FI79041C - Foerfarande foer anrikning av en malm. - Google Patents

Description

1 79041

Menetelmä malmin rikastamiseksi Tämä keksintö koskee menetelmää malmien rikastamiseksi saattamalla malmin vesiliete vaahdotuksen kokooja-5 reagenssin läsnäollessa.

Tähän asti monien oksidimalmien rikastaminen on toteutettu ominaispainoerotuksella tai, kassiteriitin tapauksessa, vaahdotustekniikalla. Kuitenkin monessa tapauksessa ei ole osoittautunut mahdolliseksi kaupallisesti 10 puhdistaa monia oksidimalmeja vaahdotuksella.

Nyt on havaittu, että määrätyt substituoidut ami-nofosfonaatit ovat erittäin tehokkaita määrättyjen oksidi-malmien ja oksidin kaltaisten malmien vaahdotusaineina.

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää malmin ri-15 kastamiseksi, joka malmi sisältää yhdistettä, joka on se-kasiirtymä-metallioksidi, jossa siirtymämetalli on vanadiini, niobium tai tantaali tai niiden seos, tai kromi tai mainitun sekasiirtymämetallioksidin alkalimetalli- ja/tai maa-alkalimetallisuola, jossa menetelmässä malmin vesilie-20 te saatetaan vaahdotukseen kokoojareagenssin läsnäollessa, jolloin muodostuu rikastettua malmia sisältävä vaahto ja rikastusjäännös. Menetelmälle on tunnusomaista, että malmin vesiliete, satetaan pH-arvossa 4-7,5 vaahdotukseen vähintään yhden kaavan RN(R3P03H2)2 mukaisen substituoidun 25 aminofosfonihapon tai sen suolan läsnäollessa, jossa kaavassa R on orgaaninen ryhmä ja R3 on divalenssinen orgaaninen ryhmä, jolloin muodostuu rikastettua malmia sisältävä vaahto ja mainitun yhdisteen suhteen köyhtynyt rikastus jäännös, ja vaahto erotetaan. Menetelmässä käytettävää 30 aminofosfonihappoja voidaan valmistaa antamalla kaavan RNH2 mukaisen primaarisen amiinin reagoida kaavan R3 O mukaisen formaldehydin tai aldehydin tai ketonin, jossa kaavassa kaksi valenssia ovat samassa hiiliatomissa ja fos-forihapokkeen tai fosforitrihaloidin kanssa happamissa 35 olosuhteissa ja lisäämällä myöhemmin, jos halutaan, emäs 2 79041 suolan muodostamiseksi. Kun R3-ryhmän vapaat valenssit on kiinnitetty eri hiiliatomeihin, yhdisteet voidaan valmistaa amiineista halogeeniorganyylifosfonihapolla, esimerkiksi kloorietyylifosfonaatilla. Substituoidut aminodifos-5 fonaatit, erityisesti substituoidut aminobis(metyleenifos-fonaatit), ovat edullisia.

Substituoidussa aminofosfonaatissa ryhmä R on edullisesti 4-20, erityisesti 4-14 hiiliatomia, sisältävä al-kyyli- tai alkoksialkyyliryhmä. Yhdisteet, joissa ryhmä 10 R sisältää 6-10 tai 6-9, esimerkiksi 7-9 hiiliatomia, antavat optimitulokset niobiitti-, monatsiitti-, hema-tiitti-, smitsoniitti-, kromiitti- ja tantaliittimalmeil-la, kun taas yhdisteet, joiden alkyyliryhmässä R on 9-14, esimerkiksi 10-14 hiiltä, voivat antaa optimitulokset py-15 rokloorilla, hapolla pestyllä rutiililla ja uraniniitti-malmeilla. Siis ryhmä R voi olla suora- tai haaraketjuinen ryhmä ja voi olla propyylibutyyli-, amyyli-, heksyy-li-, heptyyli-, oktyyli-, nonyyli-, dekyyli-, dodekyyli-ryhmä, kuten esimerkiksi n-propyyli-, isopropyyli-n-butyy-20 li-, sek-butyyli-, n-amyyli-, n-heksyyli-, n-heptyyli-, 5-metyyliheks-2-yyli-n-oktyyli-, 2-etyyliheksyyli-, 6-me-tyylihept-2-yyli-, isononyyli-, n-nonyyli-, lauryyli-, setyyli-, oleyyli- tai stearyyliryhmä; n-heptyyli-, n-ok-tyyli- ja 2-etyyliheksyyliryhmät ovat usein edullisia. 25 Ketjun haaroittuminen on edullisesti enintään 3 hiiliatomin päässä ryhmän R vapaasta valenssista. Alkenyyliryhmässä kaksoissidos ei ole kiinnitetty ryhmän R siihen hiili-atomiin, joka sisältää vapaan valenssin. Alkyyli- tai al-kenyyliryhmässä oleva substituentti voi olla hydroksiryh-30 mä, alkoksiryhmä tai dialkyyliaminoryhmä kunkin alkyylin sisältäessä esimerkiksi 1-12 hiiliatomia; edullisesti substituoitu alkyyliryhmä on alkoksialkyyliryhmä, jossa on 2-12 hiiltä esimerkiksi 2, 3, 8 tai 9 hiiltä alkoksi-ryhmässä ja 2-6 hiiltä esimerkiksi 2 tai 3 hiiltä alkyyli-35 ryhmässä, kuten esimerkiksi 3-etoksipropyyli-, 3-n-butyy- li 3 79041 lioksipropyyli-, 3-(2-etyyliheksyylioksi)propyyli- tai 3-(isononyylioksi)propyyliryhmät. Esimerkkej ä aralkyyliryh-mästä ovat 7-13 hiilen hydrokarbyyliryhmät, kuten esimerkiksi bentsyyli, metyylibentsyyli ja etyylibentsyyli, 1-5 fenyylietyyli ja 2-fenyylietyyli, ja hydroksilla tai alk-oksilla (esimerkiksi nietoksilla) sydänsubstituoidut tällaisten hydrokarbyyliryhmien derivaatat. Esimerkkejä aryy-liryhmästä ovat 6-12 hiilen hydrokarbyyliryhmät, kuten esimerkiksi fenyyli, tolyyli, ksylyyli ja naftyyli. Syk-10 loalifaattinen ryhmä on tavallisesti hydrokarbyyli, jossa on 5-7 hiiliatomia, kuten sykloheksyylissä, kun taas esimerkkejä hydrokarbyylisykloalifaattisista alkyyliryhmistä ovat sykloheksyylimetyyli ja 2-sykloheksyylietyyli.

Ryhmä R3 on kaksivalenssinen orgaaninen ryhmä, jos-15 sa kaksi vapaata valenssia voivat olla samassa tai eri hiiliatomeissa. Kun ne ovat samassa hiiliatomissa, R3 voi olla alkylideeniryhmä, esimerkiksi sellainen, jossa on Ι-ΙΟ, kuten esimerkiksi 1-3 hiiliatomia, kuten metyleenis-sä tai etylideenissä tai isopropylideenissä, sykloheksy-20 lideeniryhmä tai aryylialkylideeniryhmä, esimerkiksi 7-19 hiilen, esimerkiksi bentsyylideeni- tai tolyylideeniryh-mä. Kun valenssit ovat eri hiiliatomeissa, R3 voi olla alkeeniryhmä, jossa on 2-10, esimerkiksi 2 tai 3 hiiliatomia tai aryylialkeeniryhmä, jossa on 8-20 hiiltä, kuten 25 2-fenyyli-l,2-etyleeniryhmä. Edullisesti R3 on metyleeni-ryhmä.

Vesiliukoiset suolat ovat tavallisesti ammonium-tai alkalimetalli-, esimerkiksi natrium- tai kaliumsuolo-ja. Yhdisteet voidaan lisätä vaahdotusväliaineisiin niiden 30 vapaina happoina tai osittain tai täydellisesti neutralisoituina suoloina tai niiden seoksena.

Menetelmässä, jota käytetään sellaisten yhdisteiden valmistamiseksi, joissa R3:11a on kaksi vapaata valenssia samassa hiilessä, reagensseja voidaan lämmittää yhdessä 35 50-150°C:ssa, esimerkiksi 50-110°C:ssa, usein 0,1 - 4 tun- 4 79041 tia ja usein liuottimessa, esimerkiksi vedessä. Edullisesti, kilpailevien reaktioiden pysäyttämiseksi amiinin ja aldehydin tai ketonin, esimerkiksi formaldehydin, välillä, amiini ja fosforihapoke ja/tai fosforitrikloridi sekoite-5 taan ensin ja tämän jälkeen karbonyyliyhdiste, esimerkiksi formaldehydi, lisätään jälkeenpäin. Reaktio toteutetaan happamassa liuoksessa hapon, esimerkiksi suolahapon, ollessa lisätty erikseen tai valmistettu in situ fosforitri-kloridista ja vedestä. Reaktion lopussa tuote voidaan 10 eristää sellaisenaan tai sen jälkeen kun sitä on käsitelty emäksellä, esimerkiksi ammoniakilla tai ammoniumhydroksi-dilla tai alkalimetallihydroksidilla tai -karbonaatilla, esimerkiksi natriumhydroksidilla. Kuitenkin, koska substi-tuoitu aminofosfonihappo tai suolat käytetään vesiliuok-15 sessa, sitä ei edullisesti eristetä vesipitoisesta reaktiotuotteesta, vaan vesiliuos käytetään sellaisenaan tai vedellä laimentamisen jälkeen. Oksidiyhdisteet ja oksidin kaltaiset yhdisteet eroavat vaahdotuskäyttäytyrniseitään mineraalisuoloista, kuten esimerkiksi baryytistä ja fluo-20 riitistä, jotka vesilietteessä pH:ssa 9 voidaan vaahdottaa 200 mg/l:lla öljyhappokokoojaa.

Esimerkkejä sekasiirtymämetallioksideista ovat metallien oksidit sellaisenaan, kuten esimerkiksi rautaoksidi, esimerkiksi hematiitti, titaanidioksidi, esimerkiksi 25 rutiili, uraanioksidi, esimerkiksi uraniniitti ja torium-dioksidi, esimerkiksi toriumoksidi (usein sekoitettu fosfaattien kanssa, kuten esimerkiksi monatsiitissa) tai "sekoitettuina metallioksideina", esimerkiksi raudan ja/ -tai mangaanin yhdisteet joko niobiumin, tantaalin tai kro-30 min kanssa, kuten tantaliitissa, niobiitissa ja kromiitis-sa tai niobaatti- ja/tai tantalaattisuolat, kuten esimerkiksi ne, jotka ovat muodostuneet kalsiumin ja natriumin kanssa, kuten pyrokloorissa tai vanadaatit, kuten esimerkiksi uraanin, kaliumin tai lyijyn yhdisteet, esimerkiksi 35 uraanipikivälke, karnotiitti tai vanadiniitti. Seka-metal-

II

5 79041 lioksidit, niobaatit, tantalaatit, kromiitit ja vanadaa-tit ovat esimerkkejä suoloista, joissa on siirtymämetal-leja anionissa, jota voidaan yleisesti käyttää, lukuun ottamatta volframiittia.

5 Rikastettavat malmit voivat sisältää 0,1 - 50 %, esimerkiksi 1-30 % painon mukaan oksidia tai oksidin kaltaista yhdistettä, tavallisesti sekoitettuna haitallisten yhdisteiden kanssa, kuten esimerkiksi kvartsin tai silikaattien, kuten esimerkiksi maasälvän, kiilteen, turmalii-10 nin tai kloriitin. Vaahdotusmenetelmä mahdollistaa oksidin tai oksidin kaltaisen yhdisteen erottamisen näistä ei-toi-votuista silikaateista. Näitä malmeja voidaan tavata esimerkiksi Australiassa, Brasiliassa, Kanadassa, USA:ssa, USSR:ssä tai Zairessa.

15 Tavallisesti ennen vaahdottamista substituoidun aminofosfonihappokokoojan läsnä ollessa malmi jauhetaan ja tämän jälkeen luokitetaan pienemmäksi kuin 75 pm, esimerkiksi pienemmäksi kuin 50 tai 60 pm. Lieju (se on rakeet, jotka ovat kooltaan pienempiä kuin 15, 10 tai 5 pm) 20 tavallisesti erotetaan sykloniluokitustekniikalla. Malmi myös tavallisesti, ennen tai jälkeen liejunerotuksen, vaahdotetaan alustavasti rikkipitoisella kokoojalla, esimerkiksi ksantaattisuolalla, kuten esimerkiksi kaliumetyy-li- tai kaliumamyyliksantaatilla malmin sulfidisten arvo-25 mineraalien poistamiseksi. Siis oksidimalmi on hienorakei-nen, liejuton ja oleellisesti sulfiditon.

Tämän jälkeen malmi, joka on vesilietteenä ja tavallisesti raekoossa 10-75 pm, vaahdotetaan substituoidun aminofosfonihapon tai suolan läsnä ollessa, jotka on ku-30 vattu edellä. Vaahdotuskennossa vesipitoinen liete käsitellään ilmalla, jotta muodostuisi vaahto, jossa oksidi tai oksidin kaltainen yhdiste tavallisesti rikastuu jättäen tavallisesti suuremman sivukiviosuuden taakseen vesipitoiseen jätefaasiin. Vaahto erotetaan ja oksidi tai ok-35 sidin kaltainen yhdiste saadaan talteen. Mitä tahansa so- 6 79041 pivaa vaahdotusainetta voidaan haluttaessa käyttää pienentämään pintajännitystä neste-ilmarajapinnalla. Esimerkkejä vaahdotusaineista ovat nestemäiset aromaattiset hiilivedyt, joissa on 6-10 hiiltä, kuten esimerkiksi bentseeni, 5 tolueeni tai ksyleeni, alkoholit, esimerkiksi alkanolit, joissa on 4-18, esimerkiksi 6-12 hiiliatomia, polyglykoli-eetterit, polypropyleeniglykolit, fenolit ja alkyylibent-syylialkoholit. Kuitenkin korkeammalla alkyylillä (esimerkiksi 6-20 hiiltä) substituoitujen aminofosfonihappojen 10 pinta-aktiivisten ominaisuuksien vuoksi on usein mahdollista suorittaa vaahdotus ilman turvautumista vaahdotusai-neen lisäykseen. Sen jälkeen kun aminodifosfonaatti on lisätty malmi lietteeseen, seiiraa tavallisesti odotusaika, esimerkiksi 0,1 - 10 minuuttia, esimerkiksi 0,5-4 mi-15 nuuttia, kuten esimerkiksi 1-2 minuuttia, jotta saataisiin aikaan malmin vaimentuminen ennen vaahdotuksen aloittamista.

Vaahdotusmenetelmä toteutetaan pH:ssa 4 - 7,5 ja erityisesti 4,5 - 5,5. pH voidaan säätää lisäämällä alka-20 lia (kuten natriumhydroksidia) tai happoa (kuten esimerkiksi rikkihappoa).

Näitä yhdisteitä voidaan käyttää määrinä, jotka riippuvat talteen otettavan oksidin tai oksidin kaltaisen yhdisteen pitoisuudesta malmissa ja häiritsevien ionien 25 ja/tai mineraalien läsnäolosta, joiden kaikkien kasvaminen tekee välttämättömäksi kokoojamäärän kasvattamisen. Tavallisesti käytetään vähintään tehokasta kokoojamäärää. Tavallisesti aminofosfonaattikokoojan pitoisuus lietteessä on 25-500, esimerkiksi 50-500 tai 150-300 mg/1. Kokoojan 30 määrä voi olla 50-1 000 g, esimerkiksi 100-400 g, erityisesti 150-250 g, per tonni malmikiintoainetta lietteessä ensimmäisessä vaahdotuskäsittelyssä, johon malmi alistetaan. Siis jos malmi vaahdotetaan sulfidin poistamiseksi, tällöin aminofosfonaatin määrä esitetään per tonni 35 malmia, joka menee tähän sulfidiesikäsittelyyn. Samoin jos

II

7 79041 aikaisempaa vaahdotusta sulfidin tai esimerkiksi karbonaatin poistamiseksi ei ole, tällöin aminofosfonaatin määrä esitetään per tonni malmia, joka on menossa ensimmäiseen aminofosfonaattivaahdotukseen. Lietteen kiintoainepitoi-5 suus on tavallisesti 20-45 % painon mukaan.

Vaahdotusvaihe voi kestää 1-60 minuuttia, esimerkiksi 1-10 minuuttia. Kun oksidi tai oksidin kaltainen yhdiste on vaahdotettu, se jää nesteen pinnalle vaahdotus-astiässä vaahdon muodossa, joka voidaan poistaa mekaani-10 sesti ja oksidi tai oksidin kaltainen yhdiste voidaan saada talteen siitä. Siten tässä menetelmässä malmin vesiliete vaahdotetaan, jolloin syntyy vaahto, joka sisältää puhdistetun fraktion, jonka oksidiyhdisteen tai oksidin kaltaisen yhdisteen pitoisuus on korkeampi kuin malmin ja 15 vesipitoinen faasi, joka sisältää jätteen, jonka oksidi-pitoisuus tai oksidin kaltaisen yhdisteen pitoisuus on alempi kuin malmin. Esimerkkejä tällaisista menetelmistä ovat sellaisten malmien vaahdotukset, jotka sisältävät kolumbiittia, niobiittia, tantaliittia tai kromiittia, 20 sellaisten alkyyliaminodifosfonaattiyhdisteiden läsnä ollessa, joissa alkyyliryhmä sisältää 7-9 hiiltä, esimerkiksi pH:ssa 5-7.

Yleisessä tapauksessa keksinnön mukainen vaahdotus-prosessi tuottaa kaksi faasia, vaahtofaasin, joka sisältää 25 yhtä puhtausastetta edustavan tuotteen ja vesipitoisen faasin, joka sisältää tuotteen, joka edustaa toista puhtausastetta, ja faasit erotetaan ja korkeampaa puhtausastetta edustava tuote otetaan talteen.

Kokooja voidaan lisätä useammassa kuin yhdessä 30 osassa, esimerkiksi 2-4:ssä siten, että vaahto erotetaan kunkin lisäyksen jälkeen, vaahtofraktioiden ollessa peräkkäisesti vähemmän puhdistettuja suhteessa harmemateriaa-leihin. Tämä tekniikka voi olla edullinen silloin kun ko-koojakonsentraatio on alhainen antaen korkean selektiivi-35 syyden, mutta alhaisen saannon kussakin vaiheessa; pitä- 8 79041 mällä kokoojakonsentraatio alhaisena ja lisäämällä lisää peräkkäisesti voidaan saada korkea kokonaissaanto sekä korkea selektiivisyys.

Jotkut substituoiduista aminofosfonihappokokoojis-5 ta, esimerkiksi sellaiset, joissa ryhmä R on alkyyliryh-mä, jossa on 6-9 hiiliatomia, voivat osoittaa selektiivi-syyttä oksidin tai oksidin kaltaisen yhdisteen vaahdotuk-sessa turmaliinin ja/tai kloriitin suhteen, molempien mineraalien esiintyessä usein tällaisten yhdisteiden k-10 anssa. Siis erotusvaahdotusta voidaan käyttää malmin puhdistamiseksi .

Substituoituja aminofosfonihappokokoojia voidaan käyttää yksin tai sekoitettuna keskenään tai sekoitettuna muiden kokoojien kanssa, kuten esimerkiksi rasvahapposuo-15 lojen, esimerkiksi öljyhappo- tai linolihapposuolojen tai alkyylifosfonihapon, esimerkiksi oktyylifosfonihapon tai styreenifosfonihapon tai sulfonaattien, sulfaattien, esimerkiksi alkyylisulfosukkinaattien tai alkyylisulfosukki-namaattien kanssa.

20 Oksidin tai oksidin kaltaisen yhdisteen vaahdotuk- sen selektiivisyyden parantamiseksi harmemateriaalien suhteen ja/tai oksidien tai oksidin kaltaisen yhdisteen saannon parantamiseksi esikäsittelyjä ja/tai esipuhdistusope-raatioita voidaan suorittaa. Esimerkkejä esikäsittelystä 25 ovat hierto, valmentaminen aminodifosfonaatin ja/tai painajien, esimerkiksi rautaa varten, kanssa ja natriumsili-kofluoridin lisääminen painajaksi rautasilikaateille; aktivoi jia, esimerkiksi kaksi- tai kolmivalenssisia metal-lisuoloja, kuten esimerkiksi lyijy- tai alumiinisuoloja, 30 voidaan lisätä. Esipesua laimealla hapolla voidaan käyttää oksidille ja oksidin kaltaisille yhdisteille, jotka ovat siihen stabiileja, auttamaan vähentämään raudan haitallista vaikutusta vaahdotukseen. Esipuhdistusoperaatio on osa vaahdotusta käsittäen aminofosfonaatin ensimmäisessä 35 vaahdotusoperaatiossa, joka antaa ensimmäisen vaahdon ja 9 79041 ensimmäisen jätteen ja ensimmäinen vaahto laimennetaan vedellä ja tämän jälkeen vaahdotetaan uudelleen, jotta saataisiin toinen puhtaampi vaahto ja toinen jäte. Toisen vaahdon sisältämä metallioksidi tai oksidin kaltainen yh-5 diste otetaan talteen ja toinen jäte kierrätetään ensimmäiseen vaahdotusvaiheeseen tai vaiheeseen, jossa malmi lietetään. Kiintoaine erotetaan tai sen annetaan erottua ensimmäisestä jätteestä ja vesipitoinen emäliuos kierrätetään ensimmäiseen tai toiseen vaahdotusvaiheeseen. Ha-10 luttaessa voidaan suorittaa kolmas vaahdotusvaihe. Jokaisessa vaahdotusvaiheessa vaahdotus voi tapahtua yhdessä tai useammassa kennossa, jotka ovat rinnakkain; tavallisesti ensimmäisessä esivaahdotusvaiheessa käytetään 3-8, kuten esimerkiksi 4-6 kennoa, kun taas 1 tai 2 kennoa voi 15 olla sopiva määrä toiselle ja mille tahansa seuraavalle vaiheelle. Selektiivisyyden parantamiseksi edelleen (se on malmin laadun parantaminen), mikä tahansa tai jokainen vaahdotusvaihe voi sisältää syvävaahdotuksen, jossa ainoastaan ylin vaahtokerros (jonka rikastuminen on korkein) 20 poistetaan, loppuosan vaahdosta ollessa kierrätetty siihen vaahdotuskennoon, josta se tuli. Esikäsittely raudan vaikutuksen alentamiseksi ja kaksi tai useampi peräkkäistä vaahdotusoperaatiota ovat erittäin hyödyllisiä. Esikäsittely laimealla hapolla rutiilimalmien yhteydessä on eri-25 tyisen hyödyllinen, erityisesti hapettuneiden malmien yh-. . teydessä.

Spesifiset esimerkit vaahdotusrikastuksista, joita voidaan suorittaa ja spesifisistä olosuhteista ovat seuraavanlaisia alkyyli-iminobis(metyleenifosfonaateilla), 30 joiden alkyylissä on 4-9 hiiltä, erityisesti 7-9 hiiltä, kokoojakonsentraatiolla 50-500, esimerkiksi 100-200 mg/1 ja erityisesti silikaattipainajien läsnä ollessa; kolum-biitti tai tantaliitti kvartsista ja silikaateista pH:ssa 2-6,5 tai 3,5 - 7,5, erityisesti 4-7 tai 5-7; hematiitti 35 kvartsista, dolomiitista ja kloriitista pH:ssa 2-3 ja 4,5- 10 79041 8, myös turmaliinista ja granaatista pH:ssa 4,5 - 8 ja kalsiitista pH:ssa 2-3; monatsiitti silikaateista pH:ssa 4 - 6,5 tai kvartsista pH:ssa 4-7; kromiitti kvartsista ja silikaateista pH:ssa 3,5 - 8, esimerkiksi 5-7, kuten 5 esimerkiksi 5,5 - 7, erityisesti 6-7 (silikaattipainajat mahdollisia ja kokoojamäärät 50-150 mg/1 voivat olla hyödyllisiä); smitsoniitti kvartsista ja silikaatista pH:ssa 7-11, esimerkiksi 7-10, dolomiitista pH:ssa 8-11 ja apa-tiitista pH:ssa 9-11 kokoojamäärien ollessa tavallisesti 10 100-500 mg/1; hapolla pesty rutiili kvartsista ja silikaa teista pH:ssa 4-6; fluoriitti pyrokloorista pHrssa 2-7; kalsiitti monatsiitista pHrssa 8-11 tai pyrokloorista tai uraniniitista pHrssa 4-7. Vaikka alkyyliryhmä R voi olla butyyli, amyyli tai heksyyli, se on erittäin edullisesti 15 n-heptyyli, n-oktyyli, 2-etyyliheksyyli tai isononyyli. Muita spesifisiä esimerkkejä vaahdotuksista ja olosuhteista alkyyli-iminobis(metyleenifosfonaateilla), joiden al-kyylissä on 10-14 hiiltä, kokoojakonsentraatiolla 50-500, esimerkiksi 100-200 mg/1, erityisesti silikaattipainajien 20 läsnä ollessa ovat hapolla pesty rutiili kvartsista ja silikaateista pHrssa 3-10, esimerkiksi 5,5 - 10 ja pyro-kloori silikaateista ja kvartsista pH 8-11, esimerkiksi 8 - 10,5, erityisesti dodekyyliyhdisteellä. Hematiitin käänteisvaahdotus kolumbiitista, tantaliitista, rutiilis-25 ta, monatsiitista, pyrokloorista ja uraniniitista voidaan suorittaa 4-8 hiilen alkyyliyhdisteillä pHrssa 2-7 erityisesti kokoojakonsentraatiolla 20-100 mg/1. Vaikka pyro-kloori voidaan vaahdottaa silikaateista pitkäketjuisilla yhdisteillä, se sisältää usein fluoriittia, joka etuoikeu-30 tetusti vaahdotetaan. Fluoriitti voidaan vaahdottaa esikäsittelyssä alemmalla alkyyli-iminobismetyleenifosfonaatil-la tai rasvahapolla, jolloin pyrokloori ja silikaatit jäävät jätteeseen, ja tämän jälkeen jätteet käsitellään pitkäket juisilla alkyyli-iminoyhdisteillä, jolloin pyrokloori 35 vaahdottuu ja silikaatti jää jätteeseen.

11 79041

Keksintöä valaistaan seuraavissa esimerkeissä, joista esimerkeissä 1-19 termi "täydellinen vaahdotus" näissä esimerkeissä tarkoittaa, että mineraalin agglome-roituneet rakeet kuljetetaan nesteen pinnalle, siten että 5 ne viipyvät vähän aikaa pinnalla, ja termi "kolmen neljänneksen vaahdotus" merkitsee, että agglomeroituneet rakeet kuljetetaan nesteen pintaan, mutta ne eivät viivy pinnalla.

Esimerkit 1-3 10 Tyhjövaahdotuskokeet suoritettiin 30 ml:n lasiput kissa, jotka oli kiinnitetty tyhjöpumppuun. Kokoa 150-75 μ olevat puhtaan kolumbiittimineraalin näytteet (200 mg) sekoitettiin vesiliuosten (25 ml) kanssa, joiden pH oli poikki alueen 4-10 ja jotka sisälsivät kokoojaa, joka on 15 määritelty tuonnempana. 10 minuutin kuluttua putkiin kohdistettiin tyhjö ja tämän jälkeen vaahdotuksen arvioitiin tapahtuneen kun flokkuloidun mineraalin havaittiin vaah-dottuneen saostuneiden ilmakuplien avulla. Kokooja oli kaavan RN(CH2P03Na2 )2 mukainen, jossa R oli n-oktyyli.

20 Minimimäärä kokoojaa, joka tarvittiin saamaan aikaan mineraalin täydellinen vaahdottuminen kussakin mainituista pH-arvoista merkittiin muistiin. Kokoojakonsentraatioilla alueella 10-200 mg/1 vaahdotus tapahtui ainoastaan pH:ssa 4-6,5 kokoojakonsentraatiolla 100 mg/1 tai enemmän.

25 Samat tulokset havaittiin tantaliitilla kolumbiitin sijasta.

Samat tulokset havaittiin monatsiitilla kolumbiitin sijasta.

Esimerkit 4 ja 5 30 Esimerkkien 1-3 mukainen menettelytapa toistettiin hematiitilla kolumbiitin sijasta. Hematiitti vaahdottui PH :ssa 4-7,5 kaikilla kokoojakonsentraatioilla alueella 10-200 mg/1.

Esimerkit 6 ja 7 35 Esimerkkien 1-3 mukainen menettelytapa toistettiin i2 79041 smitsoniitilla (sinkkikarbonaatti) ja monatsiitilla. Ko-koojamäärät, joka tarvittiin saamaan aikaan mineraalin kolmen neljänneksen vaahdottumisen erilaisilla pH-tasoil-la, olivat seuraavat.

5 mg/1 Smitsoniitti Monatsiitti 200 6,8 - 10,5 4 - 7,5 100 6,9 - 7,8 4,5 - 7 50 7,4 5-6

Monatsiitin oleellisesti täydellinen vaahdottuminen 10 tapahtui 200 mg/l:n konsentraatiolla pH:ssa 4,9 - 5,7.

Smitsoniitti voidaan siis erottaa dolomiitista pH:n 8 yläpuolella ja silikaattimineraaleista pH:n 7 yläpuolella (ks. vertailevat esimerkit tuonnempana).

Vertailevat esimerkit 15 Esimerkin 1 tavalla testattiin myös erilaisia har- memineraaleja, joita usein on esimerkkien 1-7 mineraalien yhteydessä. Mineraalit olivat dolomiitti, kalsiitti, apa-tiitti, granaatti, turmaliini, kloriitti, kvartsi. Kokoo-jamäärät, jotka tarvittiin mineraalin kolmen neljänneksen 20 vaahdotuksen pH-arvoilla, olivat seuraavat.

PH

Dolo- Kai- Apa- Gra- Turma- Klo- mg/1 miitti siitti tiitti naatti liini riitti 200 4,5-8 2,5-10 2,5-9 2-8 2-7 2-11 25 100 5-8 3-10 3,5-8,8 2-7 2-6,5 3-8 50 5,5-8 3,5-9,5 4,2-8,2 2-7 2-6 4-7 20 6,5-7,5 3,8-8,5 5,5-6,5 2-8 2-6 10 - 4,2-7,5 - 2-7 2-5,8 30 Tulokset mineraalien täydellisen vaahdottumisen osalta olivat seuraavat:

II

i3 79041

pH pH pH

mgl/1 Kalsiitti Granaatti Turmaliini 200 3-6 2-7 2-4,1 100 4-5 2-6 2-4,1 5 50 2-6 20 2-7

Kvartsi ja garnieriitti eivät vaahdottuneet oleellisesti ollenkaan pH:ssa 2-11 kokoojamäärillä 200 mg/1 tai vähemmän.

10 Esimerkit 8-10

Esimerkin 1-3 mukainen menettelytapa toistettiin hematiitilla, kolumbiitilla, kromiitilla ja tantaliitilla. Tulokset mineraalien kolmen neljänneksen vaahdottumiselle olivat seuraavat.

15 pH pH pH pH

mg/1 Hemaliitti Kolumbiitti Kromiitti Tantaliitti 200 2X-6,5X, 6,5-8,3 2-7 3,5-8 3,3-7,4 100 2X-7*, 7-8,1 2-7 4,2-7,5 3,6-7 50 2X-7,2X 2-3 5-7 5,4 20 20 2X -7,5X 5,5-7 10 2X -7,5X 5,5-7

Hematiitin tuloksissa tähti tarkoittaa täydellistä vaahdotusta.

Esimerkit 11-14 25 Esimerkkien 1-3 mukainen menettelytapa toistettiin

rutiilin ensimmäisellä näytteellä ja myös rutiilin toisella näytteellä, sen jälkeen kun se oli pesty laimealla rikkihapolla 30 minuutin ajan pH:ssa 2,2. Molempien näytteiden kokeet tehtiin aminodifosfonaattikokoojalla, jossa R

30 on n-oktyyli ja hapolla pestyllä näytteellä tehdyt kokeet tehtiin myös vastaavilla alkyyliaminodifosfonaattikokoo-jilla, joissa R oli isonyyli ja n-dodekyyli, joita tutkittiin ainoastaan pH-alueella 3,5 - 11. Tulokset kolmen neljänneksen vaahdotukselle olivat seuraavat.

14 79041 1. näyte 2. näyte mg/1 n-oktyyli n-oktyyli isononyyli dodekyyli 200 4,5-8 2-7 2-11 5,5-10,1 100 2-6,2 2-10,4 3,5-9,9 5 50 2-5,4 2-9,5 3,5-9,5 20 3,5-8,4 10 3,5-5,4 täydellinen vaahdotus 200 3,8-5,3 5,3-10,1 5,5-9,8 10 100 3,5-9,1 50 3,5-9,5 6-8

Esimerkit 15-17

Esimerkkien 1-3 mukainen menettelytapa toistettiin 15 pyrokloorilla ja n-oktyylin, isononyylin ja dodekyylin derivaatoilla. Tulokset kolmen neljänneksen vaahdotukselle olivat seuraavat.

isono- dodekyyli mg/1 n-oktyyli nyyli dodekyyli täyd. vaahdotus 20 200 ei yhtään 7,3-10 7,1-11 8,3-9,4 100 7,3-11 8,5-10,2 50 7,4-11 9,2 20 7,8-9,9 10 8-9 25

Esimerkit 18 ja 19

Esimerkkien 1-3 mukaiset menettelytavat toistettiin uraniniitilla (uranyylioksidi) ja n-oktyylin, isononyylin ja dodekyylin derivaatoilla. Tulokset kolmen neljänneksen 30 vaahdotuksesta olivat seuraavat.

mg/1 n-oktyyli isononyyli dodekyyli 200 ei yhtään 10 - 10,7 9,5 - 11

Esimerkki 20 Tässä esimerkissä ilmaisu kg/tonni, jota on käytet-35 ty säännöstelijän, kokoojan jne. määrien yhteydessä, tar- il is 79041 koittaa määrää, joka on esitetty per tonni alkuperäistä malminäytettä ennen jauhatusta.

1 kg: n pyrokloorimalminäyte, joka oli peräisin Kanadasta ja joka sisälsi noin 0,54 % Nb (josta ainoastaan 5 noin puolet oli otettavissa talteen vaahdottamalla erittäin rikastettuna tuotteena) sekä silikaatteja, fluoriit-tia ja kvartsia, rikastettiin seuraavalla tavalla. Malmi, joka oli raekooltaan sellaista, että se läpäisi 1,7 mm seulan, jauhettiin märkä 35 minuuttia tankomyllyssä 50 % 10 kiintoainetta sisältävänä vesilietteenä, joka sisälsi 0,5 kg/tonni natriumsilikaattia. Saadulle lietteelle suoritettiin liejunerotus kolme kertaa laboratoriosyklonissa, jotta saataisiin erotetuksi vesilietteestä lieju, joka on ni-melliskooltaan 0,01 mm. Vesipitoisen lietteen pH säädet-15 tiin arvoon 9,5 natriumhydroksidilla, liete laimennettiin vedellä kiintoainepitoisuuden 30 % ja 0,5 kg/tonni natriumsilikaattia lisättiin, jota lisäystä seurasi viiden minuutin valmennus natriumoleaatin ollessa läsnä määränä 0,3 kg/tonni ja tämän jälkeen kahden minuutin vaahdotus 20 ilmalla ja vaahdon erottaminen fluoriittirikasteena vesipitoisesta lietteestä. Vaahdotusainetta ei lisätty. Tähän lietteeseen lisättiin kokoojaksi 0,2 kg/tonni n-dodekyyli-iminobis(metyleenifosfonihappoa)(lisätty vesiliuoksena natriumsuolana) valmentaen kaksi minuuttia ennen kahden 25 minuutin vaahdotusta ilmalla, vaahdon erottamista rikasteena 1 ja kokoojan lisäämistä, valmennusta, vaahdotusta ja vaahdon erotusta toistettuna vielä kahdesti, jolloin saadaan rikasteet 2 ja 3 vastaavasti ja lopullinen jäte. Fluoriittirikaste, rikasteet 1, 2 ja 3 ja jäte kukin kui-30 vattiin, punnittiin ja niiden Nb-pitoisuudet analysoitiin. Tulokset olivat seuraavat.

1...

ie 79041 % Nb:n jakautu-p-% % Nb minen

Fluoriittirikaste 12,40 0,76 17,6

Rikaste 1 10,84 0,89 18,0 5 Rikaste 2 20,31 0,75 28,5

Rikaste 3 14,80 0,54 14,9 Jäte 41,65 0,27_21,0 * 100,00 (0154) 100,0 10 * Nämä fraktiot sisälsivät suurimman osan niobiumia sisältävästä mineraalista, jota ei voitu fysikaalisesti erottaa sivukivimineraalista.

Claims (6)

17 79041

1. Menetelmä malmin rikastamiseksi, joka malmi sisältää yhdistettä, joka on sekasiirtymämetallioksidi, jos- 5 sa siirtymämetalli on vanadiini, niobinum tai tantaali tai niiden seos, tai kromi tai mainitun sekasiirtymämetalli-oksidin alkalimetalli- ja/tai maa-alkalimetallisuola, jossa menetelmässä malmin vesiliete saatetaan vaahdotukseen kokoojareagenssin läsnäollessa, jolloin muodostuu rikas-10 tettua malmia sisältävä vaahto ja rikastusjäännös, tunnettu siitä, että malmin vesiliete, saatetaan pH-arvossa 4-7,5 vaahdotukseen vähintään yhden kaavan RN(R3P03H2)2 mukaisen substituoidun aminofosfonihapon tai sen suolan läsnäollessa, jossa kaavassa R on orgaani-15 nen ryhmä ja R3 on divalenssinen orgaaninen ryhmä, jolloin muodostuu rikastettua malmia sisältävä vaahto ja mainitun yhdisteen suhteen köyhtynyt rikastusjäännös, ja vaahto erotetaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että R3 on metyleeniryhmä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että R on alkyyli- tai alkoksial-kyyliryhmä, jossa on 4-14 hiiliatomia.

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai-25 nen menetelmä, tunnettu siitä, että R on alkyyli- ryhmä, jossa on 4-10 hiiliatomia ja R3 on metyleeni.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että R on alkyyli-ryhmä, jossa 7-9 hiiliatomia ja R3 on metyleeni ja että 30 rikastettua yhdistettä sisältävä fraktio erotetaan vaahdossa vesipitoisesta rikastusjäännöksestä, joka sisältää alentuneen puhtausasteen omaavaa malmia.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että malmi, joka sisältää niobiit- 35. tia, tantaliittia, kromiittia tai vanadiniittia, saatetaan vaahdotukseen pH-arvossa 5-7.