Способ извлечения ценных минералов из кремнийсодержащих руд
<в1 КЦ <и) (51) 5 ВО 91 01
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
K ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4895637/03 (22) 27.06.91 (31) 90 546167 (32) 28.06.90 (33) US (46) 15.11.93 Бюа Na 41-42 (71) Дзе.Дау Кемикал Компани (US) (72) Ричард Р. Кпимпель(0$) (73) Дзе Дау Кемикал Компани (US) (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦЕННЫХ МИНЕРАЛОВ ИЗ КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩИХ РУД (57) Использование: обогащение полезных ископаемых, в частности способы извлечения ценных минералов из кремнийсодержащих руд методом обратной фпотации. Существо изобретения; спосо6 осуществляют в присутствии аминного коллектора силикатных минералов с выделением последних в пенный продукт и ценных компонентов в камерный, дополнительно вводят, по меньшей мере, один апканоламин формулы (R) NH где х является чисх (в-х) лом от единицы до трех; R в Bкаждом случае представляет С апканоп; в качестве руды используют т-в окисно-железную или фосфорную руду; в качестве апканоламина используют этанопамин, днэтанопамин, триэтаноламин, лропанопамин, изопропанопамин, бутаноламин, изобутанопамин и нх смес!. 3 жф-ль 2 табл.
2002511
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к способу извлечения ценных минералов из кремнийсодержащих руд.
Известен способ извлечения ценных минералов из кремнийсодержащих руд методом обратной флотации в присутствии аминного коллектора силикатных минералов с выделением последних в пенный продукт и ценных компонентов в камерный.
Цель изобретения — повышение технологических показателей процесса.
Существо способа заключается в том, что извлечение ценных минералов из кремнийсодержащих руд методом обратной флотации осуществляют в присутствии аминного коллектора силикатных минералов с выделением последних в пенный продукт и ценных компонентов в камерный; дополнительно вводят, по меньшей мере, один алканоламин формулы: (R)xN M(3-x) где х является числом от единицы до трех; R в каждом случае представляет С1-6 алканол; в качестве руды используют окисножелезную или фосфорную руду; в качестве алканоламина — этаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, пропаноламин, изопропаноламин, бутаноламин, изобутаноламин и
uix смеси, Алканоламины можно добавить либо непосредственно во флотационную машину или же массу на стадии ее измельчения, Предпочтительный момент добавления будет выбираться в зависимости оТ специфической сущности обрабатываемой руды, от других используемых в данном случае реагентов и от используемой системы обработки руды. Является предпочтительным, чтобы алканоламины предварительно не смешивали с аминным коллектором до момента их введения в процесс флотации. Является предпочтительным вводить алканоламины в систему флотации отдел ьно от коллектора, Является также предпочтительным, чтобы алканоламины вводили в систему раньше коллектора. Например, алканоламины можно вводить на этапе измельчения руды, Аминный коллектор можно использовать в любой концентрации, которая будет гарантировать флотацию достаточного количества кремнезема или кремнийсодержащей рудной породы, чтобы-е конечном итоге обеспечить желаемое восстановление желаемых металлических компонентов руды во флотационных хвостах. В частности, «спол ьзуемая концентрация зависит от специфической сущности предназначенного для обработки минерала, от качества или сорта руды, подвергаемой процессу пенной флотации на руду и от желаемого качества минерала, который должен извлекаться от руды.
При определении необходимых условий уровней концентрации аминного коллектора следует также учить вать и некоторые другие дополнительные факторы, например, количественное выражение площади поверхности руды, которая будет обрабатываться в процессе флотации. Для специалистов в данной области совершенно ясно, что чем меньше размер индивидуальных час15 тиц, тем большее количество реагентов коллектора необходимо будет использовать для достижения желаемых уровней восстановления и качества, Является предпочтительным, чтобы кон20 центрация аминного коллектора была равна как минимум 0,001 кг на метрическую тонну руды, а еще лучше как минимум 0,005 . кг/метрическая тонна. Является также предпочтительным, чтобы общая концентрация коллектора не превышала 5,0 кгlметрическая тонна, а еще лучше, чтобы она не превышала 2,5 кг/метрическая тонна. Более предпочтительным будет концентрация коллектора в диапазон между 0,005 и 0,100
З0 кг/метрическая тонна. В общем рекомендуется начинать с более низкого диапазона концентрации и постепенно повышать концентрацию до уровня, при котором можно получить оптимальные результаты, З5 Концентрация используемого по изобретению аминного коллектора должна быть, по меньшей мере, вполне достаточной, чтобы продемонстрировать какое-то уменьшение в количестве полезных минеральных компонентов руды, непреднамеренно флотируемых вместе с кремнеземом или кремнийсодержащей рудной породой.
Является предпочтительным, чтобы упомянутое количество было равным как минимум
45 0,001 кг/метрическая тонна сухих веществ и не более 1.5 кг/метрическая тонна..Наиболее предпочтительно концентрация лежит в диапазоне между 0,01 кг/м тонна и 0,10 кгlм тонна.
Было установлено, что в процессе,восстановления и извлечения каких-то конкретных минералов рекомендуется добавлять коллектор в систему флотации поэтапно.
Под термином поэтапно добавление имеется в виду следующее: добавлять часть общей дозы коллектора, собирают концентрат пены, еще раз вводят дополнительную часть коллектора и вновь собирают концентрат пены. Чтобы добиться оптимальныx уровней извлечения и качества, упомянутое поэ2002511
40
50 тапное добавление коллектора можно повторять несколько раз. Количество этапов добавления коллектора лимитируется только практическим и экономическими соображениями. Рекомендуется использовать не более примерно шести этапов добавления коллектора.
По предлагаемому изобретению помимо уже упоминавшихся аминных коллекторов и алканолавых аминов для осуществления процесса флотации можно также использовать и другие обычные добавки, в том числе и другие коллектора. В качестве наиболее типичных добавок используют деспрессанты и диспергаторы. Помимо этих добавок рекомендуется также использовать различные пенообразующие средства, Последние хорошо известны всем специалистам в данной области и ссылка на них преследует целью лучше иллюстрации сущности изобретения. Существует бесчисленное количество эффективных для данного случая пеноабразующих средств, среды которых стоит упомянуть следующие: спирты с 5 — 8 атомами углерода, сосновое масло, крезолы, С1-е алкиловые эфиры полипропиленовых гликалей, дигидроксилаты полип ропиленовых гликолей, гликолевые жирные кислоты, мыло, алкилариловые . сульфанаты и их смеси.
Величину рН систем флотации можно регулировать различными способами, которые хорошо известны специалистами в данной области, Наиболее распространенным реагентом регулирования величины.рН является известь, И тем не менее, в процессе реализации идеи настоящего изобретения можно также использовать такие реагенты, как серная кислота, хлористоводорадная кислота, гидрооксид калия, гидрооксид натрия, карбонат натрия, гидрооксид аммония и прочие подобные же реагенты.
Описываемые ниже примеры должны лучше проиллюстрировать сущность изобретения и они не должны интерпретироваться как ограничивающие объем изобретения, Если не оговорено особо, то все указанные части и проценты относятся к весу.
Пример 1. Флотация руды на основе окиси железа.
Приготовляют несколько образцов руды оксида железа по 600 r каждый иэ Мичиганского месторождения. Эта руда содержит главным образом магнезит и небольшие количества минералов гематита, мартита и leтита. Исходное сырье для приготовления образцов предварительно измельчают до такой степени, чта 82;, частиц имеют размер менее 75 мк; исходный материал на
11,3 состоит из кремнезема и на 46,7ь иэ железа, Каждый 600-грамовый образец индивидуально измельчают вместе с 400 r диониэированной воды в стержневой мельнице соскоростью вращения примерно
60 об/мин в течение 2 минут. Полученную таким образом пульпу загружают во флотационную машину емкостью 3000 мл типа
"Агитаэр", которая снабжена автоматизированной скребковой системой удаления содержимого мельницы. С целью достижения оптимального заполнения обьема флотационной машины в нее добавляют воду, До момеита добавления рекомендуемых предлагаемым изобретением алканолавых аминов величина рН образованной суспензии равна величине рН естественно суспензии самой руды, т.е. была равна 6,5. Если используется алканалавый амин, тогда после его добавления в суспензию последний дают возможность придти в норму в течение 1 мин, Затем ва флатационную систему ввадят коллектор (его состав приводится в табл.1), после чего суспензии дают воэмажность придти в норму еще в течение 1 мин.
Затем в систему добавляют пенаабразующее средство на.основе палигликслевага эфира, причем его количество эквивалентно
5 г на 1 т сухой руды, после чего вся суспензия доводится до канд ::ции еще в течение 1 мин, Затем содержимое флотационнай машины перемешивают со скоростью 900 об/мин, а воздух вводят в машину при норме 9,0 л в 1 мин, Удаление концентрата кремнезема занимает 10 мин. Затем образцы концентрата кремнезема и содержзщих железо хвостов высушивают, вэвешивают и измельчают для проведения последующего анализа. Упомянутые образцы растворяют в кислоте и определяют содержание железа с помощью спектрометра 0,С.Р!авва, На основе данных анализа и с помощью, зндартных формул баланса массы рассчитывают процент извлечения и сортность отдельных фракций, В приводимой ниже табл.1 суммированы данные относительно количества и сартнасти извлеченного железа в хвостах.
Данные табл.1 свидетельствуют о там, чта добавление алканалавых аминов в процессе обратной флотации по изобретению обеспечивает большее количественное извлечение железа в хвостах, чем в идентич-. ном процессе флотации без добавления алканоловых аминов. Например, сравнение серий испытаний 2-го с 5-8-и указывает на то, что добавление даже небольших каличеств алканолавых аминов имеет своим конечным результатом повышенное извлечение железа н" ðÿäó с повыш нием
2002511 сорта извлеченного железа. Это указывает на то, что добавление небольшого количества алканолового амина повышает эффективность пропанаминового, 3-нонилоксинового коллектора, который используют в упомянутых сериях испытаний для сбора кремнезема.
Данные других серий испытания с описываемых примерах свидетельствуют о том, что различные алканоловые амины, используемые с различными аминными коллекторами, соответствующим образом повышают эффективность отделения кремнийсодержащей рудной породы от желаемого железа в процессе осуществления способа..
Л р и м е р 2. Обратная флотация кремнезема из фосфатных руд. Приготовляют несколько образцов содержащей апатит фосфатной руды массой 750 г каждый из месторождения во Флориде. Исходный материал приготовления образцов примерно на 90 состоит из частиц размером менее
350 мк и на 157ь — из частиц размером менее
37 мк. Этот исходный материал на 26Я состоит из ЗЮ и íà 18,7 4 из Р Ов, Исходный материал промываютсерной кислотой, чтобы удалить с поверхности частиц все органические вещества"; которые могли присутствовать или появляться в результате предыдущих этапов обработки исходн ого материалае
Каждый образец загру>кают в флотационную машину емкостью 3000 мл; снабженную автоматизированной скребковой системой удаления содержимого машины.
Для оптимального заполнения объема флотационной машины обычно используют соответствующее количество воды для разбавления, Величину рН стартовой пульпы регулируют с помощью 1,0 N NH40H до
6,4. В случае использования алканолового амина, то после его добавления пульпу приводили в норму в течение 1 мин. Затем вводят аминный коллектор, после чего пульпу приводят в норму еще в течение 1 мин. В данном примере используют также пенообразующее вещество на основе метилизобутилового карбинола, причем последний компонент добавляют при норме 5 r на каждую 1 т сухой руды.
Затем содержимое флотационной машины перемешивают в результате вращения самой машины со скоростью 900 об/мин и вводят в нее воздух при норме 9,0 л в 1 мин. Концентрат кремнезема удаляют
s течение 10 мин. Хвосты продукта, содержащее фосфор и содержащий кремнийсодержащие руднь|е породы концентрат
15 (56) Л.Я.Шубов, С.И.Иванков, Н.К,Щеглова, Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья. Справочник, Книга l — M.: Недра, 1990, с.30, 40 высушивают, взвешивают и измельчают для проведения последующего анализа. Упомя20 нутые вещества растворяют в кислоте, а содержание фосфора (Р205) определяют с помощью спектрометра D.Ñ.Plasma. Ha основе данных анализа и с помощью стандартных формул баланса массы определяют
25 процент извлечения и сортность фосфора (Ря05) в хвостах, Результаты анализа приведены в табл.2.
Приведенные в табл.2 данные свиде30 тельствуют об эффективности извлечения кремнезема из фосфатной руды. Добавление небольшого количества алканолового амина увеличивает способность аминного коллектора удалять концентрат кремнезема
35 их хвостов фосфата, обеспечивая тем самым более высокий процент восстановления фосфора сопоставимого сорта, 10 х J 3
2 Е
Г9 < 1 С >
И\ С 4 СЧ С 4
r х- х с оиии аоосз
О> CD CD О> х х х х
СЧ, .Ч х х о и а о
CD CD х и и а о
CD П х и uCD
Я х о v
C) C3 х х и о
Я (> ГЪ
CV СЧ С4 х z
u,u v ооа ххх
o v o
О C.> и гэ д ю а> о о
u o
О> CD х
О> CD LU и v a a (Ъ (Ъ ()
X X Х (D а> (D
c(cf
X Z X о о о
Y Y
< <С <С
1- (ш ш ш сна
2002511
LA - В СО
lA cD LA tA
<О Ш CD CD о о о о л
lA
CD о
О CD Ь В Л . CO С4 В
lA ЙЪ Ф 01 3 - LA LA M 0) С 7 (О CD (О CD СО <О СО <О CD CD CD CD о о о о о о о о о о о о
Ф л
LA О 4О Ф
CD CD Р CD о о о о
В - В t Ф О СО О С
О О В О Л Л В « О СО О
СО Со Л- СО СО t» Л Л-. Л Л- Л СО о о о î о о о о о о о о л»
СО л о
I»
»»
Ф о о
Ь о о
1 î о
I
Ф о
lФ
C)
О ь Ф О о и о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о
I- «(v (.. ) е сч
I- «L о
Ф
>О «".с«<
Ш Ш О Ш Ш Ш
- - Q . Š— - Q Q оО
CI N
v о
tA LA LA LA
Л- Л I» Л
С Ъ С"Э (Ъ С ) о о о о
tA л
РЪ о
LA LA lA LA lA LA tA LA LA LA И ) LA
Л t» t»- I Л- t I» Л
С9 С Э С Э С 3 С Э С") С»Э С ) С ) С > С»Ъ С ) о о о о о о о о о о о о
СЧ (Ч С4
Х:С
Z Z
% Л! Я
СЧ С4
Х Х Х
vuv
ХХХ
X X X .ъ X K .Е Х X
CO CCI CCI
S
1Я СС >4,"
«й 2
CtI Я 0) о о о
Ф й- и
«» »
03 CCI CCI
I- l- l<ч Х Х
С4
Х Х иэ <о о3 и о
2i
С0 о
С
Cg
Сб CII о о
С 4 С 4
I I
Б:Е
<О (О CO
Ь ub (o
v v v
СО и о
Сов о 4r) IA Ол о
СЧ С4 C»4 A P) P) (, С 7 (») Г > C») С) CV С Э Ct LA
CV С»4 CV СМ
X
CQ
О
Щ
Ih о
Х
Х о
Х
С! с4
Х о
СЧ
Х о
Х
1= о
Х
Я
Х о
О
Х
Z Z Z
СЧ С4 СЧ
Х Х Х
vuv ос о
СЧ N C4
ХZX и о.и
N C4
Х
Z Z сц
u v
»Ф «г Х о о
Х х
u v
2002511 о
Щ
Б о
00 ч Ч РЪ
CD CD оо
z o
Щ 1с
Ю
I»
Ф
X
Ф
Х о о с(Q.
С: ю5; Я
2 I»
m o
0 и
В о
Щ
1 в о о z
z а
О K
Е ! -с
Щ
S m
S
1Б
О Ф
1 о к
X IЩ Щ
1» S
Щ й:(С:
Щ о х
Ф с
z.
К
bC
1- l
Ф а со
1O о х
Щ -..
z х
Щ . а
CO ао
m щ о х о m
К,3
Щ
Б а 1
3 LA
Щ
hC х . у б; m
V, К и
Бо о х X
Що сФВЩ
Е о а 1 а
ОО с э со о
1 СО оо ао оо оо
N х:
Zz ю сч
ХО
Ю Ж ». с 3 с 1 о о.
zh
О и 0 m " z: z о
X ах
О О)Б
zXS а
ОО Ф
- и
Я р m .4)
=Г
Оом
Х и
0 с
2 и и щ ф х
I=L K
cloz о щощ с 1с;
S щ
sSo
ЩЯс х Фх о (m
Ф (X
uuI ъ
u u 5 .<:С аале
;> 1
Х Х О к с х
S
ФщХ
02 щ х а cL Q.
oos
М
f- )(ФФЩ m о о и
Ф г гсср кхс
Б
z o
m О
m в ф ОО
o O X X.
С сС з
1 о ц
O I- LO Щ
Ф Б
Е
Ооще с л . о сс Ф
Ф Ф С с.;
Ф Ф о= с (=. У с сос> а . ъ
;„.LOLA
C LDCO Ф
v 0Э
moom
С С (I»
2002511
IO о
CII
О. Ъ Ф ОЪ Ф I» LA С Ъ CO CO
CD ОЪ СЧ, ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ Ch
СЧ СЧ С"Ъ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ о о о о о о о о о
СЧ ССЪ g CD СЪ
СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ о о о о о
О в м
О
СЧ Й
СЧ о
lA ОЪ I с1
LA LA lA IA
СЧ СЧ СЧ СЧ о о о о » в
СЧ о
ЙЙРЯ6ЙШЯЯ
О О О CD D CОD, О О О
Д ОЪ ОЪ
3 С0 Са Со Со о о о о о
ОЪ LA ОЪ CD
С0 CÎ OС0 30 о о о о о
С0
СЪ
О
ОЪ
X .
Y о
В О О О О О сч в о в в в о о - о о о
О О СЪ СЪ О СЪ
О О О
LA LA LA о о о о о о
О О g CD о о о о о о о о
СЪ
LA
СЪ
СЪ
Ф
С х
K х
С
О
Ф
Ф Ч "Ъ e u
3» сс c3 .
0 ш ш а ш
0 о о
LO LLI Ш д ш
© ааа
< ш
I3
», 1
CD
lA
СЪ
IA О LA В LA LA IA IA
СЧ O СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ
СЧ С"Ъ СЧ СЧ (М СЧ СЧ СЧ
О О О О О О О О
IA В LA LA
СЧ СЧ СЧ СЧ
СЧ СЧ СЧ СЧ о о о о.LA
СЧ
СЧ
СЪ
lA »
CD о
СЧ СЧ СЧ СЧ
СЧ СЧ СЧ о о о о
СЧ
СЧ
CD с5
6)
С."
Ю
Щ ) .0
3 Ф
Ъ"
Ф LLI
l ) Iи
Б
Е
>Б
CQ
О.
О
IМ
Ф
С
С о
С
Е а
О ° ° °
Ь Ь Ь
vuu
Ь Ь Ь
vuo
Б < C
e a c r
Ф 0 m
0 Б 1О
"СЧ "СЪ " В
Ф
О о
ill с Ф о
М г
l о в о
ЪС
0.
Ф (» CII
0 а
О О в х
Ъо х x x
Б .Б Б
X Е X яБ
3 3 3
CO l9 CII о о о
С х
Б
>Б
X
Б Б
X и
Щ С0
C Б
3 3
Ф Ф
О СЪ
С С
X X
K Б
X X ф 1Б
3 3
Ф Э
О О
С С
I» о
I» о
Ъ» I»
CO Ф
0. О
Ф Ф
С
X X о о
1- I< < ш ш
1- 1CII CII
0 0
X X
Ф Ф
СС
x r о о
М Y с
1- Iш ш
I- 1СЧ
Х
Я
Х о
Х о
СЧ СЧ
Х Х
2 2
Х Х и о
Х Х о и с4 СЧ
Х Х
2 2 .Х
Р4 СЧ
Х X
o v о о
Х Х
v o
2002511
Ю
iФ
X
М с
О
С
О а
С:
П) CD
07 0
Т X
Ф Ф
C}.
X X
О О х с<
}- }UJ Ш
}- }С>ЛLAСЧСС}СПАСЫ I LAО
СОQOСОСОСОЛF Лt t ОЭOI
СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ С4 СЧ СЧ С4 С4 СЧ СЧ
ОООООООООООО сО Q) - С««LA - QO О IA О ct CQ
О Л Л (О Л СО Ф СО Л О) Ф С4
СО CO СО CO CO CO 6) CO СО CO } CO
ОООООООООООО
ОООО OOOGOO
lA lA lA }ГЭ LA lA СС} LA LA LA
ОООО ОООООО
ОООО ОООООО
=рх
ZZ шш ш шш ш
1."} . .- }- } }:Я - }- с. с.р оо
Х Х
lA LA ИЪ LA LA LA LA LA 01 LA LA LA с4 сч сч сЧ сч сч сч с4 сч сч с4 сч
СЧ С4 СЧ СЧ С4 СЧ СЧ СЧ С4 С4 СЧ СЧ
ОООООООООООО т т x x x т х
3 S S 5 S S Е
Лг- t i- t}» Iщ щ <ц CD Ф Ф С5 Ф Ф (5
uuЫЗЗКеБКТ
Ф Ф CLI З 2i. Л .««. 7« Б:а
СС С(С(й Ф Ф и Ф и ф
xxxoooooo
o o o c» ñ ñ ñ ic: ñ с х х х «» с с с с
ID Ф CD Ф CD Cg (5
С } } }» «» }» }» }
LLi LlJ LIJ m 5 m «0 5 <О <б
}- - }}-}-}- . r иииииии
-счлrrиР «" Ф 0 " — сч и)лобово„,„, 6, Ф т
m o
xoi» с т кЕ m (5 I» m
am
Е
Ф О а
S XQO
>ФаИ х Ф.
О S к
}" «S
o o o E0о m33 т сч @+ma
° - X
S x сс o а
} m
}-со аХ
ОТД0 в 2mо
sФса и Ф
2„S Ф "
ФmaX
З S
Я о }» .ao}» x к т
m „0
x m«m со т
S ax o
}- о х 0
}д «К Ф
X х.. }о
mxтФ Smlr, м g } m сс
Ф Ф
ОSm9 к
vo om m т с
} о --со
О
Ф
Ф .Т О сС} т а Л с а " o о о
Ф - }"S ОО
Ш с в а
Ф. }о
О X I- I»- . S. ФФ
«XI X
S0mO S те „ou
muSoхO а
Ф Ф Х Ф
XO СОх са;.. а} ooimо .С ID X X с а.
2002511
Формула изобретения
Составитель М.Калугина
Техред М.Моргентал Корректор О. Куль
Редактор
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Заказ 3202
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦЕННЫХ
МИН Е РАЛОВ ИЗ КРЕМНИЙСОДЕ РЖАЩИХ РУД методом обратной флотации в присутствии аминного коллектора силикатных минералов с выделением последних в пенный продукт и ценных компонентов - в камерный, отличающийся тем, что, с целью повышения технологических показателей процесса, дополнительно вводят по меньшей мере один алканоламин общей форму лы (R )хНЗ-х где R в каждом случае С1- Св-алканол. х-1-3.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве руды используют окисножелезную руду.
3, Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве руды используют фосфорную руду.
10 4.еСпособ по и, 1, отличающийся тем, что в качестве алканоламина используют эта ноламин, дизтанола мин, тризтаноламин, пропаноламин, изопропаноламин, бутаноламин, изобутаноламин и их смеси.
