SE466582B - Foerfarande och samlarreagenskomposition foer utvinning av guld fraan guldhaltiga mineral - Google Patents

Description

466 582 2 beståndsdelar som skall separeras. Flotationsseparation av en värdefull beståndsdel från en annan beror sålunda på den rela- tiva vätbarheten av dessa värdefulla beståndsdelars ytor av vatten. Typiskt är ytans fria energi avsiktligt sänkt genom adsorption av heteropolära samlarreagens. Den hydrofoba beläggning som åstadkommes på detta sätt verkar, enligt denna förklaring, såsom en brygga, så att de värdefulla bestånds- delarna kan fästas vid en luftbubbla. Den praktiska tillämp- ningen av denna uppfinning är emellertid icke begränsad av denna eller andra teorier beträffande flotation.

Förutom samlarreagenset erfordras vanligen flera andra rea- gens. Bland dessa är skumbildningsmedel som användes för åstadkommande av ett stabilt flotationsskum, som är tillräck- ligt beständigt för att ge separering av värdefulla bestånds- delar men icke så beständigt att det icke kan brytas ned och tillåta efterföljande bearbetning. De mest allmänt använda skumbildningsmedlen innefattar kreosot, kresylsyra och alkoho- ler, såsom 4-metyl-2-pentanol, polypropylenglykoler och etrar, etc.

Vidare är vissa andra betydelsefulla reagens, såsom modifie- ringsmedel, även till stor del ansvariga för ett lyckat resul- tat av flotationsseparation av värdefulla beståndsdelar.

Modifieringsmedel innefattar alla reagens, vilkas huvudsakliga funktion är varken samlarreaktion eller skumbildning utan modifiering av ytan av de värdefulla beståndsdelarna, så att ett samlarreagens antingen adsorberas till denna eller icke adsorberas. Modifieringsmedel kan sålunda anses vara ned- tryckningsmedel, aktivatorer, pH-regulatorer, dispergerings- medel, deaktivatorer, etc. Ofta kan ett modifieringsmedel utföra ett flertal funktioner samtidigt. Rådande teori och praktik beträffande flotation anger att effektiviteten av alla klasser av flotationsmedel till stor del beror på graden av alkalinitet eller surhetsgraden hos malmuppslamningen. Till följd av detta är modifieringsmedel som reglerar pH-värdet mycket betydelsefulla. De mest allmänt använda pH-reglerings- medlen är kalk, kalcinerad soda och, i mindre utsträckning, 466 582 3 natriumhydroxid och svavelsyra eller mineralsyror.

Alkyl- och aralkylditiofosforsyrasalter har använts såsom sam- larreagens under många år. Organofosforföreningar, i vilka det finnes en direkt bindning mellan fosfor och kol, har emel- lertid icke använts i lika'stor omfattning. I exempelvis US 3 355 017 anges att diisobutylditiofosfinat kan användas såsom samlarreagens för att ge överlägsen samlaraktivitet jäm- fört med motsvarande ditiofosfater. Dessa samlarreagens har sålunda uppvisat överlägsna samlaregenskaper i en mångfald malmer. Ett problem är emellertid att de icke ger tillfreds- ställande resultat i sura, neutrala eller svagt alkaliska kretsar.

I US 2 919 025 beskrives ett reagens innehållande en blandning av mono- och ditiofosfater, som är avsett att övervinna olä- genheterna med ditiofosfatsamlarreagensen. Detta reagens har med gott resultat använts såsom samlarreagens i sur krets, exempelvis vid pH-värden av från 3,5 till 6,0, för koppar.

Den huvudsakliga olägenheten med detta reagens är svårigheten att framställa detta, så att man erhåller en likformig produkt från sats till sats. Vidare innehåller reagenset fortfarande en avsevärd mängd av ditioföreningen, som uppvisar dålig sam- larstyrka i sura, neutrala eller svagt alkaliska kretsar.

Effektiviteten av detta reagens sänkes därför, även om det fortfarande är bättre än ett reagens innefattande enbart mo.- svarande enkla eller rena ditiofosfat. Detta reagens gav emellertid antydan om att dietylmonotiofosfat var överlägset såsom samlarreagens i sur miljö jämfört med dietylditiofosfat.

I ett besläktat system är samlaregenskaperna hos diisobutyldi- tiofosfinat kända, även om de icke är likaväl kända som dessa hos ditiofosfaterna. Samlaregenskaperna hos ett motsvarande diisobutylmonotiofosfinat är icke kända i litteraturen. De sovjetiska författarna P.M. Solozhenkin et al anger i en arti- kel med titeln "Flotation Properties of Sulfur-Containing Phosphorus Derivatives", som publicerats i Dokl. Akad. Nauk Tadzh. SSR lå, nr 4, 26-30 (1970), samlarreagensegenskaper för 466 582 4 dietylmonotiofosfinat. Dessa författare anger även ett förfa- rande för syntes av en dietylmonotiofosfinatförening. Dife- nylmonotiofosfinsyra nämnes men dess samlaregenskaper har icke studerats. Dessa författare jämförde flotationssamlaregenska- perna hos dietylmonotiofosfat/fosfinat och dietylditiofosfat/- fosfinat. Resultaten av deras undersökning indikerar att ditiofosfinatet är bättre än monotiofosfinatet. Författarna anger att ökningen av floterbarheten, som observerades vid övergång från fosformonotiosyror till -ditiosyror står i sam- band med inverkan av elektrondonatorsubstituenter på en ökning av den effektiva negativa laddningen på de svavelatomer som är ansvariga för reaktionen med metallkatjonen. Deras resultat visar tydligt att ditiofosfinatet var ett mycket bättre sam- larreagens än monotiofosfinatet. Artikeln ger inga trender eller någon bestämd teori beträffande samlarreagensegenska~ perna hos dessa material och därför kan man icke göra någon förutsägelse beträffande deras flotationsegenskaper på andra mineral, exempelvis guld. Sökanden har, i motsats till arbe- tet av de sovjetiska författarna, funnit att för guldflotatio- ner är monotiofosfinatföreningarna väsentligt överlägsna ditiofosfinaterna, i synnerhet i kombination med natriummer- kaptobensotiazol.

Det är sålunda ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett nytt och förbättrat sulfidsamlarreagens och en flotationsprocess för anrikning av guldmalmer med användning av skumflotationsmetoder.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser enligt en utföringsform en ny och förbättrad samlarreagenskomposition för anrikning av guld från guldhaltiga mineral, varvid samlarreagenskompositionen innefattar l) från ca 5 till 95 viktprocent, baserat på den totala vikten av l) och 2), diisobutyl- eller disek.-butyl- -monotiofosfinsyror eller dessas salter och 2) från ca 95 till 5 viktprocent, på samma basis, natriummerkaptobensotiazol. ä) Iz., 14* 466 5820 5 Allmänt och utan begränsning kan de nya och förbättrade sam- larreagensen enligt denna uppfinning användas i mängder från ca l till 500 g/ton mineral (0,002 till 1,0 lb/ton mineral) och företrädesvis från ca 5 till 150 g/ton mineral (0,0l till 0,3 lb/ton mineral) för effektiv och selektiv utvinning av guldbeståndsdelar från guldhaltiga mineral. De nya och för- bättrade samlarreagensen enligt denna uppfinning kan allmänt användas oberoende av pH hos malmuppslamningarna. Vidare kan dessa samlarreagens, likaledes utan begränsning, användas vid pH-värden av från ca 3,5 till ll,0 och företrädesvis från ca 4,0 till 10,0.

Enligt en annan utföringsform avser föreliggande uppfinning ett nytt och förbättrat förfarande för anrikning av guldhal- tiga mineral, varvid förfarandet innefattar: malning av malmen till partiklar av floterbar storlek, uppslamning av partik- larna i ett vattenhaltigt medium, konditionering av uppslam- ningen med effektiva mängder av ett skumbildningsmedel och ett metallsamlarreagens samt skumning av de önskade guldhaltiga mineralen med skumflotationsmetoder, varvid samlarreagenset innefattar 4) från ca 5 till 100 viktprocent, baserat på den totala vikten av 4) och 5) diisobutyl- eller disek.-butyl- -monotiofosfinsyror eller dessas salter och 5) från ca 95 till 0 viktprocent, på samma basis, natriummerkaptobensotiazol.

Föreliggande uppfinning avser sålunda en ny klass av samlar- reagens och ett nytt och förbättrat förfarande för skumflota- tion av guldhaltiga mineral. Samlarreagensen och förfarandet enligt föreliggande uppfinning ger helt överraskande överläg- set metallurgiskt utbyte vid skumflotationsseparationer jäm- fört med konventionella sulfidsamlarreagens, även vid reduce- rade samlarreagensdoseringar, och är verksamma under betingel- ser vid surt, neutralt eller svagt alkaliskt pH.

Andra ändamål och fördelar med föreliggande uppfinning framgår av följande detaljerade beskrivning och åskådliggörande utfö- ringsexempel. 466 582 6 DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Enligt föreliggande uppfinning tillvaratages guldbeståndsdelar genom skumflotationsmetoder i närvaro av ett nytt samlarrea- gens, vilket samlarreagens innefattar en blandning av diiso- butyl- eller disek.-butyl-monotiofosfinsyror eller dessas sal- ter och natriummerkaptobensotiazol i de koncentrationer som anges ovan.

De diisobutyl- och disek.-butyl-monotiofosfinsyror och dessas salter som användes enligt föreliggande uppfinning kan fram- ställas med flera olika metoder. Enligt en metod hydrolyseras en motsvarande diisobutyl- eller disek.-butyl-tiofosforylklo- rid till att ge monotiofosfinatet enligt följande ekvation: S S /P\ /P\ R |C1+XOH->R|OX +HC1 R R vari R är isobutyl eller sek.-butyl och X+ är väte, en alkali- metall, såsom natrium, kalium, litium, etc., eller N(Rl)4, vari varje Rl är, individuellt, väte, en Cl-C8-alkylradikal eller en C6-C10-arylradikal.

En annan metod för framställning av de monotiofosfinsyror som är användbara enligt föreliggande uppfinning är med en Grignard-syntes, exempelvis den som beskrives av Solozhenkin et al i den ovan angivna artikeln, och sammanfattas med ekva- tionen: PC13 + 3ROH --# (R0)2 P(O)H ; (Ron Pmn + Rmgx -S-> Fggomgx - s H4- Rziáongx --> S. s R21\0 n ff, . 466 S82 7 Även om de ovan beskrivna metoderna kan vara användbara för framställning av monotiofosfinsyrorna och dessas salter som användes enligt föreliggande uppfinning, är de icke mycket praktiska.

En särskilt föredragen metod för framställning av monotiofos- finsyrorna och dessas saltföreningar som användes enligt före- liggande uppfinning är i överensstämmelse med den metod som anges i US-patentansökan 675 492, inlämnad 29 november 1984 av Robertson, som specifikt införlivas häri genom hänvisning.

Enligt denna föredragna metod oxideras motsvarande diisobutyl- eller disek.-butyl-fosfin i närvaro av luft eller väteperoxid till bildning av motsvarande fosfinoxid, som därefter bringas att reagera med svavel i närvaro av en alkali- eller alkalisk jordartsmetallhydroxid eller ammoniumhydroxid eller en amin enligt ekvationen: 0 II S _ II T f 1 ° 1 1, S P '_-> P P \ k ik R/ R R/|\R (aem) R/|\ox R R vari R och X är såsom definierats ovan.

Ytterligare detaljer beträffande reaktionsbetingelserna som användes och koncentrationen av reagensen som användes kan återfinnas i denna patentansökan.

Enligt föreliggande uppfinning användes de ovan beskrivna diisobutyl- och disek.-butyl-monotiofosfinsyrorna och dessas salter såsom samlarreagens i en ny och förbättrad skumflota- tionsprocess, som utgör ett förfarande för förbättrad anrik- ning av guldbeståndsdelar från guldhaltiga mineral.

Enligt föreliggande uppfinning innefattar det nya och förbätt- rade förfarandet för anrikning av guldbeståndsdelar för det första steget att storleksreducera mineralet till partiklar av floterbar storlek. Såsom är uppenbart för fackmän på detta 466 582 8 område varierar den partikelstorlek till vilken ett mineral måste storleksreduceras för att frige guldbeståndsdelarna, dvs. frigöringsstorleken, och kan bero på ett flertal fakto- rer, exempelvis geometrin hos mineralen. Under alla förhål- landen kan, såsom är vanligt inom detta område, ett faststäl- V) lande av att partiklarna har storleksreducerats till fri- göringsstorlek åstadkommas genom mikroskopisk undersökning.

Allmänt, och utan begränsning, kan lämplig partikelstorlek variera från mellan ca 50 mesh och ca 400 mesh storlek. Före- trädesvis storleksreduceras mineralet till partiklar av flo- terbar storlek mellan ca +65 mesh och ca -200 mesh.

Storleksreduktionen av malmerna kan genomföras i enlighet med någon metod som är känd för fackmän på detta område. Såsom exempel kan mineralet krossas till -10 mesh storlek följt av våtmalning i en stålkulkvarn till specificerad meshstorlek eller också kan autogen eller semi-autogen malning eller sten- malning användas. Det tillvägagångssätt som användes vid storleksreduceringen är icke kritiskt för förfarandet enligt uppfinningen, förutsatt att partiklar av effektiv floterbar storlek åstadkommes.

Förjusteringar av pH genomföres lämpligen genom tillsats av modifieringsmedlet till malgodset under storleksreduktionsste- get. pH hos malmuppslamningen kan förjusteras till något önskat värde genom tillsats av antingen syra eller bas och typiskt kan svavelsyra resp. kalk användas för detta ändamål.

Det storleksuppdelade mineralet uppslammas därefter i vatten- haltigt medium och ger en floterbar uppslamning. Den vatten- haltiga uppslamningen eller pulpen av partiklar av floterbar storlek, typiskt i en flotationsapparat, justeras till att ge en malmuppslamning, som innehåller från ca l0 till 60 viktpro- cent av fast material i uppslamningen, företrädesvis 25 till 50 viktprocent och i synnerhet från ca 30 till ca 40 viktpro- cent av fast material i uppslamningen. (fr 466 582% 9 Enligt en föredragen utföringsform av förfarandet enligt före- liggande uppfinning genomföres flotationen av guld vid ett pH av mindre än eller lika med 10,0 och företrädesvis mindre än 10,0. Enligt denna föredragna process användes svavelsyra för att bringa pH-värdet hos malmuppslamningen till mindre än eller lika med 10,0, om så erfordras.

Under alla förhållanden och av godtyckligt skäl kan pH hos malmuppslamningen förjusteras om så önskas vid denna tidpunkt med någon metod som är känd för fackmän på området.

Sedan malmuppslamningen har beretts konditioneras uppslam- ningen genom tillsats av verksamma mängder av ett skumbild- ningsmedel och samlarreagenset. Med "verksam mängd" avses någon mängd av respektive komponenter, som ger en önskad nivå av anrikning av guldet.

Mer speciellt kan godtyckligt känt skumbildningsmedel användas vid förfarandet enligt uppfinningen. Såsom åskådliggörande kan sådana skumbildningsmedel som rak- eller grenkedjiga kol- vätealkoholer med låg molekylvikt, såsom C6- till C8-alkano- ler, 2-etylhexanol och 4-metyl-2-pentanol, också känt såsom metylisobutylkarbinol (MIBC) användas, liksom tallolja, kre- sylsyra, polyglykol eller monoetrar av polyglykoler och alko- holetoxylater. Helt allmänt, och utan begränsning, tillsättes skumbildningsmedlet eller skumbildningsmedlen i konventionella mängder och mängder av från 0,00453 till ca 0,227 kg skumbild- ningsmedel per ton mineral som behandlas är lämpliga.

Därefter underkastas, i enlighet med förfarandet enligt före- liggande uppfinning, den konditionerade uppslamningen innehål- lande en verksam mängd av skumbildningsmedel och en verksam mängd av samlarreagens ett skumbildningssteg i överensstäm- melse med konventionella skumflotationsmetoder för uppsamling av guldbeståndsdelarna i skumkoncentratet.

Följande exempel anges enbart för åskådliggörande och är icke att uppfatta såsom begränsningar av föreliggande uppfinning 466 582 10 med undantag av vad som anges i de bifogade patentkraven.

Alla delar och procentuppgifter avser vikten om icke annat anges. :vä Vid vart och ett av följande exempel användes följande all- männa berednings- och provningsmetoder: Den använda malmen är från Sydafrika bestående huvudsakligen av kiseldioxid och silikater med mindre mängder guld, uran och kol. Guldhalten är ca 0,6 g/ton och svavelhalten är 1,2 %.

Ca l0O0 g av det i förväg malda fasta materialet återuppslam- mas till 50 % fastmaterialhalt till en uppslamning med en kornstorleksfördelning av ca 80 % -200 mesh (74 um). Uppslam- ningen konditioneras 30 minuter med användning av natriumhyd- roxid eller svavelsyra för åstadkommande av det önskade pH- -värdet. En turbinomrörare användes vid 300 varv per minut.

Uppslamningen överföres därefter till en Denver D12 flota- tionscell och volymen justeras till 2650 ml, 32 % fastmate- rialhalt med uppslamningsnivån 2 cm under läppen. Skumbil- dare, av polyglykoletertyp, samt samlarreagenset eller samlar- reagensen tillsättes och konditioneras 1,5 minuter vid 1300 varv per minut. Ett modifieringsmedel, kopparsulfat, tillsät- tes vid alla provningar och konditioneras 0,5 minuter. Luft införes i en mängd av 8 liter per minut från en tryckluft- cylinder och ett första koncentrat tillvaratages under 0-1,5 minuter och ett andra koncentrat under 1,5-10 minuter. De tre produkterna behandlas med användning av accepterade medel och analyseras beträffande guld. En massbalans för produkten fullbordas och värdena för hastigheten och totala utbytet av guld beräknas. 1% SAMLARREAGENS WCU 032V [IUP UHF KID' XIV Olb' WCU ll TABELL I FöRsöKssERIE NR 1 GRAM/TON 38 00 34 4 23 15 19 19 15 23 00 38 FöRsöKssERIE NR 2 38 19 19 19 19 25 13 19 l9 FöRsöKssERIE NR 3 Kl% 38 30,8 23 15 49,8 37,5 43,2 46,0 49,4 42,8 42,9 34,6 50,6 48,2 20,5 40,8 K2% 40,4 58,0 466 582 GULDUTBYTE KT % KT% 53,9 6732 .466 582 02111” A B Kod för tabell I KT% Kl% K2% X- II Il II Il II ll II ll II Användning av följande föreningar i stället för de som anges såsom B och C ovan leder till väsentligen identiskt resultat jämförelse 12 FöRsöKssERIE NR 4 natriummerkaptobensotiazol ammoniumdiisobutylmonotiofosfinat ammoniumdisek.-butylmonotiofosfinat koncentrat (totalt) procent koncentrat procent efter 0-1,5 minuter koncentrat procent efter O-l0 minuter natriumdiisobutylditiofosfonat ammoniumdiisobutylditiofosfinat beträffande guldutbytet. ÖÄ U1 »få U) N, |'“' 0 o . Diisobutylmonotiofosfinsyra.

. Natriumdiisobutylmonotiofosfinat.

Disek.-butylmonotiofosfinsyra.

Kaliumdisek.-butylmonotiofosfinat. 10,4 16,6 21,8 . Trimetylaminodisek.-butylmonotiofosfinat.

Difenylaminodiisobutylmonotiofosfinat.

KT% 16,4 22,5 32,7

Claims (6)

mi 466 582 PATENTKRAV

1. l. Samlarreagenskomposition för utvinning av guld från guldhaltiga mineral, k ä n n e t e c k n a d därav, att den innefattar: (1) från c:a 5 till 95 viktprocent, baserat på den totala vikten av (l) och (2), av en förening med formeln fi (R)2-P-O X vari R är isobutyl eller sek.-butyl och X är väte, en alkali- metall eller N(Rl)4, vari varje Rl är, individuellt, väte, en Cl-C8-alkylradikal eller en C6-C10-arylradikal, och (2) från c:a 95 till 5 viktprocent, på samma basis, av natriummerkapto- bensotiazol.

2. Samlarreagens enligt patentkrav l, k ä n n e - t e c k n a t därav, att (l) är ammoniumdiisobutylmonotiofos- finat.

3. Samlarreagenskomposition enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att (l) är ammoniumdisek.- -butylmonotiofosfinat.

4. Förfarande för utvinning av guld från guldhaltiga mineral, vilket innefattar: a) åstadkommande av en vattenuppslamning av finför- delade partiklar av guldhaltigt mineral av fri- göringsstorlek, b) konditionering av malmuppslamningen med verksamma mängder av ett skumbildningsmedel och en samlarrea- genskomposition och c) därefter utvinning av guldet genom skumflotation, 466 582 M k ä n n e t e c k n a t därav, att samlarreagenskompositionen innefattar: (3) från c:a 5 till 100 viktprocent, baserat på den totala vikten av (3) och (4), av en förening med formeln H (R)2-P-O X vari R är isobutyl eller sek.-butyl och X är väte, en alkali- metall eller N(Rl)4, vari varje Rl är, individuellt, väte, en Cl-C8-alkylradikal eller en C6-C10-arylradikal, och (4) från c:a 0 till 95 viktprocent, på samma basis, av natriummerkapto- bensotiazol.

5. Förfarande enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k - n a t därav, att samlarreagenset innehåller ammoniumdiiso- butylmonotiofosfinat.

6. Förfarande enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k - n a t därav, att samlarreagenset innehåller ammoniumdisek.- -butylmonotiofosfinat. 4.1