SE521949C2 - Förfarande för skumflotation av silikatinnehållande järnmalm - Google Patents

Description

20 25 30 35 521 949 . . a ~ o c u o nu 2 mer selektiv flotationsprocess.

Det har nu enligt föreliggande uppfinning visat sig att detta kan uppnås genom att, vid ett pH-värde av 8-11, företrädesvis 9-11, utföra en omvänd skumflotation av en silikatinnehållande järnmalm i närvaro av en samlare som innehåller en eteramin och en tryckare för järnmineral, var- vid samlaren innehåller en kombination av en primär eter- monoamin och en primär eterpolyamin, vilka innehåller en alifatisk kolvätegrupp med 6-22 kolatomer, företrädesvis 8- 16 kolatomer, och ett viktförhållande mellan etermonoaminen och eterpolyaminen av 1:4-4:1, företrädesvis 1:2-2:1. Genom att använda en kombination av etermonoaminen och eterpolyaminen som samlare vid skumflotation har det visat sig att man erhåller en överraskande god selektivitet och ett högt utbyte av silikatet i flotatet medan botten- fraktionen innehåller järnmineralet i högt utbyte och med låg halt silikat. Kombinationen av eteraminer uppvisar synergistiska egenskaper jämfört med de resultat som erhålles för eteraminerna tagna var för sig.

Det är även möjligt enligt uppfinningen att utföra skumflotationsförfarandet i närvaro av andra samlare som komplement till kombinationen av eteraminer. Således kan konventionella samlare, som innehåller anjoniska grupper, användas sida vid sida med föreliggande kombination av eter- aminer för att reducera förekomsten av alltför höga halter fosfat i den silikathaltiga järnmalmen. Ett alternativt för- farande är att efter reduktion av silikathalten i järnmalmen utföra ytterligare en skumflotationprocess för att avlägsna fosfat.

Etermonoaminen väljes lämpligen bland etermonoaminer med formeln RH°A+n10RNH2 (I) där R1 är en kolvätegrupp, företrädesvis en alifatisk grupp med 6-22, företrädesvis 8-16 kolatomer, A är en alkylenoxi- grupp med 2-4 kolatomer eller en 2-hydroxipropylengrupp, nl är ett tal från 0 till 6, företrädesvis 0 till 3, och R är en grupp -CHZCHXCHZ-, där X är väte eller en hydroxylgrupp, 10 15 20 25 30 35 521 949 : v o v v e e - en företrädesvis väte.

Eterpolyaminen väljes lämpligen bland eterpolyaminer med formeln Rzfßa-nzonanflfnwflymn (I I) där R2 är kolvätegrupp, företrädesvis en alifatisk grupp med 6-22, företrädesvis 8-16 kolatomer, B är en alkylenoxigrupp med 2-4 kolatomer eller en 2-hydroxipropylengrupp, n2 är ett tal från 0 till 6, företrädesvis 0 till 3, R3 är en grupp -cnzcnxcuzq där x är väte eller en nydrexyigrupp, R* beteck- nar en grupp -Cgg eller -Cgg, företrädesvis gruppen -Cgg, och m är ett tal 1-3, företrädesvis 1.

Speciellt föredragna etermonoaminer och eterpolyamin- er är, sådana aminföreningar som omfattas av formeln R1oc3H6NH2 (Ia) där R1 är en rak eller grenad alkylgrupp med 8-12 kolatomer, eller av formeln Rzoqnsnflcausnnz (I I a) där R2 är en rak eller grenad alkylgrupp med 8-14 kolatomer.Föreningarna med formlerna Ia och IIa har goda flotationsegenskaper, såsom hög selektivitet och väl avvägd skumning, och är dessutom lätta att framställa.

Föreliggande uppfinning omfattar även en komposition som omfattar en etermonoamin och en eterpolyamin, vilka innehåller en alifatisk kolvätegrupp med 6-22, företrädesvis 8-16, kolatomer i ett viktförhållande mellan etermonoaminen och eterpolyaminen av 1:4-4:1. Företrädesvis har aminerna en sådan struktur att de omfattas av formlerna I, Ia, II och IIa.

Kolvätegrupperna R1 och R2 kan oberoende av varandra vara alifatiska grupper, såsom n-hexyl, isohexyl, n-oktyl, isooktyl, 2-etylhexyl, 2-propylheptyl, n-nonyl, isononyl, tert-nonyl, metylgrenad C,-alkyl, metylgrenad Cu-alkyl och metylgrenad CB-alkyl, dodecyl, tetradecyl, hexadecyl, okta- decyl, oktadecenyl, linoleyl, linolenyl och behenyl eller aromatiska grupper, såsom butylfenyl, oktylfenyl och nonyl- fenyl.

Exempel på föreningar som kan användas som etermono- 10 15 20 25 30 35 521 949 =jj¿¿::¿_ -= ° Innan u ø n n ; o n u n. 4 amin vid flotationsförfarandet enligt uppfinningen är n-oktyl-ofCHzå-aNflz, n-decyl-ofCHzågNl-Iz, n-decyl-O-CHZCH (OH) CH3NH2 , n-0ktyl-OC2H4O-(CHfi-3NH2 , n-decyl-0-(~C2H4O-)--(CH2~)-3NH2 , 2 -etylhexyl-OfCfizå-aNHz , 2 -etylhexyl-0-(C3H6O-)-(-CH2)-3NH2 , 2 -propylheptyl-O-(CH2å-3NH2 , grenad Cu-alkyl-OfCzffiOå-zfCl-Izå-BNI-Iz och grenad cn-alkyl-o-cflzcfl (oH) CHZNH, .

Exempel på lämpliga eterpolyaminer är n-decyl-O(-CH2)-3NH-(CH2)-3NH2 , isononyl-OfCH2-)-3NH(-CH2-)3NH2 , metylgrenad C13-alkyl-OfCH2-)-3NH(-CH2)-3NH2, n-dodecyl-O-CHZCH (OH) CH: -NHfCl-lzå-aNHz , metylgrenad Cnalkyl-0-C2H40-(CH2)-3NH(-CH2fiNH,, metylgrenad Cn-alkyl-OfCl-Iz-)-3NH(-CH2«)-3NH-(CH2-)-3NH2, metylgrenad Cu-alkyl-OCHZCH (OH) CH2NHC2H4NH2 , Z-propylheptyl-OCHZCH (OH) CH2NHC2H4NHC2H4NH2 , n-decyl-ocnzcnoncnzmæczfnnnz och n-dodecy1-o-czmo-cnzcnoncnzNnczrLmlnz .

Oneutraliserade eteraminer med formlerna I, Ia, II och IIa är i allmänhet relativt svåra att dispergera i en vattenhaltiga uppslamning av malm (pulp) utan speciella åt- gärder, såsom uppvärmning och kraftig omrörning. Stabili- teten för sådana uppslamningar är dålig. Ett sätt att under- lätta upplösningen och därmed påskynda flotationsprocessen är att först bereda en vattenblandning av eteraminerna, och neutralisera eteraminernas kvävegrupper till minst 20 pro- cent med en syra, exempelvis en lägre organisk syra, såsom myrsyra, ättiksyra och propionsyra, eller med oorganiska syror, såsom saltsyra. En fullständig neutralisation är inte nödvändig, eftersom höga salthalter kan förorsaka utfäll- ning. Dessutom kan, vid längre tids lagring, en del av amin- salterna omvandlas till amidföreningar. I vattenblandning föreligger därför eteraminföreningarna lämpligen i delvis neutraliserad form. Exempelvis är 20-70, företrädesvis 25-50 procent av amingrupperna neutraliserade. Som neutrali- seringsmedel användes lämpligen monokarboxylsyra med 1-3 kolatomer, såsom ättiksyra. Ett annat sätt att underlätta dispergeringen i pulpen är att öka eteraminernas löslighet 10 15 20 25 30 35 521 949 n... u o ø a | | v o n; 5 genom att välja grenade och/eller omättade kolvätegrupper, att införa polära nonjoniska grupper som oxyalkylengrupper och att anpassa storleken på kolvätegrupperna R1 och R2. Så- ledes kan R1 innehålla 6-13, företrädesvis 8-11 kolväte- grupper och R2 10-18, företrädesvis 11-15 kolatomer.

Vid flotationsförfarandet enligt uppfinningen kan järnmalmen tillsammans med vatten malas i ett första steg till önskad partikelstorlek. Vanligtvis har malmen en par- tikelstorlek mellan 5 och 200 pm. Den malda malmen suspen- deras därefter i vatten och fint material avslammas på kon- ventionellt sätt, exempelvis genom filtrering, sedimentation eller centrifugering. Av denna malmen beredes därefter en vattenuppslamning (pulp), till vilken sättes en konventio- nell tryckare, såsom en hydrofil polysackarid, exempelvis stärkelse, såsom majsstärkelse som aktiverats med behandling med alkali. Andra exempel på hydrofila polysackarider är cellulosaestrar, såsom karboxymetylcellulosa och sulfometyl- cellulosa; cellulosaetrar, såsom metylcellulosa, hydroxi- etylcellulosa och etylhydroxietylcellulosa; hydrofila gummin, såsom gummi arabikum, karayagummi, dragent och ghattigummi, alginater; och stärkelsederivater, såsom kar- boximetylstärkelse och fosfatstärkelse. Tryckaren tillsättes normalt i en mängd av ca 10 till ca 1000 gram per ton malm.

Dessutom tillsättes vanligtvis alkali till ett pH av 8-11, företrädesvis 9-11. Efter konditionering av malmen kan eter- monoaminen och eterpolyaminen tillsättas, företrädesvis partiellt neutraliserade, och det hela konditioneras ytter- ligare en stund innan skumflotationen utföres. Om så önskas kan skumreglerande medel tillsättas vid lämpligt tillfälle före skumflotationen. Exempel på lämpliga skumreglerande tillsatser är metylisobutylkarbinol och alkoholer med 6-12 kolatomer som eventuellt är alkoxilerade med etylenoxid och/eller propylenoxid. Efter avslutad flotation uttages ett silikatanrikt flotat och en järnrik och silikatfattig bottenfraktion.

Nedanstående utföringsexempel illustreras ytterligare föreliggande uppfinning. 10 15 20 25 30 35 521 949 Exempel 1 Vittrad järnmalm innehållande 91.8 viktprocent Feg% och 6.1 viktprocent SiO2 maldes till en partikelstorlek så att 58.7 viktprocent passerade en sikt med maskvidden 38 um.

Den malda malmen uppslammades därefter i vatten och fin- kornigt material avskildes med hjälp av en hydrocyklon. Återstoden, som utgjorde 92.8% av den ursprungliga mängden, hade följande partikelstorleksfördelning.

Tabell 1 Siktanalys Siktstorlek Ackumulerad vikt- pm mängd malm, % 300 99.4 210 98.4 150 95.9 105 90.1 75 79.1 53 64.8 38 51.5 Majsstärkelse i en mängd av 647 mg sattes till en 60%-ig pulp innehållande 830 g malm i form av en alkalisk vattenlösning med 1 viktprocent stärkelse. Därefter kondi- tionerades det hela i 5 minuter och pulpen överfördes till en flotationscell med en volym av 1.4 liter där ytterligare vatten tillsattes till en volym av knappt 1.4 liter, varvid en pulptäthet av ca 40 viktprocent erhölls. Pulpens pH-värde inställdes på 10.5 och en etermonoamin och/eller en eterdi- amin tillsattes i en total mängd av 36 mg. Etermonoaminen hade följande formel NH2-(CHQ,-O-RF, där RI är en rak C940- alkylgrupp, medan eterdiaminen hade strukturen NH2-(CH2)3-NH-(CH2)3-0-R2, där R2 är en metylgrenad C53-alkyl- grupp.

Den alkaliska pulpen med tillsatta aminer konditio- nerades i 1 minut, varefter en skumflotation utfördes vid en temperatur av ca 21-24°C. Efter avslutad flotation togs bottenkoncentratet tillvara, torkades och analyserades med 10 15 20 25 30 521 949 7 avseende på totalt viktsutbyte, halt SiO2 och halt Fegg.

Följande resultat erhölls.

Tabell 2 Test Viktförhållande Totalt ut- Halt SiO2 Utbyte Fegg monoamin/diamin byte, vikt-% vikt-% vikt-% 1 100/0 80.3 0.70 84.9 2 75/25 82.7 0.72 87.9 3 50/50 86.9 0.83 91.3 4 25/75 86.9 0.98 90.8 5 O/100 91.2 1.52 92.7 Av resultaten framgår att när flotationen utfördes i närvaro av en blandning av etermonoamin och eterdiamin er- hölls ett högre utbyte av Fe2O3 och en lägre halt av SiO2 än vad som kan förväntas med ledning av värdena för flotation med antingen etermonoaminen eller med eterdiaminen.

Exempel 2 En skumflotation utfördes på samma mineralpulp och under samma processbetingelser som i exempel 1 men med undantag för att etermonoaminen och eterdiaminen var fullständigt neutraliserade med ättiksyra. Det erhållna resutatet framgår av nedanstående tabell.

Tabell 3 Test Viktförhållande Totalt ut- Halt SiO2 Utbyte Fegg monoamin/diamin byte, vikt-% vikt-% vikt-% 100/O 84.4 0.74 89.8 50/50 88.4 0.70 94.2 0/100 84.3 0.85 89.8 Resultaten visar att en tydlig synergieffekt erhålles när etermonoaminen och eterdiaminen föreligger i lika vikt- delar.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 521 949 PÄTENTKRAV

1. Förfarande för anrikning av ett järnmineral från en silikatinnehållande järnmalm genom att, vid ett pH-värde av 8-11, utföra en skumflotation i närvaro av samlare, som innehåller en eteramin, och en tryckare för järnmineralet, kännetecknat därav, att samlaren innehåller en kombination av en primär etermonoamin och en primär eterpolyamin, vilka innehåller en alifatisk kolvätegrupp med 6-22 kolatomer och föreligger i ett viktförhållande mellan etermonoaminen och eterpolyaminen av 1:4-4:1.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat därav, att etermonoaminen har formeln RäArnløRNflz (I) där R1 är en kolvätegrupp, företrädesvis en alifatisk grupp med 6-22 kolatomer, A är en alkylenoxigrupp med 2-4 kol- atomer eller en 2-hydroxipropylengrupp, nl är ett tal från O till 6, och R är en grupp-AHQCHXCHZ-, där X är väte eller en hydroxylgrupp.

3. Förfarande enligt krav 2, kännetecknat därav, att etermonoaminen har formeln Rlocansnnz (Ia) där R1 är en rak eller grenad alkylgrupp med 8-12 kolatomer.

4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, kännetecknat därav, att eterpolyaminen har formeln RZfByDZoRBNHfR^NH)-,,H (II) där R2 är kolvätegrupp, företrädesvis en alifatisk grupp med 6-22 kolatomer, B är en alkylenoxigrupp med 2-4 kolatomer eller en 2-hydroxipropylengrupp, n2 är ett tal från 0 till 6, R3 är en grupp -CH¿CHXCH2, där X är väte eller en hydroxylgrupp, Rf betecknar en grupp -C3H6 eller -CZH4 och m är ett tal 1-3.

5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat därav, att eterpolyaminen har formeln Rzocansunqflsnnz (IIa) där R2 är en rak eller grenad alkylgrupp med 8-14 kolatomer. 10 15 20 521 949 šj; =jj¿¿::¿_ -a ' nu :nu 9

6. Förfarande enligt något av kraven 1-5, kännetecknat därav, att etermonoaminen och eterpolyaminen sättes till pulpen i form av en vattenblandning, där eteraminernas kvävegrupper är neutraliserade till minst 20 molprocent med en syra.

7. Förfarande enligt något av kraven 1-6, kännetecknat därav, att viktförhållandet mellan etermonoaminen och eterpolyaminen är 1:2 till 2:1.

8. Vattenhaltig eteramininnehållande komposition, känne- tecknat därav, att den innehåller i kombination a) en etermonoamin enligt krav 1, 2, 3 eller 6, och b) en eterpolyamin enligt krav 1, 4, 5 eller 6 i ett viktförhållande 1:4 till 4:1.

9. Komposition enligt krav 8, kännetecknat därav, att eteraminernas kvävegrupper är neutraliserade till minst 20 procent av en syra.

10. Komposition enligt krav 8 eller 9, kännetecknat därav, att viktförhållandet mellan etermonoaminen och eterpolyaminen är 1:2 till 2:1.