MXPA98007755A - Reactivos depresivos de minerales de sulfuro polimerico novedosos - Google Patents

Abstract

Se describen reactivos depresivos para debilitar los minerales de sulfuro durante la flotación en espuma de las menas para recuperar los minerales de valor, asícomo también un método para su uso en la flotación en espuma. Los reactivos depresivos novedosos son terpolímeros de una (meth)acrilamida, un aliltiourea y un (meth)acrilato de hidroxialquilo.

Description

REACTIVOS DEPRESIVOS DE MINERALES DE SULFURO POLIMERICO NOVEDOSOS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Uno de los factores principales en la flotación espumosa de minerales es proporcionar concentraciones de minerales de valor que tienen tan bajos niveles de minerales de ganga como sea posible. Cuando las menas de sulfuro se utilizan, por ejemplo, concentrados de flotación se transportan directamente a. fusión sin procesamiento adicional y por lo tanto mayores consentraciones de contaminantes de ganga en la presente resultan en la producción de productos de desecho de azufre y contaminación atmosférica de S02 que son perjudiciales al medio ambiente. El problema que se vuelve así frecuente es que los fundidores son complacientes para sacrificar la -concentración del mineral de valor de los alimentos si la concentración de sulfuro de ganga también es baja. Se ha encontrado actualmente que ciertos polímeros sintéticos que contienen una combinación de ciertos grupos funcionales son reactivos depresivos muy efectivos para la separación de ciertos minerales de valor a partir de otros minerales de valor y/o a REF. 28251 partir de minerales de ganga, en general, y pirita, p'irrotita y otros sulfuros de ganga, en particular. Estos reactivos depresivos resultan en una reducción sustancial de la contaminación de minerales de ganga de concentrados minerales que son así transportados al fusionador, especialmente en el caso de concentrados minerales de sulfuro, que tienen un efecto positivo en el impacto ambiental de la operación de fusión. El término "ganga", como se utiliza en la presente, puede incluir los elementos de penalización así llamados tales como arsénico y antimonio, especialmente como sulfuros. La Patente de los Estados Unidos No. 4,866,150 está dirigida a copolímeros y terpolímeros novedosos de una acrilamida y una tiourea que se enseñan como reactivos depresivos para los minerales de sulfuro de ganga, mientras que la Patente de los Estados Unidos No. '-4,888,106 reclama el uso de aquellos polímeros en el beneficio de los minerales de valor de sulfuro. La Patente de los Estados Unidos No. 4,744,893 reclama un método para beneficiar los minerales de valor de sulfuro utilizando' un reactivo depresivo que comprende un terpolímero de una acrilamida, un grupo hidroxilo que contiene monómero y un ásido asrílico o sal. El polímero per s e es reclamado en la Patente de los Estados Unidos No. 4_, 902, 764.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida a un terpolímero novedoso q e comprende unidades recurrentes de una acrilamida, una tiourea y un grupo hidroxilo que contiene monómero de (meth) acrilato cuyo terpolímero se ha ensontrado para proporcionar exselente benefisio de minerales de valor con el rechazo inesperadamente superior correspondiente de minerales de ganga y/o separación de minerales de valor entre sí.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN INCLUYENDO MODALIDADES PREFERIDAS De acuerdo con la presente invención, se proporcionan terpolímeros nuevos y útiles, los terpolímeros comprenden unidades recurrentes de la fórmula : en donde sada R es individualmente hidrógeno o un grupo alquilo de C?-C¡, cada R1 es, individualmente hidrógeno o metilo, • R2 es hidrógeno o un grupo alquilo de C?-C4, cada R3 es, individualmente hidrógeno o un grupo alquilo de C?~C4, R4 es hidrógeno o un grupo alquilo de C1-C4, cada X es, individualmente hidrógeno o un grupo hidroxilo, con la condisión de que por lo menos una X sea un grupo hidroxilo, x es una-, frasción molar que varía de aproximadamente 60% a aproximadamente 98%, y es una fracción molar que varía de aproximadamente 1% a aproximadamente 20% y z es una fracción molar que varía de aproximadamente 1% a aproximadamente 20% y el peso molecular del polímero varía de aproximadamente 1000 a aproximadamente 2 millones. De preferencia, el peso molecular del terpolímero varía de aproximadamente 5,000 a aproximadamente 500,000, x es una fracción molar que varía de aproximadamente 70 a aproximadamente 90%, y es una fracsión molar que varía de aproximadamente 5 a aproximadamente 15% y z es una fracción molar que varía de aproximadamente 5 a aproximadamente 15%. En las modalidades preferidas, los terpolímeros de la fórmula anterior son aquellos en donde el terpolímero comprende las unidades x de acrilamida, unidades y de aliltiourea y unidades z de metacrilato de hidroxietilo o metacrilato de dihidroxipropilo. Estos nuevos terpolímeros se pueden preparar por métodos de polimerización enseñados en la técnica, por ejemplo, las Patentes de los Estados Unidos Nos. 3,002,960; 3,255,142, etc., incorporadas en la presente por referencia. Más particularmente, se preparan por copolimerización de los monómeros apropiados a una temperatura desde aproximadamente 40°C a aproximadamente 100°C, de preferencia de aproximadamente 55°C a aproximadamente 70°C, bajo condiciones adiabáticas o isotérmicas y en presencia de un catalizador apropiado tal como un peróxido, azo o sistema redox. Más particularmente, los polímeros de esta invención comprenden como las unidades (x), aquellas derivadas a partir de acrilamida per se , acrilamidas de alquilo tales como metacrilamida, etc., y acrilamida de N-sustituida y metacrilamidas tales como N, N' -dimetilacrilamida , etc. Las unidades (y) del polímero definido en lo anterior se derivan a partir de derivados de tiourea 5 tales como aliltiourea, N-alil-N' -met iltiourea, N- alil-N' -benzoiltiourea, N-alil-N-metil-N' , N' -dimetiltiourea y similares. Las unidades (z) del terpolímero se derivan a partir del grupo hidroxilo que sontiene monómeros 10 que incluyen los acrilatos de hidroxialquilo y ágk metacrilatos tales como acrilato de hidroxietilo, metacrilato de hidroxietilo, acrilato de dihidroxipropilo, metacrilato de dihidroxipropilo, acrilato de hidroxibut ilo , acrilato de hidroxipent ilo, acrilato 15 de hidroxihexilo, metacrilato de hidroxibut ilo, metacrilato de hidroxipentilo , metacrilato de hidroxihexilo, acrilato de dihidroxietilo, ^ metacrilato de d'ihidroxietilo, acrilato de dihidroxibutilo, metacrilato de dihidroxibutilo , 20 acrilato de dihidroxipent ilo, metacrilato de dihidroxipentilo , acrilato de dihidroxiciclohexilo, metacrilato de dihidroxihexilo y similares. Los polímeros pueden contener pequeñas cantidades, es decir,- una fracción molar de por lo menos de aproximadamente 5% de otros comonómeros copolimerizables, por ejemplo, ácido acrílico o grupos que ocurren como un resultado de la postreacción del terpolímero, por ejemplo, hidrólisis de las unidades x para los grupos que contienen carboxilo. Los terpolímeros novedosos de la presente invención se pueden utilizar en procesos de flotación para separaciones importantes; por ejemplo, cobre a partir de molibdenita deprimiendo el formador; sulfuros de plomo y cobre a partir de pirita y sfalerita deprimiendo el último; pentlandita a partir de pirrotita deprimiendo el último; sulfuros de cobre o sfalerita a partir de pirita deprimiendo el último, etc . _ En otro aspecto, la presente invención proporciona un método nuevo y mejorado para el beneficio de minerales de valor a partir de menas con rechazo selectivo de minerales de ganga o la separación de minerales de valor entre sí, el método que comprende: (a) proporcionar una suspensión de pulpa acuosa de partículas de mena de liberación dimensionada, divididas finamente que contienen los minerales de valor y ganga; (b) acondisionar la suspensión de pulpa con una cantidad efectiva del reactivo depresivo de ganga, un colestor de mineral de valor y un agente de espumación, el reactivo depresivo que comprende un polímero que comprende: (i) unidades x de la formula: (ii) unidades y de la formula: (iii) unidades z de la fórmula: en donde cada R es, individualmente hidrógeno o un grupo alquilo de C?-C , cada R1 es, individualmente hidrógeno o metilo, R2 es hidrógeno o un grupo alquilo de C?~C4, cada R3 es, individualmente hidrógeno o un grupo alquilo de C1-C4, R4 es hidrógeno o un grupo alquilo de C?~C4, cada X es, individualmente hidrógeno o un grupo hidroxilo, con la condición de que por lo menos una X sea un grupo hidroxilo, x es una fracción molar que varía de aproximadamente 60% a aproximadamente 98%, y es una fracsión molar que varía de aproximadamente 1% a aproximadamente 20%, z es una fracción molar que varía de aproximadamente 1% a aproximadamente 20% y el peso molecular del polímero varía de aproximadamente 1000 a aproximadamente 2 millones, y (c) someter la suspensión de pulpa acondicionada a flotación espumosa y recolectar el mineral de valor que tiene un contenido reducido de ganga u otro mineral de valor. De preferencia, el peso molecular del terpolímero varía de aproximadamente 5,000 a aproximadamente 500,000, x es una fracción molar que varía de aproximadamente 70 a aproximadamente 90%, y es una fracción molar que varía de aproximadamente 5 a aproximadamente 15% y z es una fracsión molar que varía de aproximadamente 5 a aproximadamente 15%. El método nuevo y mejorado de benefisio para minerales de valor por prosedimientos de flotación espumosa que emplea los reactivos depresivos sintéticos de acuerdo, con esta invención proporciona excelente recuperación metalúrgica con mejoramientos significativos en calidad. Los reactivos depresivos minerales novedosos son efectivos sobre un rango - amplio de pH y dosis, por ejemplo, de aproximadamente 0.01 lb./ton a aproximadamente 5.0 lb./ton. Los reactivos depresivos son compatibles con recolectores de minerales y espumación disponibles y pueden ser fácilmente incorporados en cualquier sistema que opera actualmente o con facilidad. Además, el uso de reactivos depresivos de mineral polimérico, cuando se emplean con menas de sulfuro, pueden reducir significativamente las emisiones de S02 a partir de las operaciones de fusión reduciendo la cantidad de minerales de sulfuro de ganga que permanece en el concentrado de sulfuro de valor para ser fusionado. Además, otros químicos con propiedades fuertemente reductoras u oxidantes (en siertos sistemas de minerales-) se pueden utilizar junto con los polímeros novedosos para obtener condiciones redox apropiadas. En otras palabras, cualquier agente "que modifica la superficie" se puede utilizar para preparar las superficies de sulfuro para aumentar la adsorción de los polímeros reactivos depresivos novedosos. Ejemplos de tales reactivos incluyen NaCn, reactivo Nokes, mercaptoetanol, ácido tioglicólico, ferri y ferro-cianuros de Na o K, hidroxietiltritiocarbo'natos y otros tritiosarbonatos , peróxido de hidrógeno, ozono, aire, oxígeno, dióxido de azufre, cianuro de zinc, Nokes arsénico, ácido mercaptopropiónico , ácido mercaptosuccínico , otros ácidos de mersapto relacionados, 2-tiouracil, tioglicerol y similares. Los compuestos adicionales que se pueden utilizar' junto con el polímero novedoso se dan en la publicación de Nagaraj et al., Trans. IMM, Vol. 95, marzo de 1986, pp . C17. Las relaciones de estos agentes que modifican la superficie para el polímero novedoso del mismo varía de aproximadamente 0.05-5.0:1, respectivamente, de preferencia de aproximadamente 0.02-2.0:1, aunque las condiciones de uso y menas tratadas pueden variar algo estas cantidades . La presente invención está de preferencia dirigida a la separación selectiva de sulfuros, por ejemplo, sulfuros de ganga, a partir de menas de cobre, menas de sulfuro complejo, etc., que contienen plomo, cobre, zinc, plata, oro, etc., menas de níquel y níquel-cobalto, menas de oro y menas de oro-plata y para facilitar separaciones de cobre-molibdeno, c-obre-plomo, plomo-zinc, cobre-zinc, etc. Los ejemplos siguientes se establecen sólo para propósitos de ilustración y no son para ser interpretados como limitaciones en la presente invención, excepto .como se establece en las reivindicaciones anexas. Todas las partes y p'orcentajes son por peso a menos que se especifique en otra forma .

Ejemplo 1 A un recipiente de reacción de 5 cuellos adecuado, equipado con un agitador mecánico, un condensador y un termómetro, se cargan 22.4 partes de un N-aliltiourea al 33% en una solución de isopropanol/agua 1:1 (7.4 partes) y 140 partes de agua. El pH de la mezcla se ajusta de 6.0 a 7.0 son ácido sulfúrico al 20% seguido por la adición de 0.32 partes de CuS04.5H20. La mezcla bajo agitación se calienta a 55°C. Se alimenta simultáneamente a 55°C, 20 ce cada uno de 19.4% de persulfato de amonio y 16.9% de metabisulfito de sodio, respectivamente con una bomba de jeringa a una velocidad de 0.11 ss/min. Diez minutos después de la alimentasión del catalizador redox, la alimentación de una mezcla de 8.4 partes (0.064 moles) de metacrilato de hidroxietilo y 159 partes de acrilamida al 52% (1.16 moles) también se comienza a una relación de 1.7 g por minuto. La polimerización se sontinúa a 55°C hasta que se alsanza por lo menos 95% de conversión del monómero con base en la titulación de dodecilmercaptano/yodo (2-4 horas) . El pH de la solución de copolímero terminada se ajusta a 6.0-7.0 con NaOH al 20%.

Ejemplo 2 Se sigue nuevamente el procedimiento del Ejemplo 1 excepto que se reemplaza el metacrilato de hidroxietilo por metacrilato de dihidroxipropilo. Se logran resultados similares.

Ejemplos 3-7 El procedimiento de los Ejemplos 1 y 2 son se siguen nuevamente. Las composiciones preparadas se muestran en la Tabla 1, siguiente.

Tabla I • Ejemplo Unidades X Unidades y Unidades z 3 R1 = H R2 = H R1 = H Cada R = H cada R3 = CH3 R4 = H ambos de X = OH 4 R1 = H R2 = H R1 = CH3 cada R = CH3 cada R3 = H R4 = H uno de X = OH 5 R1 = CH3 R2 = H R1 = H cada R = H cada R3 = H R4 = C2H5 uno de X = OH 6 R1 = H R2 = H R1 = H cada R = C2H5 cada R3 = H R4 = H uno de X = OH 7 R1 = H R2 = CH3 R1 = CH3 cada R = H cada R3 = CH3 R4 = CH3 ambos de X = OH Ejemplos 8 - 10 Las pruebas de flotación se llevan a cabo en una mena de zinc del Norte de África. Las muestras de pulpa se toman a partir de la planta y se evalúan en una máquina flotadora de laboratorio. El procedimiento de laboratorio incluye las etapas de 1) agregar solución de .sulfato de cobre a la celda del flotador para activar los minerales de zinc seguido por el acondicionamiento durante un minuto, 2) agregar un colector de flotación-amilxantato de potasio (PAX) y acondicionar durante un minuto 3) agregar una solución del reactivo depresivo polimérico en agua a la celda flotadora seguida por un minuto de acondicionamiento, y 4) airear para afestar la flotasión de los minerales flotables y res.olestar el produsto y colas de flotación. El análisis del concentrado y colas de flotación demuestran el grado de zinc mejorado, especialmente en la etapa de desgaste de flotación con el polímero del Ejemplo 1, contra '-ya sea la prueba de control sin ningún reactivo depresivo o la prueba con un copolímero AMD/HEM. La pérdida ligera en la recuperación de Zinc es inevitable ya que algo del mineral de Zn está bloqueado mineralógicamente con minerales de sulfuro de ganga.

C =- Comparativo AMD/HEM = Copolimero de Acrilamida/Metacrilato de hidroxietilo (90/10); peso promedio m.p. = 10K AMD/HEM/ATU = Terpolimero de Acrilamida/Metacrilato de hidroxietilo/- Aliltiourea (90/5/5); peso promedio m.p. = 5K Ejemplos 11-14 En otra muestra de pulpa de la misma planta como en los Ejemplos 8-10, se compara el polímero del Ejemplo 1 con los copolímeros de acrilamida con aliltiourea y de acrilamida con metacrilato de dihidroxipropilo. El polímero del Ejemplo 1 da significativamente mejores grados de zinc en la etapa de desgaste que ya sea el control o el copolímero de metacrilato de dihidroxipropilo o el copolímero de aliltiourea. En realidad, el concentrado de desgaste de zinc obtenido con el polímero del Ejemplo 1 es de grado suficientemente alto (53%) para" derivación del circuito de limpieza y se reporta directamente como el producto de valor final. De esta forma, el 64% del zinc en la alimentación original puede derivarse del circuito de Limpieza. Este es un beneficio de derivación principal. Obsérvese también que un pH de 10.5 se utiliza con el polímero del Ejemplo 1, mientras que un pH de 12.3 es típicamente necesario para obtener grados de alto concentrado en ausencia del reactivo depresivo polimérico. De esta forma, los a-horros sustanciales del costo en línea se puede lograr cuando se utiliza el polímero del Ejemplo 1.

Tabla III C = Comparativo AMD/ATU = Copolimero de Acrilamida/Aliltiourea (90/10); peso promedio m.p. = 5K AMD/DHPM = Copolimero de Acrilamida/Metacrilato de dihidroxipropilo (90/10); peso promedio m.p. = 10K AMD/HEM/ATU = Terpolimero de Acrilamida/Metacrilato de hidroxietilo/- Aliltiourea (90/5/5); peso promedio m.p. = 5K Ejemplos 15-17 En una tercera muestra de pulpa de la misma mina del Norte de África, como en los Ejemplos 8-10, el polímero del Ejemplo 1 se compara con un control y un copolímero de acrilamida/metacrilato de hidroxietilo. Se obtienen significativamente mejores grados de zinc con sólo una pequeña pérdida en la recuperación de zinc, especialmente en la etapa de flotación de desgaste. Nuevamente, el concentrado de zinc de desgaste es suficientemente alto en grado para derivar el circuito limpiador y calificarlo como el producto final, el cual tiene un beneficio mayor para la planta de operación. La pequeña pérdida en la recuperación de zinc es inevitable debido al bloqueo de algo de mineral de zinc con sulfuros de fierro.

Tabla IV C = Comparativo AMD/ATU = Copolimero de Acrilamida/Aliltiourea (90/10); peso promedio m.p. = 5K AMD/HEM/ATU = Terpolimero de Acrilamida/Metacrilato de hidroxietilo/- Aliltiourea (90/5/5) ; peso promedio m.p. = 5K Ejemplos 18-22 Siguiendo el procedimiento del Ejemplo 10, los polímeros de los Ejemplos 3-7 se sustituyen individualmente para el polímero utilizado en la presente. Se logran resultados similares.

En ciertos casos, se necesitan los reactivos depresivos de mineral, de sulfuro para separarlos de los minerales sin sulfuro en ya sea menas de sulfuro o- menas sin sulfuro. Algunos ejemplos de estas separaciones son: rechazo de minerales de sulfuro de ganga tal como pirita a partir de carbón mineral; rechazo de sulfuros de ganga a partir de minerales del tipo de óxido de valor tal como, casiterita; recuperación de minerales de sulfuro de valor tales c'omo aquellos de metales básicos a partir de minerales sin sulfuro de ganga tales como sílice, silicatos, carbonatos, etc., debilitando los minerales de sulfuro y haciendo flotar los minerales sin sulfuro .

Ejemplo 23 El polímero del Ejemplo 1 se evalúa como un reactivo depresivo para el rechazo de los sulfuros de fierro, por ejemplo, tal como pirita durante el beneficio de los carbones minerales. Se logra la depresión selectiva de los sulfuros.

Ejemplo 24 El polímero del Ejemplo 1 también se evalúa como un reactivo depresivo para el volumen de los sulfuros de valor, por ejemplo, aquellos de cobre, níquel y fierro, y la subsecuente separación por flotación de los minerales sin sulfuro de ganga, por ejemplo, sílice y silicatos. Se logra el volumen de la depresión de sulfuros y los no sulfuros de ganga se hacen flotar constantemente utilizando ácido graso o colestores de amina.

Ejemplo 25 El polímero del Ejemplo 1 también se evalúa como un reactivo depresivo para los sulfuros de ganga presentes en una mena de estaño durante la separación por flotación de los minerales de estaño de valor, por ejemplo, sasiterita. Otra vez se logra el volumen de . la depresión de sulfuros mientras que la casiterita de mineral sin sulfuro de valor se hace flotar utilizando sulfonato o colectores de sulfosuccinato . Los polímeros de la presente invención también pueden ser utilizados en otras separaciones implicando la depresión de los minerales de sulfuro en muchos tipos de menas de sulfuro y sin sulfuro. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención . Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Una somposición polimérica caracterizada porque comprende unidades recurrentes de la fórmula: en donde cada R es individualmente hidrógeno o un grupo alquilo de C1-C4, cada R1 es, individualmente hidrógeno o metilo, R2 es hidrógeno o un grupo alquilo de C?~C4, cada- R3 es, individualmente hidrógeno o un grupo alquilo de C1-C4, R4 es hidrógeno o un grupo alquilo de C?-C4, cada X es, individualmente hidrógeno o un grupo hidroxilo, con la condición de que por lo menos una X sea un grupo hidroxilo, x es una fracción molar que varía de aproximadamente 60% a aproximadamente 98%, y es una fracción molar que varía de aproximadamente 1% a aproximadamente 20% y z es una fracción molar que varía de aproximadamente 1% a aproximadamente 20% y el peso molecular- del polímero varía de aproximadamente 1000 a aproximadamente 2 millones.

2. El polímero de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las unidades x son unidades de acrilamida, las unidades y son unidades de aliltiourea y las unidades z son unidades de metacrilato de hidroxietilo o metacrilato de dihidroxipropilo.

3. El polímero de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada R es hidrógeno, cada R1 es hidrógeno, R2 es hidrógeno, cada R3 es hidrógeno, R4 es metilo y cada X es un grupo hidroxilo.

4. Un método el cual está caracterizado porque beneficia los minerales de valor de los minerales con rechazo selectivo de ganga u otros minerales de valor por: a) proporcionar una suspensión de pulpa acuosa de partículas de mena de liberación dimensionada, divididas finamente que contienen los minerales de valor y ganga; b) acondicionar la suspensión de pulpa con una cantidad efestiva del reactivo depresivo de ganga, un colector de mineral de valor y un agente de espumación, respectivamente, el reactivo depresivo que comprende un polímero que tiene Unidades recurrentes de la fórmula : en donde cada R es, individualmente hidrógeno o un grupo alquilo de C?-C4, cada R1 es, individualmente hidrógeno o metilo, R2 es hidrógeno o un grupo alquilo de C?-C4, ' ada R3 es, individualmente hidrógeno o un grupo alquilo de C?-C4, R4 es hidrógeno o un grupo alquilo de C?-C4, sada X es, individualmente hidrógeno o un grupo hidroxilo, son la condición de que por lo menos una X sea un grupo hidroxilo, x es una fracción molar que varía de aproximadamente 60% a'- aproximadamente 98%, y es una fracción molar que varía de aproximadamente 1% a aproximadamente 20%, z es una fracción molar que varía de aproximadamente 1% a aproximadamente 20% y el peso molecular del polímero varía de aproximadamente 1000 a aproximadamente 2 millones, y c) someter la suspensión de pulpa acondicionada a flotación espumosa y recolectar el mineral de valor que tiene un contenido reducido de ganga u otro mineral de valor *

5. El proceso de conformidad son la reivindicación 4, caracterizado porque las unidades x son unidades de acrilamida, las unidades y son unidades de aliltiourea y las unidades z son unidades d.e metacrilato de hidroxietilo o metacrilato de dihidroxipropilo .

6. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque cada R, cada R1, R2 y cada R3 es hidrógeno, R4 es metilo y cada X e.s un grupo hidroxilo.