen, beispielsweise aus n-Octanol, n-Decanol, n-Dodecanol, n-Tetradekanol, n-Hexadecanol, n-Octadecanol, n-Eikosanol, n-Docosanol, n-Hexadecenol, n-Octadecenol, Isotridecanol und Isooctadecanol. Die genannten Fettalkohole können einzeln die Basis für die endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether bilden. In der Regel werden jedoch Produkte auf der Basis von Fettalkoholgemischen eingesetzt, die aus dem Fettsäureanteil von Fetten und Ölen tierischen oder pflanzlichen Ursprungs abstammen. Solche Fettalkoholgemische lassen sich bekanntlich aus den nativen Fetten und Ölen, u.a. über die Umesterung der Triglyceride mit Methanol und nachfolgende katalytische Hydrierung der Fettsäuremethylester, gewinnen. Hier können sowohl die herstellungsmäßig anfallenden Fettalkoholgemische als auch geeignete Fraktionen mit einem begrenzten Kettenlängenspektrum als Basis für die Herstellung der endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether dienen. Neben den aus natürlichen Fetten und Ölen gewonnenen Fettalkoholgemischen sind auch synthetisch gewonnene Fettalkoholgemische, beispielsweise die bekannten Ziegler- und Oxofettalkohole als Ausgangsmaterial für die Herstellung geeignet.
- In den erfindungsgemäß zu verwendenden Tensidgemischen werden als Komponete a) vorzugsweise Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether auf Basis von Fettalkoholen mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, d. h. solche Verbindungen der Formel I eingesetzt, in denen R¹ einem Alkyl- oder Alkenylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen entspricht.
- Bei der Herstellung der endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether werden an die genannten Fettalkohole 1 bis 30, vorzugsweise 2 bis 15 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol angelagert. Die Umsetzung mit Ethylenoxid erfolgt dabei unter den bekannten Alkoxylierungsbedingungen, vorzugsweise in Gegenwart von geeigneten alkalischen Katalysatoren.
- Die für den Endgruppenverschluß der Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether erforderliche Veretherung der freien Hydroxylgruppen kann nach den aus der Literatur (beispielsweise aus US-A-2 856 434, DE-P-15 20 647, DE-A-25 56 527, DE-A- 30 11 237, EP-A-00 30 397 und DE-A-33 15 951) bekannten Verfahren durchgeführt werden. Bevorzugt wird die Veretherung der freien Hydroxylgruppen unter den bekannten Bedingungen der Williamsonschen Ethersynthese mit geradkettigen oder verzweigten C₁ bis C₈-Alkylhalogeniden oder Benzylhalogeniden durchgeführt, beispielsweise mit n-Propyljodid, n-Butylchlorid, sec.-Butylbromid, tert.-Butylchlorid, Amylchlorid, tert.-Amylbromid, n-Hexylchlorid, n-Heptylbromid, n-Octylchlorid und Benzylchlorid. Dabei kann es zweckmäßig sein, organisches Halogenid und Alkali im stöchiometrischen Überschuß, beispielsweise von 100 bis 200 %, über die zu verethernden Hydroxylgruppen einzusetzen. Ein entsprechendes Verfahren ist in der DE-A-33 15 951 beschrieben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether eingesetzt, die mit n-Butylgruppen endgruppenverschlossen sind.
- In den erfindungsgemäß zu verwendenden Tensidgemischen kommen als Komponenten b) kationische und ampholytische Tenside in Betracht, die an sich als Sammler für die Flotation von nichtsulfidischen Erzen bekannt sind.
- Wenn erfindungsgemäß kationische Tenside als Komponente b) eingesetzt werden sollen, so kommen insbesondere primäre aliphatische Amine, mit α-verzweigten Alkylresten substituierte Alkylendiamine, hydroxyalkylsubstituierte Alkylendiamine und wasserlösliche Säureadditionssalze dieser Amine sowie quartäre Ammoniumverbindungen in Betracht.
- Als primäre aliphatische Amine eignen sich vor allem die von den Fettsäuren der nativen Fette und Öle abstammenden Fettamine mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, beispielsweise n-Octylamin, n-Decylamin, h-Dodecylamin, n-Tetradecylamin, n-Hexadecylamin, n-Octadecylamin, n-Eicosylamin, n-Docosylamin, n-Hexadecenylamin und n-Octadecenylamin. Die genannten Amine können einzeln als Komponente b) verwendet werden. Normalerweise werden jedoch Amingemische eingesetzt, deren Alkyl- und/oder Alkenylreste aus dem Fettsäureanteil von Fetten und Ölen tierischen oder pflanzlichen Ursprungs herstammen. Solche Amingemische lassen sich bekanntlich aus den durch Fettspaltung gewonnenen Fettsäuren der nativen Fette und Öle über die zugehörigen Nitrile durch Reduktion mit Natrium und Alkoholen oder durch katalytische Hydrierung gewinnen. Beispiele hierfür sind Talgamine oder Hydrotalgamine, wie sie aus den Talgfettsäuren bzw. den hydrierten Talgfettsäuren über die entsprechenden Nitrile und deren Hydrierung zugänglich sind.
- Die für die Verwendung als Komponente b) geeigneten alkylsubstituierten Alkylendiamine entsprechen der Formel V,
- Die für die Verwendung als Komponente b) geeigneten hydroxyalkylsubstituierten Alkylendiamine entsprechen der Formel VI,
- Die vorgenannten Aminverbindungen können als solche oder in Form ihrer wasserlöslichen Salze verwendet werden. Die Salze werden im gegebenen Fall durch Neutralisation, die sowohl mit äquimolaren Mengen als auch mit einem Überschuß oder Unterschuß an Säure durchgeführt werden kann, erhalten. Geeignete Säuren sind beispielsweise Schwefelsäure, Phoshporsäure, Essigsäure und Ameisensäure.
- Die für die Verwendung als Komponente b) geeigneten quartären Ammoniumverbindungen entsprechen der Formel VII,
- Bei den ampholytischen Tensiden, die erfindungsgemäß als Komponente b) eingesetzt werden, handelt es sich um Verbindungen, die im Molekül mindestens eine anionenaktive und eine kationenaktive Gruppe enthalten, wobei die anionenaktiven Gruppen vorzugsweise aus Sulfonsäure- oder Carboxylgruppen und die kationenaktiven Gruppen aus Aminogruppen, vorzugsweise aus sekundären oder tertiären Aminogruppen, bestehen. Als ampholytische Tenside kommen insbesondere Sarkoside, Tauride, N-substituierte Aminopropionsäuren und N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-alkylsulfosuccinamate in Betracht.
- Die für die Verwendung als Komponente b) geeigneten Sarkoside entsprechen der Formel VIII,
- Die für die Verwendung als Komponente b) geeigneten Tauride entsprechen der Formel IX,
- N-substituierte Aminopropionsäuren, die sich für die Verwendung als Komponente b) eignen, entsprechen der Formel X,
- Die für die Verwendung als Komponente b) in den erfindungsgemäßen Sammlergemischen geeigneten N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-alkylsulfosuccinamate entsprechen der Formel XI,
- In den erfindungsgemäß zu verwendenden Gemischen aus endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolethern und kationischen und/oder ampholytischen Tensiden liegt das Gewichtsverhältnis der Komponenten a) : b) im Bereich von 1 : 20 bis 3 : 1, vorzugsweise im Bereich von 1 : 10 bis 1 : 1.
- 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 Tensidgemsich 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 Sammlergemische eingesetzt werden, hängen jeweils 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 erfindungsgemäßen Sammlergemische in Mengen von 50 bis 2000, vorzugsweise 100 bis 1500 g pro Tonne Roherz eingesetzt.
- In der Praxis werden die erfindungsgemäß zu verwendenden Gemische in den bekannten Flotationsverfahren für nichtsulfidische Erze anstelle von bekannten Sammlern eingesetzt. Dementsprechend werden auch hier neben den beschriebenen Sammlergemischen die jeweils gebräuchlichen Reagenzien wie Schäumer, Regler, Aktivatoren, Desaktivatoren usw. den wässrigen Aufschlämmungen der vermahlenen Erze zugesetzt. 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; B. Wills, Mineral Processing Technology Plant Design, New York, 1978; D. B. Purchas (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 bis 1978.
- Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Abtrennung von nichtsulfidischen Mineralien aus einem Erz durch Flotation, bei dem man gemahlenes Erz mit Wasser zu einer Suspension vermischt, in die Suspension in Gegenwart eines Sammlersystems Luft einleitet und den entstandenen Schaum zusammen mit dem darin enthaltenen Mineral abtrennt. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Sammler Gemische aus
- a) mindestens einem Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether, der durch hydrophobe Reste endgruppenverschlossen ist, und
- b) mindestens einem kationischen oder ampholytischen Tensid
- Ein bevorzugtes Einsatzgebiet für die erfindungsgemäß zu verwendenden Sammlergemische ist die Aufbereitung von Erzen wie Scheelit, Baryt-, Apatit- oder Eisenerzen.
- Die nachfolgenden Beispiele zeigen die Überlegenheit der erfindungsgemäß zu verwendenden Gemische aus endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether und kationischen oder ampholytischen Tensiden im Vergleich zu bekannten Sammlerkomponenten aus dem Stand der Technik.
- Unter Laborbedingungen wurde teilweise mit erhöhter Sammlerkonzentration gearbeitet, die in der Praxis zum Teil erheblich unterschritten werden kann. Die Anwendungsmöglichkeiten und Anwendungsbedingungen sind daher nicht auf die in den Beispielen beschriebenen Trennaufgaben und Versuchsbedingungen beschränkt. Alle Prozentangaben sind, sofern nicht anders angegeben in Gewichtsprozent. Die Mengenangaben für Reagenzien beziehen sich jeweils auf Aktivsubstanz.
- Als Flotationsaufgabe wurden Abgänge einer Eisenerzaufbereitung verwendet, die bezüglich der Hauptbestandteile nachfolgende chemische Zusammensetzungen hatten:
- 8,9 %
- P₂O₅
- 43,3 %
- SiO₂
- 4,0 %
- Fe₂O₃
- Eingesetzt wurde eine Siebfraktion der Korngröße 100 bis 200 µm. Bei der Flotation sollte der als Apatit vorliegende Phosphor angereichert werden.
- Als Sammler wurden folgende Substanzen oder Substanzgemische eingesetzt:
- Die Sammler A bis C bestanden aus Gemischen von
- a) Ölsäuresarkosid und
- b) einem Fettalkoholpolyethylenglykol-n-butylether auf der Basis eines Anlagerungsproduktes von 5 Mol Ethylenoxid an ein Fettalkoholgemisch der Kettenlänge C₁₂-C₁₈
- Die Flotationsversuche wurden in einer modifizierten Hallimond-Röhre (Mikroflotationszelle) nach B. Dobias, Colloid & Polymer Science, 259 (1981), Seiten 775 bis 776, bei Raumtemperatur durchgeführt. Für die einzelnen Versuche wurden jeweils 2 g Erz eingesetzt. Zur Herstellung der Trübe wurde destilliertes Wasser verwendet. Die Konditionierzeit betrug jeweils 15 Minuten. Während der Flotation wurde ein Luftstrom mit einer Durchflußgeschweindigkeit von 4 ml/min durch die Trübe geleitet. Die Flotationsdauer betrug in allen Versuchen 12 Minuten. Der pH-Wert lag bei 9,5. Die Sammler A bis D wurden jeweils in einer Gesamtdosierung von 150 g/t eingesetzt.
-
- Durch den Zusatz des Fettalkoholpolyethylenglykol-n-butylethers zu dem bekannten Sammler Ölsäuresarkosid wird bei gleichbleibender Sammlerdosierung die Selektivität zwar leicht verringert, das Ausbringen jedoch sehr stark erhöht.
- Als Flotationsaufgabe wurde die in Beispiel 1 beschriebene Siebfraktion aus den Abgängen der Eisenerzaufbereitung eingesetzt.
- Als Sammler wurden folgende Substanzgemische eingesetzt:
- Die Sammler E bis G bestanden aus Gemischen von
- a) N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-octadecylsuccinamat (handelsüblich) und
- b) einem Fettalkoholpolyethylenglykol-n-Butylether auf der Basis eines Anlagerungsproduktes von 5 Mol Ethylenoxid an ein Fettalkoholgemisch der Kettenlänge C₁₂-C₁₈
- Die Flotationsversuche wurden in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise durchgeführt mit der Abänderung, daß hier die Sammlergemische jeweils in einer Gesamtdosierung von 100 g/t eingesetzt wurden.
-
- Bei gleichbleibender Gesamtdosierung führen die erfindungsgemäßen Sammlergemische im Vergleich zu der allein eingesetzten Vergleichssubstanz bei nur wenig veränderter Selektivität zu einer deutlichen Erhöhung des P₂O₅-Ausbringens.
- Als Flotationsaufgabe diente die in Beispiel 1 beschriebene Siebfraktion aus den Abgängen der Erzaufbereitung.
- Als Sammler wurden folgende Substanzen und Substanzgemische eingesetzt:
- Die Sammler I bis K bestanden aus Gemischen von
- a) N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-octadecylsuccinamat und
- b) einem Fettalkoholpolyethylenglykol-n-Butylether auf der Basis eines Anlagerungsproduktes von 7 Mol Ethylenoxid an ein Mol eines Fettalkoholgemisches der Kettenlänge C₁₂-C₁₈.
- Die Flotationsversuche wurden in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise durchgeführt mit der Abwandlung, daß hier die Sammlergesamtdosierung jeweils 100 g/t betrug.
-
- Im Vergleich zu dem allein eingesetzten N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-octadecylsuccinamat (H*) führen die erfindungsgemäßen Gemische bei gleichbleibender Gesamtdosierung zu einer deutlichen Erhöhung des P₂O₅-Ausbringens bei nur wenig verminderter Selektivität.
- Als Modell für ein Erz, das mit kationischen Tensiden flotiert werden kann, wurde reiner Quarzsand eingesetzt. Die Korngröße der Flotationsaufgabe lag unterhalb von 250 µm.
- Als erfindungsgemäßer Sammler wurde ein Gemisch aus
- a) Lauryltrimethylammoniumchlorid und
- b) einem Fettalkoholpolyethylenglykol-n-Butylether auf der Basis eines Anlagerungsproduktes von 5 Mol Ethylenoxid an ein Mol eines Fettalkoholgemisches der Kettenlänge C₁₂-C₁₈
- Im Gewichtsverhältnis von a : b = 2 : 1 (Sammler L) eingesetzt. Als Vergleichssubstanz diente Lauryldimethylammoniumchlorid ohne Zusatz (Sammler M).
- Die Flotationsversuche wurden in der in Beispiel 1 angegebenen Weise durchgeführt mit der Abwandlung, daß hier das Sammlergemisch bzw. der Sammler jeweils in einer Gesamtdosierung von 100 g/t eingesetzt wurde. Die Flotationsdauer betrug 2 bzw. 12 Minuten.
-
- Das erfindungsgemäße Sammlergemisch bewirkt gegenüber dem allein eingesetzten Lauryltrimethylammoniumchlorid bei der gleichen Sammlerdosierung eine starke Erhöhung des Gesamtausbringens, insbesondere bei kurzen Flotationszeiten. Die Zumischung des Fettalkoholpolyethylenglykol-n-butylethers hat damit auch einen positiven Einfluß auf die Flotationskinetik.
Claims (12)
R¹ - O - (CH₂CH₂O)n - R² I
in der R¹ einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, R² einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest, und n eine Zahl von 1 bis 30 bedeutet.
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