NO168750B - Fremgangsmaate og middel for anrikning av karbonatmineraler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte av den art som er angitt i krav l's ingress, samt et middel som angitt i kravene 4 og 5.

Mer spesielt angår oppfinnelsen en slik fremgangsmåte hvor gangarter skilles fra kalsiumkarbonat og magnesiumkarbonatmineraler ved flotasjon hvor det som opp-samlingsreagens for gangartene anvendes kvartære ammoniumforbindelser i kombinasjon med visse aminer, eteraminer. Oppfinnelsen angår også et middel som er egnet for slik separasjon, hvilket innebefatter kombinasjoner av de nevnte forbindelser.

Karbonatmineraler av type kalsitt forekommer i rå-mineraler vanligvis assosiert med kiselholdige gangarter og sulfidholdige gangarter, og anrikes vanligvis ved såkalt omvendt flotasjon hvorved forbindelsene, gangartene, floteres og erholdes som skumprodukt mens det rensede mineralet erholdes som kammerprodukt.

Det er kjent for anrikning av kalsitt å anvende ulike nitrogenholdige forbindelser som samlereagens for gangartene såsom fettaminer, imidazoliner og kvartære ammoniumforbindelser. Kanadisk Patent 1.187.212 be-skriver bruk av kvartære ammoniumforbindelser for anrikning av karbonatmineraler som kalsitt, dolomitt og magnesitt. Vanligvis anvendes omvendte flotasjons-fremgangsmåter også for anrikning av jernmineraler hvor gangartene, silikater, fjernes som skumprodukt,

og for dette anvendes et antall ulike forbindelser,

bl.a. har eterdiaminer blitt brukt i slike sammenhenger.

Kalsiumkarbonat finner anvendelse bl.a. som fyllmiddel ved fremstilling av papir, gummi og ulike plastmaterialer. Som fyllmiddel i papir har kalsiumkarbinat fra mineraler fått utstrakt anvendelse som erstatning for det vesentlig dyrere kaolin, og i denne forbindelse stilles det krav om renhet for silikater som innvirker ugunstig idet de tildels er mørke og således forsemrer hvitheten til papiret, dels er harde og derved kan føre til unødig slitasje på papirmaskinene.

Ifølge foreliggende oppfinnelse har det vist seg at

en meget god rensing av karbonatmineraler av typen kalsitt fra kiselholdige mineraler oppnås dersom det som samlereagens for gangartene anvendes en kombinasjon av kvartære ammoniumforbindelser og eteraminer. Ved anvendelse av slike kombinasjoner erholdes, ved rensing til en bestemt forurensningsgrad, tilsvarende utbytter som ved anvendelse av kvartære ammoniumforbindelser alene ved bruk av en vesentlig mindre totalmengde av samlerreagens. Disse fordelaktige resultater erholdes med kombinasjoner av kvartære ammoniumforbindelser og eteraminer hvor eteraminene i og for seg ikke har gitt noen anrikningseffekt eller bare ytterst liten sådan.Foreliggende oppfinnelse gir således mulighet for, på ytterst fordelaktig økonomisk måte., å fremstille metalurgisk meget gode konsentrater av kalsiumkarbonat og magnesiumkarbonatmineraler, og spesielt således å fremstille konsentrater av kalsitt som egner seg for anvendelse som f.eks. fyllmiddel i papir idet de opp-fyller de høye krav som stilles til renhet. Ved at en midre mengde samlereagens anvendes, minsker også gjenværende mengder av reagens i det erholdte konsen-trat, og videre medfører de mindre mengdene totalt anvendt samlereagens økonomiske og tekniske fordeler angående rensing av prosessvann fra flotasjonen.

Foreliggende oppfinnelse angår således en fremgangsmåte å rense kalsiumkarbonat og magnesiumkarbonat mineraler ved skumfIotasjon fra kiselholdige gangarter, hvor flotasjonen utføres i nærvær av et samlereagens for gangartene, hvilket innebefatter en kombinasjon av en kvartær ammoniumforbindelse inneholdende minst en hydrokarbongruppe med minst 8 karbonatomer, og minst 1 vekt%, regnet ut fra kombinasjonen, av en eteramin inneholdende en hydrokarbongruppe på minst 8 karbonatomer.

Fremgangsmåten ved anrikning ifølge oppfinnelsen er

egnet for rensing av mineraler såsom kalsitt, magnesitt og dolomitt, og spesielt for rensing av kalsitt. Kiselholdige forbindelser, kvarts og ulike silikater fjernes meget effektivt under anvendelse av meget mindre mengder samlereagens enn ved anvendelse av kvartære ammoniumforbineIser alene. Fremgangsmåten er sær-preget ved det som er angitt i krav l's karakteriserende del, og ytterligere trekk fremgår av kravene 2 og 3.

Selve flotasjonen utføres på i og for seg kjent måte. Råmineralene males til passende størrelse for flotasjon, vanligvis innenfor -intervallet fra ca. 5 jam til ca.

500 um, og en pulp fremstilles hvilken, etter eventuell kondisjonering, behandles med luft i nærvær av samlereagenskombinasjonen. De kiselholdige gangartene gjøres hydrofobe ved dette og erholdes som skumprodukt mens det rensede mineralet erholdes som kammerprodukt. Flotasjonen utføres i nøytralt eller alkalisk miljø, passende ved en pH som overstiger 7, og ved prosess-

vann temperatur som vanligvis ligger i området fra 5

til 30°C. På vanlig måte kan det benyttes konvensjonelle hjelpekjemikalier såsom skummidler, fortykningsmidler og dispergeringsmidler som spesielle samlereagenser for øket fjerning av eventuelle inngående sulfidholdige forbindelser, f.eks. xantaner, kan også anvendes.

Det ved flotasjonen erholdte skumprodukt kan eventuelt underkastes fornyet flotasjon om ønsket. Det erholdte hovedprodukt, karbonatmineralet, kan direkte anvendes f.eks. som fyllmiddel, hvorved selvfølgelig bearbeiding såsom maling til finere kornstørrelse kan være ønskelig.

Den ved flotasjonen totale mengde anvendte samlereagens avhenger selvfølgelig av type mineral, ønsket renhetsgrad osv., og passende mengder" kan på kjent måte utarbeides av fagmennen. Vanlig brukte mengder ligger innenfor intervallet 100 til 1000 g/tonn tørt mineralgods, og som ovenfor nevnt erholdes, sammenlignet med anvendelse av kvartøre ammoniumforbindelser alene, tilsvarende metallurgiske resultater med vesentlig mindre totalmengde av samlereagenskombinasjonen ifølge oppfinnelsen.

De kvartære ammoniumforbindelser som anvendes skal inneholde minst en hydrokarbongruppe med minst 8 karbonatomer, fortrinnsvis med 8 til 22 karbonatomer. Kvartære ammoniumforbindelser som innebefattes i foreliggende samlekombinasjoner kan karakteriseres med den generelle formel

hvor R er hydrokarbongruppen med minst 8 karbonatomer og substituentene uavhengig av hverandre er lavere alkyl- eller hydroksyalkylgrupper med 1 til 4 karbonatomer, benzylgrupper eller har samme betydning som R. X er et anion, fortrinnsvis et kloridion.

Den hydrofobe hydrokarbongruppen med minst 8 karbonatomer er fortrinnsvis en alifatisk, mettet eller umettet gruppe. Passende inneholder de kvartære ammoniumforbindelser en eller to alkyl- eller alkenyl-grupper med 8 til 22 karbonatomer. Som enkelte eksempler på gunstige forbindelser kan det nevnes di-decyldimetylammoniumklorid, oktyldecyldimetylammonium-klorid, cetyltrimetylammoniumklorid, dikokosdimetylammoniumklorid (karbonkjedefordeling hovedsakelig C12-C14), ditalgdimetylammoniumklorid (karbonkjedefordeling hovedsakelig C16-C18, med høy umetningsgrad), alkyl-benzyldimetylammoniumklorid hvor karbonkjedefordelingen tilsvarer den til kokosfettsyre. Kvartære ammoniumforbindelser inneholdende to høyere alifatiske grupper eller en høyere alifatisk gruppe og en benzylgruppe foretrekkes.

Som samlereagens anvendes de kvartære ammoniumforbindelser ifølge oppfinnelsen i kombinasjon med eteraminer inneholdende minst en hydrokarbongruppe med minst 8 karbonatomer. Anvendte eteraminer er passende primære og helst anvendes etermonoaminer, men også eterdiaminer kan anvendes. Naturligvis kan eteraminene i kombina-sjonene inngå i form av salter av mineralsyrer eller organiske syrer. Av økonomiske grunner foretrekkes da acetater og hydroklorider. Passende etermono- og di-aminer kan karakteriaseres med den genereller formelen

hvor R er hydrokarbongruppen med ninst 8 karbonatomer. Denne alifatiske gruppen kan være rett eller forgrenet, mettet eller umettet, og inneholder passende 8 til 15 karbonatomer. Aminene kan inneholde en eller fler eter-grupper, hvilket fremgår av gruppen ~cnH2n°^x-' hvor

n er et tall fra 1 til 3 og x kan derfor være et tall fra 0 til 4, x er imidlertid fortrinnsvis 0. y i formelen er et tall fra 2 til 6, fortrinnsvis 2 til 4. Som nevnt foretrekkes etermonoaminer, og z, som kan være 0 eller 1, er således helst 0. Som eksempel på passende eteraminer kan det nevnes 3-oktyloksy-n-propylamin, 3-dekoksy-n-propylamin, 3-isotridecyloksy-n-propylamin, N-dekoksypropy1-1,3-propandiamin.

En markant forbedring av separasjonsresultatene, hvilket som ovenfor kan angis som minsket mengde samlereagens for å erholde en viss bestemt rensningseffekt, erholdes ved anvendelse av mindre mengder eteramin i kombinasjon med en kvartær ammoniumforbindelse, og således anvendes de kvartære ammoniumforbindelsene i kombinasjon med minst 1 vekt% eteramin regnet ut fra kombinasjonen.

For store mengder av eteramin kan forårsake dårligere resultater, og av denne grunn bør mengden eteramin ikke overstige 30 vekt% regnet på kombinasjonen, og helst anvendes mengder innen intervallet fra 5 til 25 vekt%. Den kvartære ammoniumforbindelse og eteramin ifølge oppfinnelsen kan selvfølgelig tilsettes pulpen hver for seg eller som kombinasjon av disse. Om så ønskes kan reagensene eller reagenskombinasjonen selv-følgelig tilsettes i form av dispersjon eller løsning i vann eller annet løsningsmiddel. Blandingene kan anvendes sammen med konvensjonelle fIotasjonshjelpe-midler som gitt ovenfor, og likeså kan om ønsket diesel-olje eller lignende type olje anvendes sammen med kvartære ammoniumforbindelser.

Oppfinnelsen angår også et middel som egner seg for anvendelse som samlereagens for kiselholdige gangarter ved rensing av karbonatmineraler, hvilket middel omfatter en kombinasjon av kvartær ammoniumforbineIse og et eter amin eller et salt derav som tidligere definert, hvorved blandingen inneholder fra 1 til 3 0 vekt% eteramin. Spesielt foretrukne midler omfatter kombinsajoner av kvartære ammoniumforbinelser og etermonoaminer.

Oppfinnelsen beskrives nærmere i følgende utførelses-eksempler, hvilke imidlertid ikke må betraktes som begrensende. Delangivelser og vekter angår vektdeler respektive vektprosent medmindre annet er oppgitt.

Eksempel 1:

Kalsittmalm, malt til Kqq=110 pm, inneholdende 3,8% silikatforbinelser hvilke var uløselige i 10% salt-syre, ble anriket ved flotasjon. 800 g malm ble plasert i en 3 liter "Agitair" fIotasjonscelle og ble blandet med 2 liter vann. Samlereagens ble tilsatt og pulpen ble kondisjonert i 3 minutter ved naturlig pH (pH 9,2) under omrøring ved 950 omdr./min. Skummiddel (MIBC = metylisobutylkarbinol) ble tilsatt og flotasjonen ble startet. Produktene som ble erholdt ved flotasjons-forsøkene ifølge denne fremgangsmåte ble filtrert, tørket og veiet. Deretter ble de analysert med henblikk på gehalt av forbinelser som var uløselige i 10% salt-syre. Flotasjonsforsøk ble utført med følgende samlereagenser: 1. Ditalgdimetylammoniumklorid (tilsatt som 75% produkt i 15% isopropanol og 10%.vann). 2. Blanding av kvartær ammoniumforbinelåe ifølge 1 og 6,6% 3-oktyloksy-n-propylamin. 3. Blanding av kvartær ammoniumforbineIse ifølge 1 og 13,2% 3-oktyloksy-n-propylamin. 4. Blanding av kvartær ammoniumforbineIse ifølge 1 og 24% 3-oktyloksy-n-propylamin. 5. Blanding av kvartær ammoniumforbineIse ifølge 1 og 6,6% 3-isotridecyloksy-n-propylamin.

6. 3-isotridecyloksy-n-propylamin.

Resultatene angis som sammenligning med doseringsnivå som er nødvendig for å redusere gehalten av uløselige forbinelser i kalsittkonsentratet til 0,5%.

Av eksemplene fremgår at tilsetning av eteraminer til kvartære ammoniumforbinelser gir meget gode metallurgiske resultater ved vesentlig lavere doseringsnivå enn ved anvendelse av kun kvartære ammoniumforbinelser. Videre fremgår at bare eteramin ikke gav noen anrikning dvs. inneholdet av forbinelser i konsentratet kunne ikke senkes til de ønskede 0,5%, men lå ved den opp-rinnelige verdi ved doseringer på opp til 600 g/tonn.

Eksempel 2;

l

Flotasjons fremgangsmåte.ifølge eksempel 1 ble gjentatt med anvendelse av følgende samlereagens:

1. Dikokosdimetylammoniumklorid (tilsatt som 75% produkt i 15% isopropanol og 10% vann). 2. Blanding av kvartær ammoniumforbindelse ifølge 1 og 6,6% 3-dekoksy-n-propylamin. 3. Blanding av kvartær ammoniumforbinelse ifølge 1 og 13,2% 3-dekoksy-n-propylamin.

Som i eksempel 1 angis resultatene som doseringsnivå for reduksjon av innhold av uløselige forurensninger til 0,5%.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for ved skumfIotasjon å separere kiselholdige gangarter fra magnesiumkarbonat og kalsiumkarbonatmineraler,karakterisert vedat flotasjonen utføres i nærvær av en innsamler for gangartene, hvilken innsamler omfatter en kombinasjon av en kvartær ammonium forbindelse med den generelle formel

hvor R er en alkyl eller alkenylgruppe med 8 til 22 karbonatomer, gruppene R±uavhengig av hverandre er lavere alkyl- eller hydroksyalkylgrupper med 1 til 4 karbonatomer, benzylgrupper eller har samme betydning som R, og X er et anion, og minst 1 vekt%, regnet på kombinasjonen, av et eteramin med den generelle formel

hvor R er en hydrokarbongruppe med minst 8 karbonatomer, n er et tall fra 1 til 3, x er et tall fra 0 til 4, y er et tall fra 2 til 6 og z er 0 eller 1.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at eteraminet er et primært etermonoamin.

3. Fremgangsmåte ifølge et hvert av kravene 1 eller 2,karakterisert vedat den kvartære ammoniumforbindelse anvendes i kombinasjon med 1 til 30 vekt%, regnet på kombinasjonen, av eteraminet.

4. Blanding,karakterisert vedat den omfatter en kombinasjon av en kvartær ammoniumforbindelse med den generelle formel

hvor R er en alkyl eller alkenylgruppe med 8 til 22 karbonatomer, gruppene R±uavhengig av hverandre er lavere alkyl- eller hydroksyalkylgrupper med 1 til 4 karbonatomer, benzylgrupper eller har samme betydning som R,og X er et anion, og 1 til 3 0 vekt%, regnet på kombinasjonen, av et eteramin med den generelle formel

hvor R er en hydrokarbongruppe med minst 8 karbonatomer, n er et tall fra 1 til 3, x er et tall fra 0 til 4, y er et tall fra 2 til 6 og z er 0 eller1.

5. Blanding ifølge krav 4,karakterisert vedat eteraminet er et primært etermonoamin.