NO133124B - - Google Patents

Description

Fremstillingen av forskjellige ferrosiliciumlegeringer med ca. 15 vekt$ silicium og deres anvendelse som tungstoff til tilberedning av vandige tungpulper for synke-. og flyteoppberedninger av mineraler, eksempelvis malm, er allerede omtalt i de tyske patenter 972.687 og 1.212.733 samt i DAS I.O58.O8I. Slike ferrosiliciumlegeringer inneholder fosfor maksimalt i spor inntil ca. 0,05 vekt%. På grunn av deres i malt tilstand høye korrosjonstendens og på grunn av den betraktelige slitasje i tungpulp anvendes f.errosilicium-pulveret fortrinnsvis i forst.øvet form med glatt og avrundet, fortrinnsvis kuleaktig partikkeloverflate.

Som synke- og flyteoppberedning betegner man adskillelsen av.mineraler av forskjellig tetthet ved hjelp av den vandige suspensjon av et finfordelt tungstoff, en såkalt pulp, hvis tetthet eller "Wichte" ligger mellom denne for mineralene som skal adskilles. Ved innføring av mineralmengden i suspensjonen flyter den lettere del opp, den tyngre synker. Til forberedning knuses det mineralske råstoff til den egnede

,kornstørrelse, siktes og avbruses før det i det f.eks. som faststående konus, som cyklon eller som roterende trommel ut-formede skillekar treffer sammen med pulpen. Etter foretatt adskillelse avdusjes synke- og flytegodset igjen for å gjen-vinne vedhengende tungstoff. Dette adskilles i et spesielt kretsløp magnetisk fra den ved hjelp av dusjvann fortynnede pulp og gjenvinnes på denne måte og renses. Trinnrekkefølgen for denne fremgangsmåten er praktisk talt lik i alle anlegg.

Som tungstoffer finner det i dag fortrinnsvis anvendelse slike pulvere som gjenvinnes på nevnte måte ved hjelp av magnetseparering' og kan befris fra umagnetiske forurensninger, i første rekke magnetitt for lave og ferrosilicium med 8 til 25 vekt% Si for høyere pulptetthet. Kornområdet av det ved hjelp av fordysing og formaling fremstilte tungstoff ligger mellom 0,001 og 0,4 mm.

Ved siden av magnetiserbarheten forlanges av et tungstoff dessuten en rekke andre egenskaper, som på den ene side tar sikte på et minst mulig forbruk av tungstoff, for det annet tar sikte på en best mulig adskillelse av mineralene med optimal uttagning av de enkelte komponenter; For oppnåelse av en god skilling følger man i første rekke den med tungstoff tilberedte pulp, som hovedsakelig karakteriseres ved 3 egenskaper:

1) Pulptetthet

2) Viskositets- resp. konsistensforhold

3) Stabilitet, dvs. faststoffpartiklenes avsetnings-hastighet

Tap av tungstoff forårsakes av følgende faktorer: 1) Korrosjonstap av tungstoffet

2) Klebing til uttatt synke- og svømmegods

3) Over- resp. avløp av.magnetseparatoren eller for-tykkeren for det magnetisk gjenvundne ferrosilicium.

Det har vist seg at såvel egenskapene av pulpen s'om også tapet av tungstoff påvirkés avgjørende ved tungstoffets korrosjonsforhold i pulpen. Ved fortløpende korrosjon nedsettes såvel innholdet av tungstoff som også tungstoffets spesifikke tetthet ved dannelse av overflatelig-oksydsjikt. For allikevel å kunne inneholde den for nødvendig adskillelse krevede skilletetthet må det tilsettes mer tungstoff-, derved øker pulpens viskositet, hvorved adskillelsen resp. utføring av de enkelte komponenter senkes. Som det vises i eksempel 2 på produktene C og E, økes imidlertid også viskositeten av en pulp når tungs-toffet ligger under for korrosjonsvirkning.

Videre påvirkes de magnetiske egenskaper negativt på grunn av de på grunn av korrosjonsvirkning dannede oksydsjikt. Korrosjonen bevirker imidlertid også at turigstoffpar-tiklene stadig blir mindre. Den på denne måte dannede findel av tungstoffet avsetter seg ikke mer i inntykkeren på grunn av pulpens økede stabilitet og uttas i inntykkerens overløp. Korrosjonen fører altså såvel til høyere tungstofftap og til høyere viskositet og påvirker allerede derved synke- og flyte-fremgangsmåtens økonomi, som også fører til en nedgang i separeringsresultatet og dermed til en nedsettelse av malmut-byttet og malmkonsentrasjonen i synkegodset.

Det har nå overraskende vist,seg at korrosjons-forholdet kan forbedres sterkt, når det som tungstoff anvendte forstøvede (fordysede eller granulerte) eller malte ferrosilicium legeres med 0,3 til 2,5 vekt? fosfor. Denne effekt* er desto mer overraskende, da det normalt i metallurgien øker elementet,fosfor ikke som f.eks. elementene krom, nikke eller kobber legeringenes korrosjons fasthet.

: Jern/siiicium/fosforlegeringer med 13 til 25 vektjS silicium og 2 til 3 vekt% fosfor er kjent og ble undersøkt metallografisk (sammenlign F.Sauerwald u.a., "Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie, bind 210 (1933), side 23 til 25). Med hensyn til deres fremstilling eller eventuelle tekniske anvendelse er det derimot ikke blitt kjent noe, likeså lite om deres spesielle korrosjonsbestandighet.

Ifølge oppfinnelsen anvendes en pulverformet jern/silicium/fosforlegering med 8 til 25 vekt? silicium og 0,3 til 2,5, fortrinnsvis. 1 til 1,5 vektjS fosfor og eventuelt 0,02 til 2 vekt% karbon, resten jern og fremstillingsbetingede forurensninger, som tungstoff i vandig tungpulp for synke-

og flyteoppberedning av mineraler.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan videre etter valg være karakterisert ved at a) den pulverformede legering består overveiende av kompakte partikler jned glatt og -avrundet, fortrinnsvis kuleformet overflate, b) videre :kan anvendelsen omfatte.at legeringen består av .finmalt pulver..

Videre kan:

c) legeringen smeltes i en elektrotermisk réduksjons-ovn av jern, kvarts, kull og ferrofosfor eller i

en induksjonsovn av jern, ferrosilicium og ferrofosfor ved 1200 til 16506C og er blitt forstøvet smelteflytende tilstand på i og for seg kjent'

måte ved hjelp av vann, vanndamp eller luft med

2 til 30 ata trykk til overveiende kompakte partikler med. glatt og avrundet overflate,

d) legeringen smeltes" i en elektrotermisk reduksjonsovn av jern, kvarts, kull og ferrofosfor eller-i

en induksjonsovn av jern. ferrosilicium og. ferrofosfor ved 1200 til .1650 C, støpes i former av-kjøles, brytes og er blitt malt.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av en vandig tungpulp for synke- og flyteoppberedning av mineraler, eksempelvis malm, hvor man som tung-

stoff anvender en pulverformet jern/silicium/fosforlegering med 8 til 25 vekt? silicium og 0,3 til 2,5, fortrinnsvis 1 til 1,5 vekt? fosfor.

De fosforfrie ferrosiliciumlegeringer med 8 til

25 vekt? silicium kunne hittil bare smeltes etter.den dyre fremgangsmåten i induksjonsovner for at karboninnholdet, var. minst mulig, eksempelvis 0,3 vekt?. Med økende karboninnhold avtok korrosjonsbestandigheten. Det er nå en betydelig og ikke forutsebar fordel ved den ifølge oppfinnelsen anvendte ; jern/silicium/fosforlegering at karboninnhold inntil 2 vekt?

ikke påvirker deres korrosjonsbestandighet, overfor vandige medier. Det betyr imidlertid at. jern/silicium/fosforlegering . kan smeltes etter den meget billigere i og for seg kjente fremgangsmåte i elektrotermisk reduksjonsovn, idet det fremkommer legeringer med ca. 1 til 2 vekt? karbon.

Foruten karbon.kan jern/silicium/fosforlegeringen dessuten inneholde vanlige tekniske forurensninger av f.eks.

Mn, Al, Cu, Ti, Cr, Ni,. Mo, V eller S i en mengde på tilsammen maksimalt 3 vekt?.

Ifølge oppfinnelsen, anvendes .fortrinnsvis fordysede eller på i og for seg kjent måte under anvendelse av granuleringstallerkner, -renner eller -kjeglegranulerte jern/ silicium/fos£orlegeringer i■pulverform,.som er blitt fremstillet med vann, vanndamp eller luft direkte fra smeltestrømmen. De finfordelte, ennu smelteflytende smådråpér.bråavkjøles i vann, foravvannes, tørkes og siktes. Slike pulverpartikler har en avrundet og glatt .overflate og en. kuleaktig dråpeformet eller langstrakt form,.for■å sikre innstilling av en høy pulptetthet ved samtidig lav viskositet bg for å hindre klebetap. på malmen som skal fremstilles. Partiklene er dessuten magnetiske, meget korrosjonsbestandige og slitasjefast.e, f ori å muliggjøre en gjen-vinning fra pulpen og en hyppig gj:enanvendelse.

Istedenfor.de dyrere fordysede eller granulerte jern/silicium/fosforlegeringer kan også de billigere, i former støpte og deretter i fast tilstand malte typer anvendes som tungstoff. De malte partikler kan i tillegg dessuten på i og for seg kjent måte, eventuelt under trykk og ved, hjelp av et fordysningsmiddel føres gjennom en flammesone, idet de overflatelig smelter runde. Den malte jern/silicium/fosforlegering er nemlig vesentlig mere korrosjonsbestandig enn malt,, fosforfri ferrosilicium med rundt 15 vekt? silicium. •

De ifølge oppfinnelsen anvendte pulverformede jern/silicium/fosforlegeringer har pyknometrisk målte tettheter mellom 6,3 og 7,2 g/cm^, hvormed det i synke- og flyteanlegg for malmoppbe.redning eksempelvis kan tilberedes pulptettheter ■ fra 2,0 til 3,9, hvilket er viktig for adskillelse av f.eks. jernmalmer, wolframmalmer, diamantmalmer eller flusspat. Pulverets kornstørrelse ligger mellom ca. 0,001 og 0,4 mm, idet kornstørrelsesfordelingen fremkommer meget jevn, således.at siktekurvene i Rosin-Rammler-diagram praktisk talt lar seg gjengi som rette linjer. Med hensyn til viskositet, magnetisme og slitasjefasthet tilsvarer de ifølge oppfinnelsen anvendte-jern/silicium/f osf orle.geringer de kjente fosforfrie legeringer, korrosjonsbestandigheten er imidlertid forbedret mange ganger.

I" de følgende eksempler ble det bestemt korrosjons-forholdet av tungstoffet i 300 ml vandig-sur acetatpufferopp-løsning av pH 4,62 ved' 8<:>0°C. Tungstof f suspens j onens tetthet utgjorde gjennomgående 3,5 kg/liter. Suspensjonen ble omrørt i 96 timer med en jernblikkrører med. 400. omdreininger pr. min-utt. Den i.løpet av denne tid. dannede mengde av i det vesent-lige hydrogengass ble oppfanget og målt. Videre ble det etter avsluttet forsøk fastslått nedgang av tungstoffets pyknometer-tetthet. Høye gassmengder og de.tilsvarende større tetthetsfor-skjeller henviser til en høy korrosjonstendens, av tungstoffet. Viskositeten ble målt med. et rotas.jonsviskosimeter ifølge Stormer ved en suspensjonstetthet på 3>0 g/ml og 20°C. Eksempel 1.

I en elektrotermisk reduksjonsovn ble det innsmeltet 850 kg jernspon (skyffelvare), 400 gk kvarts (diameter:

5 til 45 mm), 200 kg magernøttkull (diameter 60 til 100 mm) og

80 kg ferrofosfor med 20% fosfor (diameter: knyttnev.estørrelse).

og den 1500°C varme smelte ble tilført en forstøvningsinnret-ning. Fordysingeri foregikk gjennom en ringslissdyse med vanndamp av 11 ato. Pulveret ble oppfanget i vann. Etter av-

vanning og tørkning ble det utsiktet en grovkornet fraksjon og underkastet et korrosjonsforsøk "B", idet de stofflige egenskaper av denne fraksjon og resultatene av korrosjonsforsøk "B" er angitt nedenfor. Sammenligningsforsøk "A" ble gjennomført med en fosforfri, fordyset ferrosilicium av tilsvarende grov korning.

Eksempel 2.

I en induksjonsovn (nettfrekvensdigelovn) ble det.." innsmeltet 800 kg jernskrot, 200 kg _ ferrosilicium med 75 vekt? '.' Si og ~80 kg ferrofosfor med 20? fosfor. Smeiten ble forstøvet, under de samme betingelser som i-eksempel 1. Etter avvanning •

og tørkning ble det isolert en spesielt finkornet fraksjon.og underkastet -korrosjonsforsøkene "E" og "F". Sammenlignings-' forsøkene "C" og "D" ble -gjennomført med'en fosforfri, fordyset resp. i tillegg malt ferrosilicium av tilsvarende fin korning..

Under synke- og flyteoppberedning av mineralene

må tungstoffet stadig ompumpes. Ved friksjon i pumpen og på rørledningene underkastes tungstoffet en slitasjevirkning. Derved danner det seg overflatelige aktive sentre, hvor korrosjonen fortrinnsvis finner sted-. Ved hjelp av en 10 timers behandling-

i en kulemølle skal slitasjevirkningen demonstreres. Derved viste det seg at det fosforholdige ferrosilicium har en mindre - ' korrosjonstendens etter maling.

Eksempel 3-

Malt ferrosilicium, med og uten fosfor.

Den ifølge eksempel 1 dannede ferrosiliciumsmelte ble ikke fordyset, men støpt i former og avkjølt. Den på denne måte i stykkform fremkomne ferrosilicium ble i første rekke knust i en knuser, deretter malt i en slagmølle, frasiktet og underkastet korrosjonsforsøk "H". Sammenligningsforsøk "G" ble gjennomført med en fosforfri malt ferrosilicium av tilsvarende fin korning.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av vandig tungpulp for synke- og flyteoppberedning av mineraler, karakterisert ved at man som tungstoff anvender en pulverformet jern/silicium/fosforlegering med 8 til 25 vekt? silicium,;0,3 til 2,5 vekt? fosfor og eventuelt 0,02 til 2 vekt? karbon, resten jern og fremstillingsbetingede forurensninger.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man anvender en jern/silicium/fosforlegering med 1 til 1,5 vekt? fosfor.

3. Fremgangsmåte ifølge en av kravene 1 til 2, karakterisert ved at man anvender, en legering som overveiende består av kompakte partikler med glatt og avrundet, fortrinnsvis kuleformet overflate.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 2, karakterisert ved at man anvender en legering i' form av finmalt pulver.