PL75198B1 - - Google Patents

Description

Basse-Sambre S.A., Etudes-Recherches-Entreprises, Moustier sur Sambre(Belgia) Sposób wzbogacania bardzo drobnych ziarn i mineralów porowatych Przedmiotem wynalazku jest sposób wzbogacania bardzo drobnych ziarn i mineralów porowatych w cie¬ czach o duzym ciezarze wlasciwym, w obecnosci odczynnika o dlugim lancuchu weglowodorowym.Celem wynalazku jest otrzymanie wzbogaconych koncentratów mineralów, przy jednoczesnym ekonomicz¬ nym odzyskiwaniu surowców.Sposobem wedlug wynalazku mozna wzbogacac mineraly, do których nie mozna zastosowac zadnego z istniejacych procesów technologicznych, badz dlatego, ze uzyskuje sie niezadawalajacy stopien wzbogacenia badz tez z powodu wysokich kosztów tego zabiegu.Celem wynalazku jest takze ulepszenie istniejacych procesów technologicznych, w kierunku umozliwienia wzbogacania bardzo drobnych ziarn i podwyzszenia dokladnosci rozdzialu.Sposób wedlug wynalazku zapewnia wysoki stopien oswobodzenia mineralów, bez jednoczesnego zwie¬ kszenia strat.Modyfikujac naturalne wlasnosci powierzchni mineralów mozna wplywac na te parametry, na których opiera sie sposób wzbogacania grawimetrycznego w cieczach i srodowiskach gestych. Dzieki temu powieksza sie asortyment rud, które mozna wzbogacac tym sposobem. Dzieki przystosowaniu warunków prób laboratoryjnych do warunków przemyslowych wynalazek odnosi sie takze do modyfikacji technologii przemyslowych procesów wzbogacania.Wedlug wczesniejszych patentów i stosowanych procesów technologicznych sposoby wzbogacania rud w srodowiskach gestych moznaby podzielic na dwie grupy w odniesieniu do substancji obciazajacej oraz na dwie grupy w odniesieniu do rodzaju aparatów do wzbogacania.W pierwszej grupie, stosowanej zreszta duzo rzadziej, jako ciecz gesta stosuje sie czterobromoetan.Do drugiej grupy metod naleza procesy przemyslowe, w których wystepuje zawiesina wody i fazy stalej o wysokim ciezarze wlasciwym, przewaznie magnetytu i zelazokrzemu.Wobec wysokiego zuzycia czterobromoetanu wzbogacanie pierwsza z opisanych wyzej metod nie znalazlo szerszego zastosowania. Sposób ten byl stosowany do ziarn wiekszych od 5 mm i do mineralów nieporowatych.Istnieja patenty dotyczace rozdzielania bardzo drobnych ziarn za pomoca procesu suchego. Jednakze, wobec bardzo duzego zuzycia cieczy organicznych i koniecznosci wczesniejszego, bardzo kosztownego, suszenia minera¬ lów sposób ten nie zostal zrealizowany w skali przemyslowej.2 75198 Duzo czesciej stosuje sie sposób, w którym sporzadza sie zawiesine z magnetytem lub zelazokrzemem lub tez z innymi substancjami obciazajacymi. Sposób ten stosuje sie zarówno do duzych kawalków jak i do bardzo drobnych ziarn. Jednakze przy wzbogacaniu tych ostatnich uzyskuje sie zazwyczaj produkty zlej jakosci, a ich produkcja jest nieekonomiczna. Sposób ten nie nadaje sie do wzbogacania mineralów o wyraznej porowatosci, a takze wówczas, gdy zachodzi flokulacja. W obu grupach metod wzbogacanie odbywa sie na zasadzie róznicy ciezarów wlasciwych mineralów uzytecznych i mineralów bezuzytecznych.Poza podana wyzej klasyfikacja, sposoby wzbogacania dziela sie na sposoby wzbogacania statycznego i sposoby wzbogacania dynamicznego. W obu przypadkach mozna stosowac geste ciecze, takie jak czterobromo- etan oraz geste srodowiska, takie jak magnetyt, zelazo-krzem itp. W przypadku wzbogacania bardzo drobnych ziarn uzycie do tego celu istniejacych aparatów nie daje zadowalajacych rezultatów. Odnosi sie to zwlaszcza do wzbogacania statycznego.Przy uzyciu cieczy organicznych mozliwe jest ilosciowe wzbogacenie zarówno duzych kawalkówjaki bar¬ dzo drobnych ziarn, przy czym te ostatnie wymagaja uprzedniego suszenia. Sposób ten nie jest jednak ekono¬ miczny i nie znalazl szerszego zastosowania. Wysokie koszty zabiegu sa szczególnie wyrazne w przypadku wzbo¬ gacania mineralów porowatych, a to na skutek powaznej absorpcji cieczy, w której prowadzi sie wzbogacanie.W przypadku gestych zawiesin, aparaty do wzbogacania statycznego stosowane sa dla mineralów o ziarnach powyzej 2 mm, a aparaty do wzbogacania dynamicznego dla ziarn wiekszych od 0,5 mm. Jednakze dla wie¬ kszosci mineralów uzyskuje sie negatywne rezultaty wzbogacania, zarówno pod wzgledemjakosci jak i ekonomi¬ ki procesów. W aparatach tych przerabia sie zazwyczaj ziarna wieksze od 1 mm. W kazdym razie oba typy aparatów nie moga byc zastosowane do wzbogacania bardzo drobnych ziarn i mineralów porowatych, zwlaszcza gdy zachodzi znaczna flokulacja.Problem wzbogacania tych mineralów, jest nastepujacy. Rudy o wyraznej porowatosci absorbuja niejedna¬ kowe ilosci cieczy, co w przypadku wzbogacania wywoluje i warunkuje zmiany w naturalnych róznicach cieza¬ rów wlasciwych. Przy wprowadzeniu niejednakowych ilosci cieczy do zawiesiny, zmienia sie jej stabilnosc i lepkosc oraz pogarsza sie dokladnosc rozdzialu. Zachodzi wzajemna przyczepnosc bardzo drobnych czastek mineralów uzytecznych do czastek mineralów bezuzytecznych. Ponadto, jezeli zawiesina sklada sie z wody i z substancji obciazajacej, na przyklad magnetytu lub zelazokrzemu, nastepuje przyczepianie sie substancji obciazajacej do mineralów, co równiez powoduje zmiany w róznicach ciezarów wlasciwych. Wystepowanie w srodowisku gestym bardzo drobnych ziarn podwyzsza lepkosc, wplywajac ujemnie na dokladnosc rozdzialu.Przy regeneracji substancji obciazajacej zachodza powazne jej straty, a to na skutek flokulacji mineralów z czastkami magnetycznymi stanowiacymi srodowisko geste. Przy wzbogacaniu w srodowisku organicznym ma miejsce znaczna absorpcja cieczy organicznej na powierzchni mineralów. Ciecz tajest stracona lub tez ponosi sie znaczne koszty na jej regeneracje. Wczesniejszemu wypelnianiu porów czysta woda towarzyszy flokulacja, nawet przy czastkach o srednicy 5 mm.Sposób wedlug wynalazku nadaje sie do wzbogacania bardzo drobnych ziarn i mineralów porowatych.Stwierdzono, ze mineraly porowate i bardzo drobne ziarna rudy dowolnego gatunku mozna z powodze¬ niem wzbogacac, to znaczy uzyskiwac wyzsze wydajnosci koncentratu lepszej jakosci, jezeli powierzchnie mine¬ ralów w procesie wzbogacania potraktuje sie uprzednio odpowiednimi odczynnikami.Poza poprawa efektów uzyskiwanych w stosowanych dotychczas klasycznych sposobach, sposób wedlug wynalazku pozwala na wzbogacanie bardzo drobnych ziarn od 0,1 mm do ziarn nflwiekszych.Przez stosowanie sposobu wedlug wynalazku w istniejacych aparatach uzyskuje sie wyzsza dokladnosc rozdzialu bez zadnej modyfikacji tych aparatów. Dotyczy to w szczególnosci aparatów do wzbogacania.Stwierdzono, ze w sposobie wedlug wynalazku mozna stosowac caly szereg odczynników.Poza innymi wlasnosciami, odczynniki odpowiednie do stosowania w sposobie wedlug wynalazku musza posiadac dlugi lancuch weglowodorowy, który umozliwi zmniejszenie napiecia powierzchniowego srodowiska, w którym prowadzi sie wzbogacanie.Jezeli wzbogacanie prowadzi sie w zawiesinie fazy stalej w wodzie, bardzo dobre rezultaty uzyskuje sie przy uzyciu substancji o wzglednie krótkim lancuchu weglowodorowym. Jednakze, przy wzbogacaniu minera¬ lów w czterobromoetanie i innych podobnych cieczach organicznych, najlepsze rezultaty uzyskuje sie przy uzy¬ ciu odczynników, które poza dlugim lancuchem weglowodorowym posiadaja wlasnosci stabilizowania srodowi¬ ska w czasie procesu wzbogacania. Odczynniki te moga byc stosowane w dowolnym srodowisku gestym, w którym prowadzi sie wzbogacanie.Wzbogacanie sposobem wedlug wynalazku dzieli sie na nastepujace etapy.Pierwszy etap polega na usuwaniu powloki z powierzchni mineralu, które sklada sie z róznych mulistych czastek. Zjawisko to ma miejsce w procesie odmulania, o ile na powierzchni mineralów znajduja sie czynniki gliniaste lub tez w procesie przesiewania, gdy wprowadza sie okreslona ilosc danego czynnika w wodzie, za75198 3 pomoca której prowadzi sie odmulanie lub mycie na sicie. Roztwór odczynnika w wodzie powoduje dyspersje czastek uprzednio przylepionych do powierzchni mineralów a nastepnie zastepuje warstwy cieczy zaabsorbowa¬ nej uprzednio na powierzchni mineralów. Na powierzchni mineralów tworza sie warstwy wieloczasteczkowe pochodzace z roztworu i tworzace stan dyspersji. Bardzo porowate mineraly absorbuja roztwór do stanu nasyce¬ nia i w ten sposób ustala sie nowy stosunek róznic ciezarów wlasciwych. Jezeli pózniej prowadzi sie mycie czysta woda, etap ten ma miejsce po aktywacji powierzchni mineralów i po procesie wzbogacania.W drugim etapie przygotowane wczesniej mineraly wprowadza sie bezposrednio do aparatów do wzbogaca¬ nia. Jezeli w miedzyczasie nie prowadzi sie mycia, nie ma potrzeby wprowadzania odczynnika do procesu wzbogacania. Pewien nadmiar odczynnika w wodzie wprowadzany jest z mineralami w zawiesinie i w ten sposób zmienia sie wlasnosci zawiesiny, zmniejszajac jej lepkosc i podwyzszajac jej stabilnosc.Jezeli prowadzi sie wczesniejsze mycie lub jesli proces miedzy dwiema fazami jest nieciagly, konieczne jest przed wprowadzeniem mineralów do etapu wzbogacania prowadzenia aktywacji powierzchni mineralów. Jesli pracuje sie z czystymi mineralami, pierwszy etapmozna pominac.Jezeli wzbogacanie prowadzi sie w zawiesinie skladajacej sie z wody i magnetytu, zelazokrzemu i innych czastek stalych o duzym ciezarze wlasciwym, do zmniejszenia lepkosci i podwyzszenia stabilnosci dodaje sie ten sam odczynnik. Jest to potrzebne tylko na poczatku i pózniej, poniewaz odczynnik ten wprowadzany jest do zawiesiny wraz z mineralami.Jezeli wzbogacanie prowadzi sie w cieczach organicznych, nie ma potrzeby wprowadzania odczynnika.Caly nadmiar odczynnika wprowadzony na powierzchni mineralów w postaci warstwy wieloczasteczkowej pozo¬ staje na powierzchni cieczy. Nadmiar roztworu moze byc wykorzystany w etapach pomocniczych.Spontaniczna kontynuacja poprzednich etapów, bez pózniejszych zabiegów, powoduje podwyzszenie efe¬ ktu mycia i przyspieszenie procesu odwadniania i suszenia mineralów. Ten etap jednakze móglby byc zalecony oddzielnie jesli prowadzi sie tylko klasyfikacje i zwykle mycie mineralów. Byloby to kontynuacja etapu pier¬ wszego i dotyczyloby bardziej skutecznego przesiewania i szybszego, czesciowego lub, jesli to potrzebne, calko¬ witego suszenia materialu wzbogaconego.Wzbogacanie laboratoryjne prowadzone badz wedlug istniejacych sposobów, badz wedlug sposobów no¬ wych, w zakresie bardzo drobnych ziarn i mineralów porowatych jest calkowicie mozliwe do zrealizowania z duzym stopniem dokladnosci, przy wczesniejszym traktowaniu mineralów odpowiednim odczynnikiem. Ina¬ czej mówiac, uprzednia aktywacja powierzchni mineralów za pomoca odczynnika umozliwia prowadzenie prób laboratoryjnych z mineralami wilgotnymi. W ten sposób wyrównuje sie warunki laboratoryjne z warunkami prze¬ myslowymi, podczas gdy dokladnosc rozdzialu w warunkach laboratoryjnych jest bardzo wysoka dla wszystkich grup o wymiarach powyzej 0,1 mm.Nadzwyczajna korzyscia wynalazku jest to, ze nie trzeba poszukiwac specjalnych odczynników dla kazdego mineralu. Uniwersalny charakter odczynnika umozliwia prowadzenie wzbogacania w cieczach gestych i w srodo¬ wiskach gestych, zwazywszy, ze przy wzbogacaniu ma sie zawsze do czynienia z duza liczba obecnych minera¬ lów.Badania wykazaly, ze sposobem wedlug wynalazku mozna wzbogacac nastepujace mineraly: magnezyt, dolomit, zelazo, diamenty, antymon, chromit, wegiel i caly szereg innych.Zastosowany etap zalezy zazwyczaj od powierzchni wlasciwej mineralów i od ich uziarnienia.Zuzycie odczynnika jest bardzo uzaleznione od powierzchni wlasciwej mineralów i od liczby etapów przerobu mineralów.Ponizsze przyklady ilustruja sposób wedlug wynalazku, nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad!. Próbe prowadzono przy uzyciu nieporowatego magnezytu o niskiej powierzchni wlasci¬ wej. Próby porównawcze prowadzono stosujac sposób klasyczny i sposób wedlug wynalazku, w celu wykazania jego zalet. W próbie prowadzonej sposobem klasycznym w aparacie do wzbogacania statycznego, uzyto rude magnezytowa o wymiarach 1,5—5,0 mm.Próbe sposobem wedlug wynalazku prowadzono w tej samej aparaturze, lecz dla ziarn rudy o wymiarach 0,75-5,0 mm. Srodowisko skladalo sie z wody i zelazokrzemu marki Knapsack cyclon 60. Zastosowano odczyn¬ nik o nastepujacych wlasnosciach: zawartosc czesci aktywnych 30%, ciezar wlasciwy 1,07 g/cm3, lepkosc 200 cP, pH 7,0, mieszajacy sie z woda w kazdym stosunku i stabilny w wodzie przy zmieniajacych sie wartos¬ ciach pH. Po zmieleniu i klasyfikacji rude magnezytowa wprowadzono do aparatu w celu wymieszania z wybra¬ nym odczynnikiem. Po wymieszaniu rude przeniesiono wraz z woda na sito odwadniajace i nastepnie wprowa¬ dzono do aparatu do wzbogacania statycznego, w którym nastepuje rozdzial w oparciu o róznice w ciezarach wlasciwych mineralów. Frakcje zanurzone i sflotowane kierowano na sita odwadniajace i dla wyplukania substa¬ ncji obciazajacej. Dzieki myciu koncentratu i odpadu potraktowanych uprzednio odczynnikiem, zmniejszono ilosc wody o 20% w stosunku do ilosci wody jaka stosowano do mycia rudy lecz bez uzycia odczynnika.4- 75 198 Stosunek ciala stalego do cieczy w srodowisku gestym jest wyzszy przy stosowaniu odczynnika.Uzyskano Ep (przypuszczalna odchylka) dp (gestosc podzialu) R (odzysk) % Si02 w koncentracie % CaO w koncentracie zuzycie zelazokrzemu zuzycie odczynnika lepkosc zawiesiny stabilnosc zawiesiny zawartosc wilgoci w koncentracie nastepujace rezultaty. wzbogacanie bez zastosowania odczynnika 0,066 2,66 g/cm3 35% 1,5 2,45 220 g/t - 20,4 cP 30 sek/m 10,01% wzbogacanie z uzyciem odczynnika 0,035 2,66 g/cm3 49% 0,88 1,65 170 g/t 0,025 kg/t 18,8 cP 35 sek/m 7,14% Przykladll. Próbe prowadzono przy uzyciu magnezytu o wymiarach ziarn, jak w przykladzie I, to znaczy 1,5-5 mm dla wzbogacania bez stosowania odczynnika i 0,75-5 mm dla próby z zastosowaniem odczyn¬ nika, z ruda o bardzo wysokiej powierzchni wlasciwej mineralów, wynoszacej 1,75 m2/g dla ziam od 0,1 do 2,0 mm. Przy wzbogacaniu odczynnik wprowadzono juz w pierwszym etapie, czyli podczas odmulania. Nastepnie mineraly umyto, po czym dodano nowa porcje odczynnika przed wprowadzeniem mineralów do aparatu do wzbogacania. Dalej postepowano w sposób opisany w przykladzie I. Otrzymano nastepujace rezultaty. wzbogacanie bez wzbogacanie z Ep dp R Si02 CaO zuzycie zelazokrzemu zuzycie odczynnika zawartosc wody zastosowania odczynnika 0,075 2,48 g/cm3 60% 1,65% 2,08% 230 g/t — 16,75% uzyciem odczynnika 0,028 2,61 g/cm3 61% 0,96% 1,83% 175 g/t 0,04 kg/t 9,04% • Przyklad III. Zastosowano ten sam gatunek rudy magnezytowej, co uzyty w przykladzie II i prowa¬ dzono próby laboratoryjne z mineralami wilgotnymi.W próbach laboratoryjnych zastosowano uziarnienie od 0,5 do 5 mm. Powierzchnia wlasciwa mineralów wynosila dla ziarn 0,1—0,2 mm 1,75 m2/g. Powierzchnia mineralów jest podatna na zniszczenie.Ze wzgledu na duza flokulacje próba laboratoryjna z wilgotnymi mineralami nie mogla byc wykonana przy uzyciu tej klasy ziarn. Dlatego tez próbe laboratoryjna prowadzono z sucha ruda oraz z mineralem trakto¬ wanym odczynnikiem.Próbke zanurzono uprzednio w wodnym roztworze odczynnika. Po uplywie okreslonego czasu na próbke dzialano bromoformem i czterobromoetanem. Przed zanurzeniem w bromoformie próbka zawierala 16,75% wo¬ dy. Bezposrednio po zanurzeniu wilgotnej próbki w bromoformie pewna ilosc wody zostala zatrzymana na jego powierzchni, bez wymieszania sie z nim. W minerale pozostalo 7,56% wody. Takazawartosc wody wystepuje równiez podczas wzbogacania tego samego mineralu w srodowiskach gestych lub w cieczach gestych, jak to ma miejsce w zakladach przemyslowych.W próbach laboratoryjnych zapewniono wiec taka sama jak w przemysle zawartosc wody w mineralach.Nie wystapila flokulacja i próby powiodly sie calkowicie. Zawartosc wilgoci w mineralach nie ma w próbach laboratoryjnych zadnego wplywu na wyniki, poniewaz caly nadmiar wody pozostaje na powierzchni bromofor- mu lub podobnej cieczy.Z taka sama próbka prowadzono próbe z sucha ruda. Nie stwierdzono flokulacji. Jednakze rozklad densy- metryczny nie odpowiadal frakcjom densymetrycznym, które moga byc otrzymane w procesie, w którym za¬ miast cieczy gestej stosuje sie srodowisko geste skladajace sie z wody i czastek o wysokim ciezarze wlasciwym.,75198 5 Otrzymano nastepujace zuzycie cieczy gestej, w której prowadzono wzbogacanie: dla rudy suchej dla rudy wilgotnej i odczynnika zawartosc bromoformu, bez plukania w wodzie 27,76% 2,65% z plukaniem w wodzie 25,56% 0,22% Przyklad IV. Próbke z przykladu II przerabiano sposobem wedlug wynalazku w celu zmniejszenia zawartosci wody i podwyzszenia stopnia wysuszenia. Poniewaz próbe prowadzono z próbka juz aktywowana w procesie wzbogacania, otrzymane wyniki zostaly zarejestrowane.Trzeba jednak podkreslic, ze jednakowe wyniki uzyskaloby sie wówczas, gdyby prowadzic aktywacje tylko wjednym etapie procesu. Otrzymano nastepujace wyniki: po odwodnieniu na sicie o oczkach 0,5 mm zawartosc wody w minerale nie traktowanym odczynnikiem wynosila 16,75%, podczas gdy w minerale traktowa¬ nym odczynnikiem zawartosc wody wynosila 9,04%. Zawartosc wilgoci w minerale po suszeniu w ciagu 12 min w temperaturze 70°C bez odczynnika wynosila 11,25%, podczas gdy z odczynnikiem wynosila 0,5%. PL PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wzbogacania bardzo drobnych ziarn i mineralów porowatych w cieczach o duzym ciezarze wla¬ sciwym, znamienny tym, ze przed jednoczesnym wprowadzeniem mineralu i odczynnika na bazie weglowodoru o dlugim lancuchu, powodujacego stabilnosc i zmniejszenie lepkosci zawiesiny w aparacie do wzbogacania, za¬ nurza sie mineraly w wodnym roztworze odczynnika ustalajac w ten sposób stan jednolity wilgotnosci minera¬ lów i zapewniajac niezmienny ciezar wlasciwy poszczególnych skladników pomimo zmian srodowiska w którym prowadzi sie wzbogacanie a takze przeszkadzajac wzajemnemu przyczepianiu ziarn mineralów i przyczepianiu sie czastek stalych stanowiacych zawiesine, do czastek mineralów.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przez wprowadzenie odczynnika do wody zmniejsza sie zuzycie substancji obciazajacej w procesie wzbogacania mineralów i regeneracje substancji obciazajacej dzieki faktowi, ze warstwa utworzona na powierzchni mineralów nie pozwala na absorpcje substancji obciazajacych, przez co obecnosc odczynnika zmniejszajacego rozproszenie w ukladzie ulatwia otrzymanie wiekszych efektów ilosciowych i jakosciowych regeneracji.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze przez wprowadzenie odczynnika do prcesu mycia mineralów zmniejsza sie zawartosc wilgoci i podwyzsza szybkosc suszenia mineralów.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze na mineraly dziala sie najpierw wodnym roztworem odczynnika a nastepnie, bez suszenia, prowadzi sie rozdzial mineralów w bromoformie lub w podobnej cieczy, nie doprowadzajac do flokulacji przez przerób mineralów o czastkach powyzej 0,1 mm, bez wzgledu na zawar¬ tosc wilgoci.

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze dzieki uprzedniej absorpcji wody przez odczynnik przeciw¬ dziala sie przyczepianiu sie gestej cieczy do powierzchni mineralów, co prowadzi do zmniejszenia zuzycia substancji obciazajacej lub cieczy gestej, w której prowadzi sie wzbogacanie.

6. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2 lub 3 lub 5, znamienny tym, ze aktywacje powierzchni mineralów i sub¬ stancji obciazajacych prowadzi sie przez sukcesywne wprowadzanie odczynnika w ilosci 0,02—3,0 kg/t rudy, w zaleznosci od wlasnosci mineralów a przede wszystkim od powierzchni wlasciwej mineralów, w ciagu od 15 minut do 3 godzin. PL PL