EP1996333A1 - Flotationsreagenz für silikate - Google Patents

Flotationsreagenz für silikate

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EP1996333A1
EP1996333A1 EP07722940A EP07722940A EP1996333A1 EP 1996333 A1 EP1996333 A1 EP 1996333A1 EP 07722940 A EP07722940 A EP 07722940A EP 07722940 A EP07722940 A EP 07722940A EP 1996333 A1 EP1996333 A1 EP 1996333A1
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Clariant International Ltd
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    • B03D2203/02—Ores
    • B03D2203/04—Non-sulfide ores

Definitions

  • the present invention relates to the use of collectors in the flotation treatment of silicate-containing minerals and ores, in particular iron ore with the aid of fatty alkyl ether alkylamine alkoxylate.
  • silicates are naturally occurring ores and minerals.
  • these include calcite, phosphate ore and feldspar.
  • the silicate content reduces the quality of the iron ore and interferes with iron production.
  • the iron ore is separated from the silicate in addition to the magnetic separation by inverse flotation.
  • the ground iron ore is brought together in a flotation cell with water and flotation reagents, wherein the silicate is discharged through the use of a collector with the foam, while the iron ore remains back in the so-called pulp.
  • fatty amines alkyl ether amines and alkyl ether diamines are used as silicate collectors. These are known under the trade name Flotigam ®.
  • Alkyl ether amines and alkyl ether diamines are mostly used in their partially neutralized forms as partial acetates as described in US Pat. No. 4,319,987. The reason for this is the better solubility of the partially neutralized amine functions.
  • silicate flotation collectors described in the prior art show insufficient selectivity and yield.
  • the object of the present invention was therefore to provide an improved collector for the silicate flotation.
  • the invention thus relates to the use of a compound of the formula (I)
  • R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 40 carbon atoms
  • R 2 is an aliphatic hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms
  • R 3 is an alkoxy group
  • n is a number between 1 and 50
  • m is 1 or 2
  • Another object of the invention is a method for flotation of silicate-containing mineral by bringing the flotation reagent according to the invention with the silicate-containing mineral in contact.
  • the invention furthermore relates to a composition comprising 1 to 99% by weight of a silicate flotation collector which is an alkyl ether amine, alkyl ether diamine, alkylamine or quaternary ammonium salt and 1 to 99% by weight of a compound of the formula I.
  • the ratio of alkyletheramine, alkyletherdiamine, alkylamine or quaternary ammonium salt to the compound of formula I is preferably between 98: 2 and 75:25.
  • R 1 is an aliphatic hydrocarbon group. It is further preferred that R 1 comprises 4 to 22, in particular 6 to 20, and especially 8 to 14 carbon atoms. Particularly preferred are 2-ethylhexyl, Isononan-, Isodekan- and Isotridekanreste.
  • R 2 is a C 2 H 4 - or a C 3 H 6 -GmPPe.
  • R 3 is a C 2 -C 4 -alkoxy group, in particular an ethoxy or propoxy group. R 3 may also stand for a mixed alkoxy group.
  • n is a number between 2 and 40.
  • n stands for 2.
  • silicate float collectors which are an alkyl ether amine, alkyl ether diamine, alkyl amine or quaternary ammonium salt, and those with A compound of formula I can be used together, it is preferably one or more of the compounds of formulas (II) to (V).
  • R 4 is a hydrocarbon group of 1-40, preferably 8 to 32 carbon atoms and R 5 is an aliphatic hydrocarbon group of 2-4 carbon atoms;
  • R 6 corresponds to a hydrocarbon group of 1-40, preferably 8 to 32 carbon atoms
  • R 7 and R 8 correspond to one or more aliphatic hydrocarbon group having 2 to 4 carbon atoms
  • R 9 , R 10 , R 11 and R 12 correspond to one or more hydrocarbon groups of 1 to 22 carbon atoms and A " corresponds to a suitable anion;
  • R 13 corresponds to a hydrocarbon group having 1-40, preferably 8 to 32 carbon atoms.
  • the use of the flotation reagent according to the invention can also be carried out in combination with foaming agents and pushers, as known from the prior art.
  • hydrophilic polysaccharides such as modified starch, carboxymethylcellulose, or gum arabic are added in dosages of 10 to 1000 g / t as a pusher.
  • the silicate flotation is preferably carried out at a pH of 7-12, in particular 8-11, which is for example adjusted with sodium hydroxide.
  • the following table represents the flotative results of the collector according to the invention in comparison to the standard reagent. Flotation experiments have been carried out on a siliceous iron ore.
  • Table 1 Effectiveness of the collector B according to the invention in comparison to the standard collector A.
  • the results show a consistently increased percentage application with an approximately constant Fe content by the Flotationsreagenz B according to the invention over the standard collector A.
  • the mixture C consisting of 10% of the inventive collector B and 90% of the standard collector A, shows a significantly increased Application to the standard collector A.
  • the flotation reagent according to the invention is applicable in a wide pH range, for example 7 to 12, preferably 8 to 11, and is added to the aqueous pulp in a concentration of preferably between 0.001 and 1.0 kg / ton of crude mineral.

Landscapes

  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Verbindung der Formel (I) R<SUP>1</SUP>-O-R<SUP>2</SUP>-NH<SUB>(2-m)</SUB>-[(R<SUP>3</SUP>)n-H]<SUB>m</SUB> (l) worin R<SUP>1</SUP> einer Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 - 40 Kohlenstoffatomen, R<SUP>2</SUP> einer aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 - 4 Kohlenstoffatomen sowie R<SUP>3</SUP> einer Alkoxygruppe entsprechen, n eine Zahl zwischen 1 und 50 sowie m 1 oder 2 sind, als Flotationsreagenz in der Silikatflotation.

Description

Beschreibung
Flotationsreagenz für Silikate
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Sammlern in der flotativen Aufbereitung von silikathaltigen Mineralen und Erzen, insbesondere Eisenerz mit Hilfe von Fettalkyletheralkylaminalkoxylat.
Viele natürlich vorkommende Erze und Mineralien enthalten Silikat als unerwünschtes Begleitmineral. Hierzu zählen neben Eisenerz Calcit, Phosphaterz und Feldspat. Insbesondere beim Eisenerz mindert der Silikatgehalt die Qualität des Eisenerzes und stört bei der Eisenherstellung. Um hochqualitatives Eisenerz zu gewinnen, ist es von Interesse, den Silikatgehalt des Eisenerzes auf unter 2 % zu senken, üblicherweise wird das Eisenerz neben der magnetischen Separierung durch inverse Flotation vom Silikat getrennt. Hierzu wird das aufgemahlene Eisenerz in einer Flotationszelle mit Wasser und Flotationsreagenzien zusammengebracht, wobei das Silikat durch den Einsatz eines Sammlers mit dem Schaum ausgetragen wird, während das Eisenerz zurück in der so genannten Trübe verbleibt.
Als Silikatsammler werden beispielsweise Fettamine, Alkyletheramine und Alkyletherdiamine eingesetzt. Diese sind unter dem Handelsnamen Flotigam® bekannt.
Alkyletheramine und Alkyletherdiamine werden zumeist in deren teilneutralisierten Formen als Teilacetate eingesetzt wie in US-4 319 987 beschrieben. Grund hierfür ist die bessere Löslichkeit der teilneutralisierten Aminfunktionen.
US-6 076 682 beschreibt die kombinierte Verwendung von Alkylethermonoamin mit Alkyletherdiamin zur Silikatflotation aus Eisenerz.
In WO 00/62937 wird die Verwendung quaternärer Amine zur Flotation von Eisenerz offenbart. In WO-93/06935 wird die synergistische Wirkung von Etheraminen und anionischen Sammlern zur Eisenerzflotation beschrieben.
Die Silikatflotation, u.a. aus Eisenerz, unter Zuhilfenahme von Alkyloxyalkanaminen wird in US-5 540 337 beschrieben.
Die im Stand der Technik beschriebenen Sammler für die Silikatflotation zeigen jedoch unzureichende Selektivität und Ausbeute. Aufgabe vorliegender Erfindung war es daher, einen verbesserten Sammler für die Silikatflotation bereitzustellen.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Verwendung von Fettalkyletheralkylaminalkoxylaten zu einer deutlichen Verbesserung der Silikatflotation aus Eisenerz gegenüber den bekannten Flotationsreagenzien führt.
Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung einer Verbindung der Formel (I)
R1-O-R2-NH(2.m)-[(R3)n-H]m (l)
worin R1 einer Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 - 40 Kohlenstoffatomen, R2 einer aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 - 4 Kohlenstoffatomen sowie R3 einer Alkoxygruppe entsprechen, n eine Zahl zwischen 1 und 50 sowie m 1 oder 2 sind, als Flotationsreagenz in der Silikatflotation.
Der erfindungsgemäße Sammler kann alleine oder in Kombination mit anderen stickstoffhaltigen Verbindungen für die Flotation von Silikat, insbesondere aus Eisenerz oder Calcit verwendet werden. Bevorzugte stickstoffhaltige Verbindungen sind Alkyletheramine, Alkyletherdiamine, Alkylamine oder quaternäre Ammoniumsalze.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Flotation von silikathaltigem Mineral, indem man das erfindungsgemäße Flotationsreagenz mit dem silikathaltigen Mineral in Kontakt bringt. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Zusammensetzung, enthaltend 1 bis 99 Gew.-% eines Sammlers für die Silikatflotation, welcher ein Alkyletheramin, Alkyletherdiamin, Alkylamin oder quaternäres Ammoniumsalz ist, sowie 1 bis 99 Gew.-% einer Verbindung der Formel I.
Das Verhältnis von Alkyletheramin, Alkyletherdiamin, Alkylamin oder quaternärem Ammoniumsalz zur Verbindung der Formel I liegt vorzugsweise zwischen 98:2 und 75:25.
In einer bevorzugten Ausführungsform steht R1 für eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe. Weiterhin bevorzugt ist, dass R1 4 bis 22, insbesondere 6 bis 20, und speziell 8 bis 14 Kohlenstoffatome umfasst. Besonders bevorzugt sind 2-Ethylhexyl-, Isononan-, Isodekan- und Isotridekanreste.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht R2 für eine C2H4- oder eine C3H6-GmPPe.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht R3 für eine C2-C4- Alkoxygruppe, insbesondere für eine Ethoxy- oder Propoxygruppe. R3 kann auch für eine gemischte Alkoxygruppe stehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht n für eine Zahl zwischen 2 und 40.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht m für 2.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist eine Verbindung der Formel 1 , worin R1 ein Isotridekanrest, R2 C3H6, R3 C2H4-O, n 2 bis 10 und m gleich 2 ist.
Bei den Sammlern für die Silikatflotation, welche ein Alkyletheramin, Alkyletherdiamin, Alkylamin oder quaternäres Ammoniumsalz sind, und die mit einer Verbindung der Formel I zusammen verwendet werden können, handelt es sich vorzugsweise um eine oder mehrere der Verbindungen der Formeln (II) bis (V).
Diese Verbindungen sind
R4-O-R5-NH2 (II)
worin R4 einer Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 - 40, vorzugsweise 8 bis 32 Kohlenstoffatomen und R5 einer aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 - 4 Kohlenstoffatomen entsprechen;
R6-O-R7-NH-R8-NH2 (III)
worin R6 einer Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 - 40, vorzugsweise 8 bis 32 Kohlenstoffatomen, R7 und R8 einer oder verschiedenen aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 - 4 Kohlenstoffatomen entsprechen;
(R9R10NR11R12J+ A- (IV)
worin R9, R10, R11 und R12 einer oder verschiedenen Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 - 22 Kohlenstoffatomen und A" einem geeigneten Anion entsprechen;
R13-NH2 (V)
worin R13 einer Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 - 40, vorzugsweise 8 bis 32 Kohlenstoffatomen entspricht.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen Flotationsreagenzes kann auch in Kombination mit Schäumern und Drückern, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, erfolgen. Um zu vermeiden; dass bei der Silikatflotation Eisenerz mit ausgetragen wird, werden vorzugsweise hydrophile Polysaccharide, wie beispielsweise modifizierte Stärke, Carboxymethylcellulose, oder Gummi Arabicum in Dosierungen von 10 bis 1000 g/t als Drücker zugegeben. Die Silikatflotation wird vorzugsweise bei einem pH von 7 -12, insbesondere 8 - 11 durchgeführt, welcher beispielsweise mit Natriumhydroxid eingestellt wird.
Beispiele
Die folgende Tabelle stellt die flotativen Ergebnisse des erfindungsgemäßen Sammlers im Vergleich zum Standardreagenz dar. Es sind Flotationsversuche an einem silikathaltigen Eisenerz durchgeführt worden.
Als Standardreagenz (Vergleichsbeispiele 1 (V) bis 3(V)) wurde ein C10- Alkyloxypropylamin, welches einer Verbindung der Formel (II) entspricht, wobei R4 für eine Decylgruppe und R5 für eine Propylgruppe stehen, verwendet. Der erfindungsgemäße Sammler B (Beispiele 4 bis 7) entspricht dem erfindungsgemäßen Reagenz der Formel (I), worin R1 Ci3-Alkyl, R2 Propyl und R3 Ethoxy, sowie m gleich 2 und n gleich 5 ist. Die Beispiele 8 bis 10 stellen den mit der gleichzeitigen Verwendung von erfindungsgemäßem Sammler und Sammler des Standes der Technik verbundenen synergistischen Effekt dar, wobei Sammler C eine Mischung aus 10 % Sammler B und 90 % des Standardsammlers A entspricht. Der Gehalt des Roherzes lag bei 65,7 % Fe.
Tabelle 1 : Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Sammlers B im Vergleich zum Standardsammler A
Die Ergebnisse zeigen ein durchgängig gesteigertes prozentuales Ausbringen bei einem etwa gleich bleibenden Fe-Gehalt durch das erfindungsgemäße Flotationsreagenz B gegenüber dem Standardsammler A. Auch die Mischung C, bestehend aus 10 % des erfindungsgemäßen Sammlers B und 90 % des Standardsammlers A, zeigt ein deutlich gesteigertes Ausbringen gegenüber dem Standardsammler A.
Das erfindungsgemäße Flotationsreagenz ist in einem weiten pH Bereich anwendbar beispielsweise 7 bis 12, vorzugsweise 8 bis 11 und wird der wässrigen Trübe in einer Konzentration zwischen vorzugsweise 0,001 und 1 ,0 kg/Tonne Rohmineral zugesetzt.
Mit dem erfindungsgemäßen Flotationsreagenz wird gegenüber den Sammlern des Standes der Technik eine signifikante Verbesserung von Ausbringen und Selektivität erreicht. Die Beispiele 1 bis 10 zeigen, dass das Fe-Ausbringen deutlich höher ist als mit dem entsprechenden Standardreagenz.

Claims

Patentansprüche:
1. Verwendung einer Verbindung der Formel (I)
R1-O-R2-NH(2-mr[(R3)n-H]m (l)
worin R1 einer Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 - 40 Kohlenstoffatomen, R2 einer aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 - 4 Kohlenstoffatomen sowie R3 einer Alkoxygruppe entsprechen, n eine Zahl zwischen 1 und 50 sowie m 1 oder 2 sind, als Flotationsreagenz in der Silikatflotation.
2. Verwendung nach Anspruch 1 , wobei R1 ein aliphatischer Kohlenwasserstoff rest mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen ist.
3. Verwendung nach Anspruch 1 und/oder 2, wobei R1 ein 2-Ethylhexan-, Isononan-, Isodekan- oder Isotridekanrest ist.
4. Verwendung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, worin R1 ein Isotridekanrest, R2 C3H6, R3 C2H4-O, n 2 bis 10 und m gleich 2 ist.
5. Verwendung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 zur Flotation von Silikat aus Eisenerz in Kombination mit einem anderen stickstoffhaltigen Silikatsammler bei einem pH von 7-12, worin der weitere Sammler ausgewählt ist aus der Gruppe der Alkyletheramine, Alkyletherdiamine, Alkylamine oder quaternären Ammoniumsalzen.
6. Verwendung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 zur Anreicherung von Eisenerz.
7. Verwendung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 bei der Flotation von Silikat aus Eisenerz, Calcit, Phosphaterz und Feldspat.
8. Verwendung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 bei der Flotation von Silikat, wobei das Erz zwischen 0 und 90 % Silikat enthält.
9. Verwendung des Flotationsreagenzes gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 in Kombination mit Schäumern und Drückern.
10. Verwendung des Flotationsreagenzes gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 in einem pH-Bereich von 7 bis 12.
11. Verwendung des Flotationsreagenzes gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 in Mengen von 0,001 bis 1 ,0 kg pro Tonne Roherz.
12. Zusammensetzung, enthaltend 1 bis 99 Gew.-% eines Sammlers für die Silikatflotation, welcher ein Alkyletheramin, Alkyletherdiamin, Alkylamin oder quatemäres Ammoniumsalz ist, sowie 1 bis 99 Gew.-% einer Verbindung der Formel I.
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