PL21929B1 - Sposób wzbogacania mineralów, zawierajacych fosforany. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wzbogaca¬ nia mineralów, zawierajacych fosforany, szczególnie skaly fosforanowo-krzemianowej z Florydy, dajacej po wzbogaceniu kostny fosforan wapniowy, czyli fosforan trójwap¬ niowy.Sposób wzbogacania mineralu, zawiera¬ jacego fosforany, obejmuje mieszanie zawie¬ siny fosforanowej w obecnosci materjalu, zawierajacego kwasy naftenowe w ilosci, do¬ statecznej do wzbogacania. Zawiesine fosfo¬ ranowa miesza sie i nawietrza w obecnosci materjalu, zawierajacego kwasy naftenowe, w celu wytworzenia warstwy górnej, która oddziela sie nastepnie.Z materjalów, zawierajacych kwasy naf¬ towe, o ile je wogóle stosowano, najodpo- wiedniejszemi okazaly sie materjaly, otrzy¬ mywane podczas rafinowania ropy naftowej, które miesza sie z mniejsza lub wieksza ilo¬ scia oleju, nieulegajacego zmydleniu. Takie materjaly, zawierajace kwasy naftenowe, okazaly sie nadzwyczaj skutecznemi, pod¬ czas gdy kwasy naftenowe okazaly sie w podobnych warunkach zupelnie bezwarto- sciowemi. Takie pochodne, jak kwas orto- toluolcwy, cztero-hydro-naflenowy i szescio- hydro-ortotoluolowy, okazaly sie wszystkie prawie bezuzytecznemi, podczas gdy kwasy naftenowe, pochodzace z ropy naftowej, wy¬ kazuja wyzszosc ponad czynnikami, dotych¬ czas uzywanemi przy wzbogacaniu podob¬ nych skal fosforanowych.Nalezy zaznaczyc, ze w przykladach ni-mej szych nie stosuje sie specjalnych czynni¬ ków, spieniajacych mineraly, jak oleju so¬ snowego. Okazalo sie, ze kwasy naftenowe w podanych proporcjach dzialaja w pewnym stopniu, jako czynniki spieniajace, powodu¬ jace powstawanie w zawiesinie pecherzy¬ ków powietrza, dostatecznych do skuteczne¬ go wsplywania tej zawiesiny na powierzch¬ nie.W ten sposób unika sie koniecznosci sto¬ sowania oleju sosnowego, uzywanego zwy¬ kle.Nastepujace przyklady sa wziete z prób laboratoryjnych, wykonanych zgodnie z przebiegiem wzorcowym tak, zeby daly sie porównywac ze soba oraz z próbami zasto¬ sowania innych czynników. Nalezy zazna¬ czyc, ze w kazdym przypadku otrzymano skupienie o wysokiej procentowosci handlo¬ wej, a niektóre ze skupien byly nadzwyczaj bogate. Poza tern w odpadach tracono fosfo¬ ranów bardzo niewiele.Jedna z prób wykonano z rafinowanemi kwasami naftenowemi. Kwasy te otrzymano z surowego kwasu naftenowego przez desty¬ lacje pod cisnieniem 20 mm w prostej kol¬ bie do destylacji z odbieraczem bocznym, chlodzonym zapomoca powietrza. Czesc, de¬ stylowana w temperaturze miedzy 230° a 285° pod tern cisnieniem, przyjeto za rafi¬ nowane kwasy naftenowe.Do badania tych kwasów, jako czynni¬ ków wzbogacajacych, kwas naftenowy prze¬ tworzono na sól sodowa przez oddzialywa¬ nie nadmiarem lugu sodowego w ilosci, po¬ trzebnej teoretycznie do zmydlenia kwasu, a otrzymany roztwór dodano do zawiesiny \i*odnej, zawierajacej 60—70% (suchej sub¬ stancji) nawozu. Nawóz dobrze przemyto, roztarto, rozmontowano i odwapniono tak, iz zawieral on przewaznie ziarna fosforanu, kwarcu i odpadów o srednicy od 0,074 mm do 0,83 mm.Te gesta zawiesine mieszano w grubo- sciennej zlewce z naftenianem sodu oraz z dodanym nierozpuszczonym i niedajacym sie zmydlae olejem, (jak plynnym weglowo¬ dorem, otrzymywanym jako pozostalosc po oddestylowaniu lekkiej nafty od surowej ropy i uzywanym zwykle jako paliwo) oraz z alkaljami, np. wodorotlenkiem sodowym, tak iz razem bylo 0,25 kg wodorotlenku so¬ dowego, 1,0 kg tego weglowodoru plynnego oraz 1,5 kg kwasu naftenowego, wszystko na tonne mineralów stalych w zawiesinie.Starannie zmieszana zawiesine, zawieraja¬ ca ulamek procentu tych czynników w sto¬ sunku do wagi suchej zawiesiny, przeniesio¬ no do naczynia probierczego z nawietrza- niem, rozcienczono woda, zmieszano i szyb¬ ko oddzielono warstwe górna. Te warstwe nastepnie oczyszczono przez ponowne wy¬ mieszanie w tern samem naczyniu z dodat¬ kiem wody w celu otrzymania czystszego skupienia ostatecznego oraz posredniego.Czesc srednia moze byc oczywiscie rozdzie¬ lona na skupienie ostateczne oraz na odpa¬ dy. Otrzymane wyniki wagowe w procen¬ tach sa nastepujace: skala pierwotna skupienie . . . czesc srednia . . odpady . . . . 100 29,9 8,8 61,3 fosforan trójwap¬ niowy 27,02 69,20 18,92 7,61 nieroz- puszczo- ny osad 12,41 odzyskany fosforan trój wapniowy 76,5 6,2 17,3 Stosu¬ nek 3,34 Materjal, wymieniony w tym przykla- skladnik znaydlany, jest nazywany ponizej dzie jako skladnik niezmydlany wzglednie olejem palnym. — 2 —W hme} próbie uzyto kwasu naftenowe- go z Port Arthur Refinery of the Texas Company; materjal, zawierajacy kwas naf- teaowy, mial nastepujace wlasciwosci: Skladników zmydlanych 69% Liczba zmydlenia 129 Liczba zobojetnienia 122 Oczyszczony kwas naftenowy wykazywal Liczbe zmydlenia Liczbe zobojetnienia Ciezar wlasciwy Temperatura zaplonu (ba¬ dana wzorcowym otwar¬ tym aparatem Cleve- landzkim) Temperatura zapalnosci (aparatem Clevelandzkim otwartym) Lepkosc (Saybolt, Univer- sal) w 79° Barwa (wedlug próby Lo- yibonda) 176,3 172,8 0,9845 179°C 218°C % sek. 165 (lekko zólta przy 15,2 cm wysokosci slupa cieczy w naczyniu) Wyplyw 4° Liczba jodowa 9,2 Wskaznik skrecenia 0 Wskaznik zalamania 1,489 w 49° Sredni ciezar czasteczkowy 318,2 Materjalu niezmydlanego 10,6% Liczba acetylowa 3,4 Materjaly, zawierajace surowe kwasy naftenowe, sluza zadowalajaco podczas wzbogacania, dodawane do zawiesiny bez uprzedniego zmydlenia. Moga one ulec znry- dleniu w zawiesinie alkalicznej.Do innej dawki tego samego rodzaju za¬ wiesiny dodano osobno w 10% wodnym roz¬ tworze 0,5 kg wodorotlenku sodowego, 1,25 kg oleju, sluzacego jako paliwo, i 1,25 kg materjalów, zawierajacych kwasy nafteno¬ we, wszystko na tonne suchego mineralu.Do wzbogacenia fosforanów zastosowano ten sam sposób postepowania i otrzymano na¬ stepujace wyniki wagowe w procentach: Skata pierwotna skupienie . . . czesc srednia . . odpady .... 100 32£ 5,0 62,1 fosforan trójwap¬ niowy 26,19 74,15 10,52 1,91 nieroz- puszczo- ny osad 737 odzyskany fosforan trój¬ wapniowy 93,5 2,0 4,5 Stosu¬ nek 3,03 W innym przypadku uzyty zostal kwas naftenowy, wytworzony dla firmy Shell Easiern Petroleum Products Inc., przez skojarzona z nia firma West Coast, jako pól-produkt obrobionej ropy Edeleanu Cali- fornia.Materjal, zawierajacy kwasy naftenowe, wykazywal nastepujace cechy: Ciezar wlasciwy w tempera¬ turze 16° 0,941 Wilgotnosc wagowa ponizej 1 % Wolnych kwasów organicz¬ nych w miligramach wo¬ dorotlenku potasowego 50 Kwasów organicznych, wy¬ razonych w równowaznej ilosci kwasu olejowego 25% Siarki i innych kwasów mi¬ neralnych 0 Tluszczu obojetnego, przeli¬ czonego na oleine 4,6% Skladników niezmydlaja- cychsie 70,4% — 3 —Skladników zmydlajacych sie Liczba zmydlenia Liczba jodowa Temperatura stygniecia Wolnej siarki Zwiazanego kwasu siarko¬ wego (wyliczonego jako so3) Popiolu Saybolt, Universal w tem¬ peraturze 38°C 29,6% 59,2 21,0 —18° 0 1,54% 0,029% 746, Kwasy naftenowe okazaly sie równiez skuteczne przy wzbogacaniu przez wsplywa- nie po dodaniu ich do zawiesiny bez uprzed¬ niego zmydlenia.Do innej dawki tego samego rodzaju za¬ wiesiny dodano osobno w 10% wodnym roz¬ tworze 0,55 kg wodorotlenku sodowego, 0,5 kg oleju palnego oraz 2,5 kg zwiazków, zawierajacych kwasy naftenowe, wszystko na tonne suchego mineralu. W celu skupie¬ nia fosforanów postepowano z zawiesina w taki sam sposób i otrzymywano nastepujace wyniki wagowe w procentach: skala pierwotna 100 skupienie . . . 19,3 czesc srednia . . 2,0 odpady .... 78,7 fosforan trójwap¬ niowy 17,15 74,14 22,25 3,04 hieroz- puszczo- ny osad 6,81 odzyskany fosforan trój¬ wapniowy 83,4 2,6 14,0 Stosu¬ nek 5,18 W innej próbie zastosowano kwasy naf¬ tenowe firmy: Union Oil Company of Cali- fornia. Materjal naftenowy mial nastepuja¬ ce cechy: Ciezar 14 Temperatura zaplonu 171° Temperatura zapalnosci 193° Lepkosc w temperaturze 99° 65—75 Barwa: ciemno-brunatno- czerwona Liczba kwasowa (z fenol- ftaleina) 100 Przyblizona zawartosc su¬ rowych kwasów nafte¬ nowych 50% do 60% Wody 2% do 4% Przypuszczalna liczba kwa¬ sowa oczyszczonych kwa¬ sów naftenowych 165 do 190 Te surowe kwasy okazaly sie równiez odpowiedniemi przy wzbogacaniu przez wsplywanie po dodaniu ich do zawiesiny bez uprzedniego zmydlania. • Do innej próby tej samej zawiesiny do¬ dano osobno w 10% wodnym roztworze 0,45 kg wodorotlenku sodowego, 0,75 kg o- leju palnego i 2,25 kg kwasów naftenowych, wszystko na tonne suchego mineralu.Przy wzbogacaniu fosforanów postepo¬ wano z zawiesina w taki sam sposób i otrzy¬ mano nastepujace wyniki wagowe w pro¬ centach: skala pierwotna 100 skupienie ... 21,3 czesc srednia . 2,1 odpady .... 76,6 fosforan trójwap¬ niowy _ 17,41 72,73 12,73 2,14 puszczo¬ ny osad 8,92 odzyskany fosforan trój¬ wapniowy 89,1 1,5 14,0 Stosu¬ nek 4,69 — 4 _W innej próbie uzywano kwasów B-naf- tenowych firmy: Union Oil Company of Ca- lifornia. Materjal naftenowy wykazywal na¬ stepujace cechy: Ciezar 13° Baume Temperatura zaplonu 193° Temperatura zapalnosci 216° Lepkosc w temperaturze 99° 85 do 105 Barwa: ciemno-brunatno- czerwona Liczba kwasowa (z fenol- ftaleina) Przyblizona zawartosc su¬ rowych kwasów nafte- 60 Przypuszczalna liczba kwa¬ sowa oczyszczonych kwa¬ sów naftenowych (z fenol- ftaleina) 145 do 155 Te surowe kwasy okazaly sie równiez odpowiedniemi przy wzbogacaniu po doda¬ niu ich do zawiesiny bez uprzedniego zmy- dlania.Do innej próby tej samej zawiesiny do¬ dano osobno 0,45 kg wodorotlenku sodowe¬ go w 10% roztworze, 0,75 kg oleju palne¬ go i 2,25 kg kwasów naftenowych, W celu wzbogacenia fosforanów w zawiesinie poste¬ powano w taki sam sposób i otrzymano na- rch skala pierwotna skupienie . . . czesc srednia . . odpady .... 40% do 50% stepujace wyniki wagowe 100 21,3 2,1 76,6 fosforan trójwap¬ niowy 17,41 72,73 12,73 2,14 nieroz¬ puszczal¬ ny osad 8,92 odzyskany fosforan trój¬ wapniowy 89,1 1,5 14 w pro Stosu¬ nek 4,69 Stwierdzono równiez, ze zawiesiny fosfo¬ ranowe, na które oddzialywano materjala- mi, zawierajacemi kwasy naftenowe, oraz innemi czynnikami, mozna zmusic do wy¬ twarzania skupien, bogatych w fosforany, poruszajac zawiesine plynaca na stole drga¬ jacym tak, iz wzbogacony fosforan zbiera sie przy dluzszym boku stolu, a odpady krzemionkowe wypadaja z konca stolu, jak gdyby byly ciezszym skladnikiem zawiesiny. PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wzbogacania mineralów, za¬ wierajacych fosforany, przez mieszanie i na- wietrzanie zawiesiny w celu wytworzenia warstwy górnej, bogatej stosunkowo w fo¬ sforan, oraz oddzielanie tej warstwy, zna¬ mienny tem, ze do mineralu surowego do¬ daje sie taka ilosc materjalu, zawierajace¬ go kwasy naftenowe, jaka powoduje wytwa¬ rzanie sie warstwy górnej, która oddziela sie nastepnie.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tem, ze materjalu, zawierajacego kwasy naftenowe, dodaje sie do gestej alkalicznej zawiesiny, zawierajacej fosforany, przyczem zawiesine rozciencza sie przed mieszaniem.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tem, ze dodaje sie lugów zracych w celu zalkalizowania zawiesiny.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tem, ze wraz z materjalem, zawie¬ rajacym kwasy naftenowe, dodaje sie nie- zmydlajacego sie i nierozpuszczalnego ole¬ ju w ilosci ulamka procentu.

5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tem, ze do zawiesiny dodaje sie u- lamek procentu kwasu naftenowego i ula¬ mek procentu wodorotlenku sodowego w ce¬ lu wprowadzenia materjalu, zawierajacego kwasy naftenowe oraz alkalja. Phospha te Recovery Corporation. Zastepca: I. Myszczynski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL PL