FI63527B - Foerfarande foer skumflotation av fosfathaltigt mineral samt medel daerfoer - Google Patents

Description

! R3SF*1 [B] (11)KUULUTUSjULICAtSU

lJ 1 ; UTLÄGGN I NGSSKMFT Ο ύ O L· i ! C (45) Patentti cySnnetty 11 07 1983 AlSZ&i Patent meddelat ' V (51) Kv.ik.3/hK.a.3 B 03 D 1/06 SUOMI—FINLAND pi) ρκ^νιΙη^-ρημμΜιιι^ 790725 (22) Hekemhp«M—Ai»6ki*ig^i 02-03.79 ' * (23) Alkuptlvt—Glttghutsdag 02.03.79 (41) Tullut |ulklMlui — MlvH offendig 0¼.09.79

Patentti- ja rekisteri halittu* .... __. . ,. ., _ . (44) Nihtivliulpanon f* kuuLhiHuJaun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen ' amMh utkgdoch uti^krifun pubUcmd 31.03.83 (32)(33)(31) Py»4#ity «uoikw< Bugtrd priortuc 03.03.78

Ruotsi-Sverige(SE) 7802^27.0 (71) Berol Kemi AB, Fack, S-MU 01 Stenungsund, Ruotsi-Sverige (SE) (72) Karl Martin Edvin Hellsten, Ödsmal, Anders William Klingberg,

Henän, Ruotsi-Sverige(SE) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Menetelmä fosfaattipitoisen mineraalin vaahdottaniseksi sekä siihen tarkoitettu aine - Förfarande för skumflotation av fosfathaltigt mineral sarnt medel därför Tämä keksintö koskee menetelmää kalsiumfosfaattipitoisen mineraalin vaahdottamiseksi, jossa kokoavana reagenssina käytetään amfotee-rista, pinta-aktiivista yhdistettä.

Apatiitin Ca^(P04)3(F, Cl) ja muiden kalsiumfosfaattipitoisten mineraalien, joita yleensä on tapana kutsua fosforiiteiksi, vaahdo-tuksessa käytetään tavallisesti tyydyttämättömiä rasvahappoja, kuten öljyhappoa tai teknillisiä rasvahapposeoksia, kuten mäntyöljyjä soijarasvahappoja. Rasvahapot lisätään vaahdotusmassaan joko happomuodossaan tai kokonaan tai osittain saippuoidussa muodossa. Rasvahappojen kokoavaa vaikutusta voidaan toisinaan parantaa sekoittamalla niihin hiilivetyjä, kuten dieselöljyä mahdollisesti yhdessä ionittoman emulgaattorin kanssa.

Rasvahapoilla on kuitenkin kokoavana reagenssina huono selektii-visyys ja tämä rajoitus tulee erityisen merkittäväksi silloin kun kalsiumfosfaattimalmi sisältää apatiitin ohella myös kalsiittia CaCOg, jota usein esiintyy. Kalsiitti ja apatiitti vaahtoutuvat nimittäin suunnilleen yhtä hyvin rasvahappojen avulla alkaalises-sa ympäristössä. Ruotsalaisen patentin 326 417 mukaisesti on 2 63527 yritetty ratkaista tämä ongelma vaahdottamalla ensin kalsiitti matalalla pH-arvolla ja nostamalla sitten alkaalisuutta ja vaahdottamalla apatiitti samalla kokoajalla. Myös muita anionisia kokoojia, kuten alkyylibentseenisulfonaattia, alkyylifosfaattia, alkyyli-sulfaattia ja alkyylisulfosukkinaattia on ehdotettu kokoajiksi apa-tiitille, mutta ne eivät ole tyydyttävästi ratkaisseet erotus-ongelmaa.

Tämän keksinnön mukaisesti on nyt osoittautunut mahdolliseksi hyvällä tuloksella vaahdottaa kalsiumfosfaattipitoista mineraalia, kuten apatiittia ja fosforiittejä käyttämällä amfoteerista, pinta-aktiivista yhdistettä. Tätä amfoteerista pinta-aktiivista yhdistettä voidaan esittää yleisellä kaavalla *1 R - (0) - (A) - CH- - CH(OH) - CH„ - N+ - C H, Y_ n p . 2 2 , q 2q

H

jossa R on 7-24, mieluummin 10-18 hiiliatomia sisältävä hiilivetyryhmä, jokainen A tarkoittaa 2-4 hiiliatomia sisältävää oksialkyleeniryhmää, on 1-4 hiiliatomia sisältävä alkyyliryhmä tai vetyatomi. Y on ryhmä C00 tai ryhmä SO^, n on 0 tai 1, p on luku 0-5 ja q on 1 tai 2, tai sen suoloilla.

Suositeltavia yhdsiteitä keksinnön mukaisesti ovat ne, joissa n ja q ovat 1 ja R^ on metyyliryhmä. Erityisen suositeltavia ovat yhdisteet, joissa sitä paitsi R on alkyylifenyyliryhmä ja Y merkitsee ryhmää C00. Suositeltavat yhdisteet voidaan helposti valmistaa suurilla saannoilla käyttämällä kaupallisesti helposti saatavia ja halpoja lähtöaineita samanaikaisesti, kun ne osoittavat erittäin tyydyttäviä vaahdotusominaisuuksia.

Kokoajareagenssin hydrofiilistä ja hydrofobista osaa voidaan vanhastaan tunnetulla tavalla vaihdella sopivan hydrofiili-lipofiilitasa-painon saamiseksi, joka on sovitettu sen malmin mukaan, jota on määrä vaahdottaa. Sopivilla keksinnön piiriin kuuluvilla suoritusmuodoilla voidaan esimerkiksi ilman vaikeuksia saada malmista, joka sisältää vain 10 % apatiittia ja 35 % kalsiittia ja loput silikaattimineraalia, vain kolmen toiston jälkeen konsentraatti, jossa on n. 80 % apatiittia, 85-prosenttisella saannolla.

63527

Keksinnön mukaiset yhdisteet voidaan valmistaa käyttäen hyvin tunnettuja reaktioita.

Eräs menetelmä on epoksoida C -Cjy-a-olefiini ja sen jälkeen liittää muodostettuun epoksidiin yhdiste, jolla on yleinen kaava

H - N - CqH2qY A

jossa R^, Y ja q tarkoittavat samaa kuin yllä mainittiin. Epoksoin-ti voidaan suorittaa orgaanisella peroksidilla, esim. tertiäärisel-lä butyylihydtoperoksidilla tai peretikkahapolla huoneen lämpötilassa tai korotetussa lämpötilassa. Reaktio epoksidin ja yhdisteen A välillä suoritetaan neutraalilla tai lievästi emäksisellä pH-alueella, mieluummin välillä 7-10 polaarisen liuottimen läsnäollessa. Reaktiolämpötila on sopivasti välillä 50-140°C ja reaktioaika n. 15 minuutista n. 3 tuntiin.

Toinen menetelmä keksinnön mukaisten yhdisteiden valmistamiseksi on liittää mahdollisesti oksialkyloituun hydroksyyliyhdisteeseen epi-kloorihydriiniä ja saattaa sen jälkeen muodostunut klooriglyseryyli-eetteri reagoimaan kaavan A mukaisen yhdisteen kanssa. Haluttaessa voidaan reaktio yhdisteen A kanssa vaihtaa kaksivaihemenettelyyn, joka käsittää ensimmäisen reaktion ammoniakin tai primäärisen amiinin kanssa, jolla on kaava:

H - N - H B

jossa R^ tarkoittaa samaa kuin yllä mainittiin, ja toisen reaktion yhdisteen kanssa, jolla on yleinen kaava

C1C H, Y C

q 2q jossa Y ja q tarkoittavat samaa kuin yllä mainittiin.

Reaktio hydroksyyliyhdisteen tai oksialkyloidun hydroksyyliyhdisteen ja epikloorihydriinin kanssa suoritetaan 100-150°C:n lämpötilassa katalysaattorin läsnäollessa. Katalysaattorina ovat erityisesti SnCl4, BF.J ja HC1C>4 osoittautuneet erinomaisiksi ja ne antavat nopean ja helposti hallittavan reaktion, mutta muutkin happamat katalysaattorit kuten tolueenisulfonihappo ja rikkihappo ovat käyttökelpoisia. Alkoholiyhdisteen tai oksialkyloidun hydroksyyli- 63527 yhdisteen täydellisen liittymisen aikaansaamiseksi lisätään epi-kloorihydriiniä tavallisesti ylimäärin. Klooriglyseryylieetterin aminointi primäärisellä amiinilla tai ammoniakilla suoritetaan alkalin, kuten natriumhydroksidin läsnäollessa n. 100-150°C:n lämpötilassa. Tavallisesti reaktio suoritetaan polaarisen liuottimen, esim. veden tai pienimolekyylisen alkoholin, kuten metanolin, etanolin, monoetyleeniglykolin, dietyleeniglykolin, etyylidietyleeni-glykolin ja etyylietyleeniglykolin läsnäollessa. Primäärisen tai sekundäärisen amiinin reaktio kaavan C yhdisteen kanssa suoritetaan neutraloidussa vesiliuoksessa, jolloin reaktiolämpötila on 50-100° ja reaktioaika n. 2-6 tuntia. Jos amiini sisältää hiilivetyryhmiä ja yli 14 hiiliatomia, on osoittautunut edulliseksi lisätä myös glykoliyhdistettä, kuten etyylidietyleeniglykolia, osittain amiinin liukoisuuden lisäämiseksi, osittain reaktioseoksen viskositeetin alentamiseksi. Keksinnön mukainen hydroksyyliyhdiste voi muodostua 7-24 hiiliatomia sisältävistä alifaattisista alkoholeista ja ne voivat olla yhtä hyvin synteettisiä kuin luonnontuotteista johdettuja. "Luonnosta" johdetut, nk. rasva-alkoholit valmistetaan tavallisesti pelkistämällä rasvahappoja tai rasvahappoestereitä, jotka on saatu kasvisöljyistä, kookosöljystä, palmuöljystä, soija-öljystä, pellavaöljystä,maissiöljystä tai risiiniöljystä, eläinöl-jyistä tai -rasvoista, kuten kalaöljystä, valaanöljystä, talista tai ihrasta. Esimerkkeinä sopivista alkoholeista on mainittava seuraavat: desyylialkoholi, lauryylialkoholi, myristyylialkoholi, setyylialkoholi, stearyylialkoholi, eikosyylialkoholi, oleyyli-alkoholi tai eikosenyylialkoholi. Synteettiset alkoholit valmistetaan mieluummin Ziegler-menettelyn tai okso-prosessin mukaisesti. Useimmilla oksoprosessilla valmistetuista alkoholeista on enemmän tai vähemmän haarautunut hiiliketju, minkä vuoksi tässä tapauksessa suuri määrä isomeerejä ovat mahdollisia.

Paitsi alifaattisia alkoholeja voidaan myös sykloalifaattisia ja ennen kaikkea aromaattisia hydroksyyliyhdisteitä käyttää hyväksi lähtötuotteina. Sopivia sykloalifaattisia alkoholeja ovat syklo-heksanoli, sykloheptanoli, syklo-oktanoli, syklododekanoli ja syklo-heksadekanoli. Sopivista aromaattisista hydroksyyliyhdisteistä on ennen kaikkea mainittava synteettisesti valmistetut mono- ja dialkyylisubstituoidut fenolit, kuten oktyylifenoli, nonyylifenoli, dodesyylifenoli, heksadesyylifenoli, dibutyylifenoli, dioktyylifenoli ja dinonyylifenoli. ( 63527

Sopivia monoamiineja ovat metyyliamiini- ja etyyliäniini, joita molempia on kaupallisesti saatavissa. Kaavan C yhdisteen tulee nopean reaktion aikaansaamiseksi primäärisen tai sekundäärisen ami-noidun hydroksyyliyhdisteen kanssa olla alfa-monohalogenoitu. Esimerkkejä tällaisista suositeltavista alfa-monohalogenoiduista yhdisteistä ovat monokloorietikkahappo, alfa-monoklooripropioni-happo ja alfa-monokloorivoihappo sekä monokloorietaanisulfonihappo, alfa-monoklooripropaanisulfonihappo ja alfa-klooributaanisulfoni-happo. Kaavan A yhdisteistä on ennen kaikkea mainittava alfa-aminoyhdisteet, vaikkakin esim. beta-aminoyhdisteitä voidaan periaatteessa käyttää. Erityisesti voidaan mainita metyyliglysiini, metyylialaniini ja metyylivaliini sekä metyylitauriini.

Amfoteerisen yhdisteen vaahdotuskykyä voidaan edelleen vahvistaa hydrofobisen sekundäärikokoajan läsnäololla, joka on mieluummin polaarisen veteen liukenemattoman hydrofobisen yhdisteen muodossa, jolla on yhtymistaipumus niihin mineraalihiukkasiin, jotka amfotee-rinen yhdiste on peittänyt. Amfoteerista yhdistettä lisätään tavallisesti 50-1000 ja mieluummin 100-750 g:n määrä tonnia kohti mineraalia ja polaarista, veteen liukenematonta, hydrofobista ainetta 0-100 g:n ja mieluummin 5-750 g:n määrä tonnia kohti mineraalia. Siinä tapauksessa, että käytetään sekä amfoteerista yhdistettä että hydrofobista ainetta, voidaan niiden välistä suhdetta vaihdella laajoissa rajoissa, mutta se on tavallisesti välillä 1:20-20:1, mieluummin välillä 1:5-5:1. Veteen liukenemattoman hydrofobisen aineen, jota keksinnön mukaisesti voidaan nimittää sekundääri-kokoajaksi, muodostaa mieluummin polaarinen aine, joka on mahdollisesti liuotettu hiilivetyyn. Jotta saataisiin stabiili emulsio veteen ja hyvä jakautuma, voidaan myös lisätä tavanomaista emulgaat-toria, esim. ionitonta pinta-aktiivista yhdistettä, joka siinä tapauksessa, että se on veteen liukenematon, lasketaan mukaan polaariseen aineeseen. Sopivia polaarisia komponentteja ovat veteen liukenemattomat saippuat, kuten kalsiumsaippuat; veteen liukenemattomat pinta-aktiiviset alkyleenioksidiadduktit; orgaaniset fosfaat-tiyhdisteet, kuten tributyylifosfaatti ja tri(2-etyyliheksyyli)-fosfaatti; ja karboksyylihappojen esterit, kuten NTA:n tributyyli-esteri ja tri(2-etyyliheksyyli)esteri sekä dioktyyliftalaatti.

6 63527

Keksinnön mukaista menettelyä sovellettaessa voidaan myös vanhastaan tunnetulla tavalla lisätä pH:n säätöaineita sekä painoa lisääviä ja aktivoivia aineita. Useimmissa vaahdotusmenettelyissä on pH-arvolla merkitystä hyvän erotuksen aikaansaamisessa. Keksinnön mukainen vaahdotusmenettely on myös riippuvainen pH-arvosta, mikä antaa lisää mahdollisuuksia optimoida eri mineraalien erottamista sopivalla pH-arvolla. Niinpä amfoteerisen pinta-aktiivisen yhdisteen luonne vaihtelee huomattavasti pH-arvon mukana. Voimakkaasti happamassa ympäristössä se on voittopuolisesti kationinen, kun taas alkaalisessa ympäristössä, esim. pH-arvolla 10 se on voittopuolisesti anioninen. Erotettaessa malmia, joka sisältää apatiit-tia ja silikaattia tai apatiittia ja kalsiittia saadaan hyvä selektiivinen rikastuminen, jos vaahdotus suoritetaan pH-arvoilla n.

8-11. Jos katsotaan sopivaksi, voidaan myös lisätä vanhastaan tunnettuja vaahdonmuodostajia ja painoa lisääviä ja aktivoivia rea-gensseja. Mitään yleisiä sääntöjä ei voida asettaa, koska jokaista malmia on viime kädessä käsiteltävä ottaen huomioon sen oma kemiallinen ja fysikaalinen koostumus.

Keksinnön mukaista menettelyä selostetaan tarkemmin seuraavilla kokeilla.

Esimerkki 1

Reaktioastiassa, jossa oli sekoitin ja palautusjäähdyttäjä sekä lämpö-vaippa, liuotettiin ensin 8,8 g NaOH:a 40 ml:aan vettä, minkä jälkeen lisättiin 120 g etanolia. Tämän jälkeen liuotettiin 20 g (0,22 mol) N-metyyliglysiiniä happomuodossa alkaaliseen nesteeseen ja sen jälkeen lisättiin tipoittain 30 minuutin aikana 44 g (0,20 mol) nk. alfa-olefiinioksidia, ts. n-alkaanin 1,2-epoksidia, jolla on kaava

R - CH- - CH - CH

2 \ /2 0 jossa R on 10-13 hiiliatomia sisältävien suorien, haarantumattomien alkyyliketjujen seos.

Seos lämmitettiin sekoittaen 60-70°C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa sekoittaen 1,5 tuntia. Seos, joka reaktion alussa oli samea neste, oli 1,5 tunnin kuluttua muuttunut kirkkaaksi, homogeeniseksi liuokseksi. Seos siirrettiin reaktioastiasta laitteeseen 63527 liuotinaineen poistamiseksi tyhjössä ja pääosa etanolista sekä osa vedestä poistettiin. Tämän jälkeen lisättiin enemmän vettä, minkä jälkeen suoritettiin uusi osittainen haihdutus. Saatu tuote + _

c10_i3H2i_27 “ CH2CH(OH)CH2 - NH - CH2COO

CH3 oli kirkkaan, lähes värittömän vesiliuoksen muodossa. Liuoksen kuiva-ainepitoisuus oli 23 %. Kaksifaasititraus kationisella, pinta-aktiivisella yhdisteellä pH-arvolla 10 osoitti, että reaktio-saanto oli 69 % laskettuna epoksidista.

Esimerkki 2

Reaktioastiassa, joka oli varustettu sekoittimella ja palautusjääh-dyttäjällä, liuotettiin 9 g NaOH:a 20 ml saan vettä. Tämän jälkeen lisättiin 33 g etanolia, 8,91 g (0,11 mol) N-metyyliglysiiniä happomuodossa ja 34 g (0,10 mol) setyyliklooriglyseryylieetteriä CigHssOCHjCH(OH)CH2C1. Reaktioseos pidettiin 60-70°C:ssa sekoittaen 2 tuntia ja 15 minuuttia. Saatu samea neste suodatettiin korotetussa lämpötilassa ja 6,7 g kiteitä, jotka suurimmaksi osaksi, muodostuivat natriumklorideista, erotettiin pois. Saatu yhdiste, joka osoittautui yhdisteeksi C16H33OCH2CH(0H)CH2^H <CH3)CH2C00- titrattiin kationisella, pinta-aktiivisella yhdisteellä pH-arvolla 10 ja saanto määritettiin 66 %:ksi laskettuna klooriglyseryyli-eetteristä.

Esimerkki 3

Reaktioastiassa, jossa oli sekoitin ja palautusjäähdyttäjä, liuotettiin 16,1 g (0,25 mol) KOH:n 87 %:sta vesiliuosta 60 grammaan propyleeniglykolia, minkä jälkeen lisättiin 27,8 g (0,25 mol) N-metyyliglysiinin natriumsuolaa. Saatu liuos kuumennettiin sen jälkeen 80°C:een ja 103 g (0,25 mol) sen alkyleenioksidiadduktin klooriglyseryylieetteriä, joka on muodostunut 1 moolista nonyyli-fenolia ja 2 moolista etyleenioksidia, lisättiin tipoittain. Eetteri, jolla on kaava C9H19 —° (CH2CH20) 2CH2CH (°h>ch2C1 δ 63527 oli valmistettu liittämällä epikloorihydriini etyleenioksidiadduk-tiin SnCl^m ollessa läsnä katalysaattorina. Reaktioseos pidettiin 80°C:ssa 2 tuntia, jolloin reaktiotuote saatiin vaaleankeltaisen, samean nesteen muodossa. Reaktiotuotteen havaittiin olevan C9H19—- (CH2CH2°) 2CH2CH(0H)CH2^H(CH3)CH2C0°" Näyte titrattiin kationisella, pinta-aktiivisella yhdisteellä pH-arvolla 10 ja saanto määritettiin 68 %:ksi laskettuna klooriglyse-ryylieetteristä.

Esimerkki 4

Reaktioastiaan, jossa oli palautusjäähdyttäjä ja sekoitin, panostettiin 10 ml vettä, 4,8 g (0,12 mol) NaOHsa ja 30 g etanolia. Kun natriumhydroksidi oli liuennut, panostettiin 15 g (0,12 mol) tauriinia, I^NCH^CHjSO^H ja 27 g epoksidia, jolla oli kaava C14H290CH2CHCH2 0 ja seos kuumennettiin 70°C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa 2 tuntia. Reaktiotuote, jonka havaittiin olevan

Cl4H2gOCH2CH(OH)CH2NHCH2CH2S03Na+ oli vaaleankeltainen, kirkas liuos. Reaktiotuotteen näyte titrattiin kationisella, pinta-aktiivisella yhdisteellä pH-arvolla 10 ja saanto määritettiin 63 %:ksi epoksidista laskettuna.

Esimerkki 5

Reaktioastiassa, jossa oli palautusjäähdyttäjä ja sekoitin, liuotettiin 5,0 g (0,12 mol) NaOH:a 21 ml:aan vettä, minkä jälkeen 14,0 g (0,1 mol) metyylitauriinia lisättiin ja liuotettiin. Tähän seokseen lisättiin myös 31 g (0,1 mol) myristyyliklooriglyseryyli-eetteriä, jolla on yleinen kaava c14h29och2ch(OH)ch2ci ja lisäksi 5 g (0,1 mol) NaOH:a sekä 37,3 g etanolia. Seos kuumennettiin sen jälkeen 80°C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa 3 tuntia. Lämmin liuos suodatettiin ja 5,1 g natriumkloridia erotet- 63527 tiin pois. Suodos koostui keltaisesta, kirkkaasta liuoksesta, joka sisälsi reaktiotuotteena C14H29OCH2CH(0H)CH2N <ch3)CH2OH2S03Na+ Näyte suodoksesta titrattiin kationisella, pinta-aktiivisella yhdisteellä pH-arvolla 10 ja saanto määritettiin 66 %:ksi laskettuna klooriglyseryylieetteristä.

Esimerkki 6

Malmi, joka sisälsi 9,9 % fluoriapatiittia, 37 % kalsiittia ja loput silikaattimineraalia, murskattiin n. 1 cm:n kokoisiksi paloiksi ja homogenisoitiin. Homogenisoidusta materiaalista otettiin 1,00 kg erilleen ja jauhettiin 5 minuuttia yhdessä 0,8 litran kanssa vettä. Jauhetun materiaalin koeseulonnassa 80 % läpäisi seulan, jonka silmäkoko oli 280 ^um.

Jauhatuksen jälkeen malmi lietettiin yhteensä 2,2 litraan vettä ja kaadettiin mittasylinteriin. Noin 5 minuutin sedimentoitumisen jälkeen imettiin se vesi ja liete, joka oli 1000 ml:n jakoviivan yläpuolella, pois. Kuiva-ainepitoisuus tässä lietteessä oli 64 g, ts. 6,4 % malmin määrästä.

Jäljellä olevasta 936 g:sta malmia ja vedestä muodostettiin kokonaistilavuudeltaan 2 litran massa, jota vakioitiin 10 minuutin ajan, kun läsnä oli 250 mg yhdistettä

H

t R - CH2CH(OH)CH2 - N+ - CH2C00" CH3 jossa R on 10-13 hiiliatomia sisältävien suorien ja haarautumatto-mien alkyyliketjujen seos.

Tämän jälkeen suoritettiin karkea vaahdotus 2 litran kennossa ja neljä uusintaa 1 litran kennossa seuraavin tuloksin.

63527 10

Apatiitti Kalsiitti Muuta

Puhtaus Saanto3^ Puhtaus Saanto3^ % % % % %

Karkea vaahdotus 46,2 96,6 44,1 26,1 9,7

Uusinta 1 57,6 94,0 38,0 17,3 4,4 uusinta 2 67,9 90,7 28,9 10,8 3,2 uusinta 3 79,4 85,9 18,2 5,6 2,4 uusinta 4 88,6 71,1 8,0 1,8 3,4

Saanto on laskettu malmista, josta liete oli poistettu.

Tuloksista käy ilmi, että keksinnön mukaisella kokoajareagenssilla on erittäin hyvä kyky erottaa apatiitti kalsiitista vaahdotusmas-san luonnollisella pH-arvolla, joka on alueella 9,9-9,2 %. Kun apatiitin ja kalsiitin välinen suhde on 0,27 sisäänmenevässä malmissa, se on 11 neljännen uusinnan jälkeen.

Esimerkki 7

Samaa malmia kuin esimerkissä 6 murskattiin, homogenisoitiin ja jauhettiin kuten esimerkissä 6.

Jauhatuksen jälkeen muodostettiin malmista ja vedestä massa, jonka kokonaistilavuus oli 2 1 ja jota vakioitiin 5 minuuttia vaahdotus-kennossa, kun läsnä oli 100 mg yhdistettä

H

C16H33-0"CH2CH(0H)CH2 -β> - CH2C00~ CH3

Sen jälkeen suoritettiin karkea vaahdotus 2 litran kennossa ja neljä uusintaa 1 litran kennossa. Tarvittaessa lisättiin vaahdonmuodosta-jaa, joka oli tyyppiä polypropyleeniglykolieetteri. Polypropyleeni-glykolieetterin yhteenlaskettu määrä nousi 85 mgsaan. Massan luonnollinen pH-arvo oli kokeen aikana 9,7-9,2. Saatiin seuraavat tulokset.

63527

Apatiitti Kaisiitti Muuta

Puhtaus Saanto Puhtaus Saanto % % % % %

Karkea vaahdotus 35,7 88,6 42,3 27,3 22,0

Uusinta 1 46,5 87,5 43,2 21,2 10,3 uusinta 2 54,1 86,4 40,0 16,7 5,9 uusinta 3 63,8 82,7 31,1 10,5 5,1 uusinta 4 75,1 78,7 19,5 5,4 5,4

Tuloksista käy ilmi, että neljän uusinnan jälkeen vaahdotteen apatiit-tipitois.uus oli 75,1 % verrattuna 9,9 %:iin lähtcmalmissa. Kalsiittipitoisuus oli samanaikaisesti laskenut 37 %:sta 5,4 %:iin.

Esimerkki 8

Samaamalmia kuin esimerkissä 6 murskattiin, homogenisoitiin ja jauhettiin kuten esimerkissä 6.

Jauhatuksen jälkeen muodostettiin massa ja vakioitiin kuten esimerkissä 2, mutta 188,5 mg:11a allaolevaa seosta:

H

40 % C9Hi9—(^J— 0(C2H40)2 - CH2 - CH - CH2 - N+ - CH2C00" 0H CH3

60 % C9H19 f Jj—0(C2H40)2H

Sen jälkeen suoritettiin karkea vaahdotus 2 litran kennossa ja kaksi uusintaa 1 litran kennossa. pH-arvo oli kokeessa massan luonnollinen pH-arvo, ts. 9,6-8,8. Toisen uusinnan jälkeen saatiin vaahdote, jonka apatiittiväkevyys oli 84,9 % saannon ollessa 91,1%.

Esimerkki 9 1 kg magneettisesti rikastetun rautamalmin jätettä, jossa oli n.

10,8 % apatiittia (loppuosa rautamineraalia ja silikaatteja) jauhettiin 5 minuuttia, kun läsnä oli 0,8 1 vettä. Jauhetun materiaalin koeseulonnassa 80 % läpäisi seulan, jonka silmäkoko oli 178 ^,um.

Jauhatuksen jälkeen muodostettiin malmista ja vedestä massa, jonka kokonaistilavuus oli 2 1 ja jota vakioitiin 5 minuuttia yhdessä 400 mg:n kanssa seuraavaa yhdistettä 12 63527

H

C14H29 " 0 " CH2CHCH2 “ N+ “ CH2CH2S03

OH H

Sen jälkeen suoritettiin karkea vaahdotus 2 litran kennossa. Saatiin seuraavat tulokset.

Apatlitti

Puhtaus Saanto % %

Karkea vaahdotus 83,2 98,4

Tulokset osoittavat, että vain yhden karkean vaahdotuksen jälkeen on apatiitin puhtaus noussut 83,2 %:iin saannon ollessa 98,4 %.

Esimerkki 10 1 kg magneettisesti rikastetun rautamalmin jätettä, jonka koostumus oli taulukon 1 mukainen, jauhettiin 5 minuuttia kun läsnä oli 0,8 1 vettä. Jauhtuksen tarkoituksena oli ensisijassa hangata puhtaaksi mineraalipinnat. Materiaalin koeseulonnassa ennen jauhatusta 80 % läpäisi seulan, jonka silmäkoko oli 100 ^um.

Taulukko 1

Apatiittia 40 %

Fe 7,4 % 2+

Fe* 1,7 % S 0,13 %

Kalsiittia 7,0 %

Jauhatuksen jälkeen muodostettiin malmista ja 2 litrasta vettä massa. Koko seosta vakioitiin 30 minuuttia yhdessä 800 mg:n kanssa seuraavaa seosta „„ ,3 50 % C14H29 “ 0 “ CH2CHCH2 “ N+ " CH^H^Oj

OH H

50 % c9h19—j^j]—o(ch2ch2 - o)2h Tämän jälkeen suoritettiin karkea vaahdotus ja kolme uusintaa 2 litran kennossa. Saatiin seuraavat tulokset.

13 63527

Apatiitti Kalsiitti Muuta

Puhtaus Saanto Puhtaus Saanto % % % % %

Karkea seulonta 69,2 96,6 8,0 75,0 22,8

Uusinta 1 80,5 91,7 7,5 57,9 12,0 uusinta 2 83,2 88,5 7,3 52,8 9,5 uusinta 3 84,3 85,1 7,0 48,0 8,7

Kokeista käy ilmi, että apatiitti on rikastunut vaahdotteessa 84,3 %:n väkevyyteen 85,1 %:n saannolla. Vaahdotteen kalsiittipitoi-suus on sitä vastoin vain 7 %, mikä vastaa 48 %:n saantoa. Muut aineosat ovat vähentyneet 53 %:sta 8,7 %:iin.

j t f

Claims (13)

63527 14

1. Menetelmä kalsiumfosfaattipitoisen mineraalimassan vaahdot-tamiseksi, tunnettu siitä, että vaahdotus suoritetaan amfoteerisen kokoajareagenssin läsnäollessa, jolla on yleinen kaava *1 R - (0) - (A) - CH„ - CH(OH) - CH_ - N+ - C H_ Y~ n p 2 2 , q 2q H jossa R on 7-24, mieluummin 10-18 hiiliatomia sisältävä hiilivety-ryhmä, jokainen A esittää 2-4 hiiliatomia sisältävää oksialkylee-niryhmää, R^ on 1-4 hiiliatomia sisältävä alkyyliryhmä tai vety-atomi, Y on ryhmä COO tai ryhmä SO^/ n on 0 tai 1, p on luku 0-5 ja q on 1 tai 2, tai sen suolan läsnäollessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että n ja q ovat 1 ja R on metyyliryhmä.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että Y esittää ryhmää COO.

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että R^ on alkyylifenyyliryhmä.

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että amfoteerisen kokoajareagenssin lisäksi lisätään hydrofobista sekundäärikokoajaa, mieluummin polaarisen, veteen liukenemattoman hydrofobisen aineen muodossa, jolla on yhtymistaipumus massassa oleviin mineraalihiukkasiin.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydrofobisen sekundäärikokoajän muodostaa oleellisesti veteen liukenematon ioniton pinta-aktiivinen alkyleenioksidiaddukti.

7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että amfoteerista kokoajareagenssia lisätään 50-1000 g:n, mieluummin 100-750 g:n määrä tonnia kohti mineraalia ja hydrofobista sekundäärikokoajaa 0-1000 g:n, mieluummin 5-750 g:n määrä tonnia kohti mineraalia. 63527

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että amfoteerisen kokoajareagenssin ja hydrofobisen sekun-däärikokoajän välinen suhde on 1:20-20:1, mieluummin 1:5-5:1.

9. Patenttivaatimusten 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaahdotus suoritetaan pH-arvossa välillä 8-11.

10. Amfoteerinen yhdiste, joka on sopiva käytettäväksi patenttivaatimuksen 1 mukaisena kokoajareagenssina, tunnettu siitä, että sillä on yleinen kaava *1 R - O - (A) - CH- - CH(OH) - CH- - N+ - C H» CO0~ P 2 2 , q 2q H jossa R on 7-24 hiiliatomia sisältävä hiilivetyryhmä, A on 2-4 hiiliatomia sisältävä oksialkyleeniryhmä, R^ on 1-4 hiiliatomia sisältävä alkyyliryhmä tai vetyatomi, p on luku 0-5 ja q on 1 tai 2, tai sen suola.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen amfoteerinen yhdiste, tunnettu siitä, että R on 10-18 hiiliatomia sisältävä hiilivety-ryhmä .

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen amfoteerinen yhdiste, tunnettu siitä, että R on metyyliryhmä ja q on 1.

13. Patenttivaatimuksen 10, 11 tai 12 mukainen amfoteerinen yhdiste, tunnettu siitä, että R on alkyylifenyyliryhmä.