ES2302453A1 - Colector para la flotacion de carbonatos. - Google Patents
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Abstract
Colector para la separación por flotación de carbonatos contenidos en minerales no sulfurosos, particularmente roca fosfórica, que comprende al menos un éster fosfórico de fórmula (I) **FIGURA** en la que, - R{sub,1} representa H, CH{sub,3} o C{sub,2}H{sub,5}, - R{sub,2} representa un grupo alquilo o alquenilo conteniendo entre 4 y 10 átomos de carbono, linear o ramificado, - R{sub,3} representa H o un catión apropiado, seleccionado entre un metal alcalino, un metal alcalino-térreo, amonio, alquilamonio, alcanolamonio o glucamonio, - k representa un número comprendido entre 1 y 2, y - n representa un número comprendido entre 0 y 4.
Description
Colector para la flotación de carbonatos.
La presente invención se refiere a un colector
para la flotación de carbonatos que comprende unos ésteres
fosfóricos particulares. Dicho colector resulta especialmente
adecuado para el proceso de flotación de roca fosfórica.
Los fertilizantes son productos químicos
naturales o industrializados que se administran a las plantas con
la intención de optimizar su crecimiento y desarrollo de su perfil
ó potencial genético; se aplican generalmente al suelo para que se
diluyan en la solución y puedan ser incorporados al sistema vegetal
vía raíces; pero también pueden aplicarse de forma líquida vía
foliar para ser absorbidos a través de los estomas.
Aportan los tres principales nutrientes
necesarios para el desarrollo de las plantas en diversas
proporciones (nitrógeno, fósforo y potasio), nutrientes secundarios
(calcio, azufre y magnesio) y, a veces micronutrientes, de
importancia también para la alimentación de la planta (boro,
manganeso, hierro, cinc, cobre y molibdeno).
Las rocas fosfóricas proveen el principal
recurso para producir fertilizantes fosforados y químicos
fosfáticos. Más del 75% de los recursos de rocas fosfóricas son de
origen marino, 10-15% de procedencia ígnea y sólo
una pequeña proporción se encuentra en los depósitos de guano.
Los yacimientos de roca fosfórica están
ampliamente distribuidos a lo largo y ancho del mundo aunque los
mayores yacimientos se encuentran concentrados en África del Norte y
el Medio Oriente (Marruecos, Túnez, Jordania), y también en los
EEUU, China y Rusia.
Los fosfatos más comunes son los de calcio del
grupo de la apatita (Ca_{5}(PO_{4})_{3}
(F,Cl,OH)). Otros fosfatos incluyen los minerales del grupo de la
crandalita, así como la variscita y la estrengita, que contienen Al
y Fe y que corresponden a ambientes de meteorización (fosfatos
secundarios), aunque la apatita es la principal fuente de fósforo y
fosfato para la producción de fertilizantes.
Especificaciones típicas de roca fosfórica para
la producción de fertilizantes contienen:
< 1% MgO
> 30% P_{2}O_{5}
< 4% SiO_{2}
Los principales minerales de fosfato del grupo
de la apatita son flúorapatita, hidroxi-apatita,
carbonato-hidroxi-apatita, y
francolita.
La flotación es un procedimiento de selección
empleado en general para la elaboración de productos minerales en
bruto, en el que se separan los minerales valiosos de los que
carecen de valor. Ejemplos de minerales no sulfurosos que se separan
por flotación son por ejemplo apatita, fluorita, scheelita, calcita
y otros minerales tipo salino, casiterita y otros óxidos metálicos,
por ejemplo óxido de titanio y de zirconio así como determinados
silicatos y aluminosilicatos.
Para la flotación se desmenuza previamente el
mineral que se puede moler en seco, pero preferentemente en húmedo,
y se suspende en agua. Al mineral se agregan normalmente
colectores, frecuentemente en combinación con espumantes y, en caso
dado, otros reactivos auxiliares tales como reguladores, depresores
(desactivadores) y/o avivadores (activadores), para favorecer la
separación de los minerales valiosos de los componentes de la ganga
indeseables del mineral en la flotación subsiguiente. Usualmente se
dejan actuar estos reactivos un cierto tiempo sobre el mineral
finamente molido (acondicionado) antes de insuflar aire en la
suspensión (flotación), para generar en su superficie una espuma.
En este caso el colector se encarga de provocar un hidrofobizado de
la superficie de los minerales de manera que se provoque una
adherencia de estos minerales sobre las burbujas de gas formadas
durante el insuflado de aire. El hidrofobizado de los componentes
del mineral se lleva a cabo selectivamente de tal manera que los
componentes del mineral que no se quieren flotar no se adhieran
sobre las burbujas de gas. La espuma que contiene el mineral se
separa y se elabora ulteriormente. El objeto de la flotación es el
de obtener el mineral valioso de los minerales con un rendimiento
tan elevado como sea posible, y obtener en este caso,
simultáneamente, un enriquecimiento tan bueno como sea posible.
La separación de minerales escasamente solubles
como la apatita, fluorita, scheelita, calcita y silicatos minerales
es un proceso relativamente sencillo. Sin embargo, la separación de
éstos minerales entre sí es difícil debido a sus similares
propiedades químicas superficiales.
Debido a que la gran mayoría de yacimientos de
fosfatos del mundo son depósitos que además contienen carbonatos,
la separación selectiva de minerales de fosfato de carbonatos
(calcita, dolomita, etc.) es un proceso que se ha estudiado
intensivamente.
En los procedimientos conocidos para la
flotación de apatita se emplean, como colectores tensioactivos
no-iónicos, aniónicos y catiónicos tal y como se
describe en "Sis, H., Chander, S. (2003) Reagents used in the
flotation of phosphate ores: a critical review. Minerals
Engineering, 16(7), 577-585, Elsevier
Science Ltd".
Los colectores aniónicos conocidos son, por
ejemplo, ácidos grasos saturados e insaturados, especialmente
ácidos grasos del tall oil y ácido oleico, ésteres fosfóricos,
especialmente ésteres fosfóricos derivados de alcoholes grasos ó de
mezclas de alcoholes grasos, opcionalmente alcoxilados,
alquilsulfatos, especialmente alquilsulfatos derivados de alcoholes
grasos ó de mezclas de alcoholes grasos, alquilarilsulfonatos,
alquilsulfosuccinatos, alquilsulfosuccinamatos y
acillactilatos.
Los colectores catiónicos conocidos son por
ejemplo aminas alifáticas primarias, especialmente las aminas
grasas derivadas de los ácidos grasos de las grasas y aceites
vegetales y animales, así como determinadas alquilendiaminas
alquilsubstituídas e hidroxialquilsubstituídas y las sales de
adición de ácidos solubles en agua de estas aminas.
Muchos colectores desarrollan una espuma propia,
adecuada para la flotación, debido a su carácter tensioactivo. No
obstante puede ser necesario también desarrollar la espuma por
medio de espumantes especiales ó modificarla de manera adecuada.
Espumantes conocidos para la flotación son alcoholes con 4 a 10
átomos de carbono, polipropilenglicoles, polietilenglicol- ó
polipropilenglicol éteres, alcoholes terpénicos (Pine Oils) y
ácidos teresílicos. Por otro lado, en ocasiones la espuma formada
es excesiva y demasiado estable, lo que dificulta el proceso de
flotación en las cubas de flotación, debiéndose de adicionar
antiespumantes, ya que un exceso de espuma puede resultar
perjudicial durante la posterior etapa de formación de ácido
fosfórico a partir del mineral. Sin embargo, dado que en la planta
de flotación de mineral normalmente se recircula el agua, el
antiespumante puede acumularse afectando al proceso de
flotación.
En tanto en cuanto sea necesario, se agregaran a
las suspensiones a flotar reactivos modificadores, por ejemplo
reguladores del pH, activadores para el mineral a obtener en la
espuma ó desactivadores para los minerales indeseables en la espuma,
y en caso dado también dispersantes.
Por otro lado, el uso de ésteres fosfóricos y
sus derivados etoxilados para la flotación de minerales (apatita y
otros) es bien conocido por el experto en la materia. Así,
DE-A-1175623 describe un
procedimiento para la flotación de minerales no sulfurosos
preferiblemente fosforita, apatita y/o óxidos de hierro en el que
se utilizan las sales de ésteres fosfóricos de alcoholes grasos
como colectores aniónicos. Sin embargo, debido a que la espuma que
generan dichos ésteres fosfóricos no es satisfactoria, se precisan
agentes espumantes (Flotanol F, polipropilenglicol alquil éter)
para una flotación óptima.
DE-A-1175623 no describe más
específicamente el tipo de cadena carbonada de dichos ésteres
fosfóricos.
US-A-4324653
describe un procedimiento para el tratamiento mediante flotación
directa de minerales de fosfato que contengan
silicato-carbonatos como impurezas que comprende
las etapas de
- a)
- flotación general del mineral utilizando un colector que esencialmente comprende un éster fosfórico en una cantidad y en unas condiciones capaces de provocar que los silicatos se recojan en el concentrado de flotación, llevándose a cabo dicha etapa de flotación en el pH natural de la pulpa de mineral (aproximadamente 7,8), y recuperando el producto flotado que contiene el fosfato y el carbonato,
- b)
- acondicionar el producto flotado en un medio ácido libre de ácido fosfórico durante el tiempo suficiente para provocar la flotación de los carbonatos, mientras que los fosfatos permanecen en el concentrado de flotación.
En el procedimiento descrito en
US-A-4324653, se mencionan a los
ésteres fosfóricos del tipo alquil C_{8}-C_{20}
fosfatos como colectores adecuados, siendo preferibles los ésteres
fosfóricos derivados de alcoholes etoxilados que incluyen de 4 a 12
moles de óxido de etileno.
US-A-4425229
describe un procedimiento para el tratamiento mediante flotación
inversa de minerales de fosfato que contengan carbonatos o
silicato-carbonatos como impurezas, dicho
procedimiento comprende las etapas de
- a)
- formar una suspensión y acondicionar dicha suspensión con un depresor (fluosilicato de sodio, etc.) para inhibir la flotación de los fosfatos contenidos en el mineral,
- b)
- tratar la suspensión acondicionada en la etapa anterior con un colector que comprende un éster fosfórico en una cantidad suficiente para provocar la flotación de los carbonatos, y
- c)
- separar por flotación los carbonatos contenidos en la suspensión y separar de dicha suspensión el concentrado de flotación que contiene los fosfatos.
\global\parskip0.900000\baselineskip
En el procedimiento descrito en
US-A-4425229, se mencionan a los
ésteres fosfóricos del tipo alquil C_{8}-C_{20}
fosfatos como colectores adecuados, siendo preferibles los ésteres
fosfóricos derivados de alcoholes C_{10}-C_{15}
etoxilados que incluyen de 4 a 12 moles de óxido de etileno.
US-A-4514290
describe un procedimiento para el tratamiento mediante flotación de
apatita, scheelita, magnesita, barita, calcita o fluorita (fluospar)
que contengan calcio, bario o magnesio de sílica, silicatos o
impurezas de mineral de hierro, dicho procedimiento comprende las
etapas de
- 1)
- formar una pulpa del mineral
- 2)
- tratar dicha pulpa con una cantidad efectiva de una composición colectora que comprende una combinación de
- a)
- 5-85% en peso de un ácido graso o una sal del mismo,
- b)
- 10-75% en peso de una ácido amidocarboxílico o un ácido amidosulfónico o una sal de los mismos, y
- c)
- 3-40% de un éster parcial de un ácido fosfórico y como mínimo un alcohol alcoxilado,
- 3)
- separar la apatita, scheelita, magnesita, barita, calcita o fluorita (fluospar) de las impurezas calcio, bario o magnesio por flotación a un pH superior a 6, recogiendo los productos de flotación y separar el concentrado de flotación que contiene las impurezas.
En los ejemplos de
US-A-4514290 se describen
- a)
- una mezcla de mono y di-éster del ácido fosfórico y el alcohol esteárico que contiene 4 moles de óxido de etileno por mol de alcohol
- b)
- una mezcla de 45% de mono y 55% di-éster del ácido fosfórico y el alcohol oleico que contiene 8 moles de óxido de etileno por mol de alcohol.
Finalmente,
FR-A-2529475 describe un proceso
para enriquecer mineral de fosfato mediante flotación, dicho
procedimiento comprende las etapas siguientes:
- a)
- una primera etapa durante la cual se condiciona el mineral en forma de pulpa concentrada o diluida a pH alcalino durante 15 segundos a 3 minutos con la ayuda de un colector que consiste en un carboxilato de amina o éteramina y/o de un éster fosfórico o de una mezcla de ésteres fosfóricos;
- b)
- una segunda etapa durante la cual se lleva a cabo la flotación de los silicatos y/o de los carbonatos, precipitando el fosfato en el concentrado de flotación, y en el caso en que la ganga contenga silicatos y después de la flotación de los carbonatos,
- c)
- una tercera etapa durante la cual se lleva a cabo la separación del fosfato presente en el concentrado de flotación.
Por otro lado, Baudet, G. y Save, M, estudiaron
en "Phosphoric esters as carbonate collectors in the flotation
of sedimentary phosphate ores. Capítulo 14 de Beneficiation of
Phosphates: Advances in Research and Practice (1999),
163-185, publicado por Society for Mining,
Metallurgy, and Exploration (ISBN: 0873351789)" el uso de
ésteres fosfóricos etoxilados como colectores de carbonatos en
minerales de fosfato utilizando ácido sulfúrico o fluorosilicato
sódico como depresores. Según los autores, cuando la cadena
hidrocarbonada de los ésteres fosfóricos etoxilados presenta de 12
a 15 átomos de carbono el máximo poder colector se observa con 9 a
10 unidades de óxido de etileno.
A pesar de lo descrito en el estado de la
técnica, se puede concluir que todavía se requieren mejoras en el
campo del enriquecimiento de minerales no sulfurosos por flotación,
en particular en el proceso de flotación de roca fosfórica, en el
que se utilicen colectores para la separación por flotación de
carbonatos que permitan, por un parte obtener un buen rendimiento y
una espuma adecuada pero, por otra parte, que dicha espuma no sea
excesiva y que se rompa con facilidad, evitando así el uso de
antiespumantes.
La presente invención ofrece una solución
eficiente a los problemas mencionados del estado de la técnica,
proporcionando un colector para la separación por flotación de
carbonatos contenidos en minerales no sulfurosos, particularmente
roca fosfórica, preferiblemente apatita, que comprende al menos un
éster fosfórico de fórmula (I)
\newpage
\global\parskip1.000000\baselineskip
en la
que,
- -
- R_{1} representa H, CH_{3} o C_{2}H_{5},
- -
- R_{2} representa un grupo alquilo o alquenilo conteniendo entre 4 y 10 átomos de carbono, linear o ramificado,
- -
- R_{3} representa H o un catión apropiado, seleccionado entre un metal alcalino, un metal alcalino-térreo, amonio, alquilamonio, alcanolamonio o glucamonio,
- -
- k representa un número comprendido entre 1 y 2, y
- -
- n representa un número comprendido entre 0 y 4
Dicho colector permite por un parte obtener un
buen rendimiento, una mejor eficacia y una espuma adecuada en
comparación con los colectores conocidos, pero, por otra parte, que
dicha espuma no sea excesiva y que se rompa con facilidad, evitando
así el uso de antiespumantes.
También forma parte del objeto de la invención
el uso de al menos un éster fosfórico de fórmula (I) tal como se
define en las reivindicaciones 1 a 8 en la separación por flotación
de carbonatos contenidos en roca fosfórica.
Forma también parte del objeto de la invención
el uso para la separación por flotación de carbonatos contenidos
en roca fosfórica, de un colector que comprende al menos un éster
fosfórico de fórmula (I).
También forma parte del objeto de la invención
un procedimiento para la separación por flotación de carbonatos
contenidos en roca fosfórica, en el que se emplea un colector que
comprende al menos un éster fosfórico de fórmula (I).
Los ésteres fosfóricos son productos bien
conocidos en la técnica. Se obtienen habitualmente a partir de la
reacción entre alcoholes con pentóxido de fósforo, y tanto los
productos obtenidos como la reacción mencionada son conocidos,
pudiéndose encontrar información más detallada sobre los mismos en
el artículo publicado por O'Lenick et al. en Soap Cosmetics
and Chemical Specialities, Julio 1986, pg. 26.
De acuerdo con la invención, resulta preferido
que en el éster fosfórico de fórmula general (I) R_{1} represente
H o CH_{3}. Por lo tanto, si los alcoholes que reaccionan con el
pentóxido de fósforo están alcoxilados, dicha alcoxilación se llevo
a cabo preferiblemente con óxido de etileno (OE), óxido de
propileno (OP), o con mezclas de los mismos.
Por otro lado, se prefieren los ésteres
fosfóricos de fórmula general (I) en los que n es un número
comprendido entre 0 e inferior a 4, preferiblemente entre 0,5 e
inferior a 4, más preferiblemente entre 1 y 3,5, aún más
preferiblemente entre 1,5 y 3.
También se prefieren los ésteres fosfóricos de
fórmula general (I) en los que R_{2} representa un grupo alquilo
o alquenilo conteniendo entre 4 y 8 átomos de carbono,
preferiblemente entre 6 y 8 átomos de carbono, linear o ramificado.
Resulta especialmente preferido que R_{2} derive de
n-hexanol, n-octanol,
2-etilbutanol, 2-metilpentanol,
2-etilhexanol, 2-metilheptanol o
mezclas de los mismos, preferiblemente
2-etilbutanol, 2-metilpentanol,
2-etilhexanol, 2-metilheptanol o
mezclas de los mismos.
De igual modo se prefieren los ésteres
fosfóricos de fórmula general (I) en los que R_{3} representa
hidrógeno o un metal alcalino. Resultan especialmente preferidos
los ésteres fosfóricos de fórmula general (I) en los que R_{3}
representa hidrógeno, sodio o potasio.
Finalmente, se prefieren los ésteres fosfóricos
de fórmula general (I) constituidos por una mezcla de mono-éster y
di-éster. Particularmente aquellos ésteres fosfóricos de fórmula
general (I) en los que la proporción en peso entre mono-éster y
di-éster está comprendida entre 90:10 y 50:50, preferiblemente
entre 85:15 y 50:50, más preferiblemente entre 80:20 y 50:50, aún
más preferiblemente entre 80:20 y 60:40.
De acuerdo con la invención, resulta preferido
que el colector de acuerdo con la invención comprenda además al
menos un tensioactivo catiónico.
Entre los tensioactivos catiónicos adecuados se
pueden mencionar aminas alifáticas primarias, opcionalmente
alcoxiladas; poliaminas alifáticas lineales o ramificadas,
opcionalmente alcoxiladas; éteraminas alifáticas obtenibles por la
reacción de un alcohol, opcionalmente alcoxilado, y acrilonitrilo y
posterior hidrogenación del éter nitrilo resultante, opcionalmente
alcoxiladas; y las sales de adición de ácidos solubles en agua de
estas aminas y/o éteraminas.
Siendo los tensioactivos catiónicos que resultan
especialmente preferidos las aminas alifáticas primarias;
alquilendiaminas substituidas con restos alquilo
alfa-ramicados; alquilendiaminas
hidroxialquilsubstituídas; éteraminas alifáticas y las sales de
adición de ácido solubles en agua de estas aminas.
Ácidos preferidos para formar las sales de
adición son ácido clorhídrico, fosfórico, nítrico, sulfúrico,
acético y fórmico, o mezclas de los mismos. Preferiblemente el
ácido clorhídrico, fosfórico y acético, o mezclas de los
mismos.
También forma parte del objeto de la invención
el uso de al menos un éster fosfórico de fórmula (I) tal como se
define en las reivindicaciones 1 a 8 en la separación por flotación
de carbonatos contenidos en roca fosfórica.
Forma también parte del objeto de la invención
el uso de un colector de acuerdo con la invención para la
separación por flotación de carbonatos contenidos en roca
fosfórica, preferiblemente apatita.
También forma parte del objeto de la invención
un procedimiento para la separación por flotación de carbonatos
contenidos en roca fosfórica, preferiblemente apatita,
caracterizado porque se mezcla dicha roca fosfórica molida con agua
para formar una suspensión, se introduce aire en la suspensión en
presencia de un colector y se separa la espuma formada junto con
los carbonatos contenidos en la misma, quedando los fosfatos como
concentrado de flotación, caracterizado porque se emplea un
colector que comprende al menos un éster fosfórico de fórmula
(I)
en la
que,
- -
- R_{1} representa H, CH_{3} o C_{2}H_{5}, preferiblemente H o CH_{3},
- -
- R_{2} representa un grupo alquilo o alquenilo conteniendo entre 4 y 10 átomos de carbono, preferiblemente entre 6 y 8 átomos de carbono, linear o ramificado,
- -
- R_{3} representa H o un catión apropiado, seleccionado entre un metal alcalino, un metal alcalino-térreo, amonio, alquilamonio, alcanolamonio o glucamonio, preferiblemente H o un metal alcalino, aún más preferiblemente H, sodio o potasio.
- -
- k representa un número comprendido entre 1 y 2, y
- -
- n representa un número comprendido entre 0 y 4, preferiblemente entre 0 e inferior a 4, más preferiblemente entre 0,5 e inferior a 4, aún más preferiblemente entre 1 y 3,5, aún más preferiblemente entre 1,5 y 3.
El contenido de éster fosfórico de fórmula (I)
en el colector de acuerdo con la invención está comprendido entre
el 5-95% en peso, preferiblemente entre el
20-80% en peso, aún más preferiblemente entre
35-65% en peso, respecto del peso total de dicho
colector.
De acuerdo con la invención, resulta preferido
que el colector de acuerdo con la invención comprenda además al
menos un tensioactivo catiónico de los descritos anteriormente. De
este modo, se consigue la separación de carbonatos y silicatos
contenidos en la roca fosfórica en una sola etapa, quedando como
concentrado de flotación los
fosfatos.
fosfatos.
La proporción en peso entre los ésteres
fosfóricos de fórmula (I) y el tensioactivo catiónico dependerá de
la composición de la roca fosfórica y, más concretamente, de su
contenido en silicatos y carbonatos.
Resulta preferido que la proporción en peso
entre los ésteres fosfóricos de fórmula (I) y el tensioactivo
catiónico esté comprendida entre 1:1 y 8:1, preferiblemente entre
2:1 y 5:1.
Por otro lado, el tensioactivo catiónico también
puede adicionarse por separado al éster fosfórico de fórmula (I),
teniendo de este modo dos colectores, uno que comprende al menos un
éster fosfórico de fórmula (I) y el otro que comprende al menos un
tensioactivo catiónico de los descritos anteriormente. De este
modo, también se consigue la separación de carbonatos y silicatos
contenidos en la roca fosfórica en una sola etapa, quedando como
concentrado de flotación los fosfatos.
Sin embargo, dicho tensioactivo catiónico se
puede adicionar también en una etapa independiente a la separación
de los carbonatos, necesitándose de este modo dos etapas, una para
la separación de carbonatos y la otra para la separación de los
silicatos contenidos en la roca fosfórica, quedando como
concentrado de flotación los fosfatos.
En general se empleará el colector de acuerdo
con la presente invención en cantidades de 20 a 2000 g por
tonelada de roca fosfórica en bruto, preferiblemente de 50 a 1500 g
por tonelada de roca fosfórica en bruto.
El colector de acuerdo con la invención puede,
adicionalmente, contener uno o más de los siguientes aditivos, no
siendo ésta una lista limitada: tensioactivos
no-iónicos, tensioactivos aniónicos y tensioactivos
catiónicos, agentes espumantes, reguladores del pH, activadores
para el mineral a obtener en la espuma ó desactivadores para los
minerales indeseables en la espuma, dispersantes, etc.
Los ejemplos que siguen a continuación se
exponen a efectos de proporcionar al experto en la materia una
explicación suficientemente clara y completa de la presente
invención, pero no deben ser considerados como limitaciones a los
aspectos esenciales del objeto de la misma, tal como han sido
expuestos
\hbox{en los apartados anteriores de esta
descripción.}
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
Como material a flotar se empleó roca fosfórica
(apatita) procedente de Marruecos con la composición química
siguiente, referida a los componentes principales, según
fluorescencia de rayos X (FRX):
| P_{2}O_{5} | 28,20% |
| CaO | 48,89% |
| SiO_{2} | 4,68% |
| MgO | 0,39% |
Dicho material se trituró, obteniéndose la
distribución granulométrica siguiente:
Se realizó la flotación de los carbonatos
contenidos en la roca fosfórica (flotación inversa) para enriquecer
la apatita, recuperándose los fosfatos en el concentrado de
flotación.
Se utilizó un equipo de flotación de laboratorio
Denver modelo D-10. Los ensayos se realizaron en
celdas de flotación de 1,5 L a 1000 rpm. y a temperatura
ambiente.
El acondicionamiento del mineral fue de 2
minutos al 25% de sólidos y la flotación también se realizó a la
concentración en sólidos del 25%. La dosis de colector fue de 500
g/tonelada de roca fosfórica añadido tal cual.
Los resultados de la flotación se muestran en la
Tabla 1. Los análisis del % de P_{2}O_{5} fueron obtenidos
mediante fluorescencia de rayos X (FRX). Los ejemplos
1-4 son ejemplos de acuerdo con la invención,
mientras que los ejemplos C1-C4 son ejemplos
comparativos.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Para evaluar la formación de espuma se utilizó
el método EN 14371 "Agentes de superficie. Determinación de la
espumabilidad y del grado de espumabilidad. Método de ensayo de
circulación".
El método consiste en hacer circular una
disolución del colector en agua de una dureza determinada durante
10 minutos a una velocidad de circulación definida. Durante esta
circulación se genera un volumen de espuma definido característico
del colector a una determinada concentración y temperatura. A los
10 minutos el producto llega a un volumen de saturación que es el
poder espumante máximo. A los 10 minutos se para la agitación y se
registra la desestabilización de la espuma y el tiempo en el cual
colapsa la mitad de la espuma, lo que indica la estabilidad de la
espuma formada por el colector.
Se determinó el volumen de espuma de una
solución acuosa del colector a ensayar a una concentración de 120
ppm (producto activo), a una dureza del agua de 20°HF (grados
franceses), y a la temperatura de 20°C. El flujo de circulación fue
de 250 L/h. El volumen máximo del tubo de ensayo de evaluación de
la espuma fue de 1500 mL.
Los resultados de la evaluación se muestran en
la Tabla 1. Los ejemplos 1-4 son ejemplos de
acuerdo con la invención, mientras que los ejemplos
C1-C4 son ejemplos comparativos.
\vskip1.000000\baselineskip
Debido a su deficiente incorporación en agua, no
se midió el contenido de P_{2}O_{5} para el ejemplo
comparativo
C3.
C3.
Los colectores de acuerdo con la presente
invención presentan un buen rendimiento en los ensayos de flotación
(contenido de P_{2}O_{5} en el concentrado de flotación
superior a 30%) así como un nivel de espuma (Vol. Max) y una
estabilidad de espuma (Vol. Max./2; tiempo necesario en reducir el
nivel de espuma a la mitad) inferiores a los colectores conocidos.
Resultan más adecuados los colectores de acuerdo con la presente
invención que están alcoxilados por motivos de incorporación en
agua.
En particular, el nivel de espuma y la
estabilidad de dicha espuma obtenida con los colectores más idóneos
conocidos (ejemplos comparativos C2 y C4) resultan inadecuados
para una flotación óptima en una planta de flotación en la que haya
recirculación de agua.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Siguiendo el procedimiento descrito en el
Ejemplo 1, se realizaron diversos ensayos de flotación a una dosis
de colector de 340 g/tonelada de roca fosfórica añadido tal cual.
Así mismo, los ensayos de evaluación de espuma se realizaron de
acuerdo con el Ejemplo 2. Los resultados de la evaluación se
presentan en la Tabla 2. Los ejemplos 3 y 5 son ejemplos de acuerdo
con la invención, mientras que el ejemplo C4 es un ejemplo
comparativo.
Los resultados experimentales permiten concluir
que los colectores de acuerdo con la invención son más eficientes
que los colectores conocidos, ya que permiten obtener una mayor
recuperación a menor dosis de colector.
Claims (15)
1. Colector para la separación por flotación de
carbonatos contenidos en roca fosfórica, que comprende al menos un
éster fosfórico de fórmula (I)
en la
que,
- -
- R_{1} representa H, CH_{3} o C_{2}H_{5},
- -
- R_{2} representa un grupo alquilo o alquenilo conteniendo entre 4 y 10 átomos de carbono, linear o ramificado,
- -
- R_{3} representa H o un catión apropiado, seleccionado entre un metal alcalino, un metal alcalino-térreo, amonio, alquilamonio, alcanolamonio o glucamonio,
- -
- k representa un número comprendido entre 1 y 2, y
- -
- n representa un número comprendido entre 0 y 4.
2. Colector de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque en el éster fosfórico de fórmula (I)
R_{2} representa un grupo alquilo o alquenilo de 4 a 8 átomos de
carbono, linear o ramificado.
3. Colector de acuerdo con las reivindicaciones
1 a 2, caracterizado porque en el éster fosfórico de fórmula
(I) n representa un número comprendido entre 0 e inferior a 4.
4. Colector de acuerdo con la reivindicación 3,
caracterizado porque en el éster fosfórico de fórmula (I) n
representa un número comprendido entre 0,5 e inferior a 4.
5. Colector de acuerdo con la reivindicación 4,
caracterizado porque en el éster fosfórico de fórmula (I) n
representa un número comprendido entre 1 y 3, 5.
6. Colector de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el
éster fosfórico de fórmula (I) R_{3} representa H o un metal
alcalino.
7. Colector de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el éster
fosfórico de fórmula (I) está constituido por una mezcla de
mono-éster y di-éster.
8. Colector de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque la proporción en peso entre mono-éster
y di-éster está comprendida entre 90:10 y 50:50.
9. Colector de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende
además al menos un tensioactivo catiónico.
10. Colector de acuerdo con la reivindicación 9,
caracterizado porque el tensioactivo catiónico se
selecciona entre aminas alifáticas primarias, opcionalmente
alcoxiladas; poliaminas alifáticas lineales o ramificadas,
opcionalmente alcoxiladas; éteraminas alifáticas obtenibles por la
reacción de un alcohol, opcionalmente alcoxilado, y acrilonitrilo y
posterior hidrogenación del éter nitrilo resultante, opcionalmente
alcoxiladas; y las sales de adición de ácidos solubles en agua de
estas aminas y/o éteraminas.
11. Colector de acuerdo con la reivindicación
10, caracterizado porque el tensioactivo catiónico se
selecciona entre aminas alifáticas primarias; alquilendiaminas
substituidas con restos alquilo alfa-ramicados;
alquilendiaminas hidroxialquilsubstituídas; éteraminas alifáticas y
las sales de adición de ácido solubles en agua de estas aminas.
12. Colector de acuerdo con las reivindicaciones
10 a 11, caracterizado porque en las sales de adición de
ácido solubles en agua el ácido se selecciona entre ácido
clorhídrico, fosfórico, nítrico, sulfúrico, acético y fórmico, o
mezclas de los mismos.
13 Uso de al menos un éster fosfórico de fórmula
(I) tal como se define en las reivindicaciones 1 a 8 en la
separación por flotación de carbonatos contenidos en roca
fosfórica.
14. Uso de un colector según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12 para la separación por flotación de
carbonatos contenidos en roca fosfórica.
15. Procedimiento para la separación por
flotación de carbonatos contenidos en roca fosfórica,
caracterizado porque se mezcla dicha roca fosfórica molida
con agua para formar una suspensión, se introduce aire en la
suspensión en presencia de un colector y se separa la espuma
formada junto con los carbonatos contenidos en la misma, quedando
los fosfatos como residuo de flotación, caracterizado porque
se emplea un colector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
12.
16. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 15, caracterizado porque se emplean de 20 a
2000 g de un colector según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
12 por tonelada de roca fosfórica en bruto.
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