PT86303B

PT86303B - Processo aperfeicoado de flotacao de minerios nao sulfuretados usando como colector pelo menos um sulfossuccinato de alquilo a base de alcoois gordos propoxilados assim como propoxilados e etaxilados

Info

Publication number: PT86303B
Application number: PT86303A
Authority: PT
Inventors: Rita Koester; Wolfgang Von Rybinski
Original assignee: Henkel Kgaa
Priority date: 1986-12-08
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1990-11-07
Also published as: US4814070A; FI875367A0; AU598885B2; FI84322B; CN1011295B; BR8706577A; EP0270986B1; AU8215387A; EP0270986A2; CN87107271A; FI875367A; ZA879184B; DE3641870A1; FI84322C; TR23672A; DE3777971D1; EP0270986A3; PT86303A

Description

A invenção refere-se ao uso de alquilsulfossuccinatos à base de álcoois gordos alcocilados como colectores de flotação de minérios não sulfuretados.

No processamento de minerais brutos, a flotação é um processo de separação geral de utilização geral para separar os minerais valiosos de minerais de ganga. São por exemplo minerais não sulfuretados no sentido adoptado na pre sente memória descritiva a apatite, fluorite, scheelite e ou tros minerais do tipo de sal, cassiterite e outros óxidos me tálicos, por exemplo, óxidos de titânio e de zircónio, assiu como determinados silicatos e aluminossilicatos. Em geral, c minério é triturado e moído por via seca ou de preferência por via húmida e suspenso em água. Ao minério adiciona-se normalmente um agente colector em combinação com agentes espumificantes e eventualmente com outros reagentes auxiliares como reguladores, supressores (desactivadores) e/ou incremen tadores (activadores) que auxiliam a separação dos minerais valiosos dos componentes da ganga do minério. Depois de um determinado tempo de actuação, insufla-se ar na suspensão (flotação). Nestas circunstâncias, produz-se uma espuma na superfície da suspensão. 0 colector provoca a hidrofobização da superfície das partículas do minério de maneira que origi na a sua adesão às bolhas de ar formadas durante a insuflação de ar. Os minerais valiosos do minério devem de preferes cia aderir às bolhas de ar de modo que se separem sob a forma duma espuma que contém os minerais e posteriormente são processados. 0 objectivo da flotação e extrair o mineral valioso com o rendimento maior possível e ao mesmo tempo reali zar um enriquecimento o melhor possível.

No processamento de minérios não sulfuretados empregam-se preponderantemente agentes tensioactivos aniónicos e catiónicos como agente colector. Os colectores devem ser absorvidos o mais selectivamente possível pela superfície do

mineral valioso para se conseguir um elevado enriquecimento no concentrado de flotação. Além disso, os colectores devem desenvolver uma espuma de flotação resistente mas não demasiadamente estável.

Frequentemente utilizam-se na flotação de minérios não sulfuretados alquilsulfossuccinatos (V/. v. Rybinaski e M. J. Schwuger, Aufbereitungstechnik, 26 (1985), página 632 e A. Doren, loc. cit.). Com estes colectores atingem-se em muitos casos bons resultados na flotação. Nalguns casos, no entanto, os alquilsulfossuccinatos conhecidos originam um desenvolvimento indesejadamente intenso de espuma.

A Patente Norte-Americana N²· 4 138 350 refere-se à utilização de alquilsulfossuccinatos com a cadeia de alqui lo etoxilada como agentes colectores da flotação. Todavia, verificou-se que os alquilsulfossuccinatos à base de álcoois etoxilados referidos na memória descritiva da patente não possuem sempre propriedades de formação de espuma favoráveis nem conseguem realizar uma boa acção como colectores.

objectivo da presente invenção é portanto propor cionar alquilsulfossuccinatos que possuem melhores propriedades como colectores do que os alquilsulfossuccinatos conhe eidos e que evitam uma formação de espuma indesejadamente ir tensa.

objectivo da presente invenção refere-se por con seguinte à utilização de alquilsulfossuccinatos à base de álcoois propoxilados como colectores de flotaçãopara minérios não sulfuretados. De acordo com a presente invenção, em pregam-se alquilsulfossuccinatos com a cadeia de alquilo pro poxilada que derivam de álcoois gordos com um comprimento da cadeia de átomos de carbono com S a 22 átomos de C, isto é, aqueles que possuem um ou dois radicais alquilo iguais ou di ferentes, de cadeia linear e/ou ramificada e saturada à base

de álcoois gordos propoxilados assim como etoxilados com um comprimento da cadeia de 8 a 22 átomos de C.

De preferência, os radicais alquilo dos álcoois gordos propoxilados possuem um comprimento de cadeia de 12 a 18 átomos de C e podem ser de cadeia linear ou ramificada.

Os componentes de álcool gordo dos alquilsulfossuccinatos podem consistir em compostos desta categoria de cadeia linear ou ramificada, saturados e não-saturados com 8 ate 22 átomos de C, por exemplo, n-octanol, n-decanol, n-dodecanol, n-tetradecanol, n-hexadecanol, n-octadecanol, n-eicosanol, n-docosanol, isotridecanol, iso-octadecanol e n-octadecenol.

Os álcoois gortos mencionados pode formar individualmente a base dos alquilsulfossuccinatos. No entanto, como regra geral, empregam-se produtos à base de misturas de ãlcoois gordos em qie estas misturas de álcoois gordos derivam de gorduras e de óleos de origem animal ou vegetal. Essas misturas de álcoois gordos podem-se obter de maneira conhecida a partir das gorduras e óleos naturais, por exemplo, mediante reesterificaçao com metanol e subsequente hidrogena ção catalítica dos ésteres de metilo dos ácidos gordos. Neste caso, podem servir como base para a preparação dos sulfossuccinatos de alquilo não só as misturas de álcoois gordos que se obtêm no processo de preparação como também as fracções apropriadas com um espectro limitado de comprimentos da cadeia. Para a preparação dos sulfossuccinatos de alquilo também são apropriados como substâncias de partida, além das misturas de álcoois gordos derivados de gorduras e óleos naturais, as misturas de álcoois gordos obtidas sinteticamente, por exemplo, os conhecidos álcoois gordos de Ziegler e. os exo-álcoois gordos.

Os radicais de álcoois gordos dos sulfossuccinatos /ί

de alquilo têm. respectivamente pelo menos um grupo de óxido de propileno. De preferência, usam-se sulfossuccinatos de alquilo cujos radicais de álcool gordo possuem 1 a 6 grupos de óxido de propileno.

Gomo sulfossuccinatos de alquilo também se empregam produtos de adição de mmoles de óxido de etileno e n moles de óxido de propileno a álcoois gordos, em que os símbolos m e n representam respectivamente números compreendidos entre 1 a 15, a soma de m e n está compreendida entre 2 e 25 θ 0 quociente m : n está compreendido entre 1 : 5 ® 2 { 1

Para a flotação de minérios não sulfuretados, os sulfossuccinatos de alquilo de acordo com a presente invenção são adicionados ao minério bruto numa quantidade compreendida entre 50' ^e 2 000 g/t.

Um outro objecto da presente invenção é constituído por um processo para a separação de minérios não sulfuretados da respectiva ganga no qual se mistura com água minério moído de modo a obter-se uma suspensão, se introduz ar na suspensão em presença de sulfossuccinatos de alquilo à base de álcoois gordos alcoxilados e se separa a espuma assim obtida em conjunto com 0 mineral nela contido. 0 processo de acordo com a presente invenção caracteriza-se pelo fac to de se utilizar como colector um sulfossuccinato de alquilo que possui um ou dois radicais alquilo, iguais ou diferem tes, de cadeia linear e/ou ramificada e saturados à base de álcoois gordos propoxilados com um comprimento de cadeia com 8 a 22 átomos de 0.

processo para a separação de minérios não sulfuretados da respectiva ganga realiza-se preferivelmente de maneira a introduzir-se sulfossuccinatos de alquilo à base de álcoois gordos propoxilados numa quantidade compreendida entre 50 e 2 000 g/t de minério bruto.

Os su.lfossuocin.ato de alquilo no sentido da presen te invenção são especialmente apropriados para o processamen to de scheelite, apatite ou minério de ferro.

Os sulfossuccinatos de alquilo à base de álcoois gordos propoxilados podem evidentemente existir sob a forma de ésteres completos ou de semiésteres do ácido sulfossuccínico. Os peritos sabem além disso que, no caso dos ésteres completos e dos semiésteres de ácido sulfossuccínico que interessam, eles não devem ser empregados sob a forma dos ácidos sulfónicos livres mas sim sob a forma de sais de metais alcalinos e/ou de amónio, utilizando-se de preferência os sais de sódio e de amónio e, de maneira especial, de misturas de sais de sódio e de amónio.

A vantagem dos sulfossuccinatos de alquilo à base de álcoois gordos propoxilados apropriados em relação aos sulfossuccinatos de alquilo conhecidos consiste no facto de, no caso de se utilizarem os sulfossuccinatos de alquilo de acordo com a presente invenção, é evidente o melhoramento das propriedades colectoras no caso dos mencionados minérios brutos. Nos exemplos, concretizam-se as mais favoráveis pro priedades de espuma e a acção melhorada dos compostos de acc do com a presente invenção como colectores.

Os seguintes exemplos dos colectores a usar de acordo demonstram a superioridade com a presente invenção.

Nas condições laboratoriais, trabalha-se parcialmente com concentrações elevadas de colector que, na prática, podem ser consideravelmente menores. As possibilidades de utilização e as condições de utilização não se limitam portanto aos dados de separação e às condiçoes de realização do ensaio descritos nos exemplos. Todas as indicações de per centagens, sempre que não se indique outra coisa, são expres sas em percentagens em peso. As indicações das quantidades

- 7 Λ ‘ / dos reagentes referem-se sempre respectivamente a substâncig activa.

Exemplos 1 a 3 ^e exemplos de comparação 1 e 2

No processo de batida de disco perfurado, determinou-se o desenvolvimento de espuma provocado por sulfossucci· natos de alquilo sob a forma dos seus sais de Na/NH^ em conc.. ções normalizadas. Os resultados dos ensaios estão reunidos na Tabela 1. Ela mostra que os sulfossuccinatos de acordo com a presente invenção à base de álcoois gordos propoxilados ou de adutos de álcool gordo-óxido de etileno-óxido de propileno desenvolviam menos espuma do que os outros tipos de sulfossuccinatos. Ess© facto é considerado como vantajoso em muitos processos de flotação.

Tabela 1

Determinação da capacidade de formação de espuma

Processo de batimento com disco perfurado de acordo com a Norma DIN 53 905

Condições: 1 g de substância activa/litro, em água de 8^odH, 40°C

EO = óxido de etileno; PO = óxido de propileno

Exemplo Composição ml de espuma de- ml de espuma depois de 1 min. pois de 20 min.

Exemplo Sulfossuccide Com- nato de alparação 1 quilo à ba- 300 240 se de álcool oleilico-cetílico com

16-18 átomos

I

Exemplo Composição

£

Tabela 1 (Continuação) ml de espuma de- ml de espuma depois de 1 min. pois de 20 min.

de C com 2 EO, Sal de Na/NEí^

Exemplo Sulfossuccinade Com- to de alquilo paração 2 à base de álcool laurílico com 12-18 átomos de C com 5 EO, Sal de Na/ /nh₄

Exemplo 1 Sulfossuccinato de alquilo à base de álcool oleíco-cetílico com 16-18 átomos de C com 1 PO, Sal de Na/NH^

Exemplo 2 Sulfossuccinato de alquilo à base de álcool oleíco-cetílico e 16-18 átomos de C com 2 PO, Sal de Na/NH₄

Exemplo 3 Sulfossuccinato de alquilo à base de mistura de álcool oleílico-cetílico com

500

190

210

360

150

140

*4 r ' ,<-· -y

Exemplo Composição

Tabela 1 (Continuação) ml de espuma de- ml de espuma de· pois de 1 min. pois de 20 min.

16-18 átomos de C com 2 Ξ0 e com 2P0, Sal de Na/NH₄

Exemplo 4 e exemplo de comparação 3

Como minério a flotar, empregou-se um minério de scheelite com a seguinte composição química relativamente aos componentes principais:

W0₅ 0,5 %

CaO 8,8 %

S1O2 55,8 %

A amostra de minério tinha a seguinte composição granulométrica % 25 jxm % 25 - 100 /xm % 100 - 200 ^xm

Como colector de acordo com a presente invenção serviu um sal de Na/NH₄ de sulfossuccinato de alquilo à base de álcool oleílico-cetílico com 16 a 18 átomos de Ccom 2 PO (Exemplo 4).

colector de comparação foi um sal de Na/NH₄ de sulfossuccinato de alquilo de sebo à base de álcool oleíco-cetílico com 16 - 18 átomos de C com 2 EO (exemplo de comparação 3)·

Os ensaios de flotação realizaram-se numa máquina de flotação de laboratório Humbold-Wedag da Firma KHD Indus-

trieanlagen AG, Humbold-Wedag, Colónia, República Federal da Alemanha (veja-se Seifen-Fette-V/achse 105 (1979)? pag. 248) com uma célula de flotação de 1 litro. Para a preparação da suspensão utilizou-se água desionizada. A concentração da suspensão foi igual a 400 g/litro. Como supressor empregou-se silicato de sódio com uma dose de 2 000 g/t. 0 tempo de condicionamento do supressor foi igual a 10 minutos com uma velocidade de agitação igual a cerca de 9?5 resultante da adição do silicato de sódio. Na Tabela 2 indicam-se as dosagens do colector. 0 tempo de condicionamento do colector foi igual a 5 minutos.

Como se conclui da Tabela 2, com o colector de aco do com o Exemplo 4 obtém-se um rendimento nitidamente maior em WO^ assim como um enriquecimento consideravelmente melhor no concentrado.

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Exemplos 5 θ 6 θ exemplos de comparação 4 e 5

Flotou-se um minério de apatite brasileiro, que cc mo minérios de ganga contém também óxidos de ferro juntamente com silicatos. Relativamente aos componentes principais, o minério tinha a seguinte composição:

ca. de 21 % P₂0^ % Fe₂O₅ % Si0₂

A composição granulométrica do minério a flotar é a seguinte:

100 +

40 ^m	21 %
100 ^m	38 %
250	35 %
250 ^zm	6 %

Como colector de acordo com a presente invenção, empregou-se um sal de Na/NH^ de sulfossuccinato de alquilo à base de álcool oleílico-cetílico com 16 a 18 átomos de 0 com

PO em combinação com ácido gordo de óleo de pinho (talloi

1”) em diferentes proporções de mistura. No Exemplo 5, empregou

-se um sal de Na/NH^ de sulfossuccinato de alquilo à base de álcool oleílico-cetílico com 16 a 18 átomos de C com 2 PO na proporção de 1 : 1 para ácido de óleo de pinho, enquanto a mistura colectora do Exemplo 6 correspondia a uma proporção de 2:1 do sal de Na/KH^ do sulfossuccinato de alquilo acima mencionado à base de álcool oleílico-cetílico para ácido gor do de óleo de pinho.

Como outro colector de comparação à base de álcool oleílico-cetílico com 16 a 18 átomos de 0 com 2 EO, utilizou-se um sal de Na/NH^ de sulfossuccinato de álcool de ácido gordo de sebo igualmente em correspondentes misturas com áci do gordo de óleo de pinho (1 : 1) (Exemplo de comparação 5)·

Os ensaios de flotação realizaram-se numa célula de flotaçãc laboratorial (Modelo D-l da Firma Dever Equipment com uma capacidade de 1 litro) à temperatura ambiente. Para a preparação da suspensão empregou-se água da rede de distribuição com uma dureza igual a 8°dfí. A concentração da suspensão era igual a 500 g/litro e regulou-se 0 valor do pH de maneira a ser igual a 10,5 com lixívia de hidróxido de sódio antes da adição do colector.

Depois da flotação prévia (duração 6 minutos) puri ficou-se 0 concentrado prévio por duas vezes» Em todas as operações de flotação, realizou-se esta a 1 200 litros/minuto. Como supressor, empregou-se amido com uma dosagem de 600 s/t.

De acordo com os resultados indicados na Tabela 3. substituindo 0 sulfossuccinato de alquilo de sebo (Exemplo de comparação 5) pelo composto de acordo com a presente invenção referido no Exemplo 5 θ no Exemplo 6, pode-se conseguir uma considerável redução da dosagem de colector sem pre judicar os rendimentos nem a selectividade. Encontrou-se este efeito tanto no caso duma mistura 1 : 1 dos sulfossuccinatos com ácido gordo como também no caso duma mistura 2 : 1.

Tabela 3

RendimenExemplo Colector g/t¹ Fase da Teor (%) tos (%)

2) RT = produto de flotação prévia; CT = produto de flotação de purificação; Cone. = concentrado ' 4

Exemplos 7 e 8 e exemplos de comparação 6

Flotaram-se os resíduos de descarga duma instalação de processamento de minério de ferro com a seguinte composição (componentes principais);

ca. de 1’2 %	^F2^5
36 %	SiO₂
14 %	⁵’^e2°3
15 %	OaO
0 material a	flotar com uma granulometria grossei-

ra tinha a seguinte composição granulométrica;

-	25	m	5 %
25 -	100	m	15 %
200 -	500	m	70 %
500 -	1 000	m	9 %
+	1 000	m	1 %
Para 0	Exemple	• 7,	empregou-se um sal de Na/Nlí^ de

sulfossuccinato de alquilo à base de álcool oleílico-cetílico com 16 a 18 átomos de 0 com 1 PO.

Para o Exemplo 6, serviu como colector um sal de Na/NH^ de sulfossuccinato de alquilo à base de álcool oleílico-cetílico com 16 a 18 átomos de 0 com 2 EO e 1 PO.

Para o Exemplo de comparação 6, utilizou-se um sul fossuccinato de alquilo à base de álcool oleílico-cetílico com 16 a 18 átomos de 0 com 2 EO, que igualmente se encontrava sob a forma de sal de Na/EH^,

Os ensaios de flotação realizaram-se numa célula de flotação laboratorial como se descreveu no Exemplo 5· Regulou-se o valor do pH de maneira a ser igual a 9,5 com lixívia de hidróxido de sódio. Não se utilizaram supressores. Purificou-se o pré-concentrado uma vez.

Os resultados da flotação mostram (Tabela 4) que

os compostos de acordo com a presente invenção também à base de adutos de álcool de sebo/PO/PO apresentam vantagens em relação aos sulfossuccinatos de alquilo conhecidos. Os rendimentos em apatite aumentam a dosagens diminuídas do co lector.

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Claims

BEIVIOICAQÕES;

lã. - Processo aperfeiçoado de flotação de minérios não sulfuretados usando como colector um sulfossuccinato de alquilo à base dum álcool gordo propoxilado assim como propoxilado'e etoxilado, caracterizado pelo facto de o sulfossuccinato de alquilo possuir um ou dois radicais alquilo iguais ou diferentes, de cadeia linear ou ramificada, saturados, à base de álcoois gordos propoxilados ou propoxilados e etoxilados com um comprimento de cadeia compreendido entre 8 e 22 átomos de C.
2â. - Processo de acordo com a reivindicação 1, ce racterizado pelo facto de os radicais; .alquilo dos álcoois gordos propoxilados ou propoxilados e etoxilados, iguais ou diferentes, de cadeia linear e/ou ramificada, saturados terem um comprimento da cadeia de preferência compreendido entre 12 e 18 átomos de G.

Ja. - processo de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo facto de os radicais de álcoois gordos dos sulfossuccinatos de alquilo possuírem de preferência 1 a 6 grupos de óxido de propileno.

- Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo facto de, como componentes de álcooi gordos, se empregarem produtos de adição de m moles de óxi do de etileno e n moles de óxido de propileno a álcoois gordos com 8 a 22 átomos de C, em que m e n representam respec tivamente números compreendidos entre 1 e 15, a soma de m e n está compreendida entre 2 e 25 e o quociente m : n está compreendido entre 1 : 5 θ 2 : 1.

- Processo de acordo com a reivindicação 1, ca racterizado pelo facto de se empregar o correspondente sal

- 19 de sódio e/ou de amónio do sulfossuccinato de alquilo.
6â. - processo de acordo com as reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo facto de se empregar uma quantidade de sulfossuccinato de alquilo compreendida entre 50 e 2000 gramas por tonelada de minério bruto.
7a. - Processo para a separação de minérios não sulfuretados da respectiva ganga por flotaçao, em que se mis tura o minério moído com água de maneira a obter-se uma suspensão, se introduzir no seio da suspensão uma corrente de ar em presença dum agente colector e se separar a espuma assim obtida com o mineral nela contida, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de, como agente colector se empregar um sulfossuccinado de alquilo ou uma mistura de sulfossuccinatos de alquilo.
8a. - Processo de acordo com a reivindicação 7, cs racterizado pelo facto de se empregar um sulfossuccinato de alquilo ou uma mistura de sulfossuccinatos de alquilo juntamente com colectores conhecidos no sistema de agente colector.
9a. - processo de acordo com as reivindicações 7 ^ecaracterizado pelo facto de, como minério bruto a flotar, se empregar minério de scheelite, minério de apatite ou minéric de ferro.