FI77791B - Skumbildningskomposition och flotationsfoerfarande foer tillvaratagande av mineraldelar ur malm. - Google Patents

Description

1 77791

Vaahdotekoostumus ja vaahdotusmenetelmä mineraalien tal-teenottamiseksi malmista

Keksintö koskee vaahdotekoostumusta ja vaahdotusmene-5 telmää mineraalien talteenottamiseksi malmista. Tämän keksinnön mukainen menetelmä ei ole tehokas ainoastaan malmien rikastuksessa yleensä vaan se on myös tehokas sellaisten malmien rikastukseen, joiden osaskoko on enintään 75 μια. Osaskooltaan hienoja malmeja kutsutaan yleensä tällä alalla 10 liejuiksi.

Keksinnön mukaisen vaahdotekoostumuksen ja menetelmän avulla kyetään selektiivisesti ottamaan talteen osaskooltaan hienot mineraaliasat malmeista, jotka sisältävät metalli- tai ei-metallimineraaleja tarvitsematta siirtää mal-15 min ei-toivottavia osia, s.o. sivukiveä, vaahtoon.

Otettaessa talteen hienojakoisia mineraaliosia malmista on noin 75 paino-% malmista osakooltaan enintään 75 jam. Edullisesti 80 paino-% malmista on osaskooltaan enintään 75 μια ja edullisimmin 90 paino-% malmista käsittää 20 osasia, joiden osaskoko on enintään 75 yum tai pienempi.

Tässä keksinnössä käyttökelpoisia hienojakoisia malmeja voidaan valmistaa lajittelemalla malmi, s.o. erottamalla hienot osaset keskisuurista ja suurista osasista.

Tämä voidaan suorittaa käyttämällä sopivan kokoista seulaa 25 tai käyttämällä hydrosyklonia tai muita tällä alalla tunnettuja menetelmiä. Vaihtoehtoisesti voidaan malmi jauhaa hienoksi siksi kunnes malmi käsittää toivotun prosenttimäärän hienoja osasia. Hienoksi jauhaminen tarkoittaa malmien osaskoon pienentämistä. Tämä voidaan suorittaa jolla-30 kin monista menetelmistä, jotka ovat tunnettuja tällä alalla, esimerkiksi jauhamalla malmia tankomyllyssä. Vaihtoehtoisesti voidaan vaahdotus suorittaa kaksivaihejärjes-• · telmässä, jossa suurikokoiset ja keskikokoiset mineraali- osaset otetaan talteen vaahdotusprosessin ensimmäisessä 35 vaiheessa ja rikastusperät, jotka sisältävät hienojakoiset mineraaliosaset, voidaan sen jälkeen ottaa talteen vaahdo- 2 77791 tusprosessin toisessa vaiheessa käyttämällä tämän keksinnön mukaista vaahdotetta ja menetelmää.

Termi "malmi" tarkoittaa tässä malmia sellaisena kuin se on otettu maaperästä ja sisältää mineraaliosia sekoit-5 tuneena sivukiven kanssa. Sivukivi tarkoittaa tässä sellaisia aineita, joilla ovat arvottomia ja jotka täytyy erottaa mineraaliosista. Keksinnön mukaista vaahdotekoostuimista ja menetelmää voidaan käyttää metallioksidien, metal-lisulfidien ja muiden metalliosien talteenottamiseen.

10 Vaahdotus on yleisesti käytetty menetelmä mineraali- osien rikastamiseksi malmista. Vaahdotusmenetelmässä malmi murskataan ja jauhetaan märkänä lietteen saamiseksi. Vaah-dote, jota yleensä käytetään kokoojan kanssa, lisätään malmin vesilietteeseen auttamaan mineraalien erottamisessa 15 malmin ei-toivotuista eli sivukiviosista seuraavissa vaah-dotusvaiheissa. Liete ilmastetaan sen jälkeen vaahdon muodostamiseksi sen pinnalle ja kokooja auttaa vaahdotetta erottamaan mineraalit malmista saaden mineraalit tarttumaan tämän ilmastusvaiheen aikana muodostuneisiin kupliin. Mi-20 neraalien tartunta tapahtuu selektiivisesti, joten malmin se osa, joka ei sisällä mineraaleja, s.o. sivukivi, ei tar-tu kupliin. Mineraalia kannattava vaahto kootaan ja käsitellään edelleen toivottujen mineraalien saamiseksi. Malmin sitä osaa, joka ei kulkeudu vaahdon mukana, ja jota yleensä 25 nimitetään "vaahdotusperiksi", ei yleensä käsitellä edelleen mineraaliosien erottamiseksi siitä. Keksinnön mukainen vaahdotekoostumus ja menetelmä on yleisesti sovellettavissa malmeihin, jotka sisältävät metalli- tai ei-metallimi-neraaleja.

30 Vaahdotuksessa on yleensä toivottavaa ottaa talteen mahdollisimman paljon mineraaleja malmista samalla kun talteenotto suoritetaan selektiivisellä tavalla, se on siirtämättä ei-toivottavia malmin osia, s.o. sivukiveä, vaahdossa. Vaikkakin lukuisilla yhdisteillä on vaahtoa muodos-35 tavia ominaisuuksia, ovat vaahdotteita, joita laajimmin käytetään kaupallisissa vaahdotusoperaatioissa, monohydrok-

II

3 77791 syloidut yhdisteet, kuten C5_g-alkoholit, mäntyöljyt, kre-solit ja polypropyleeiglykolien C^^-alkyylieetterit samoin kuin dihydroksylaatit, kuten polypropyleeniglykolit. Yleisimmin vaahdotusoperaatioissa käytettyjä vaahdotteita ovat 5 yhdisteet, jotka sisältävät ei-polaarisen, vettä hylkivän ryhmän ja yksinkertaisen, polaarisen, vesihakuisen ryhmän, kuten hydroksyylin (OH). Tyypillisiä tämän ryhmän vaahdotteita ovat amyylialkoholiseokset, metyyli-isobutyylikarbi-noli, heksyyli- ja heptyylialkoholit, kresolit, terpineoli 10 ja niiden kaltaiset. Muita kaupallisesti käytettyjä tehokkaita vaahdotteita ovat polypropyleeniglykolin C^^-alkyy-lieetterit, erityisesti metyylieetteri ja polypropyleeniglykolit, joiden molekyylipaino on 140-2100, ja erityisesti sellaiset, joiden molekyylipaino on 200-500. Lisäksi 15 käytetään eräitä alkoksialkaaneja, esim. trietoksibutaania, vaahdotteina määrättyjen malmien vaahdotuksessa.

Vaikkakin jollakin edullisella vaahdotteella saavutetut mineraalien talteenoton parannukset voivat olla niinkin alhaisia kuin vain noin 1 % muihin vaahdotteisiin ver-20 rattuna, on tällä pienellä parannuksella suuri taloudellinen merkitys, koska kaupalliset operaatiot usein käsittelevät niinkin paljon kuin 50 000 tonnia malmia päivittäin. Kaupallisissa vaahdotusprosesseissa normaalisti tavattujen suurien tuotantonopeuksien yhteydessä on suhteellisen pie-25 nistä mineraalien talteenottonopeuden parannuksista tuloksena mineraalien lisätonnien talteensaaminen päivittäin. Tällöin on selvää, että jokainen vaahdote, joka edistää mineraalien talteenoton paranemista, siinäkin tapauksessa, että paraneminen on prosentuaalisesti pieni, voi olla erit-30 täin edullinen kaupallisissa vaahdotusoperaatioissa.

Vaahdotusalalla on hyvin tunnettua, että mineraalien hienojakoisten osasten (liejun) talteenotto kohtalaisella selektiivisyydellä arvomineraaleihin verrattuna sivukiveen, on verraten vaikeata. Yleensä probleema ei ole se, että 35 saavutetaan arvokkaan aineosan, s.o. mineraalin suuri saanto, vaan pikemminkin se, että saadaan mineraalien toivottua 4 77791 paljon alempi saanto laadultaan tai lajitteluasteeltaan (selektiivisyydeltään) hyväksyttävän tuotteen saamiseksi. Käytännössä todetaan yleensä, että kun mineraalien hienojen osasten saanto paranee, huononee tuotteen laatu (se-5 lektiivisyys) dramaattisesti. Tällöin on taloudellinen optimi talteenotetun tuotteen määrän suurentamisen ja tuotteen arvon vähenemisen välillä, johon viimemainittuun liittyy tuotteen laatuluokan huononeminen.

Esillä olevan keksinnön avulla aikaansaadaan paran-10 nettu vaahdotekoostumus ja menetelmä mineraalien hienojen osasten oleellisesti paremman talteenoton saamiseksi vaahdottamalla. Keksinnön mukaiset vaahdotteet kykenevät selektiivisesti talteenottamaan mineraalien hienoja osasia, joiden osaskoko on enintään 75 yum.

15 Keksinnön kohteena on erityisesti vaahdotekoostumus mineraalien talteenottamiseksi malmin vesilietteestä, jolloin vähintään 75 paino-% malmista käsittää hiukkasia, joiden osaskoko on enintään 75 yum. Keksinnön mukaiselle vaah-dotekoostumukselle on tunnusomaista, että vaahdotekoostumus 20 on seuraavien komponenttien reaktiotuote: 1) 3 tai useampia hydroksiryhmiä sisältävä polyhydrok-siyhdiste, joka on 1-20 hiiliatomia sisältävä aikaani tai 3-20 hiiliatomia sisältävä sykloalkaani tai mono- tai di-sakkaridi tai niiden seos ja 25 2) propyleenioksidi tai propyleenioksidin ja etylee- nioksidin seos, sillä edellytyksellä, että vähintään 50 mol-% seoksesta on propyleenioksidia, ja että reaktiotuotteen molekyylipaino on 150-1400.

Tämän keksinnön eräs toinen piirre koskee menetelmää 30 mineraalien talteenottamiseksi malmista, jossa vähintään 75 paino-% malmista käsittää osasia, joiden osaskoko on ! vähintään 75 yum, jossa menetelmässä malmi, joka on vesi- lietteen muodossa, vaahdotetaan kokoojan ja vaahdotteen "· läsnäollessa, ja menetelmälle on tunnusomaista, että vaah- -·; 35 dote on seuraavien komponenttien reaktiotuote:

II

5 77791 1) 3 tai useampia hydroksiryhmiä sisältävä polyhydrok-siyhdiste, joka on 1-20 hiiliatomia sisältävä aikaani tai 3-20 hiiliatomia sisältävä sykloalkaani tai mono- tai di-sakkaridi tai niiden seos ja 5 2) propyleenioksidi tai propyleenioksidin ja etylee- nioksidin seos, sillä edellytyksellä, että vähintään 50 mol-% seoksesta on propyleenioksidin, ja että reaktiotuotteen molekyylipaino on 150-1400.

Tämän keksinnön mukaisesta vaahdotekoostumuksesta ja 10 vaahdotusmenetelmästä on yllättäen tuloksena mineraalien korkea saanto ja samalla suuri selektiivisyys mineraalien hyväksi sivukiveen verrattuna. Kriittistä tälle talteen-saanille ovat vaahdotteet, jotka eivät ole ainoastaan käyttökelpoisia osaskooltaan suurten tai keskinkertaisten mine-15 raalien vaahdotukselle vaan ovat myös erityisen tehokkaita hienojakoisten osasten vaahdotuksessa, s.o. joiden osaskoko on enintään 75 yum, jolloin tuloksena on parantunut selektiivisyys hienojakoisten mineraalien hyväksi sivukiveen verrattuna.

20 Eräässä edullisessa suoritusmuodossa keksinnön mukai sen reaktiotuotteen kaava on R1 R1 R«(HCH-CHOfnH)m i 25 jossa R on C^_20“ tai C3_2o~sykloalkaaniradikaali; R^ on vety tai metyyli; m on kokonaisluku 3-10; ja n on luku 1-8; sillä edellytyksellä, että jokainen eetteriyksikkö voi sisältää vain yhden metyyliryhmän, ja sillä lisäedellytyksel-30 lä, että ainakin 50 %:lla eetteriyksiköistä täytyy olla yksi metyyliryhmä.

Tässä keksinnössä voidaan käyttää jokaista polyhyd-roksi-C^_2g-alkaania tai polyhydroksi-C3_20"sykloalkaania, jotka reagoivat propyleenioksidin kanssa tai etyleenioksi-35 din ja propyleenioksidin seoksen kanssa. Polyhydroksi-C3_12“ alkaanit ja polyhydroksi-C3_i2-sykloalkaanit ovat edulli- 6 77791 siä. Edullisempia ovat polyhydroksi-C3_g-alkaanit ja poly-hydroksi-Cg_g-sykloalkaanit kun taas trihydroksipropaanit ovat kaikkein edullisimpia.

Polyhydroksialkaanit ja polyhydroksisykloalkaanit, 5 jotka ovat käyttökelpoisia tässä keksinnössä, käsittävät sellaisia, jotka vastaavat kaavaa R-fOH)m, jossa R ja m ovat samoja kuin edellä on määritelty. Toivottavia polyhydroksi-alkaaneja ovat trihydroksietaanit, trihydroksipropaanit, trihydroksibutaanit, trihydroksipentaatit, trihydroksihek-10 saanit, trihydroksiheptaanit, trihydroksioktaanit, digly-seroli, sorbitoli, pentaerytritoli, monosakkaridi, disakka-ridi, sakkaroosi tai näiden seokset. Edullisempia polyhyd-roksialkaaneja ovat trihydroksipropaanit, trihydroksibutaanit, trihydroksipentaanit ja trihydroksiheksaanit. Edulli-15 sin polyhydroksialkaani on trihydroksi-1,2,3-propaani. Poly tarkoittaa tässä lukua 3 tai sitä suurempaa lukua. Alkaani-polyolit käsittävät C^^o^lkaaneja, jotka sisältävät 3-10 hydroksyyliosaa, edullisesti 3-8 hydroksyyliosaa, vielä edullisemmin 3-6 hydroksyyliä ja kaikkein edullisimmin 3 20 hydroksyyliä.

Polyhydroksi-C^_2o”a^caanit tai polyhydroksi-C3_20" sykloalkaanit reagoitetaan joko propyleenioksidin tai ety-leeni- ja propyleenioksidin seoksen kanssa, jolloin tällai-nen seos sisältää vähintään 50 mooli-% propyleenioksidia.

25 Alkyleenioksidit vastaavat yleensä seuraavaa kaavaa

O

R1C^-^VCHR1 jossa R·*· on sama kuin edellä on määritelty, sillä ehdolla, 30 että vain yksi R* voi olla metyyli. On edullista reagoittaa polyhydroksi-C-j^Q-alkaani tai polyhydroksi-C3_20~sykl°” i aikaani propyleenioksidin kanssa. Edellä esitetyissä kaa voissa R on edullisesti C3_^2-alkaaniradikaali tajL ¢3.^2-sykloalkaaniradikaali, edullisemmin C3_g-alkaaniradikaali ·’: 35 tai C5_g-sykloalkaaniradikaali, ja edullisimmin C3-alkaani- radikaali. Edullisessa tapauksessa m on kokonaisluku 3-8, 7 77791 edullisemmin kokonaisluku 3-6 ja edullisimmin 3. Edullisessa tapauksessa n on 1-4 ja edullisimmin 1-3.

Tämän keksinnön mukaisia vaahdotusaineita voidaan valmistaa saattamalla polyhydroksi-Ci_2o“alkaani. tai poly-5 hydroksi-C3_2o-sykloalkaani kosketukseen sopivan moolimää-rän kanssa propyleenioksidia tai etyleenioksidin ja propy-leenioksidin seosta alkalisen katalysaattorin, kuten alka-limetallihydroksidin, amiinin tai booritrifluoridin läsnäollessa. Yleensä voidaan käyttää katalysaattoria 0,5-1 % 10 reaktanttien kokonaispainosta. Reaktiossa voidaan yleensä käyttää enintään 150°C:n lämpötiloja ja enintään 689 kPa suuruisia paineita. Suoritusmuodossa, jossa käytetään pro-pyleeni- ja etyleenioksidin seosta, voidaan propyleeni- ja etyleenioksidi lisätä samanaikaisesti tai peräkkäin.

15 Polyhydroksi-Ci_2Q-alkaani tai polyhydroksi-C3_2o” sykloalkaani reagoitetaan riittävän määrän kanssa propyleenioksidia tai etyleenioksidin ja propyleenioksidin seosta molekyylipainoltaan toivotunlaisen reaktiotuotteen valmistamiseksi, erityisesti sellaisen, jonka molekyylipaino 20 on välillä 150-1400, edullisemmin välillä 200-800 ja edullisimmin välillä 250-500.

Sulfidimalmeja, joita varten keksinnön mukaiset yhdisteet ovat käyttökelpoisia, ovat kuparisulfidia, sinkki-sulfidia, molybdeenisulfidia, kobolttisulfidia, nikkelisul-25 fidia, lyijysulfidia, arseenisulfidia, hopeasulfidia, kro-misulfidia, kultasulfidia, platinasulfidia ja uraanisulfi-dia sisältävät malmit. Esimerkkejä sulfidimalmeista, joista metallisulfidit voidaan rikastaa vaahdottamalla käyttäen tämän keksinnön mukaista menetelmää, ovat kuparia sisältä-30 vät malmit, kuten esimerkiksi koveliitti (CuS), kalkosiit-ti (CU2S) , kalkopyriitti (CuFeS2)/ valeriitti (Ch^Fe^S-y tai Ch^Fe^S-j) , borniitti (CugFeS^) , kubaniiti (Ch^SFe^g) , enargiitti (CU3(As^Sb)S4), tetraedriitti (Cu3SbS2), tennan-tiitti (Cui2As4si3)· bronkatiitti (Cu4(OH)gS04), antleriit-35 ti (Cu3S04(OH)4), famatiniitti (Cu3(SbAs)S4 ja burnoniitti (PbCuSbS3); lyijyä sisältävät malmit, kuten esimerkiksi 8 77791 lyijyhohde (PbS); antimonia sisältävät malmit, kuten esimerkiksi stibniitti (Sb2S3>; sinkkiä sisältävät malmit, kuten esimerkiksi sinkkivälke (ZnS); hopeaa sisältävät malmit, kuten esimerkiksi stefaniitti (Ag^SbS^) ja hopea-5 hohde (Ag2S); kromia sisältävät malmit, kuten esimerkiksi daubreliitti (FeSCrS^); ja platinaa ja palladiumia sisältävät malmit, kuten esimerkiksi cooperiitti (Pt(AsS)2).

Oksidimalmeja, joiden käsittelyyn tämä keksintö on käyttökelpoinen, ovat kuparioksidia, alumiinioksidia, rau-10 taoksidia, rautatitaanioksidia, magnesiumalumiinioksidia, rautakromioksidia, titaanioksidia, mangaanioksidia, tina-oksidia ja uraanioksidia sisältävät malmit. Esimerkkejä oksidimalmeista, joista metallioksidit voidaan rikastaa vaahdottamalla käyttäen tämän keksinnön mukaista mentelmää, 15 ovat kuparipitoiset malmit, kuten kupriitti (Cu20), teno-riitti (CuO), malakiitti (Cu2(OH)2CO3), atsuriitti (CU3 (OH) 2 (CO3) 2) t atakamiitti (C^Cl (OH) 3) , krysokolla (CUS1O3); alumiinipitoiset malmit, kuten korundi; sinkkiä sisältävät malmit, kuten sinkiitti (ZnO), ja smitsoniitti 20 (ZnC03>; rautaa sisältävät malmit, kuten hematiitti ja magnetiitti; kromia sisältävät malmit, kuten kromiitti (FeOCr203); rautaa ja titaania sisältävät malmit, kuten ilmeniitti; magnesiumia ja alumiinia sisältävät malmit, kuten spinelli; rautakromia sisältävät malmit, kuten kro-25 miitti; titaania sisältävät malmit, kuten rutiili; mangaania sisältävät malmit, kuten pyrolusiitti; tinaa sisältävät malmit, kuten kassiteriitti; ja uraania sisältävät malmit, kuten uraaniniitti; ja uraanipitoiset malmit, kuten esimerkiksi uraanipikivälke (t^Ogd^Og)) ja gummiitti 30 (UC>3nH20) . Muita arvokkaita metallimineraaleja, joita var ten tämä menetelmä on käyttökelpoinen, ovat kultapitoiset malmit, kuten sylvaniitti (AuAgTe2> ja kalaveriitti (AuTe); platina- ja palladiumpitoiset malmit, kuten sperryliitti (PtAs2>; ja hopeapitoiset malmit, kuten hessiitti (AgTe2)· 35 Tämän keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa otetaan talteen oksidia tai sulfidia sisältävät arvomine- 11 9 77791 raalit. Tämän keksinnön vielä edullisemmassa suoritusmuodossa otetaan talteen arvokkaat kuparisulfidi-, nikkeli-sulfidi-, lyijysulfidi-, sinkkisulfidi- tai molybdeenisul-fidimineraalit. Vielä edullisemmassa suoritusmuodossa ote-5 taan talteen kuparisulfidimineraalit.

Vaahdotukseen käytetty vaahdotusaineen määrä riippuu malmin osasten tyypistä, laatuluokasta ja koosta ja erityisesti käytetystä vaahdotusaineesta. Sopiva määrä on yleensä sellainen, joka erottaa toivotut arvomineraalit 10 malmista. On todettu, että voidaan käyttää vaahdotusainet-ta alle 0,05 kg/tonni. On edullista käyttää määrä, joka on välillä 0,0025 - 0,05 kg/tonni. On edullisinta käyttää määrä, joka on välillä 0,005 - 0,05 kg/tonni. Tämän keksinnön mukainen vaahdotusmenetelmä edellyttää yleensä kokoa-15 van aineen käyttämistä. Jokainen tällä alalla hyvin tunnettu kokoava aine, jonka käytöstä on tuloksena toivotun arvomineraalin talteensaanti, on sopiva. Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä otetaan lisäksi mahdollisena lukuun se, että tämän keksinnön mukaisia vaahdotusaineita voidaan 20 käyttää seoksina muiden tällä alalla tunnettujen vaahdotus-aineiden kanssa.

Esimerkkejä tässä keksinnössä käyttökelpoisista kokoavista aineista ovat alkyylimonotiokarbonaatit, alkyyli-ditiokarbonaatit, alkyylitritiokarbonaatit, dialkyylidi-25 tiokarbamaatit, alkyylitionokarbamattit, dialkyylitiokar-bamidit, monoalkyyliditiofosfaatit, dialkyyli- ja diaryyli-ditiofosfaatit, dialkyylimonotiofosfaatit, tiofosfonyyli-kloridit, dialkyyli- ja diaryyliditiofosfonaatit, alkyyli-merkaptaanit, ksantogeeniformiaatit, ksantaattiesterit, 30 merkaptobentsotiatsolit, rasvahapot ja rasvahappojen suolat, alkyylirikkihapot ja niiden suolat, alkyyli- ja alka-ryylisulfonihapot ja niiden suolat, alkyylifosforihapot ja niiden suolat, alkyyli- ja aryylifosforihapot ja niiden suolat, sulfosukkinaatit, sulfosukkinamaatit, primääriset 35 amiinit, sekundääriset amiinit, tertiääriset amiinit, kva-ternääriset ammoniumsuolat, alkyylipyridiniumsuolat, gua- 10 77791 nidiini ja alkyylipropyleenidiamiinit. Lisäksi voidaan tässä keksinnössä käyttää myös tällaisten tunnettujen kokoavien aineiden seoksia.

Edellä esitettyjä vaahdotusaineita voidaan käyttää 5 seoksena muiden hyvin tunnettujen vaahdotusaineiden kanssa. Esimerkkejä tällaisista vaahdotusaineista ovat Cg.g-alko-holit, mäntyöljyt, kresolit, polypropyleeniglykolien C^_4-alkyylieetterit, polypropyleeniglykolien dihydroksylaatit, glykolit, rasvahapot, saippuat, alkyyliaryylisulfonaatit 10 ja niiden kaltaiset. Lisäksi voidaan käyttää myös tällaisten vaahdotusaineiden seoksia. Kaikkia vaahdotusaineita, jotka ovat sopivia malmien rikastukseen vaahdottamalla, voidaan käyttää tässä keksinnössä.

Tämän keksinnön mukaisten vaahdotusaineiden käyttä-15 misestä on tuloksena 5 %:n suuruiset tai sitäkin suuremmat selektiivisyyden parannukset verrattuna niihin selektiivi-syyksiin, joita on saavutettu käyttämällä esim. metyyli-isobutyyli-karbinolia (MIBC) samoilla talteenottomäärillä, edullisesti 10 %:n suuruinen selektiivisyyden suureneminen 20 ja edullisimmin 20 %:n suuruinen selektiivisyyden suureneminen.

Seuraavat esimerkit on tarkoitettu valaisemaan keksintöä, mutta ei millään tavalla rajoittamaan keksinnön eli patenttivaatimusten määrittelemää suojapiiriä. Ellei toisin 25 ole mainittu, ovat kaikki osat ja %-määrät painoon perustuvia .

Seuraavissa esimerkeissä esitetään edellä kuvattujen vaahdotusainekoostumusten tehoa ilmoittamalla vaahdotuksen nopeusvakio ja talteensaantimäärä äärettömän ajan kuluessa. 30 Nämä luvut on laskettu käyttämällä seuraavaa kaavaa r = F» a -

Kt jossa r on talteensaadun arvomineralain määrä ajassa t; 35 u 77791 K on nopeusvakio talteenottonopeudella ja on laskettu arvomineraalin määrä, joka voitaisiin saada talteen äärettömän ajan kuluessa. Eri aikoina talteenotettu määrä määritetään kokeellisesti ja arvosarjat sijoitetaan yhtälöön 5 suureiden R ja K saamiseksi. Edellä esitetty kaava on selitetty teoksessa "Selection of Chemical Reagents for Flotation" (R. Klimpel), kappale 45, sivut 907-934, Mineral Processing Pian Design, 2. painos, 1980, ΑΙΜΕ (Denver).

Esimerkki 1 10 Tässä esimerkissä koestetaan 3 vaahdotusainetta ku- parisulfidimineraalien vaahdotuksessa. 500 g:n määrä Pinto Valley'n kuparimalmilla, s.o. kalkopyriitti-kuparisulfidi-malmia, pannaan tankomyllyyn yhdessä 257 g:n kanssa deioni-soitua vettä. Kuparimalmi sisältää 80,2 % sellaisia osasia, 15 joiden koko on noin 75 mikrometriä tai pienempi. Tankomyllyyn lisätään myös tietty määrä kalkkia riippuen seuraavas-sa vaahdotuksessa halutusta pH-arvosta. Tankomyllyä pyöritetään sen jälkeen kierrosnopeudella 60 kierrosta minuutissa kaikenkaikkiaan 360 kierrosta. Jauhettu liete siirretään 20 Agitair®-merkkisen vaahdotuskoneen 1500 ml:n vetoiseen kennoon. Vaahdotuskennoa sekoitetaan nopeudella 1150 kierros-ta/minuutti ja pH säädetään arvoon 10,0 lisäämällä tarvittaessa lisää kalkkia.

Kokoavaa ainetta, kaliumamyyliksantaattia, lisätään ‘ 25 vaahdotuskennoon (0,035 kg/tonni), jota lisäystä seuraa minuutin pituinen konditioimisaika, jona aikana vaahdotus-aine lisätään (0,036 kg/tonni). Vielä minuutin pituisen kon-ditioimisajän jälkeen aloitetaan ilman syöttö vaahdotuskennoon nopeudella 4,5 litraa minuutissa ja automaattinen 30 vaahdonpoistokaavin käynnistetään. Vaahtonäytteitä otettiin 8 minuutin ajan. Vaahtonäytteet kuivataan yön yli uunissa yhdessä vaahdotusperien kanssa. Kuivatut näytteet ’·’ punnitaan, jaetaan sopiviksi näytteiksi analyysiä varten, jauhetaan hienoksi sopivan hienouden takaamiseksi ja liuo-35 tetaan happoon analyysiä varten. Näytteet analysoidaan käyttämällä DC-Plasa Spectrograph-kojetta. Tulokset on koottuna taulukkoon I.

i2 77791 l αο eg m h o eg in eg

ijiiiin'fNiOOfl' vo I COCrHrHHHfNJMH rH

•rH CD ^ »s K K N r-.

H (N -Η -P OOOOOOO o -P CO Ο -P

X >i S <U

0) >i g X

rH CO (0 CO

0) Ή p d

CO > tJiH

OOtnOOtNOOvO

I ^ <s S N V, •η rH ο σ> co r- ro οι o

3 "to H H ri H

X >i <U >i<#>

H 01 Q) *H

to > i · . - o cn ao eg ο ο ο <x> e I -Γ-, K v ·ν. k ^ v ». v §flH s Q)Sr^ s η Ψ m <s to h +j +j d 1 *H (0 ^ :d (0 O d d -H <1) p

X Eh to to > CP

x m d c

,-1 rHOOrOOCOOiHin (Ö-H

3 C OOCOJ'H^'OI'' 00 CO) (0 (U I OOOrHOOO O -H..

Eh > C > Q)dP

•ΗΦ-η OOOOOOO o ..

^ 0) -P &P ·Η 3 -P d -P :m

> rH (0 -H C P

•H (tj nj -P (0 MtJ Mil CO -P to C «5 P :aj . - d to :d E ·η

d d :d <0 X

to tu e e x d cd) ft e p β(0·Γ-ι00Ο(η00ΐηΐΛίΗΌ tu+) g d (1)

0)(0 -HO O O vO IT) CO CO CO f* tl)rH g p E

V d P έ ^ ^ N ^ k s v *- -Pit) nj Cn -H

-P-Prde O O vO O O O vO vO h U p to

rH d ϋ d (0 tr β (U

- d d 3 p -P c tu

Eh to ri«; tnl o> d > c

C > -H -H (U

•H -H p Λί C

p ^ d d ή I ΗΟ^Γ'.Ρ'ΟΟΟΟΗ d d CL > d cc o'oooor^rfrHoo a > d-π x •h <d -H oo oo oo oo αο σ' σ» σ' d-π to d

PtU-P ^ ^ r\ ^ ^ K K v. ^to E

d-PC ooooooo o ftrH d d d d d c d :o W -p toi O o c . . a

to to -H

m o eg >i >i to <u eg r- <h >i >i a: * C O O O to 01 Q) eg eg η ο ·η ·η x d I ιλ > > ® w ® ® In d* •’J ·η d * H M rt eg rH rH Q ^ :2

•PoOrHOOOOH +| -tJ E

o Ort tooCtneou -¾ x “tj

^rgoMHdTj»dif> ® u -P

•5 I 03 · I P p \+ ^ rj

2 ti4 H h b o (P O O ,¾ ω -H

g Q S Q Q > O > in J° « w

«— fs| fO

II

13 77791

Taulukko I osoittaa, että tämän keksinnön mukaisilla vaahdotusaineilla on hyvä kuparimineraalien arvokkaiden osien talteenottokyky ja samalla suuri selektiivisyys kuparimineraalien arvokkaiden osien hyväksi. Tämän keksin-5 non mukaisten vaahdotusaineiden selektiivisyydet ovat parempia kuin niiden rinnalla koestettujen kaupallisten vaahdotusaineiden selektiivisyydet. Hienojen mineraaliosasten vaahdotuksessa on olemassa suhteellisen vähäinen arvometallien talteenottokyvyn ero käytettäessä erilaisia vaahdotus-10 aineita. Suurin eroavaisuus tehokkuudessa vaahdotusaineiden välillä on sivukiven määrässä, joka saadaan talteen vaahdossa (s.o. selektiivisyys).

Taulukossa I ja seuraavassa taulukossa II tarkoittaa MIBC metyyli-isobutvylikarbinolia. DF-200 tarkoittaa 15 tässä tuotetta DOWFROTIT®' 200 (toiminimen The Dow Chemical Company tavaramerkki), joka on propyleeniglykolin metyy-lieetteriä, jonka keskimääräinen molekyylipaino on noin 200. DF-250 tarkoittaa tässä tuotetta DOWFROTHw250 (toiminimen The Dow Chemical Company tavaramerkki), jo-20 ka on polypropyleeniglykolin metyylieetteriä, jonka kes kimääräinen molekyylipaino on noin 250. DF-1012 tarkoittaa tuotetta DOWFROTH®' 1012 (toiminimen The Dow Chemical Company tavaramerkki), joka on polypropyleeniglykolin metyylieetteriä, jonka keskimääräinen molekyylipaino on 25 noin 400. Voranorö2025 tarkoittaa tässä glyserolin ja propyleenioksidin reaktiotuotetta, jonka keskimääräinen molekyylipaino on 250. Voranol®CP 450 tarkoittaa tässä glyserolin ja propyleenioksidin reaktiotuotetta, jonka keskimääräinen molekyylipaino on 700. Voranol® 2070 tar-30 koittaa tässä glyserolin ja propyleenioksidin reaktiotuotetta, jonka keskimääräinen molekyylipaino on 700. Sorbi-£) /rv toliipropyleenioksidi-addukti tarkoittaa tässä Sorbitolin ja propyleenioksidin reaktiotuotetta, jonka keskimääräinen molekyylipaino on 762 (tai ekvivalenttipaino 127). Sakka-35 roosi/propyleenioksidi-addukti tarkoittaa tässä sakkaroosin ja propyleenioksidin reaktiotuotetta, jonka keskimääräinen molekyylipaino on 984 (tai ekvivalenttipaino 123).

14 77791

Esimerkki 2

El Teniente'n kuparimalmia, jossa 91,1 % käsittää osasia, joiden koko on 75 mikrometriä tai pienempi, vaah-5 dostetaan vaahdotuskoneessa käyttäen esimerkin 1 menetel mää. Vesilietteen pH-arvo kennossa on 8,5. Kokoava aine on metyyli-isopropyylitionokarbamaatti (Z-20(^, toiminimen The Dow Chemical Company tavaramerkki), ja sitä käytetään 0,062 kg/tonni. Vaahdotusaineita käytetään konsentraatiois-10 sa 0,025 kg/tonni. Tulokset on koottu taulukkoon II.

77791 15 m ta I wc vO co o oo o CO oo •p “CjNjror^in r* 0

ί^Β θϋ <1<ΙΊΝ N " CM

Id £13 ° ° ° °*~" o" o~ h n ui n ai -p p m

w > cnrH

( o en in m o o m 2 ^ cT o" r^* H* cn" γΗ^

£ en H H H H rH

A! >1 # a) >i

rH M

01 Ή CO > »a i ai ta e > -n φ O A4 g inOCNVO rH rH O' i) ij i g *""· V» ^ v v. w rlnl>('i 22«2 ® *-> t-* (0Ι0·ΡΡ^1,,,|Λ<ΤΪ Γ0 ^ E-< in oi O'

H

H S I * O > e iH 00 ΙΛ i—I 00 «Φ 00 M -5 M -rl φ -H σ' 00 H CO t" 00 O' Οω ^ ΛίΦ-PctpOOrHO O O O -H·· C P -P ö *— K *». v. m m H >rHta O O O O O o o „ 3 ra5S » * ^ -p e :rd -um p . _, e m »a ;m M .2, m in p :m -p m e :m a .* vi) iö *H G W <D :rrt rö J*i φορ| ino'^*. oo h ,* e lp o σ> m cm cm cm o* Φ-Ρ ml ai rj 2 2* 2 _> *s o ή g m a ^ο'σ'0 o o σ' -Pm g p -h

EH tn KBd H rH rH H rH-P m O' M

m p oi

-P C O' C

. ai m e • e > e > ai

rt _1 -H -rl -rt -H C

i0 Ή UM M ^ -H

-•J-P 'Φ co t^· rH m oo sf* mm m o m -ϊΛ ί 2 ό n «n cm o a > a > .* .S rt ^ O' O' CO O' O' O' O* O -H p ·>Η p UM ·*- H. - M Oi K in a mc o o o o o oo g4 S e C :0 ° 0 g • . , tn en -h « p-p p-p ™ £ £ J2 5 o in in ai m ^ tn -p tn > £ ·* in ® lj rn i> I m >r r

rt « rH^ J? * (X4 -rt -p C

3 «cm o 9 . δ 9 _, o -p -h :m t! O rH o +J*d Ti S rt Ti CP -p -p e ,2« °°ΙΛΗ«ΰ^«ί! OU * M :(0 1 s 7 V ? -sS-S & S3 s" 3 5 **

3 M fc, Oh Oi O'Zi-S-rt'iS O + 01 (1) -H

>e s Q O o “1 ^.ω Nw „w 16 77791

Taulukko II osoittaa, että tämän keksinnön mukaisten vaahdotusaineiden käyttämisestä on tuloksena suuremmat kuparin talteensaannot kuin käytettäessä kaupallisia vaahdotusaineita, joihin niitä on verrattu. Tämän keksin-5 non mukaisten vaahdotusaineiden käyttämisestä on lisäksi yllättäen seurauksena paremmat selektiivisyydet kuparimi-neraalien arvokkaiden osien kuin sivukiven hyväksi kuin mitä kaupallisilla vaahdotusaineilla saavutetaan.

Esimerkki 3 10 Tässä esimerkissä koestetaan kolmea vaahdotusai- netta kuparisulfidimineraalien vaahdotukseen. 500 g:n suuruinen määrä kuparimalmia, kalkopyriitti-kuparisulfidimal-mia, pannaan etukäteen tankomyllyyn yhdessä 257 g:n kanssa deionisoitua vettä. Tankomyllyyn lisätään myös tietty mää-15 rä kalkkia riippuen toivotusta pH-arvosta seuraavaa vaah-dotusta varten. Tankomyllyä pyöritetään sen jälkeen nopeudella 60 kierrosta/minuutti kaikenkaikkiaan 360 kierrosta jolloin saadaan tuote, jossa 50,1 %:lla osasista on koko pienempi kuin 75 mikrometriä. Jauhettu liete siirretään 20 Agitair-merkkisen vaahdotuskoneen 1500 ml:n vetoiseen kennoon. Vaahdotuskennoa sekoitetaan nopeudella 1150 kierrosta/minuutti ja pH säädetään toivottuun pH-arvoon (10,0) lisäämällä tarvittaessa lisää kalkkia.

Kokoavaa ainetta, kaliumamyyliksantaattia lisätään 25 vaahdotuskennoon (0,004 kg/tonni), jota lisäystä seuraa minuutin pituinen konditioimisaika, jonka kuluessa lisätään vaahdotusaine (0,058 kg/tonni). Minuutin pituisen li-säkonditioimisajän jälkeen aloitetaan ilman puhallus vaahdotuskennoon nopeudella 4,5 litraa minuutissa ja automaat-30 tinen vaahdonpoistokaavin käynnistetään. Vaahtoa otetaan 8,0 minuutin ajan. Vaahtonäytteet kuivataan yön yli uunissa yhdessä vaahdotusperien kanssa. Kuivatut näytteet punnitaan, jaetaan sopiviksi näytteiksi analyysiä varten, jauhetaan hienoksi sopivan hienouden takaamiseksi ja liuo-35 tetaan happoon analyysiä varten. Näytteet analysoidaan

II

17 77791 käyttäen DC Plasma Spectrograph-kojettä. Talteen saatujen vaahto- ja rikastusperien näytteiden painoja ja analyysi-tuloksia käytetään hyväksi tietokoneohjelmassa metallin ja sivukiven talteensaannin ja R- sekä K-parametrien laskemisek-5 si. Tulokset on koottu taulukkoon III.

18 77791 Ή >

•H

d I O > O' O CO (Π -H O -H ^ *« v.

•H i— N B O' 00 10 H' O'

-p (0 I OS H

λ; > > <U > s*

I-I tn CJ

Q) -H OS

CO >

‘H

>

•H

. ,* 3 > 00 (N H O' O'

I O ι/Ρ ·- ·ν, v. ». V

•H o tn H H rl N rl •H^- CM Oi iHrHrHHi-t

P tn + N

X > d 0) >- u H to Oi

CU -H

CO > o

O

CN

i m o oo σ> oo σ> r-t ρ- φ

O H rH O O

G »— k «- ^ v Ή 6 H -H qj®

H > K

H -H

s 1|

x p S

d co y «o d c-« r- oo w r- S1, ^ G o o o o o ~

«J dP

SS c

® 5 -H

05 CU -P

·· G

dP (tJ -H

- _ cfl X

_ -rH tn Λί o vo n σ» o r* -pcp 0 n es co n o ccuai

N θ' Φ O0 O' O' nJCUE

1 V V V «. » (ö -p -H

: w_ en i-ι tn G e rö 0)

H <D -P

: - E di C

•H 00 -P G CD

P 05 rH CD G

<Ö (0 > -H

Λ -P -H (CJ

d o xx «o G d d

<N ·· > E

+ m o m cm p> d-H

^cnnnor-i u tn e oo co σι oo O' ;ο

-- G v ·» ·~ v. n G

•H G

E tn -h oo cm >1 tn

Οι H >ι X

o tn cd

rH -H

1 i >

2 1u -h G

d «vj Q -H ao

P in <m \ -P E

O O r-t O O O X :¾

O w OiOtniO tD -P

5J! <nuh^^\ p

<u G i oq | i i o <U -H

Ctl-P P H k| 04 UI COW

>(0Qsjqqcjw r- CM

II

77791 19

Taulukko III osoittaa, että tämän keksinnön mukaisten CP 450-vaahdotusaineiden käyttämisestä on tuloksena oleellisesti suurempi sellaisten kupariosasten talteensaan-ti, joiden koko on pienempi kuin noin 200 mikronia. Sellai-5 sen sivukiven talteensaanti, jonka karkeiden osasten koko on suurempi kuin 200 mikronia, samoin kuin sellaisen sivukiven talteensaanti, jonka hienojen osasten koko on alle 200 mikronia, oli huomattavasti pienempi. Sekä karkeille että hienoille osasille saavutettu selektiivisyys oli sen 10 mukaisesti huomattavasti suurempi. Prosentuaalinen selek tiivisyys hienojen osasten suhteen on parantunut vähintään 19 9.

Claims (10)

77791

1. Vaahdotekoostumus mineraalien talteenottamiseksi malmin vesilietteestä, jolloin vähintään 75 paino-% malmis- 5 ta käsittää hiukkasia, joiden osaskoko on enintään 75 yum, tunnettu siitä, että vaahdotekoostumus on seuraa-vien komponenttien reaktiotuote: 1) 3 tai useampia hydroksiryhmiä sisältävä polyhydrok-siyhdiste, joka on 1-20 hiiliatomia sisältävä aikaani tai 10 3-20 hiiliatomia sisältävä sykloalkaani tai mono- tai di- sakkaridi tai niiden seos ja 2. propyleenioksidi tai propyleenioksidin ja etylee-nioksidin seos, sillä edellytyksellä, että vähintään 50 mol-% seoksesta on propyleenioksidia, ja että reaktiotuot- 15 teen molekyylipaino on 150-1400.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että polyhydroksialkaanin tai polyhydrok-sisykloalkaanin kaava on R-{OH)m, jossa R on 3-12 hiiliatomia sisältävä aikaani tai 3-20 hiiliatomia sisältävä syklo- 20 aikaani, ja m on kokonaisluku 3-10.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että vaahdote on trihydroksi-1,2,3-propaanin ja propyleenioksidin reaktiotuote.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen koostumus, 25 tunnettu siitä, että reaktiotuotteen molekyylipaino on 200-800.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen koostumus, tunnettu siitä, että vaahdotetta lisätään määrä, joka on alle 0,055 kg/t malmia.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen koostumus, tun nettu siitä, että vaahdotetta lisätään määrä, joka on 0,0025-0,05 kg/t malmia.

7. Menetelmä mineraalien talteenottamiseksi malmista, ’ jossa vähintään 75 paino-% malmista käsittää osasia, joiden 35 osaskoko on enintään 75 ^um, vaahdottamalla malmi vesilietteenä kokoojan ja vaahdotteen läsnäollessa, tunnet- 77791 t u siitä, että vaahdote on seuraavien komponenttien reaktiotuote : 1) 3 tai useampia hydroksiryhmiä sisältävä polyhyd-roksiyhdiste, joka on 1-20 hiiliatomia sisältävä aikaani 5 tai 3-20 hiiliatomia sisältävä sykloalkaani tai mono- tai disakkaridi tai niiden seos ja 2. propyleenioksidi tai propyleenioksidin ja etylee-nioksidin seos, sillä edellytyksellä, että vähintään 50 mol-% seoksesta on propyleenioksidia, ja että reaktiotuot- 10 teen molekyylipaino on 150-1400.

8. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että malmi on metallisulfidimalmi, metallioksidimalmi, kultapitoinen malmi, platinapitoinen malmi, palladiumpitoinen malmi tai hopeapitoinen malmi.

9. Menetelmä hienojakoisten mineraalien talteenotta- miseksi malmista, tunnettu siitä, että malmi lajitellaan siten, että vähintään 75 paino-% malmista käsittää osasia, joiden osaskoko on enintään 75 /am, että malmin vesiliete vaahdotetaan ensimmäisessä vaiheessa siten, että 20 mineraalit, joiden osaskoko on yli 75 yum otetaan talteen vaahtoon kun taas arvomineraalit, joiden osaskoko on enintään 75 yum jäävät vesilietteen vaahdottamattomaan osaan, ja että hienojakoiset mineraalit otetaan talteen malmista vaahdottamalla vesilietteen jäljelle jäänyt osa toisessa 25 vaiheessa kokoojan ja vaahdotteen läsnäollessa, joka vaahdote on seuraavien komponenttien reaktiotuote: 1) 3 tai useampia hydroksiryhmiä sisältävä polyhydrok-siyhdiste, joka on 1-20 hiiliatomia sisältävä aikaani tai 3-20 hiiliatomia sisältävä sykloalkaani tai mono- tai di- 30 sakkaridi tai niiden seos ja 2. propyleenioksidi tai propyleenioksidn ja etyleeni-oksidin seos, sillä edellytyksellä, että vähintään 50 mol-% seoksesta on propyleenioksidia, ja että reaktiotuotteen molekyylipaino on 150-1400.

10. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että vaahdotetta lisätään vesilietteeseen määrä, joka on alle 0,055 kg/t malmia. 77791