SE445977B - Forfarande for selektiv utflockning av jernmalmsmineral - Google Patents

Description

8007816-5 2 utflockning. Efter det selektiva utflockningssteget avslammas systemet för tillvaratagande av kiseldioxidhaltigt fint material och kvarvarande utflockad återstod koncentreras till en slut- produkt genom flotation av det icke-järnhaltiga silikatmaterial som återstår. Det väsentliga känneteoknet hos detta system som skiljer det från konventionella flotationsprocesser är för- konditioneringen av de oxiderade järnmalmer genom selektiv utflockning före flotationen av silikatgângart. Detta innebär icke att utflockningssteget är nytt vid anrikning av malmmine- ral. Konventionella utflockningsmedel, såsom kalk, svavelsyra och naturliga samt syntetiska polymera ämnen har använts sedan länge. Vid konventionella tillämpningar användes emellertid dessa utflockningsmedel efter flotationen och inverkar på samt- liga dispergerade fasta material för att förbättra filtreringen av produkterna eller såsom ett hjälpmedel för förtjockning av finmmld_pulp._En sådan användning skiljer sig emellertid klart från den selektiva utflockning som genomföres i systemet med oxiderad järnmalm. Vid selektiv utflockning tillsättes utflock- ningsmedlen före flotations- och avslamningsstegen samt har selektiva utflockningsegenskaper och åstadkommer.separation mellan mineralslag som förefinnes i vattendispersionen. I det oxiderade järnmalmssystemet orsakar de selektiva utflocknings- medlen utflockning av de önskade järnhaltiga beståndsdelarna och kvarlämnar de icke järnhaltiga silikatmineralen i suspension.

Tidigare kända selektiva utflockningsmedel innefattar tapioka- mjöl, potatisstärkelse, naturliga och modifierade stärkelse- arter samt polyakrylamider, såsom anges i den amerikanska patent- skriften 3.292.780. Vidare är även tidigare kända akrylsyrapoly- merer innehållande minst 70 molprocent akrylsyraenheter såsom selektiva utflockningsmedel för tillvaratagande av hematit- järnmalm från silikatmineral, såsom anges i den amerikanska patentskriften 4.081.357. Det tidigare mest använda selektiva utflockningsmedlet för oxiderade järnmalmssystem är majs- stärkelse.

I Även om användning av stärkelsematerial vid tillvaratagande av oxiderade järnmalmer såsom selektiva utflockningsmedel har visat 8007816-5 sig effektiv förefinnes fortfarande väsentliga olägenheter.

I synnerhet vad beträffar ekologiska brister ökar närvaron av reststärkelse i avfallsvatten dettas syrebehov för biologisk nedbrytning och orsakar därför miljöproblem vid avlägsnandet av avfallsvattnet. Vad beträffar kommersiella olägenheter före- finnes ett ständigt ökande antal länder i vilka användning av reagens med födoämnesvärde, exempelvis stärkelse, förbjudes vid kommersiell tillämpning.

Det finns sålunda behov av ett förfarande för selektiv utflock- ning som utnyttjar nya selektiva utflockningsmedel och som både kan övervinna olägenheterna vid de konventionella pro- cesserna och bibehålla eller förbättra selektiviteten och den slutliga utvinningsgraden för järn.

Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för selektiv utflockning av järnmineral ur järnmalm varvid en mald järnmalm innehållande silikatgångart först dispergeras i ett vatten- haltigt medium och därefter konditioneras med en effektiv mängd av ett selektivt utflockningsmedel så att man åstadkommer selektiv utflockning av de järnhaltiga partiklarna utan att orsaka en motsvarande utflockning av den silikathaltiga gång- arten. Detta selektiva utflockningsmedel utgöres av en partiellt karboxylerad polyakrylamid innehållande från cirka 35 till 55 % karboxylgrupper och med en molekylvikt överstigande en miljonÄ Enligt föreliggande uppfinning åstadkommas ett förfarande för selektiv utflockning. Även om denna process är specifikt ut- formad för selektiv utflockning av järnhalten från därmed före- nad silikatgångart och i synnerhet för selektiv utflockning av oxiderad järnmalm från därmed förenad silikatgångart kan förut- ses att denna process dessutom är kombinerbar med andra malm- system i vilka mineralhalten likaledes skall selektivt ut- flockas från därmed förenad silikatgångart, exempelvis kassite- rit, oxiderade kopparmalmer och liknande. Förfarandet i sig innefattar dispergering av en finmald järnmalm i ett vatten- haltigt medium varvid högre grader av mineraldispergering före- drages. Till denna dispersion sättes en effektiv mängd av det 8007816-5 selektiva utflockningsmedlet innefattande partiellt karboxylerad polyakrylamid som användes enligt uppfinningen. Med "effektiv mängd" av det selektiva utflockningsmedlet avses en mängd av det selektiva utflockningsmedlet som är verksam för att ge den önskade graden av selektiv utflockning vilken i sin tur beror på den önskade graden av utvinning av järnhalten. Den speciella mängd som är verksam varierar beroende på sådana _ variabler som den speciella malm som behandlas, den speciella sammansättningen hos det selektiva utflockningsmedlet, graden av disperqering, partikelstorleken och liknande. Det är därför icke möjligt att exakt ange den effektiva mängden. I allmänhet varierar emellertid den effektiva mängden från 45 till 900 (906) g selektivt utflockningsmedel per ton behandlad malm.

Det selektiva utflockningsmedel som användes vid förfarandet enligt uppfinningen är en partiellt karboxylerad polyakrylamid.

Partiellt karboxylerade polyakrylamider har beskrivits och för- faranden för framställning av dessa angivits tidigare. I den amerikanska patentskriften 3.2l5.68O beskrives ett förfarande för framställning av ett sådant material genom polymerisering av akrylamid i ett vattenhaltigt medium i närvaro av ett en- värt oorganiskt salt av en oorganisk syra. Dessutom har par- tiellt karboxylerade polyakrylamider beskrivits i den amerikan- ska patentskriften 3.573.263, i vilken ett förfarande för poly- merisering av en eteniskt omättad monomer med användning av ett initiatorsystem innefattande ett redoxsystem och en azo- förening-friradikalkälla anges. Dessa och andra lämpliga meto- der för framställning av de partiellt karboxylerade polyakryl- amider som är användbara enligt uppfinningen är överensstämmande med den till grund för uppfinningen liggande uppfinningstanken.

De partiellt karboxylerade polyakrylamiderna enligt uppfinningen innehåller från cirka 35 till 55 % karboxylgrupper. Dessutom _har de partiellt karboxylerade polyakrylamiderna hög molekyl- vikt, vilken är av storleksordningen l miljon eller mer och företrädesvis ligger inom området 5-LS miljoner.

Frånvaron av de erforderliga karboxylgrupperna eller molekyl- vikten medför väsentliga förluster av selektiviteten, i synner- 8007816-5 (Il het när det selektiva utflockningsmedlet användes enligt upp- finningen i kombination med stärkelse.

Sedan den partiellt karboxylerade polyakrylamiden tillsatts till malmdispersionen omblandas uppslamningen kraftigt för att säker- ställa likformig fördelning av polymeren inom hela vattendisper- sionen. Från denna blandning bringas järnbeståndsdelarna att avsättas såsom ett underflödeskoncentrat under det att silikat- gângartsmaterialet förblir suspenderat i den överstående vät- skan. I allmänhet åstadkommas effektiv avsättning inom en tid- rymd av cirka 15 minuter efter det att det selektiva utflock- ningsmedlet tillsatts och omblandats likformigt i malmdisper- sionen, men den speciella avsättningstiden är icke av kritisk betydelse och kan variera i hög grad beroende på den speciella malm som behandlas, den använda polymerens sammansättning, den tillförda mängden polymer och liknande.

Sedan avsättning effektivt erhållits tillvaratages järnkoncen- tratet. Denna operation kan genomföras enligt någon konven- tionell metod med användning av godtycklig konventionell utrust- ning som utnyttjas vid en sådan metod. Typiskt utgöres metoden av dekantering av överstående vätska följt av ett flotations- steg varvid kvarvarande silikatgångart avlägsnas genom skum- flotation med kvarlämnande av järnmineralet.

Följande utföringsexempel åskådliggör vissa aspekter av upp- finningen och visar i synnerhet metoder för värdering av de unika fördelarna med förfarandet enligt uppfinningen. Ett allmänt tillvägagångssätt anges dessutom med detaljerad beskriv- ning av de metoder som allmänt utnyttjas. Exemplen och tillväga- gångssätten är emellertid endast avsedda att åskådliggöra upp- finningen och icke att begränsa uppfinningen utöver vad som anges i patentkraven. Samtliga mängduppgifter i delar och % är beräknade på vikten om icke annat anges. 8007816-5 Allmän metod 600 delar rå järnmalm innehållande cirka 50 % hematit sättes till 400 delar dejoniserat vatten. Till denna lösning sättes natriumsilikat och natriumhydroxid i mängder som är tillräckliga för att höja pH till cirka lo,5-ll,o. Den erhållna alkaliska lösningen males till fin partikelstorlek, cirka 85 % -500 mesh. Denna finmalda malm utspädes därefter till cirka 7,5 % fast materialhalt. Den erhållna pulpen omröres i ett stort kärl för bibehållande av uppslamningens koncentration och för bedömning av avsättninqsbetlngelserna.

Till 8 liter av denna pulp sättes likformigt 0,l del kalcium- hydroxid (motsvarande l7 ppm kalcium såsom kalciumkarbonat i dvn slurliqa lösningen), som omröros klnfliqt för simulering av ett mjukgjorL vatten innehållande kvarvarande kalciumhård- het. Provkvantiteter med volymen l liter uttages av denna blandning och införes i lockförsedda flaskor.

Vid varje provning-sättes provvolymerna till 1000 ml graderade mätcylindrar försedda med porösa pluggar för omsorgsfull pulp- omblandninq. De selektiva utflockningsmedlen som skall under- sökas tillsättes därefter såsom utspädda lösningar och omröres l;rzxíTLi-.¶l.1x1vl! de prlrüsn "p.lnqqa.rxuzx" :mdr-r 15 .fu-lzundffrs tid .För sükurstä]lund~ av nmhlandnínq av utflovkninqsmvdel och pulp. hen behandlade pnlpun tillåtas avnülLa sug unde: 5 miuuinls Lld och därefter avdrages en övre volym av 900 ml av pulpen om- sorgsfullt med sifon såsom överflöde. Kvarvarande l00 ml ut- gör underflödet.

Underflödet och överflödet väges omsorgsfullt och analyseras för bestämning av utbytet och malmens halt. Utbytet (Ru) för underflödet definieras såsom: (wt. UL) R z (a. I.o.U.) )] + [(- :c.o.o.) x (wt. OJ] u [(% I.O.U.) x (wt. U. oW N Utbytet (Ro) för överflödet definieras såsom: 8807816-5 Kvarvarande gängart (Gu) i underflödet definieras såsom: G (loo - I.O.U.) x (wt. 0.), 1 + u = [uoo-a I.O.U.) x (wt. U.) [(100 - % I.o.o.) x (wt. o.)] Kvarvarande gångart (GO) i överflödet definieras såsom: G = l-G Q u.

Järnoxidkoncentrationen i underflödet (Xu) definieras såsom: xu = wt. I.o.¿J_._ wt. O.

Järnoxidkoncentrationen i överflödet (X0) definieras såsom: Gångartskoncentrationen i underflödet (Yu) definieras såsom: Yu = wt. U. - wt. I.O.U. wt. U.

Gångartskoncentrationen i överflödet (Yo) definieras såsom: YO = wt. O. - wt. I.0.0. wt. O. varvid X + Y = l och X + Y = l u u o o Selektiviteten definieras såsom: selektivitet = HR x xu)~(Ro x X0) l-Hsu x Yu)-(Go x YOU u varvid: % I.O.U. = % järnoxid i underflöde % I.0.0. = % järnoxid i överflöde wt. U. = vikt av underflödet = vikt av överflödet wt. O. varvid ett värde av "Z" motsvarar perfekt selektivitet (dvs. 100 % av h@matiLen och icke någon gångart i underflödet och, i motsvarande mån, 100 % gângart och icke någon hematit i överflödet). En selektivitet av "O" motsvarar en fullständiqt "slumpartad eller icke-selektiv process. 8007816-5 Exemgel l och 2.

Med användning av den allmänna metod som anges i det före- gående användes en partiellt karboxylerad polyakrylamid med en molekylvikt av cirka 6,5 miljoner samt innehållande cirka 42 % karboxylgrupper vid olika doseringshalter såsom selektivt utflockningsmedel. Resultaten anges i tabell I i det följande.

Jämförelseexempel A och B.

Med användning av den allmänna metod som anges i det före- gående användes majsstärkelse i olika doseringsmängder såsom selektivt utflockningsmedel. Försöksresültaten anges i tabell I i det följande.

Jämförelseexemgel C.

Med användning av den allmänna metod som anges i det före- gående användes partiellt karboxylerad polyakrylamid med en molekvlvikt understigande l miljon och innehållande cirka 85 % karboxylgrupper såsom selektivt utflockningsmedel. Resultaten anges i tabell I i det följande.

Jämförelseexemgel D.

Med användning av den allmänna metod som anges i det före- gående användes en partiellt karboxylerad polyakrylamid med en molekylvikt överstigande l miljon och innehållande cirka 95 % karboxylgrupper såsom selektivt utflockningsmedel. För- söksresultaten anges itabell I. 8007816-5 mm~_o+ m.om mmm.o w.ww om~_o m.mH @m~H o @wm.o+ >.ßm «mm_o w.mß @~N.o @_o~ «.mH u ~wm.o+ fi_mm wfi«_o @.w> @~H_ø -- ämm m mmm_o+ m.mw m~«.o ß.m> @m-o m.w~ m.m~H m mm@~o+. ß.«m Hm«.o o.ow >mo_o o.o~ w.m~ N wom.o+ H_m@ mo«.o_ ~_ow oNH_o m_@H w«_m A oA«,o+ m.wm @fi«.o «.w« ~>~_o @_Hm | wmflwgmmaww _ @1Mm> pflmnlmm w|@xfl> »~mn|wm w|uxfl> mou\mx lmßwwfl>flflämvflwm w mwnïfißflfilmfm ÜÜÛHMHOÜGD ®.m2wfi.,.+.Hw>.O. ÜGflMQWOQ >Ohh ÉQQZZMÄH >4 UZHZBB%m>4 >< ÜZHZ>Omm H HAQQMB 8007816-5 lO åÉLm e I' 3_.L Med användning av den allmänna metoden enligt ovan och en par- tiellt karboxylerad polyakrylamid med en mclekylvikt av cirka 3 miljoner innehållande cirka 35 % karboxylgrupper såsom selek- tivt~utflockninqsmedel erhålles i huvudsak likvärdiga resultat med de som erhölls enligt exemplen l och 2.

Exemgel 4 oqh_ä¿ Med användning av den allmänna metod som anges i det före- gående användes en kombination av majsstärkelse och den par- tiellt karboxylerade polyakrylamiden som utnyttjades enligt exempel l och 2 för selektiv utflockning vid olika doserínqs- halter. Försöksresultaten anges i tabell II i det följande; Exempel 5 och 7.

Med användning av den allmänna metod som anges i det före- gående användes en kombination av majsstärkelse och en par- tiellt karboxylerad polyakrylamid med en molekylvikt av cirka lO miljoner och innehållande cirka 53 % karboxylgrupper såsom selektivt utflockningsmedel vid olika doseringar. Försöksresul- taten anges i tabell II i det följande.

Jämförelseexemgel E.

Med användning av den allmänna metod som anges i det före- gående användes en kombination av majsstärkelse och den par- tiellt karboxylerade polyakrylamid som användes vid jämförelse- exempel D såsom selektivt utflockningsmedel. Försöksresultaten anges i tabell II. 8007816-5 ll _ _ _ _ _ _» wwflwxflmvm N_H@ www o+ H ma www o M mm wma o ß .H uwswflom mw_o m . , hm 1 _ m@m_o+ m_m@ mH«_o m_~w m@o_o m_ßfi mmwwmæwww «M_w@ ß mm Ü .HW m ~O o>«_o+ >_m@ ~mm_o o_ow moH_o o_o~ Mwmæflwm mm_Nw w ßA@_o+ o_m@ om«_o m_w> o~H_o ~_«N wwwwæmwww %Uwm m _!! w mv -HWW W ~ _wmm_o+ @_~m -«_o ~_mß q~4_o m __ w Mwmwflww @W_wß w o.w_oT @_wm @H«_o w_w« ~ßm_@ ,_wm I mmflwäßwsmn wmflmf 1. W »_wfi|wm @|»xH> p-fl|@m w-UM@> mo@\mM :wumwflrfl w .ful iumflwfllwß wwmawuwvflb :wñmfiuuw .LU wii uQmOD Éuum ÜZHZ>OM m wU ZH ZBHKwNø/fläflšzm HHnflHmnws

Claims (5)

8007816-5 IÃ PATENTKRAV

1. l. Förfarande för selektiv utflockning av järnmalmsmineral varvid en mald järnmalm innehållande kiseldioxídhaltig gång- art först dispergeras i ett vattenhaltigt medium och därefter konditioneias med en effektiv mängd av ett selektivt utflock- ningsmedel så att selektiv utflockning av de järnhaltiga par- tiklarna erhålles utan att orsaka motsvarande utflockning av den kiseldioxidhaltiga gångarten, k ä n n e t e c k n a t därav, att det selektiva utflockningsmedlet utgöres av en par- tiellt karboxylerad polvakrylamid innehållande från cirka 35 till 55 % karboxylgrupper och har en molekylvikt överstigande 1 miljon.

2. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att molekylvikten av det selektiva utflockningsmedlet är från cirka 5 till 15 miljoner.

3. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att den effektiva mängden av det selek- tiva utflockningsmedlet som tillsättes är från cirka 45 till 906 g per ton järnmalm.

4. Förfarande enligt patentkravet 2 eller 3, k ä n n e - t e c k n a t därav, att stärkelsen tillsättes i kombination med det selektiva utflockningsmedlet.

5. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, k ä n - n e t e c k n a t därav, att den malda järnmalmen utgöres av en oxideras järnmalm.