UA127663C2 - Застосування поліолів для вдосконалення способу зворотної пінної флотації залізної руди - Google Patents

Abstract

Винахід стосується застосування водорозчинного багатоатомного спирту, який містить дві або три гідроксильні групи, для вдосконалення функціонування композиції колектора для зворотної флотації залізної руди, який включає в себе щонайменше один алкілефірамін формули (I) і/або алкілефірдіамін формули (II): R1-(O-A)-NH2, (I) R2-(O-A)-NH-R3-NH2, (II) причому R1 є вуглеводнева група з 6-24 атомами вуглецю, R2 є вуглеводнева група з 6-24 атомами вуглецю, R3 є аліфатична вуглеводнева група з 2-4 атомами вуглецю, A є алкіленова група з 2-6 атомами вуглецю.

Description

А є алкіленова група з 2-6 атомами вуглецю.

Галузь техніки, до якої належить винахід

Винахід стосується застосування поліолів для вдосконалення способу збагачення залізної руди з силікатвмісного мінералу, який містить залізо, шляхом здійснення процесу зворотної флотації руди з використанням суміші алкілефіраміну і/або алкілефірдіаміну з поліолом в якості колектора. Зазначений спосіб забезпечує сприятливі характеристики спінювання, причому процес здійснюється при низьких температурах.

Рівень техніки

Видалення 5іО»5 з різних руд за допомоги пінної флотації у присутності гідрофобних амінів є добре відомим способом. Негативно заряджений силікат може бути гідрофобізованим з використанням відповідних амфіфільних амінів, які приєднуються до поверхні силікату.

Введення повітря до флотаційної камери, яка містить водну суспензію обробленої руди, призводить до утворення газових бульбашок. Ці гідрофобні газові бульбашки збирають частинки гідрофобізованого силікату і транспортують їх нагору флотаційної камери. Нагорі флотаційної камери силікатні частинки збираються в піні. Наприкінці, піна видаляється з поверхні, а збагачений мінерал залишається на дні флотаційної камери.

Залізна руда часто містить значну кількість силікатів, наприклад, таких як-от кварц, який може бути присутнім в діапазоні приблизно від 20 до 45 95 мас. Однак наявність підвищеного вмісту силікатів чинить негативний вплив на якість залізної руди, наприклад, в процесі відновлення у доменній печі. Тому, вміст діоксиду кремнію в концентратах залізної руди є обмежувальним фактором застосовності концентрату; зазвичай він не повинен перевищувати

З 965 для процесу виробництва сталі з окатишів залізної руди, в процесах прямого відновлення (ОВІ-окатиші), а також в процесах плавлення в дуговій електропечі. Більш того, з розробкою способу електролізу заліза для виробництва сталі з ультра низькими викидами діоксиду вуглецю (програма БО ШО СО5), висуваються більш жорсткі вимоги до якості концентратів залізної руди за показниками низького вмісту 5іОг» і АІг2Оз (потрібний вміст оксиду заліза більше 98 95 мабс.).

Тому для забезпечення промислового застосування, істотно, щоб вміст силікату у вихідній залізній руді був значно знижений. Однак, через вичерпання світових запасів високоякісних руд, якість руди постійно знижується. При підвищеному вмісті 5іОг в рудах селективне збагачення заліза відносно селективного видалення силікату є більш важким завданням, ніж з рудами більш високої якості в минулому. Зараз вважається, що пінна флотація є найбільш ефективним способом у переробці мінералів з метою вилучення цінних мінералів з порожньої породи.

Зазвичай процес видалення силікатів із залізної руди являє собою зворотну пінну флотацію, в якій силікати збагачуються в піні (хвости) і виводяться з пристрою з піною, а залізо наприкінці збирається в донній фракції (концентраті). На практиці, при зворотній пінній флотації зазвичай стикаються з одним з двох недоліків: або донна фракція залізної руди містить невелику кількість

ЗО, що, в свою чергу, призводить до низького вилучення заліза; або залізо витягується з високим ступенем, що, в свою чергу, залишає підвищений вміст 5іО2: в руді. У відомому рівні техніки були запропоновані різні рішення для того, щоб одночасно збільшити вилучення заліза і знизити вміст 5іО».

У катіонному методі для зворотної флотації залізної руди, мінерал порожньої породи, головним чином кварц, піддається флотації за допомоги алкілефірамінів (К-(ОСНг)з-МН», де КЕ є залишок жирного алкілу) зазвичай частково нейтралізованих оцтовою кислотою, в якості колектора. Ступінь нейтралізації є важливим параметром, оскільки підвищений ступінь нейтралізації підвищує розчинність колектора, але погіршує характеристики флотації. Для деяких типів залізної руди характеристики флотації покращуються з використанням алкілефірдіамінів (К-(ОСН»г)з-МН-(СНг)з-МН», де К є залишок жирного алкілу), необов'язково в комбінації з алкілефірмоноамінами. Звичайно залізну руду одночасно пригнічують за допомоги немодифікованих крохмалів.

Патент США Мо 3363758 відноситься до процесу пінної флотації для відділення діоксиду кремнію від руди з використанням кислотних солей первинних аліфатичних ефірамінів і аліфатичних ефірдіамінів, в яких аліфатичний радикал має від 1-13 атомів вуглецю.

У патенті Канади 1100239 описані водні емульсії алкілефірамінів і алкілефірдіамінів, які в якості реагентів для збирання, у використання в процесі пінної флотації для виділення або концентрування мінералів з руди.

У патенті США 4319987 описане застосування первинних розгалужених аліфатичних алкілефірмоноамінів і їх часткових кислотних солей для видалення силікатів з залізної руди.

Переважно, метил-розгалужені алкільні залишки містять 8-10 атомів вуглецю.

У патенті США 6076682 описане комбіноване застосування алкілефірмоноаміну з бо алкілефірдіаміном при флотації силікатів з залізної руди. У переважних алкільних ефірмоноамінах алкільний залишок містить від 8 до 12 атомів вуглецю, і в переважних алкілефірдіамінах алкільний залишок містить від 8 до 14 атомів вуглецю.

У документі УМО 2012/139985 описаний спосіб збагачення залізних мінералів з силікатвмісної залізної руди шляхом зворотної флотації з використанням колектора, який містить ефірамін іабо ефірдіамін з аліфатичними групами ізо-СізіНг? із середнім ступенем розгалуження в діапазоні від 1,5 до 3,5.

В той самий час, в різних дослідженнях показано, що додавання неіонних поверхнево- активних речовин, як-от наприклад, жирних спиртів може покращити катіонну флотацію силікатів, оскільки при цьому підвищується селективність флотації і витяг силікатів у порівнянні з індивідуальними компонентами, а також значно знижується споживання катіонного колектора.

В роботі ЕРійїрром та ін. (Міпегаіє Епдіпеегіпд 23 (2010) 91-98) зазначено, що додавання жирного спирту (наприклад, тридеканолу) може збільшити флотаційний витяг кварцу.

Аналогічно, флотація залізовмісних силікатів, наприклад паргаситу, також підтримується, навіть за присутності крохмалю.

В роботі (іш (Іпї. 9). ЕІесітоспет. 5сі., 10 (2015) 10188-10198) зазначено, що флотаційний витяг чистого кварцу, при пінній флотації з використанням М-додецилетилендіаміну в якості катіонного колектора, покращується за присутності спиртів, включаючи етандіол і гліцерин.

Однак, для моноспиртів з довшим ланцюжком одержують найбільш перспективні результати. Ці спирти можуть частково замінити діамін.

У документі США Мо 2014/0144290 запропоновані композиції колектора і способи їх одержання і застосування. Колектор може містити один або декілька ефірамінів і один або кілька амідоамінів. Для одержання обробленої суміші можна провести контактування рідкої суспензії або завісу, які містять частинки одного або декількох типів. Продукт може бути витягнутий з обробленої суміші, яка включає в себе очищену рідину, яка має знижену концентрацію частинок у порівнянні з обробленою сумішшю, очищений дисперсний продукт, який має знижену концентрацію рідини у порівнянні з обробленою сумішшю, або і те, і інше.

Колектор може містити поліол в якості добавки, яка знижує точку замерзання.

У патенті США Мо 5540336 запропонована флотація залізної руди з використанням сумішей, які містять, щонайменше, один ефірамін формули (1):

А'О-(СпНгп)у-МН-(СтНгт-МН)ХН в якій

В! - є аліфатична вуглеводнева група з лінійним або розгалуженим ланцюгом, який має від б до 22 атомів вуглецю і 0, 1, 2 або З подвійних зв'язків; піт незалежно один від одного означають число 1, 2 або 3; х означає 0 або число 1, 2 або З; і уєгабоз,ії щонайменше, один інший аніонний і/або неіонний спільний колектор, який є аніонною або неіонною поверхнево-активною речовиною.

У патенті США Мо 4319987 рекомендується використовувати первинні аліфатичні ефіраміни як колектори діоксиду кремнію при концентруванні мінералів за допомоги процесу пінної флотації. Більш конкретно, використання сумішей первинних метил-розгалужених аліфатичних ефірамінів і їх частково нейтралізованих солей в якості флотаційних реагентів. У додатковому аспекті рекомендується використання сумішей З-ізооктилоксипропілмоноаміну і ("(З3- ізодецилоксипропілмоноаміну і/(або їх частково нейтралізованих ацетатних солей в якості колекторів діоксиду кремнію при збагаченні окиснених таконітових руд.

Отже, існують доступні способи і процеси для збагачення залізної руди від порожньої породи, яка містить 5іО» і для виробництва залізної руди з малим вмістом 5іО», яка придатна для процесу виробництва сталі. Однак існують інші аспекти, які обмежують ефективність відомих процесів флотації: частина залізної руди має дуже малий розмір часток, які утримуються на плаву з піною; відомі зараз колектори не володіють достатньою селективністю і щонайменше частково флотують з піною певні модифікації залізної руди, як наприклад, гематит; змішані частинки з високим вмістом заліза, але з малим вмістом кварцу вилучаються з піною. Більш того, характеристики колекторів відповідно до рівня техніки часто погіршуються при низькій температурі, наприклад, в більш холодних регіонах і/або в зимовий сезон.

Оскільки ступінь вилучення заліза має головне економічне значення для експлуатації установки, існує потреба у засобі флотації і способі збагачення сировинної залізної руди, які дозволили б вдосконалити ступінь вилучення цінного залізняку, без збільшення вмісту силікату у витягнутому концентраті залізної руди. Оскільки на гірничодобувному підприємстві часто паралельно переробляються різні типи залізної руди, такий пристрій флотації має працювати з бо різноманітними видами залізної руди, які зустрічаються у повсякденній експлуатації. Такий спосіб, а також використовуваний в ньому колектор, має бути застосовний навіть при низькій температурі, як це трапляється, наприклад, в зимовий сезон.

Більш того, при зворотній флотації залізної руди потрібний значний об'єм сховища для збору піни, поки вона не осяде з вивільненням мінералу порожньої породи для подальшої переробки або викидання. Хоча піна потрібна для ефективної флотації, вона повинна бути, за можливості, більш щільною і повинна осідати якомога швидше після її відділення з флотаційної камери. В іншому випадку можуть виникнути такі проблеми, як кавітація в насосі, втрата ефективності в концентраторі, присутність піни в хвостовому відвалі і інші проблеми довкілля.

Отже, існує додаткова потреба в засобі для флотації який утворює більш ефективну, але менш об'ємну піну, яка осідає швидше, ніж піна, що утворилася за допомоги добавок відповідно до відомого рівня техніки, після завершення її функції. Для зазначених засобів флотації потрібен був би менший об'єм сховища для збору піни і/або була б забезпечена підвищена продуктивність при заданій місткості сховища.

Несподівано було виявлено, що використання композиції колектора, яка містить алкілефірамін і/або алкілефірдіамін і водорозчинний багатоатомний спирт, зумовлює більш високий ступінь вилучення залізної руди під час зворотної флотації залізної руди, ніж використання лише алкілефіраміну і/або алкілефірдіаміну. Спосіб флотації, в якому використовується алкілефірамін і/або алкілефірдіамін, як частина колектора, вважається процесом катіонної флотації. Одночасно вміст 5іО» в витягнутому концентраті залізної руди залишається щонайменше практично завжди на низькому рівні, і часто він додатково знижується. Це особливо несподівано, оскільки самі водорозчинні поліспирти не володіють властивостями колектора. Зазвичай частина алкілефір(ді)даміну може бути заміщена багатоатомним спиртом. Отже, сумарний ступінь дозування композиції колектора зазвичай може підтримуватися постійним і часто він навіть може бути знижений, у порівнянні з використанням лише одного алкілефір(ді)аміну. Крім того, піна, що утворилася за допомоги композиції колектора відповідно до винаходу є менш об'ємною, що дозволяє знизити об'єм сховища і/або забезпечує підвищену продуктивність даного пристрою.

Додатково було виявлено, що характеристики процесу катіонної флотації за присутності алкілефір(дідаміну і водорозчинного багатоатомного спирту залишаються практично незмінними, коли температура води падає нижче 10 "С, і часто також до 5 "С або навіть нижче, в той час як при використанні лише алкілефір(ді)даміну характеристики процесу істотно погіршуються. Це є великою технологічною перевагою, оскільки багато рудних покладів розташовані в областях з холодною зимою, наприклад, на Північноамериканському континенті, в штатах Мічиган, Міннесота і в Канаді.

У першому аспекті винаходу розроблене застосування водорозчинного багатоатомного спирту, який має дві або три гідроксильні групи для покращення характеристик колектора в композиції колектора для зворотної флотації залізної руди, яка містить щонайменше один алкілефірамін формули (І) і/або алкілефірдіамін формули (ІІ)

В'-(0О-А)-МНе ....(І)

В2-(0-А)-МН-АЗ-МН»5 .... (І) причому,

В" є вуглеводнева група з 6-24 атомами вуглецю,

В: є вуглеводнева група з 6-24 атомами вуглецю,

ВЗ є аліфатична вуглеводнева група з 2-4 атомами вуглецю,

А є алкіленова група з 2-6 атомами вуглецю.

У другому аспекті винаходу спосіб покращення характеристик колектора в композиції колектора для збагачення залізної руди шляхом зворотної флотації силікатвмісної залізної руди, причому композиція колектора включає в себе щонайменше один алкілефірамін формули (І) і/або алкілефірдіамін формули (І)

В'-(0О-А)-МНе ....(І)

В2-(0-А)-МН-АЗ-МН»5 .... (І) причому,

В" є вуглеводнева група з 6-24 атомами вуглецю,

В? є вуглеводнева група з 6-24 атомами вуглецю,

ВЗ є аліфатична вуглеводнева група з 2-4 атомами вуглецю,

А є алкіленова група з 2-6 атомами вуглецю, причому спосіб включає додавання до композиції колектора щонайменше одного водорозчинного багатоатомного спирту, який має дві або три гідроксильні групи.

В контексті даної заявки, термін "ступінь вилучення" означає відношення вмісту витягнутого бо заліза в концентраті, одержаному в процесі флотації, до загальної маси заліза у вихідній сировинній руді. Вміст заліза в сировинній залізній руді становить приблизно від 20 до приблизно 55 95 мас. Слід розуміти, що концентрат залізної руди має вміст заліза щонайменше 64 95 мас.

В контексті даної заявки, вирази "покращення характеристик колектора" і "вдосконалення функціонування колектора" переважно означають: () збільшення ступеня вилучення залізної руди за присутності водорозчинного багатоатомного спирту, який має дві або три гідроксильних групи, у порівнянні з випадком, коли зазначений спирт відсутній; (ії) збільшення селективності видалення силікату, що означає, що композиція колектора, яка містить водорозчинний багатоатомний спирт, забезпечує більш високу частку утримуваного заліза і більш високу частку видаленого силікату, у порівнянні з випадком, коли зазначений спирт відсутній; (ії) що кількість утримуваного заліза і кількість вилученого силікату в процесі флотації, згідно з другим аспектом винаходу, у присутності водорозчинного багатоатомного спирту, залишаються практично незмінними, коли температура, при якій здійснюється зазначений процес, падає нижче 10 С, переважно нижче 5 С або навіть нижче 5 "С, у порівнянні з випадком, коли зазначений спирт відсутній, в цьому випадку кількість утримуваного заліза і видаленого силікату стає набагато менше; (м) що піна, яка утворилася під дією композиції колектора, який містить водорозчинний багатоатомний спирт, є менш об'ємною, і після відділення з флотаційної камери піна осідає швидше, у порівнянні з випадком, коли зазначений спирт відсутній.

Переважно допускають, що відбувається покращення характеристик колектора і вдосконалення функціонування колектора, якщо виконується одна або кілька з умов (1)-(ім).

В подальшому, ефірамін і/або ефірдіамін можуть іменуватися як компонент А, а водорозчинний багатоатомний спирт з двома або трьома -ОН групами може називатися компонентом В.

Алкілефірамін і алкілефір-діамін (компонент А)

В контексті даної заявки термін "алкілефір(ді)дамін" включає в себе алкілефіраміни формули (І), а також алкілефірдіаміни формули (ІІ), як індивідуально, так і їх суміші. У сумішах, які містять

Зо (І) і (І), алкільні залишки ЕК" і К? можуть бути однаковими або різними.

У переважному варіанті здійснення вуглеводневі залишки К' і/або Б? алкілефір(діаміну мають незалежно один від одного від 7 до 18, а більш переважно, від 8 до 15 атомів вуглецю, як наприклад, від Є до 18 атомів вуглецю або від 6 до 15 атомів вуглецю, або від 7 до 24 атомів вуглецю, або від 7 до 15 атомів вуглецю, або від 8 до 24 атомів вуглецю, або від 8 до 18 атомів вуглецю.

Переважно К' і/або К2 є аліфатичні вуглеводневі залишки. Більш переважно, К' і/або К2 означає лінійний або розгалужений вуглеводневий залишок.

У ще одному переважному варіанті здійснення В" і/або Б? є насиченими або щонайменше по суті насиченими. Термін "по суті насичений" означає, що йодне число ефір(ді)даміну становить менше 20 г 12/100 г, наприклад, нижче 10 г І2/100 г. В особливо переважному варіанті здійснення

ВА і/або В: є насиченим аліфатичним вуглеводневим радикалом.

ВАЗ може бути лінійним або розгалуженим, коли містить З або більше атомів вуглецю. У переважному варіанті здійснення КЗ є -С2На- або -СзНе- група і особливо переважно є лінійною

СзНе групою формули -СН2-СНе-СНе-.

Група А може бути лінійною або розгалуженою, коли містить З або більше атомів вуглецю. У переважному варіанті здійснення А є аліфатичною алкіленовою групою, яка містить від 2 до 4 атомів вуглецю і особливо переважно А включає в себе три атома вуглецю. Особливо переважно, щоб А була лінійної СзНє групою формули -СН»-СНе-СНе-.

Аналогічно придатними і часто переважними є солі алкілефірамінів (І) і/або алкілефірдіамінів (І), які можуть бути одержані шляхом нейтралізації алкілефір(ді)даміну органічної і/або неорганічною кислотою. Кислотною сполукою може бути будь-яка відповідна кислота, наприклад, кислота, аніон якої вибирають з групи, яка складається з карбоксилату, сульфату, сульфонату, хлориду, броміду, йодиду, фториду, нітрату і фосфату. Переважно кислота є карбонова кислота, зокрема аліфатична карбонова кислота, яка має між одним і шістьма атомами вуглецю або олефіново-ненасичена карбонова кислота, яка має між трьома і шістьма атомами вуглецю. Більш переважно, карбонова кислота є аліфатична карбонова кислота, яка має між одним і трьома атомами вуглецю, як наприклад, мурашина кислота, оцтова кислота і/або пропіонова кислота. Оцтова кислота є переважною.

Кислотна сполука може бути додана до алкілефірамінівої сполуки формули (І) і/або бо алкілефірдіамінової сполуки формули (ІІ) в молярному еквіваленті. Однак, часто виявляється вигідним додавання менше еквімолярної кількості кислотної сполуки, яке буде спричиняти часткове протонування, і тому призведе до утворення суміші непротонованого алкілефір(дідйаміну формули (І) і/або (Ії) і відповідного протонованого алкілефір(ді)даміну. У деяких випадках також виявляється вигідним додавання більше еквімолярної кількості кислотної сполуки, яка утворюється при стехіометричному надлишку кислотної сполуки.

Зазвичай молярне співвідношення кислотної сполуки до алкілефіраміну може перебувати між 1,0: 25,0 ї 1,5: 1,0, переважно між 1,0: 10,01 1,0: 1,0, і особливо між 1,0: 5,0 ії від 1,0 до 1,2, як наприклад, між 1,0: 25,0 і 1,0: 1,0, або між 1,0:25,011,0 до 1,2, або між 1,0: 10,0 і 1,5: 1,0, або між 1,0: 10,0 і від 1,0 до 1,2, або між1,0: 5,011 1,5:1,0.

Способи синтезу алкілефірамінів (І) і алкілефірдіамінів (ІІ) добре відомі. Алкілефіраміни (1) можуть бути одержані шляхом взаємодії спирту К'-ОН (де К!' має таке саме значення, яке наведене вище для алкілефір(ді)амінів) з етиленово ненасиченим нітрилом, які мають між З і6б атомів вуглецю, з утворенням алкілефірнітрилу і подальшим відновленням нітрилу. Відповідні етилен ненасичені нітрили включають акрилонітрил, метакрилонітрил, етакрилонитрил, 2-н- пропілакрилонітрил і 2-ізо-пропілакрилонітрил. У переважному варіанті здійснення етиленово ненасичений нітрил містить три атоми вуглецю, як наприклад, акрилонітрил. Переважно взаємодію проводять за присутності основи і полярного розчинника. Типовою основою може бути алкоксид лужного металу, переважно етоксид або метоксид лужного металу, особливо метоксид натрію. Етиленово ненасичений нітрил може бути доданий в еквімолярній кількості відносно спирту, але переважно його додають у стехіометричному надлишку для того, щоб забезпечити взаємодію всього спирту. Часто молярне відношення акрилонітрилу до спирту може бути вище 1:1 ї аж до 10:1, переважно від 1,5:1 до 571, більш переважно між 1:1 і 2:11. В подальшому надлишок етилену ненасиченого нітрилу переважно вилучають.

Спирт К'-ОН, використаний для одержання алкілефіраміну (І), може бути будь-яким лінійним жирним спиртом або розгалуженим спиртом, який має між 6 і 24 атомів вуглецю.

Переважно спирт має від 7 до 18, і більш переважно, від 8 до 15 атомів вуглецю, як наприклад, від Є до 18 атомів вуглецю, або від 6 до 15 атомів вуглецю, або від 7 до 24 атомів вуглецю, або від 7 до 15 атомів вуглецю, або від 8 до 24 атомів вуглецю, або від 8 до 18 атомів вуглецю. У переважному варіанті здійснення спирт В'-ОН є первинний спирт. Алкільний ланцюжок спирту

Зо В'-ОН може бути лінійним або розгалуженим. У переважному варіанті здійснення алкільний ланцюжок є розгалуженим через знижену тенденцію до кристалізації. Алкільний ланцюжок може бути насиченим або ненасиченим. Переважно алкільний ланцюжок є насиченим або щонайменше по суті насиченим. Вираз "по суті насиченим" означає, що йодне число спирту К'-

ОН становить менше 20 г 12/100 г спирту, як наприклад, нижче 10 г І2/100 г спирту. Йодне число можна визначити згідно з методом Уміз (0ІМ 53241). Переважно спирти включають природні і синтетичні спирти.

Прикладами переважних лінійних жирних спиртів К'-ОН є октанол, нонанол, деканол, ундеканол, додеканол, тридеканол, тетрадеканол, гексадеканол, октадеканол і їх суміші. Вони можуть мати природне або синтетичне походження. Особливо переважними є суміші спиртів на основі природних жирів і олій, як наприклад, кокосовий жирний спирт, пальмовий жирний спирт, жирний спирт кісточкової пальмової олії, соєвий жирний спирт, жирний спирт рапсової олії, жирний спирт технічного жиру. У промисловому масштабі лінійні спирти можна одержати від фірм Содпів5, Зазої або Зпеї.

Переважно розгалужені спирти можуть бути одержані відповідно на основі димеризації, тримеризаціє, тетрамеризації продуктів олігомеризації нижчих олефінів з 2-6 і переважно з З або 4 атомами вуглецю, які перетворені на спирти, наприклад, шляхом гідролізу або гідроформілірування. Спирти, одержані шляхом реакції Гербета, включаючи альдольну конденсацію спирту з альдегідом у присутності каталізатора і подальше гідрування з утворенням альдолю, також є придатними.

Особливо переважні спирти К'-ОН одержують шляхом каталітичної димеризації, тримеризації, тетрамеризації, відповідно, пропену, 1-бутену, 2-бутену, ізобутилу або їх сумішей.

Залежно від типу нижчого олефіну (олефінів), що застосовується для одержання спирту К"-ОН може змінюватися розгалуженість вуглеводневої групи К!. Переважні алкільні залишки, які походять від переважно лінійної сировини 1-бутену, можуть мати низький середній ступінь розгалуження в діапазоні від 2,0 до 2,5. Ступінь розгалуження визначається як число метильних груп в одній молекулі К'-ОН мінус 1, де середня ступінь розгалуження є статистично середній ступіні розгалуження молекул зразка. Середнє число метильних груп в молекулах зразка можна легко визначити методом "Н-ЯМР-спектроскопії. Для цього площа сигналу, відповідного метильним протонам в "Н-ЯМР-спектрі зразка, ділять на З і потім ділять на площу сигналу від бо метиленових протонів -СН2-ОН груп, розділену на 2.

Переважні спирти

В'-ОН, вироблені з пропену, 2-бутену і/або ізобутилу, мають величини ступеня розгалуження вище 2,5 і часто вище 3,0, наприклад, між 3,0 і 4,5. Особливості розгалуження в групі В' призводять до різних поверхнево-активних властивостей, впливу на довкілля, токсичності і здатності до біологічного розкладання. Розгалужені спирти К'-ОН можуть бути одержані в промисловому масштабі на фірмах ВА5Е, ЕххопМобрії, Зпеї! або Емопік Іпаивігієв5.

Особлива перевага надається таким Б'-ОН спиртам, як 2-етилгексанол і різним ізомерам ізононанолу, ізодеканолу і ізотридеканолу. Особливо переважними є суміші різних ізомерів ізононанолу, ізодеканолу і/або ізотридеканолу.

Методики синтезу алкілефірамінів (І) добре відомі. Наприклад, на першій стадії зазначений вище спирт К'-ОН взаємодіє з етиленово ненасиченим нітрилом, який містить від З до 6 атомів вуглецю, з утворенням алкілефір-нітрилу, який потім відновлюють до відповідного алкілефіраміну (І). Переважні етиленово ненасичені нітрили включають алкілонітрил, метакрилонітрил, етакрилнітрил, 2-н-пропілакрилонітрил і 2-ізопропілакрилонітрил. Особливо привабливим є акрилонітрил. Взаємодія зазначеного вище спирту К'-ОН з етиленово ненасиченим нітрилом може протікати при температурі між 10-60"С і протягом часу щонайменше від 10 хв. і аж до 24 год. Переважно утворюваний алкілефірнитрил повинен мати чистоту щонайменше 90 95 мас., а більш переважно щонайменше 95 95 мас. Друга стадія реакції може бути здійснена за будь-якою традиційною методикою відновлення нітрилів до амінів, наприклад, шляхом взаємодії з воднем за присутності кобальту Ренея.

В альтернативному способі одержання алкілефіраміну (І), зазначений вище спирт

В'-ОН взаємодіє з С2-Свє алкіленоксидом з утворенням відповідного алкілефіроспирту, який в подальшому амінують. На першій стадії реакції спирт К'-ОН (в якому група К' має таке саме значення, яке зазначено вище для алкілефір(дідамінів)у взаємодіє з молярним еквівалентом алкіленоксиду за присутності основи, наприклад, за присутності гідроксиду натрію, гідроксиду калію, аміну, типу імідазолу або третинного аміну. Цю взаємодію також можуть прискорювати біметалеві каталізатори. Переважними алкіленоксидами є етиленоксид, пропіленоксид, 1,2- бутиленоксид, 2,3-бутиленоксид, 1,2-пентеноксид і/або 1,2-гексеноксид. Особливо переважними алкіленоксидами є етиленоксид і пропіленоксид. На другій стадії реакції гідроксильна група

Зо алкілефіроспирту, який утворився на першій стадії, перетворюється на відповідний амін шляхом відновного амінування. Це може бути здійснено, наприклад, під дією водню за присутності відповідного каталізатора. Перетворення спиртової групи на первинну аміногрупу зазвичай протікає на 85 95, але часто навіть вище.

Переважно утворюваний алкілефірамін (І) має чистоту щонайменше 85 95, більш переважно щонайменше 88 95 і особливо переважно 90 95 або вище. Прикладами особливо переважних алкілефірамінів (І) є (З-їізононилокси) пропіламін, (З-декилокси) пропіламін, (3-ізоундекилокси) пропіламін, (З-ізотридецилокси) пропіламін ї (З-додецилокси-тетрадецилокси) пропіламін.

Методики синтезу алкілефірдіамінів (ІІ) добре відомі. Наприклад, алкілефірдіамін формули (І) може бути синтезований шляхом взаємодії з молярним еквівалентом етиленово ненасиченого нітрилу, який містить З або 4 атоми вуглецю, і подальшим відновленням утворюваного проміжної сполуки алкілефіраміноалкілнітрилу. Переважними етиленово ненасиченими нітрилами є акрилонітрил і метакрилонітрил. Особливо переважним етиленово ненасиченим нітрилом є акрилонітрил. Відновлення алкілефіраміноалкіллитрилу може бути здійснено за будь-якою відомою методикою відновлення нітрилів на аміни, наприклад, шляхом гідрування за присутності відповідного каталізатора. В альтернативному способі одержання алкілефірдіамінів (ІІ) відповідний алкілефірамін (І) може взаємодіяти з еквімолярною кількістю

С2-Св алкіленоксиду таким самим чином, як описано вище для алкілефірамінів (І), для того щоб одержати відповідний алкілефіраміноспирт, який згодом перетворюється на алкілефірдіамін (Ії), наприклад, під дією відновного амінування. Переважними алкіленоксидами для зазначеного варіанта синтезу є етиленоксид і пропіленоксид.

Переважно утворюваний алкілефірдіамін (І) має чистоту щонайменше 50 95, більш переважно, щонайменше 6095, і особливо переважно 7595 мас. або вище. Прикладами особливо переважних алкілефірдіамінів (І) є М-ІЗ-(ізононілокси)пропіл|-1,3-пропандіамін, М-(3- (декілокси)пропіл|-1,3-пропандіамін, /- М-(З-(ізоундекілокси)пропіл|-1ї,3-пропандіамін їі 0/0 М-(3- (додецилокси-/тетрадецилокси)пропіл|-1,3-пропандіамін.

Згідно з цим винаходом або алкілефіраміни формули (І) або алкілефірдіаміни формули (ІЇ), У комбінації з водорозчинним багатоатомним спиртом (В) забезпечують покращені результати, підвищуючи ступінь вилучення залізної руди в способі згідно з другим аспектом винаходу, а також при застосуванні відповідно до третього аспекту винаходу. Однак, коли в способі згідно з бо другим аспектом винаходу, а також при застосуванні відповідно до третього аспекту винаходу використовуються комбінації обох сполук (І) і (ІІ), часто виявляється більш висока селективність при вилученні силікату, у порівнянні тільки з одним алкілефіраміном (І) або тільки з одним алкілефірдіаміном (І) у комбінації з водорозчинним багатоатомним спиртом. Отже, у переважному варіанті здійснення винаходу композиція колектора містить суміш алкілефіраміну (І) з алкілефірдіаміном (ІІ). Переважно зазначена суміш містить компоненти (1) і (Ії) у відношенні між 1:100 ї 1001 і більш переважно у відношенні між 1:50 і 50:11, наприклад, у відношенні між 1:100 ї 50:11 або у відношенні між 50:1 і 1001.

Хоча алкілефіраміни (І) і/або алкілефірдіаміни (Ії) застосовують у вигляді вільних амінів, вони можуть бути частково або повністю нейтралізовані для безпосереднього диспергування у воді. Ступінь, до якої може бути нейтралізований ефір(ді)амін, така, що диспергованість у воді є достатньою для забезпечення адекватного диспергування у флотаційних сумішах, які залишаються в рідкому стані. Переважно ступінь нейтралізації знаходиться в діапазоні від 0 до 100 молярних відсотків і переважно в діапазоні від 5 до 50 відсотків. Придатні кислоти для нейтралізації являють собою органічні, а також неорганічні кислоти. Переважні кислоти мають моно- або багатовалентні аніони, як-от, двовалентні. Прикладами придатних неорганічних кислот є фтористоводнева кислота, соляна кислота, бромисто-воднева кислота, сірчана кислота, фосфорна кислота, азотна кислота, борна кислота і перхлорна кислота. Прикладами придатних органічних кислот є оцтова кислота, пропіонова кислота, саліцилова кислота, щавлева кислота, акрилова кислот і бурштинова кислота. Найбільш переважною кислотою є оцтова кислота.

Водорозчинний багатоатомний спирт (компонент В)

Водорозчинний багатоатомний спирт (В) містить 2 або З гідроксильні групи. У переважному варіанті здійснення водорозчинний багатоатомний спирт має дві або три гідроксильні групи і від 2 до 20 атомів вуглецю. Більш переважно водорозчинний багатоатомний спирт має дві або три гідроксильні групи і від З до 12 атомів вуглецю, найбільш переважно від З до 6 атомів вуглецю і особливо переважно від З до 5 атомів вуглецю, наприклад, від 2 до 12 атомів вуглецю, або від 2 до 6 атомів вуглецю, або від 2 до 5 атомів вуглецю, або від З до 20 атомів вуглецю, або від З до 12 атомів вуглецю. Особливо переважними є аліфатичні водорозчинні поліспирти.

Прикладами переважних водорозчинних багатоатомних спиртів (В) є етиленгліколь, пропіленгліколь, бутиленгліколь, пентандіол, неопентілгліколь, гександіол, гліцерин, діетиленгліколь і триетиленгліколь. Переважно, щоб число гідроксильних груп в поліспирту було менше або щонайбільше рівне кількості атомів вуглецю. Найбільш переважними поліолами є етиленгліколь і гліцерин.

Багатоатомний спирт може бути аналітично чистим. Переважним сортом є товарний сорт.

Зазвичай достатній ступінь чистоти становить щонайменше 80 95 мас.

Композиції колектора

У переважному варіанті здійснення композиція колектора, відповідно до винаходу, містить від 50 до 99 95 мас. алкілефір(дідаміну А) і від 1-50 95 мас. водорозчинного багатоатомного спирту В). Більш переважно композиція колектора містить між 55 і 95 95 мас., більш переважно між 60 і 90 95 мас. і особливо переважно між 70 і 85 95 мас. алкілефір(ді)даміну А), наприклад, між 50 і 95 95 мас. або між 50 і 90 95 мас., або між 55 і 99 95 мас., або між 55 і 90 95 мас., або між 60 і 99 95 мас., або між 60 і 90 95 мас. алкілефір(дідаміну А). Вміст водорозчинного багатоатомного спирту в композиції колектора переважно знаходиться між 5 і 45 95 мас., і особливо переважно між 10 їі 40 95 мас., наприклад, між 1 і 45 95 мас. або між 1 і 40 95 мас., або між 5 і 50 95 мас., або між 5 і 40 95 мас., або між 10 і 50 95 мас., або між 10 і 45 95 мас. В особливо переважному варіанті здійснення, вміст алкілефір(дідзаміну А) ії водорозчинного багатоатомного спирту В) сягає 100 95.

Необов'язково композиція колектора, відповідно винаходу, може містити додаткові компоненти, такі як-от подовжувачі ланцюга, спінювальні реагенти і/або депресорні присадки, які можуть привести до додаткового вдосконалення процесу флотації і особливо селективності процесу.

Переважно, подовжувачі ланцюга є сполуками з малою полярністю і відповідно з низькою розчинністю у воді, такі як-от, наприклад, мінеральні або рослинні масла, гас, дизельне пальне, нафтенові масла, парафінові масла, рапсова олія, соняшникова олія, соєва олія або тваринний жир. Встановлено, що присутність подовжувача ланцюга є особливо вигідною при флотації великих мінеральних часток, які мають розмір, наприклад, 150 мкм або навіть більше.

Переважними депресорними присадками є гідрофільні полімери, які підвищують селективність процесу флотації шляхом взаємодії з залізною рудою, забезпечуючи підвищену гідрофільність поверхні залізної руди. Прикладами переважних депресорних присадок є природні і модифіковані крохмалі, наприклад, кукурудзяний крохмаль, маніоковий крохмаль, картопляний крохмаль, пшеничний крохмаль, рисовий крохмаль, марантовий крохмаль.

Часто додавання спінювального реагенту виявляється вигідним для створення і/або модифікування властивостей піни. Переважними спінювальними реагентами є хвойна олія, евкаліптова олія, крезилова кислота, 2-етилгексан-1-ол і 4-метил-2-пентанол.

Альтернативно або додатково до суспензії можуть бути окремо додані зазначені додаткові добавки, які є частиною композиції колектора, наприклад, до флотаційної камери.

Крім того, композиції колектора можуть містити розчинник. Переважними розчинниками є вода і лінійні або розгалужені одноатомні спирти, які мають від 1-14 атомів вуглецю, наприклад, метанол, етанол, пропанол, бутанол, пентанол, гексанол, гептанол, октанол, 2-етилгексанол, нонанол, деканол, ундеканол, додеканол, тридеканол і тетрадеканол. Особливо переважними є вода і суміші води з метанолом, етанолом і/або пропанолом. Переважно масове відношення між композицією колектора і розчинником знаходиться в діапазоні від 1:19 до 19:11 і більш переважно в діапазоні від 1:9 і 9:11 і особливо переважно в діапазоні від 1: 4 і 4:11, наприклад, в діапазоні від 1:19 до 1: 9; або в діапазоні від 1:19 до 1: 4; або в діапазоні від 1: 9 до 1:19; або в діапазоні від 1: 9 до 4:1; або в діапазоні від 1: 4 до 1:19; або в діапазоні від 1: 4 до 1: 9.

Композицію колектора можна одержувати шляхом простого змішування компонентів в заданому співвідношенні. Послідовність додавання компонентів в обладнання для змішування не має значення.

У першому переважному варіанті здійснення змішування здійснюється періодично, наприклад, в автоклаві, резервуарі або місткості, переважно при перемішуванні.

У другому переважному варіанті здійснення змішування здійснюється в безперервному режимі, наприклад, шляхом заданого дозування компонентів у трубопровід змішування, необов'язково обладнаний статичним змішувачем або динамічним змішувачем. Статичні змішувачі являють собою пристрої, розташовані в трубопроводі зі стаціонарними внутрішніми елементами, які здійснюють перемішування потоків рідких продуктів з використанням енергії потоку. Встановлено, що ефективними статичними змішувачами є, наприклад, пристрої

Мийтих, 5йцІ2еї, РМА, МеНиди, Котах апа Нопеусотр, Х, Нозв5-І55 і спіралеподібні змішувачі.

Переважними динамічними змішувачами є роторно-статорні диспергатори, які також називають

Зо змішувачами з високим зсувом. Встановлено, що ефективними динамічними змішувачами є диспергатори з зубчастим диском (наприклад, ОКга-ТиггахФ) і гомогенізатори високого тиску (Місгойціділегя). Крім того, відповідний ступінь зсуву може бути досягнутий за допомоги ультразвуку або пристрою кавітації Самігоп.

Спосіб збагачення і його застосування

У способі збагачення залізної руди відповідно до другого аспекту винаходу порожню породу, яка переважно містить силікат, відокремлюють від сировинної залізної руди за допомоги зворотної катіонної флотації, щоб одержати концентрат залізної руди. Цей спосіб включає в себе стадії приведення в контакт водної суспензії тонко подрібненої сировинної залізної руди з композицією колектора згідно з першим аспектом винаходу, який містить алкілефір(ді)замін (компонент А) і водорозчинний багатоатомний спирт (компонент В), спінювання одержаної таким чином композиції, відділення силікатвмісної піни і витяг збагаченої залізної руди. Після завершення флотації одержують збагачену силікатом піну (хвости) і донну фракцію, збагачену залізом і збіднену на силікат (концентрат).

До процесу флотації залізну руду зазвичай подрібнюють, переважно разом з водою, до бажаного розміру частинок. У переважному варіанті здійснення сировинна залізна руда має розмір часток між 5 і 200 мкм, більш переважно між 10 і 150 мкм, наприклад, між 5 і 150 мкм або між 10 ї 200 мкм. Збиральна композиція відповідно до винаходу виявилася особливо вигідною для зворотної катіонної флотації руди, яка має значення РВО менше або рівне 150 мкм, доцільно менше або рівне 100 мкм, наприклад, менше або рівне 50 мкм. У вигляді водної суспензії подрібнена залізна руда може бути звільнена від шламу, наприклад, шляхом фільтрації, осідання і/або центрифугування, за необхідності. Потім тонко подрібнену залізну руду об'єднують з водою або придатною водною рідиною і змішують з використанням механічного пристрою перемішування з метою одержання однорідної суспензії, званої "суспензія". Вода, яка використовується для одержання суспензії, може бути водопровідною водою, поверхневою водою, грунтовою водою і/або оборотною технологічною водою.

У способі, відповідно винаходу, може бути використане традиційне обладнання процесу зворотної флотації. Спосіб може бути здійснений в будь-яких традиційних механічних флотаційних камерах або циліндричних комірках. Хоча можливе проведення процесу в механічних флотаційних камерах, особливо для руд, що мають високий вміст дисперсних 60 частинок, наприклад, РО або менше, ніж 50 мкм, доведено, що застосування циліндричних флотаційних камер є доцільним. Розмір частинок можна визначити шляхом вологого просіювання за стандартом АЗТМ Е276-13, в якому використовуються сита з різними отворами.

Показник РВО є діаметр отворів, через які проходять 80 відсотків частинок, в той час як показник

Ор50 є діаметр частинок, для яких 50 95 мас. від маси зразка менше і 50 95 мас. від маси зразка більше, ніж цей діаметр зразка.

Спосіб збагачення може бути здійснений в одній або декількох послідовних флотаційних камерах. Композицію колектора додають до суспензії, переважно у флотаційній камері. Для кондиціонування диспергованої залізної руди потрібен відповідний період часу кондиціонування суспензії, наприклад щонайменше 1 хв., а іноді не менш, ніж 10-15 хв. Після періоду кондиціонування на дно флотаційної камери вводять повітря і утворювані при цьому повітряні бульбашки піднімаються на поверхню, і в такий спосіб, на поверхні утворюється піна. Введення повітря може тривати до утворення піни, що може тривати щонайменше протягом 1 хв. і не менше, ніж 15-20 хв. Піна збирається і видаляється з флотаційної камери. У переважному варіанті здійснення обробку залишкової суспензії повторюють аналогічним чином щонайменше один раз. Часто достатньо повторити обробку залишкової суспензії один раз. У деяких випадках було виявлено, що доцільно повторювати обробку більш часто, наприклад, 3-10 і переважно 4-6 разів.

Композицію колектора відповідно винаходу переважно додають до суспензії у кількості від 1- 1000 г/, більш переважно у кількості від 10 до 500 г/ особливо переважно у кількості від 20 до 100 г/на руду, присутню в суспензії, наприклад, у кількості від 1-500 г/, або у кількості від 1-100 г/, або у кількості від 10 до 1000 г/, або у кількості від 10 до 100 г/, або у кількості від 20 до 1000 г/, або у кількості від 20 до 500 г/на руду, присутню в суспензії.

Композиція колектора може бути використана для флотаційної суспензії сама пособі або у вигляді розчину, тобто у вигляді емульсії. Переважним розчинником, тобто відповідним дисперсійним середовищем є вода, хоча також може бути використана суміш води зі спиртом, як описано вище. Наявність водорозчинного багатоатомного спирту В) в значній мірі покращує розчинність алкілефірамінів формули (І) і алкілефірдіамінів формули (ІІ) у воді і в водній суспензії. Однак в деяких випадках розчинність композиції колектора в воді і/або її дисперсність в суспензії залишається незадовільною без спеціальних прийомів, таких як-от нагрівання і/або інтенсивне перемішування і, отже, стабільність таких суспензій залишається незадовільною.

Переважним способом додаткового полегшення розчинення і, отже, подальшого прискорення процесу флотації є приготування водної суміші композиції колектора відповідно до винаходу і часткова нейтралізація азотних груп алкілефір(ді)дамінів, наприклад, щонайменше на 20 95, кислотою, як описано вище, наприклад, нижчою органічною кислотою. Переважними кислотами є монокарбонові кислоти, які мають 1-3 атомів вуглецю, такі як-от мурашина кислота, оцтова кислота і пропіонова кислота, і неорганічні кислоти, такі як-от соляна кислота. Особливо переважною є оцтова кислота. Повна нейтралізація є необов'язковою, оскільки високий вміст солей може спричинити осадження. Тому у водній суміші алкілефірамінові сполуки доцільно присутні в частково нейтралізованій формі. Наприклад, нейтралізуються, від 20 до 70 95 мол., переважно від 25 до 50 9о мол. амінних груп.

Переважно процес зворотної флотації проводиться при значенні рН в діапазоні між 7,0 і 12,0, наприклад, між 7,5 і 11,0 ї переважно між 8,0 і 10,5. Це забезпечує мінералам найбільш придатний заряд поверхні. Найбільш придатне значення рН в деякій мірі залежить від виду мінералу, який підлягає флотації: в той час як часто виявляється, що рН 8 є найбільш ефективним значенням при зворотній флотації магнетиту, часто виявляється, що значення рн 10 є вигідним при зворотній флотації гематиту. Значення рН встановлюють, наприклад, шляхом додавання гідроксиду натрію.

У переважному варіанті здійснення до суспензії залізної руди додають депресорну присадку з метою усунення викиду мінералу залізної руди разом з піною. Цю депресорну присадку можна додавати безпосередньо до суспензії або як частину композиції колектора. Відповідні і переважні депресорні присадки для залізної руди включають гідрофільні полісахариди, наприклад, прості ефіри целюлози, такі як-от метилцелюлоза, гідроксиетил-целюлоза, етилгідроксиетил-цдцелюлоза, карбоксиметил-целюлоза і сульфометил-целюлоза; гідрофільні смоли, такі як-от карагенан, В-глюкан, гуарова смола, ксантанові смоли, гуміарабік, смола карайі, смола трагаканту і смола гхаті, альгінати; і похідні крохмалю, такі як-от карбоксиметил крохмаль і фосфат крохмаль. Особливо переважними гідрофільними полісахариди є желатинізовані крохмалі. Оскільки крохмалі мають лише обмежену розчинність в холодній воді, їх розчинність необхідно покращувати, наприклад, в процесі, відомому як желатинізація.

Желатинізація крохмалю може бути здійснена шляхом термічної желатинізації або лужної желатинізації. Переважним крохмалем для способу відповідному винаходу є кукурудзяний крохмаль і пшеничний крохмаль, активовані шляхом обробки лугом.

Якщо депресорну присадку використовують, то її переважно додають до суспензії у кількості приблизно від 10 до приблизно 2500 г на тонну руди і більш переважно у кількості від 100 до 1000 г/на руду, наприклад, між 10 і 1000 г/або між 100 ї 2500 г/на руду. Переважно суспензію кондиціонують у присутності депресорної присадки щонайменше протягом однієї хвилини і аж до не більше 10 або 15 хв., наприклад, протягом 5 хв. до додавання композиції колектора, яка містить алкілефір(ді)амін (компонент А) і водорозчинний багатоатомний спирт (компонент В).

Крім того, в обсяг винаходу включені додаткові добавки до флотаційної системи, такі як-от реагенти, що регулюють рН, модифікатори, диспергувальні агенти і/або спільні колектори. Вони можуть виконувати функцію покращення дисперсності, селективності і/або флокуляції. У переважному варіанті здійснення суспензія містить щонайменше одну додаткову добавку, вибрану з рН-регуляторів, модифікаторів, диспергувальних агентів і/або спільних колекторів.

Якщо бажано, то до пінної флотації, при слушній нагоді можна додавати засіб, який регулює піну. Приклади традиційних регуляторів піни включають метилізобутилкарбінол і спирти, які містять між 6-12 атомів вуглецю, такі як-от етилгексанол, і необов'язково алкоксиловані етиленоксид і/або пропіленоксид.

Композиції колектора, спосіб збагачення залізної руди і застосування композиції відповідної винаходу є особливо вигідними при збагаченні магнетиту (БезОз4), гематиту (БегОз) і гетиту (ЕегОз-НгО). Винахід є особливо придатним для збагачення гематиту і магнетиту. Більш того, винахід є особливо вигідним для переробки залізних руд, наприклад, гематиту, який має високий вміст силікатів, наприклад, щонайменше 2095 від маси залізної руди, часто щонайменше 30 95, і навіть щонайменше 40 95 або більше, наприклад, до 60 95, або 70 95, або більше. Цей спосіб є особливо придатним для сировинної залізної руди, яка містить від З 95 до 50 95 мас. діоксиду кремнію і від 10 до 65 95 мас. заліза, відносно маси руди.

Композиції колектора відповідні винаходу забезпечують відмінні результати флотації для різноманітних видів залізної руди. Особливо успішно обробляли варіації різних типів залізної руди, які повсякденно виникають при видобутку корисних копалин. Шляхом заміщення частини алкілефіраміну і/або алкілефірдіаміну в композиції колектора, яка відповідає рівню техніки,

Зо водорозчинним багатоатомним спиртом, підвищується ступінь вилучення при незмінній вартості переробки однієї тонни мінералу; в деяких випадках ступінь введення обробної добавки навіть може бути знижена. Зазначене також справедливо при здійсненні винаходу при низьких температурах.

При використанні композицій відповідної винаходу в якості колекторів в процесі зворотної флотації досягається підвищена селективність видалення силікатів у порівнянні з промислово доступними або іншими відомими алкілефірамінами або іншими відомими колекторами.

Фактично, колектори винаходу забезпечують збільшення частки утримуваного заліза і більш високу частку видаленого силікату. Крім того, піна, що утворюється під дією композиції колектора відповідно до винаходу, є менш об'ємною, і після виділення з флотаційної камери вона руйнується набагато швидше, що дозволяє знизити об'єм сховища і/або підвищити продуктивність.

Приклади

Наведені відсотки відносяться до відсотків по масі, якщо не вказано інше.

Аг) М-ІЗ-(ізононилокси) пропіл|-1,3-пропандіамін ("Ізононилефірдіамін")

Ніоїїдат 7571 застосовані матеріали! АЗ) (З-ізотридецилокси) пропіламін ("Ізотридецилефірамін")

Ефір(дідаміни А Аад) М-ІЗ-(«ізотридецилокси)пропіл|-1,3-пропандіамін (Ізотридецилефірдіамін") спирту (для порівняння)

Багатоатомний спирт 5)2-Етилтексанолідля порівняння) 3.

В

Вб) Суміш жирних спиртів, яка містить в якості основних компонентів алкоксиловані двома молями етиленоксиду і 4 молями пропіленоксиду (для порівняння)

Різні композиції колекторів одержують з компонентів від А1-А5 і від В1-В5, які наведені в таблиці 1, шляхом змішування компонентів в заданих масових співвідношеннях при 20 "с.

Таблиця 1

Композиції і характеристики композицій колекторів 11111111 Композиції Ї777777С7А ЇВ С

ССіт(дляпорівняння)їд 77777171 11111 ЛО06АТЇ111-сС1С

ССт2(дляпорівняння)д 77777771 171111 100 9вА2Ї111-сСс1С

ССіЗ(дляпорівняння)д 77777711 171111 ЛО096АЗ ЇЇ -сС1С

ССі4(дляпорівняння)д 77777771 11111 100 96АЯЇ11-сС1С

ССі5і(дляпорівняння)д 77777717 11111 ЛО096А6Ї1111-1сС1С "для порівняння" означає порівняльні експерименти, які не відповідають винаходу.

Композиції колекторів згідно з таблицею 1 випробовували в процесі зворотної флотації залізної руди. Використані в цьому дослідженні зразки залізної руди охарактеризовані методами хімічного аналізу і визначенням розміру часток; і результати наведені в таблиці 2 (в подальшому також званою сировинною залізною рудою).

Вміст 5іО» в рудах визначають гравіметричним методом. Руду розкладають під дією кислоти (НС), що призводить до розчинення оксидів і гідроксидів металів, причому у залишку лишається нерозчинний 51О».

Вміст заліза в рудах визначають шляхом титрування, при цьому зразок розкладають під дією кислоти (НС), тривалентне залізо відновлюється до двовалентного заліза за рахунок додавання хлориду олова (ЗпсСіг) і хлориду ртуті (НОСІ), а вміст заліза визначають шляхом титрування з біхроматом калію (К2СтгО7).

Розмір частинок визначають шляхом вологого просіювання за стандартом АЗТМ Е276-13, в якому використовуються сита з різними отворами. Результати цього аналізу наведені нижче в таблиці 2. Показник РВО є діаметр отворів, через які проходять 80 відсотків частинок; показник

Ор50 є діаметр частинок, для яких 50 95 мас. від маси зразка менше і 50 95 мас. від маси зразка більше, ніж цей діаметр зразка; 95-38 мкм означає відсоток частинок менше, ніж 38 мкм.

Таблиця 2

Характеристики зразків сировинної залізної руди, використаних при випробуванні флотації 11111111 Залзнарудаї | Залізнаруда?2 ///-:ЗПГ 1111010110507777717171717171717171717171111л4бмкм///////// | о бомкм/7//

Випробування флотації були виконані в лабораторному масштабі з використанням пристрою флотаційної камери ЮОепмег 012 при температурі приблизно 25 "С у відповідності з наступною методикою: зразок 1,1 кг відповідної сировинної залізної руди завантажують до флотаційної камери об'ємом 1,5 л і додають воду для приготування суспензії з вмістом твердої речовини 5095 мас. Швидкість мішалки підтримують рівної 1100 об./хв., і суспензію гомогенізують протягом 1 хв. Потім додають депресорну присадку (пшеничний крохмаль, підлужений МаонН в масовому співвідношенні крохмаль"МаоОН-5 1) в дозуванні 600 мг на 1 кг висушеної руди. Суспензію кондиціонують при перемішуванні протягом 5 хв. Контролюють рн суспензії і, за необхідності, його доводять до 10,0 шляхом подальшого додавання Ммаон.

Композицію колектора, відповідну даним таблиці 1, додають в дозуванні 70 мг/кг сухої руди для сировинної залізної руди 1 і відповідно 120 мг/кг для сировинної залізної руди 2. Для полегшення маніпулювання композиції колектора використовують у вигляді водних розчинів, з вмістом 1 95 мас. активної речовини. Колектор кондиціонують в суспензії руди протягом 1 хв.

Потім пропускають потік повітря і здійснюють пінну флотацію протягом З хв. Масу, яка спливла (хвости) і масу, яка осіла (концентрат залізної руди) збирають в окремі місткості і сушать в лабораторній печі. Потім обидві зразки (маси, яка осіла і, маси яка спливла) аналізують на масовий вміст 5іО5 і вміст заліза за методиками, описаними вище.

Результати наведені в одиницях таких показників: - Вихід (95 мас.): процентна частка концентрованої руди (маса, яка осіла) відносно загальної маси сировинної залізної руди.

Зо - Вміст БІО» (90 мас.): вміст БІО», який знаходиться в концентраті залізної руди (маса, яка осіла). - Витяг Ее (95 мас.): відношення маси заліза, витягнутого в концентраті залізної руди (маса, яка осіла), відносно загальної маси заліза на сировинній залізній руді.

Таблиця З

Експериментальні результати флотації залізної руди 1

Вихід | Міст |витягее(роь

Приклад Колектор Дозування|г/на) ЗІОз( до мас.) масі! мас.) порівняння порівняння 7 (для СС12 (для "для порівняння" означає порівняльні експерименти, які не відповідають винаходу.

Таблиця 4

Результати експериментів флотації з залізною рудою 2

Вихід Вміст БІО» | Витяг Ее дозування на) 1178 1621 7777777171771717171717171111207777771 1 1390 1 273 | 658 777.78 .ю.юЮю. 1605 2 щЩщК 1120 | 386 | 38 | 646 13 (для СС10 (для 14 (для СС11 (для порівняння порівняння 16 (для СС14 (для 17 (для СС15 (для 18 (для СС16 (для 19 (для СС17 (для порівняння) порівняння) "для порівняння" означає порівняльні експерименти, які не відповідають винаходу.

У цій таблиці, наприклад, порівняльний приклад 15 слід порівнювати з прикладом 11. При цьому стає очевидним, що вихід в прикладі 11 вищий, вміст 5іОг менший, і витяг заліза вищий, ніж у порівняльному прикладі 15.

Дослідження характеристик при різних температурах

Дослідження флотації у відповідності з вищенаведеним загальним описом повторювали при різних температурах. Результати показані в таблиці 5.

Таблиця 5

Результати флотаційних випробувань залізної руди 1 при різних температурах

Дозування | Температура Вихід Вміст БІО» Витяг Ее

Приклад Колектор | Гг/на) СІ зб масі | (Зб масі | 95 масі порівняння) порівняння порівняння) порівняння) "для порівняння" означає порівняльні експерименти, які не відповідають винаходу.

Оцінка характеристик спінювання

Визначення характеристик спінювання для композицій колекторів характеристики проводять, з використанням наступної методики: суспензію, що містить 50 г сировинної залізної руди 1 і 50 г водопровідної води, одержують в каліброваному циліндрі. В цю суспензію додають 195 мас. активного розчину композиції колектора, згідно таблиці 1, в дозуванні 50 мг/кг руди.

Циліндр збовтують 15 разів з кутом 180" протягом 20:52 с. Одразу після останнього збовтування включають хронометр. Висоту піни вимірюють одразу і через 30 с, 1 хв., 2 хв., З хв., 4 хв., 5 хв. і 10 хв. Результати наведені в таблиці 6.

Таблиця 6

Час осідання одержаної піни

Приклад |. Колекто

РИТА Р сет сст2

СС15 70 1 63 | 60 | 58 | 58 | 58 | 58

Результати експерименту показують, що за рахунок заміни частини алкілефіраміну і/або алкілефірдіаміну водорозчинним багатоатомним спиртом збільшується ступінь вилучення заліза, тобто утримується більш значна частина заліза. Одночасно знижується вміст 5іО» в концентраті. В результаті покращується селективність процесу флотації.

Незважаючи на те, що піна, яка утворилася з допомогою композиції колектора відповідно винаходу, забезпечує найвищий ступінь вилучення заліза, вона має знижений початковий об'єм і згодом осідає швидше, ніж піна, яка утворилася з використанням відповідно алкілефіраміну (І) і алкілефірдіаміну (ІІ) за відсутності водорозчинного багатоатомного спирту.

Композиції колекторів, відповідних винаходу, зберігають чудові характеристик в умовах холодної погоди, в той час як селективність індивідуальних ефір(ді)амінів погіршується за низької температури. Це особливо важливо для багатьох основних рудних покладів, розташованих в областях з холодною зимою, наприклад, у Північноамериканських штатах, таких як-от Мічиган, Міннесота і в Канаді.

Claims (27)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Застосування водорозчинного багатоатомного спирту (компонент В), який має дві або три гідроксильні групи, як засобу для покращення характеристик колектора в композиції колектора для зворотної флотації залізної руди, який містить щонайменше один алкілефірамін формули (І) і/або алкілефірдіамін формули (ІІ) (компонент А): В'-(0О-А)-МН»5, (І) В2-(0-А)-МН-ВЗ-МН», (ПІ) причому В - алкільна група з 6-24 атомами вуглецю, В: - алкільна група з 6-24 атомами вуглецю, ВЗ - аліфатична алкіленова група з 2-4 атомами вуглецю, А - алкіленова група з 2-6 атомами вуглецю, причому покращення характеристик колектора означає: () збільшення ступеня вилучення залізної руди за присутності водорозчинного багатоатомного спирту, який має дві або три гідроксильних групи, у порівнянні з випадком, коли зазначений спирт відсутній; (ії) збільшення селективності видалення силікату, яке означає, що композиція колектора, яка містить водорозчинний багатоатомний спирт, забезпечує більш високу частку утримуваного заліза і більш високу частку видаленого силікату, у порівнянні з випадком, коли зазначений спирт відсутній; (ії) що кількість утримуваного заліза і кількість видаленого силікату, за присутності водорозчинного багатоатомного спирту, залишаються практично незмінними, коли температура, при якій здійснюють застосування, падає нижче 10 "С, переважно нижче 5 "С, або навіть нижче 5 "С, у порівнянні з випадком, коли зазначений спирт відсутній, в цьому випадку кількість утримуваного заліза і видаленого силікату стає набагато менше; (м) що піна, яка утворилася під дією композиції колектора, який містить водорозчинний багатоатомний спирт, є менш об'ємною, і після відділення з флотаційної камери піна осідає швидше, у порівнянні з випадком, коли зазначений спирт відсутній.

2. Застосування за п 1, в якому ВЕ" і Б-, незалежно один від одного, містять від 7 до 18 атомів вуглецю.

3. Застосування за п. 1 або 2, в якому компонент А є алкілефіраміном формули (1).

4. Застосування за п. 1 або 2, в якому компонент А є алкілефірдіаміном формули (ІЇ).

5. Застосування за п. 1 або 2, в якому компонент А є сумішшю алкілефіраміну формули (Її) і алкілефірдіаміну формули (І).

6. Застосування за будь-яким з пп. 1-5, в якому Е!' і/або В-, незалежно один від одного, являють собою аліфатичні алкільні групи.

7. Застосування за будь-яким з пп. 1-6, в якому К' і/або Б? є лінійною або розгалуженою алкільною групою.

8. Застосування за будь-яким з пп. 1-7, в якому алкілефірамін формули (І) і/"або алкілефірдіамін формули (ІІ) виготовлений з розгалужених синтетичних спиртів.

9. Застосування за будь-яким з пп. 1-8, в якому А - група формули -СН2-СНо- або формули -СН»е- СнНео-СН»-.

10. Застосування за будь-яким з пп. 1-9, в якому КЗ - група формули -СНо-СНо- або формули - СнНо-СНо-СН»-.

11. Застосування за будь-яким з пп. 1-10, в якому алкілефірамін формули (І) і/або алкілефірдіамін формули (ІІ) частково нейтралізовані.

12. Застосування за п. 11, в якому кислота, використана для нейтралізації алкілефіраміну формули (І) і/або алкілефірдіаміну формули (Ії), є карбоновою кислотою, яка містить між 1 і 6 атомів вуглецю, переважно оцтовою кислотою.

13. Застосування за будь-яким з пп. 1-12, в якому В" і/або В: є розгалуженою алкільною групою.

14. Застосування за п. 5, в якому композиція колектора містить алкілефірамін формули (Її) і алкілефірдіамін формули (ІІ), у масовому співвідношенні між 1:100 і 100:1.

15. Застосування за будь-яким з пп. 1-14, в якому водорозчинний багатоатомний спирт має від 2 до 20 атомів вуглецю, більш переважно від 2 до 12 атомів вуглецю, ще більш переважно від З до 6 атомів вуглецю і особливо переважно від З до 5 атомів вуглецю.

16. Застосування за будь-яким з пп. 1-15, в якому водорозчинний багатоатомний спирт вибирають з групи, яка складається з етиленгліколю, пропіленгліколю і гліцерину.

17. Застосування за п. 16, в якому водорозчинний багатоатомний спирт вибирають з бо етиленгліколю і гліцерину.

18. Застосування за будь-яким з пп. 1-17, в якому композиція містить 50-99 мас. 95 алкілефіраміну формули (І) і/або алкілефірдіаміну формули (ІІ) ії 1-50 мас. 95 водорозчинного багатоатомного спирту (компонент В).

19. Застосування за будь-яким з пп. 1-18, яке додатково включає депресорну присадку для залізної руди.

20. Застосування за будь-яким з пп. 1-19, яке додатково містить диспергувальний агент, подовжувач ланцюга, спінювальний реагент, піногасник, спільний колектор і/або депресорну присадку.

21. Застосування за будь-яким з пп. 1-20, в якому компоненти А і В додають до суспензії в сумарній кількості 1-1000 г відносно кількості наявної залізної руди.

22. Застосування за будь-яким з пп. 1-21, в якому залізну руду вибирають з групи, яка складається з магнетиту, гематиту і гетиту.

23. Застосування за будь-яким з пп. 1-22, в якому в суспензії присутні реагент, який регулює рн, модифікатор, диспергувальний агент і/або депресорна присадка.

24. Спосіб покращення характеристик композиції колектора для збагачення залізної руди шляхом зворотної флотації силікатвмісної залізної руди, причому композиція колектора містить щонайменше один алкілефірамін формули (І) і/або алкілефірдіамін формули (ІІ) (компонент А): В'-(0О-А)-МН»5, (І) В2-(0-А)-МН-ВЗ-МН», (ПІ) причому В! - алкільна група з 6-24 атомами вуглецю, В: - алкільна група з 6-24 атомами вуглецю, ВЗ - аліфатична алкіленова група з 2-4 атомами вуглецю, А - алкіленова група з 2-6 атомами вуглецю, причому спосіб включає в себе додавання до композиції колектора щонайменше одного водорозчинного багатоатомного спирту, який має дві або три гідроксильні групи (компонент В), причому покращення характеристик колектора означає: () збільшення ступеня вилучення залізної руди за присутності водорозчинного багатоатомного спирту, який має дві або три гідроксильні групи, у порівнянні з випадком, коли зазначений спирт відсутній; (ії) збільшення селективності видалення силікату, яке означає, що композиція колектора, яка містить водорозчинний багатоатомний спирт, забезпечує більш високу частку утримуваного заліза і більш високу частку видаленого силікату, у порівнянні з випадком, коли зазначений спирт відсутній; (ії) що кількість утримуваного заліза і кількість видаленого силікату, за присутності водорозчинного багатоатомного спирту, залишаються практично незмінними, коли температура, при якій здійснюють застосування, падає нижче 10 "С, переважно нижче 5 "С або навіть нижче 5 "С, у порівнянні з випадком, коли зазначений спирт відсутній, в цьому випадку кількість утримуваного заліза і видаленого силікату стає набагато менша; (м) що піна, яка утворилася під дією композиції колектора, який містить водорозчинний багатоатомний спирт, є менш об'ємною, і після відділення з флотаційної камери піна осідає швидше, у порівнянні з випадком, коли зазначений спирт відсутній.

25. Спосіб за п. 24, в якому до суспензії додають компонент А і компонент В в сумарній кількості 1-1000 г відносно кількості присутньої залізної руди.

26. Спосіб за п. 24 або 25, в якому залізну руду вибирають з групи, яка складається з магнетиту, гематиту і гетиту.

27. Спосіб за будь-яким з пп. 24-26, в якому суспензія додатково містить диспергувальний агент, подовжувач ланцюга, спінювальний реагент, піногасник, спільний колектор і/або депресорну присадку.