NO784255L - Fremgangsmaate til oppredning av ikke-sulfidiske malmer og samler herfor - Google Patents

Description

"Fremgangsmåte til oppredning av ikke-sulfidiske malmer og samler herfor."

Denne oppfinnelse angår en forbedret fremgangsmåte til oppredning av ikke-sulfid-malmer. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en slik fremgangsmåte hvor en samlerkombinasjon av en fettsyre og en alkylamidoalkylaminoalky1- eller en alkylamido-alkoksyalkyl-monoester av en sulforavsyre eller salt derav anvendes..

SkumfIotasjon er den viktigste fremgangsmåte ved hvilken fosfat, barytt, fluoritt,. hematitt, takonitt, magnetitt og en lang rekke andre malmer oppkonsentreres. Dens største for-del ligger i at den er en relativt effektiv prosess som med-fører vesentlig mindre omkostninger enn mange andre fremgangsmåter .

Flotasjon er en fremgangsmåte til å skille finmalte verdifulle mineraler fra gangartsmineraler, dvs. avfallsmaterialer, eller til å skille verdifulle bestanddeler fra hverandre. Ved , skumfIotasjon oppnås skumning ved at luft føres inn i en oppslemning eller kulp av findelt malm og vann inneholdende et skumningsmiddel. Mineraler som har en spesiell affinitet for luftbobler, stiger til overflaten i skummet og skilles fra de som fuktes av vannet. De partikler som skal fraskilles ved skumfIotasjon, må være av en slik størrelse at de lett kan bringes til å stige ved hjelp av luftboblene.

Midler som- kalles samlere, anvendes i forbindelse med flotasjon for å lette eller fremme utvinningen av det ønskede materiale. De midler som velges må være i stand til selektivt å belegge det ønskede materialet til- tross for nærvær av mange andre mineralarter. Ifølge gjeldende teori beror flotasjons-separasjonen av et mineral fra et annet på overflatenes relative fuktb.arhet. Den overflatefrie energi antas da å bli nedsatt ved

•adsorpsjon av heteropolare overflateaktive midler. Det således

erholdte hydrofobe belegg' virker i henhold til denne forklaring som en bro, slik at partikkelen kan hefte til en luftboble. Utførelsen av den foreliggende oppfinnelse er imidlertid ikke begrenset av denne eller andre fIotasjonsteorier.

Fosfatmalm er et typisk eksempel på ikke-sulfid-

malm. Fosfatmalm som inneholder 15-35%" BPL[ben-fosfat av kalk, Ca^( PO^)^], oppkonsentreres i store mengder fra visse fosfat-forekomster ("Florida pebble"). Malmoppslemningen fra overflate-brudd desintegreres til en størrelse på ca. 1 mm, og den grovere fraksjon utgjør etter vasking og oppbrytning av slamkuler et ferdig produkt. Fraksjonen under 1 mm desintegreres videre til en størrelse på 35 og 200 mesh. Finstoff under 200 mesh kaste.

Det fra størrelsesgraderingen erholdte materiale som er større

enn 35 mesh, behandles som en tykk oppslemning med fettsyre, brenselolje og kaustisk soda, ammoniakk eller annet alkalisk materiale, og de resulterende agglomerater separeres på ryste-bord, spiraler eller sprøytebelter. Størrelsesfraksjonen 35x200 mesh kondisjoneres med den samme type reagenser og floteres ved konvensjonelle skumfIotasjonsmetoder. Ikke all kiselsyre-gang-artsmateriale fjernes ved fettsyrefIotasjonen, hvorfor konsentratet behandles med syre for fjerning av samlerbelegg, av-slammes, vaskes fritt for reagenser og- underkastes en amin-fIotasjon med brenselolje ved pH 7-8. Sistnevnte flotasjon,

som undertiden betegnes "rensning", fjerner ytterligere mengder silika og forbedrer det endelige konsentrats kvalitet til

75-80% BPL.

Selv om den beskrevne fremgangsmåte er effektiv når det gjelder oppredning av ikke-sulfid-malmer i alminnelighet, foreligger det likevel et behov for mer effektive samlere som gir øket utvinning av ikke-sulfid-mineraler med bibehold av høy kvalitet. Det er særlig ønskelig å redusere behovet for fettsyrer, som i stadig større utstrekning anvendes for ernærinings-messige og andre formål. I betraktning av de store mengder ikke-sulf id-mineraler som behandles ved skumfIotasjon, kan en slik ut-vikling resultere i en betydelig økning i den samlede mengde av verdifulle mineraler som utvinnes, og gi vesentlige økonomiske fordeler endog når bare en beskjeden økning i utbytte oppnås.

Det er også sterkt ønskelig å tilveiebringe et effektivt samler-system til bruk ved reduserte doseringsnivåer uten at dette går ut over mineralutbyttet. Reduksjoner i reagensforbruket er av betydning i betraktning av den økende anvendelse av fettsyrer for ernæringsmessige og andre formål. Tilveiebringelsen av en forbedret fremgangsmåte til oppredning av ikke-sulfid-mineraler skulle således oppfylle et lenge følt behov og utgjør et betydelig fremskritt på området.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse tilveie-bringes en fremgangsmåte til oppredning av ikke-sulfid-mineraler,karakterisert vedat mineralet klassifiseres for oppnåelse av partikler av fIotasjonsstørrelse, det klassifiserte mineral oppslemmes i vandig medium, oppslemningen kondisjoneres med en effektiv- mengde av en samlerkombinasjon, og de ønskede mineral- . stoffer skumfloteres, og at samlerkombinasjonen. omfatter fra ca.

1 til ca. 99 vekt% av en fettsyre avledet fra en vegetabilsk eller animalsk olje, og tilsvarende fra ca. 99 til ca. 1 vekt% av en alkylamidoalkylaminoalkyl- eller en alkylamidoalkoksyalkyl-monoester av sulforavsyre med den generelle formel

hvor R er et alkylradikal med ca. 4 til ca. 18 karbonatomer,

R' og R<1>' er alkylengrupper med ca. 2-6 karbonatomer, Y er -NH-eller -0-, og X er hydrogen, alkalimetall- eller ammoniumion.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gir ved anvendel-sen av den angitte samlerkombinasjon bedre resultater ved skum-fIotas jon av ikke-sulfid-malmer enn hva som oppnås med hvilken som helst -av bestanddelene alene, og fører til høy utvinning og kvalitet med lavere doseringsmengder. I foretrukne tilfeller kan fettsyrebehovet reduseres med 50%, med bibehold av høy mineralutvinning og -kvalitet.

I henhold, til deri foreliggende oppfinnelse tilveie-bringes også en samlerkombinasjon for ikke-sulfid-mineraler,karakterisert vedat den omfatter fra ca. 1 til ca. 99 vekt% av en fettsyre avledet fra vegetabilsk eller animalsk olje, og tilsvarende fra ca. 99 til ca. 1 vekt% av en alkylamidoalkyl-monoester av en sulforavsyre med den generelle formel

hvor R er et alky.lradikal med ca. 4 til ca. 18 karbonatomer,

R' og R" er alkylenradikaler med ca. 2-6 karbonatomer, Y er -NH- eller -0-, X er hydrogen, alkalimetall eller ammoniumion, og -n er "0-2.

Samlerkombinasjonen ifølge oppfinnelsen gir en høy virkning ved skumfIotasjon av ikke-sulfid-malmer i forhold til hVilken som helst av bestanddelene alene, og fører til høyere utbytte og kvalitet ved lavere doseringsmengder. I foretrukne tilfeller kan fettsyrebehovet reduseres med 50%, med bibehold av høy mineralutvinning og -kvalitet.

Den første vesentlige ingrediens som inngår i samler-kombinas jonen ifølge oppfinnelsen, er en fettsyre avledet av en vegetabilsk eller animalsk olje. Illustrerende vegetabilske oljer innbefatter babassuolje, ricinusolje, kinesisk plantetalg, kokbsnøttolje, maisolje, bomullsfrøolje, druekjerneolje, hamp-frøolje, kapokolje, linolje, vill sennepsolje, oiticikaolje, olivenolje, ouri-ouri-olje, palmeolje, palmekjerneolje, peanøtt-olje, perillaolje, valmuefrøolje, argentinsk rapsfrøolje, gummi-frøolje, saflorblje, sesamolje, soyabønneolje, sukkerrørdje,

solsikkeolje, tallolje, tefrøolje, kinesisk treolje og ucuhuba-oljen. Animalske oljer innbefatter både fiskeolje og olje fra storfe, småfe etc. Disse oljer inneholder syrer med fra 6 til 28 karbonatomer eller mer som kan være mettet eller umettet, hydroksylert eller uhydroksylert, lineære eller sykliske o.l.

Den annen hovedingrediens i samlerkombinasjonen ifølge oppfinnelsen er en alkylamidoalkyl-monoester av en sulforavsyre med den generelle formel

hvor R er et alkylradikal med ca w 4 til ca. 18 karbon-

atomer, R' og R" er alkylenradikaler med ca. 2-6 karbonatomer,

Y er -NH- eller -0-, X er hydrogen, alkalimetall eller ammoniumion, og n er 0-2. Foretrukne forbindelser med nevnte generelle formel innbefatter

og de tilsvarende frie syrer, kaliumsalter og ammoniumsalter.

Som nenvt inneholder samlerkombinasjonen fra ca.

1 til ca. 99 vekt% fettsyre og, tilsvarende, fra ca. 99 til ca. 1 vekt% av den angitte monoester av sulforavsyre eller salt derav. En foretrukken samlerkombinasjon er en som.inneholder ca. 90-97 vekt% fettsyre og, tilsvarende, fra ca. 10 til ca. 3 vekt% av den angitte monoester.

Ved utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen velges et ikke-sulfid-mineral "for behandling. Slike mineraler innbefatter fosfat, fluoritt, barytt, hematitt, takonitt, magnetitt, flusspatt o.l. som konvensjonelt behandles ved skumfIotasjon under anvendelse av en syresamler. Det valgte mineral siktes for oppnåelse av partikler av fIotasjonsstørrelse etter konvensjonelle fremgangsmåter. I alminnelighet vil flotasjons-størrelsen omfatte partikkelstørrelser fra ca. 35 til 200 mesh.

Etter at det valgte mineral er siktet som nevnt, oppslemmes det i vandig medium og kondisjoneres med en effektiv mengde av samlerkombinasjonen. Den effektive mengde vil i alminnelighet ligge mellom ca. 0,05 og ca". 1 kg pr. tonn malm, skjønt variasjoner utenfor dette området kan forekomme, avhengig av den spesielle malm som behandles, mengden og arten av gangartsmaterialet, den spesielle samlerkombinasjon som anvendes, de spesielle verdier for utvinning og kvalitet som ønskes o.l.

I alminnelighet floteres ikke-sulfid-mineraler ved en pH i området ca. 6,0-12,0, fortrinnsvis ca. 8,0-10,0. Egnede ytterligere additiver, såsom pH-regulerende midler, skumningsmidler, brenselolje o.l. kan tilsettes i forbindelse med konvensjonelle metoder.

Etter at oppslemningen er kondisjonert som forklart, skumfloteres den i henhold til konvensjonell praksis. De verdifulle mineraler utvinnes med skummet, og gangartsmaterialene blir tilbake.

Oppfinnelsen illustreres nærmere ved nedenstående eksempler, hvor alle deler og prosentangivelser er på vektbasis med mindre annet er sagt. Selv om oppfinnelsen er illustrert i forbindelse med fosfatmalm som en typisk ikke-sulfid-malm, vil det forstås at lignende fordeler oppnås med ikke-sulfid-malmer

generelt. Den følgende generelle fremgangsmåte ble fulgt i nedenstående skumfIotasjonseksempler.

Generell fremgangsmåte '

Grovflotering

Trinn- 1: Vasket og størrelsesgradert utgangsmateriale, eksempelvis fraksjoner tilsvarende 35x150 mesh. Typisk utgangsmateriale er vanligvis en blanding av 23% grove og 77% fine fIotasjonspartikler.

Trinn 2: En tilstrekkelig mengde fuktig prøve-materiale, vanligvis 640 g, til å gi en tørrvekt tilsvarende

500 g anvendes. Prøven vaskes en gang med en omtrent like stor mengde vannledningsvann. Deretter helles vannet forsiktig av slik at faste stoffer ikke går tapt.

Trinn 3: Den fuktige prøve kondisjoneres i et minutt med ca. 100 ml vann, tilstrekkelige mengder kaustisk soda i form av en 5-10%'s vandig oppløsning til å gi den ønskede pH (pH 9,5-9,6), en blanding av 50% syre og brenselolje og ytterligere brenselolje etter behov. Ytterligere vann kan være nødvendig for at blandingen skal få "havremels"-konsistens (ca. 69% faste stoffer). Mengden av kaustisk soda vil variere fra 4 til ca. 20 dråper. Dette reguleres eller innstilles ved hjelp av et pH-meter, slik at det riktige sluttpunkt oppnås. Etter kondisjoneringsbehandlingen kan ytterligere kaustisk soda tilsettes for justering av sluttpunktet. Ytterligere 15 sekunders kondisjonering er imidlertid påkrevet hvis ytterligere kaustisk soda tilsettes for regulering av pH-verdien. Fra 5 til ca. 200 dråper av syre-olje-blandingen og halvparten av denne mengde av ytterligere olje anvendes, avhengig av det ønskede behandlings-nivå.

Trinn 4: Kondisjonert oppslemning plasseres i en 800 g skål i en fIotasjonsmaskin, og ca. 2,6 1 vann tilsettes (tilstrekkelig vann til å bringe væskenivået opptil kanten av beholderen). Det prosentvise innhold av faste stoffer i cellen er da ca. 14%. Oppslemningen floteres i 2 minutter med luft innført etter 10 sekunders blanding. Overskuddet av vann helles forsiktig av fra grovfloteringsproduktene. Avgangsmaterialene settes til side for tørking og analyse.

Trinn 5: Produktene ovnstørkes, veies og analyseres for bestemmelse av vekt%P2°5eller BPL. Utvinning av verdifulle mineraler beregnes ved hjelp av følgende formel

hvor Wcog W^. betyr tørrvekten av henholdsvis konsentratet og avgangsmaterialét, og Pc og P, betyr vekt% P2°5eller BPL i henholdsvis konsentratet og avgangsmaterialét.

Eksempel . 1

Under anvendelse av den generelle fremgangsmåte ble fosfatmalm ("Florida pebblé") skumflotert i henhold til konvensjonelle metoder under anvendelse av en tallolje-fettsyre sammen med brenselolje nr. 5 ved pH 9,0 som en kontrollstandard. Som et eksempel ifølge oppfinnelsen ved en samlerkombinasjon bestående av 92% talloljefettsyre og 8% av et sulfosuccinat med formelen anvendt sammen med brenselolje. Resultater og forsøksdetaljer er angitt i tabell I.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte til oppredning av ikke-sulfid-mineraler, karakterisert ved at mineralet' klassifiseres for oppnåelse av partikler av flotasjons- størrelse, det klassifiserte mineral oppslemmes i vandig medium, oppslemningen kondisjoneres med en effektiv mengde av en samlerkombinasjon, og de ønskede verdifulle mineraler skumfloteres, hvor samlerkombinasjonen omfatter fra ca. 1 til ca. 99 vekt% av en fettsyre avledet, fra en vegetabilsk eller animalsk olje og, tilsvarende, fra ca. 99 til ca. 1 vekt% av en alkylamidoalkylåminoalkyl- eller alkylamidoalkoksy-alkyl-monoester av en sulforavsyre med den generelle formel

hvor R er et alkylradikal med ca. 4-18 karbonatomer, R <1> og R" er alkylenradikaler med ca. 2-6 karbonatomer, Y er -NH-eller -0-, og X er hydrogen, alkalimetall eller ammoniumion, og n er 0-2.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert , ved at alkylamidoalkyl-monoesteren av sulforavsyre har strukturen

.3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at fettsyren er avledet fra tallolje.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at fettsyren er avledet fra tallolje og alkylamidoalkyl-monoesteren av sulforavsyre har strukturen

5. Samlerkombinasjon for ikke-sulfid-mineraler, karakterisert ved at den omfatter fra ca. 1 til ca. 99 vekt% av eri fettsyre avledet fra en vegetabilsk eller animalsk olje og, tilsvarende, fra ca. 99 til ca. 1 vekt% av en alkylamidoalkyl-monoester av en sulforavsyre med den gene-reile formel

hvor R er et alkylradikal med ca. 4 til ca. 18 karbonatomer, R' og R" er alkylenradikaler med ca. 2-6 karbonatomer, Y er -NH- eller -0-, X er hydrogen, alkalimetall eller ammoniumion, og n er 0-2.

6. Samlerkombinasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at alkylamidoalkyl-monoesteren av en sulforavsyre har strukturen

7. Samlerkombinasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at fettsyren er avledet fra tallolje.

8..Samlerkombinasjon ifølge krav 1, karakterisert ved at fettsyren er avledet fra tallolje og alkylamidoalkyl-monoesteren av sulforavsyre har strukturen