Способ получения фосфорсодержащих собирателей для флотации руд

Изобретение может быть использовано для промышленного получения новых фосфорсодержащих собирателей для флотационного обогащения минералов сульфидных и несульфидных руд. Технический результат - расширение ассортимента доступных отечественных промышленных собирателей, улучшение их потребительских свойств, снижение стоимости и повышение технологических показателей флотации руд. Собиратели получают фосфорилированием оксиэтилированных высших спиртов (ОЭС), которое осуществляют смесью хлорокиси фосфора и дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты в мольном соотношении хлорокись фосфора : дихлорангидрид метилфосфоновой кислоты = (1-n):n и ОЭС : фосфорилирующий агент = (2-n):1, где n=0,1-0,4. 4 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к получению фосфорсодержащих собирателей. Изобретение предполагается использовать для промышленного получения новых фосфорсодержащих собирателей с последующим применением их на ГОКах для флотационного обогащения минералов сульфидных и несульфидных руд.

Известно применение оксиалкилированных фосфатов для флотации карбонатсодержащих руд (а.с.СССР №1671359, кл. В 03 D 1/02, Б. 1991, №31), руд редких металлов и олова (а.с.СССР №1645024, кл. В 03 D 1/014, Б. 1991, №16, пат. Великобритании №1451194, кл. В 2 Н, 1976).

Известен способ получения оксиэтилированных эфиров фосфорной кислоты в виде свободных кислот, аммониевых солей или солей щелочных или щелочноземельных металлов фосфорилированием оксиэтилированных алифатических спиртов (ОЭС), содержащих от 8 до 50 атомов углерода и 1-7 оксиэтилированных групп в количестве, не превышающем 50% по весу этих групп в исходном спирте. Фосфорилирование осуществляют пятиокисью фосфора в соотношении P2O5:ОЭС=1:(2,0-4,5) при температуре 110°С. После обработки водой реакционная масса содержит смесь моно- и диалкилполиэтиленгликолевых эфиров фосфорной кислоты (пат. США №3346670. МКИ 558-114, 1967).

Промышленные продукты, полученные этим способом, находят широкое применение в качестве компонентов моющих средств и деэмульгаторов при переработке и транспортировке нефти. Однако присутствие в их составе 30-80% моноэфира и до 40% исходных ОЭЭ является причиной повышенного пенообразования и низких технологических показателей при обогащении минералов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения диалкилполиэтиленгликолевых эфиров фосфорной кислоты путем фосфорилирования высших оксиэтилированных спиртов хлорокисью фосфора при использовании 2,35-2,11 молей ОЭС на моль фосфорилирующего агента (Поверхностно-активные вещества: Справочник/Абрамзон А.А., Бочаров В.В., Гаевой Г.М. и др.; под ред А.А.Абрамзона и Г.М.Гаевого. - Л.: Химия, 1979, с.288). Таким способом синтезируют промышленные реагенты Оксифос КД 6 и Оксифос Б на ОАО "Химпром" (г. Новочебоксарск). В качестве ОЭС применяют оксанол КД-6: С8-10Н17О(СН2СН2О)6Н.

Недостатком этого способа является повышенный расход дорогого ОЭС, высокая стоимость собирателя и недостаточно высокие технологические показатели флотации руд. К недостаткам можно отнести также образование осадков при хранении Оксифоса и его водных растворов (ТУ 6-02-1177-79). Этот недостаток вызывает сложности при транспортировке и приготовлении рабочих растворов собирателя.

Технический результат предложенного изобретения - расширение ассортимента доступных отечественных промышленных собирателей, улучшение их потребительских свойств, снижение стоимости и повышение технологических показателей флотации руд.

Он достигается тем, что фосфорилирование оксиэтилированных высших спиртов осуществляют смесью хлорокиси фосфора и дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты при мольном соотношении хлорокись фосфора: дихлорангидрид метилфосфоновой кислоты=(1-n): n и ОЭС: фосфорилирующий агент=(2-n):1, где n=0,1-0,4.

Применение в качестве фосфорилирующего агента при получении собирателей для флотации руд смеси хлорокиси фосфора и дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты в соотношении хлорокись фосфора: дихлорангидрид метилфосфоновой кислоты=(1-n):n и ОЭС: фосфорилирующий агент=(2-n):1, где n=0,1-0,4 является отличием от прототипа и обуславливает соответствие заявляемого технического решения критерию "новизна".

Основными продуктами, входящими в состав собирателей предлагаемого способа, являются диалкилполиэтиленгликолевые эфиры фосфорной кислоты (1) и алкилполиоксиэтиленгликолевые эфиры метилфосфоновой кислоты (2):

где R=C8H17(OCH2CH2)6, M=H, К, N(СН2СН2OH)3

Эфир (2), синтезированный из дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты, имеет неудовлетворительные показатели флотации, в то время как собиратель, содержащий смесь продуктов (1) и (2), полученный из смеси хлорокиси фосфора и дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты в заявляемом соотношении (марка МФ), имеет показатели флотации выше, чем эфир (1), синтезированный по способу-прототипу из хлорокиси фосфора. Получение такого технологического результата можно объяснить явлением синергетического эффекта, которое проявляется в улучшении физико-химических, потребительских и флотационных свойств новых собирателей. Это обуславливает соответствие предлагаемого решения критерию "изобретательский уровень".

Заявляемый способ позволяет не только повысить технологические показатели флотации, но и сократить расход дорогого исходного сырья (оксанола КД-6) с 2,35-2,11 молей по способу-прототипу до 1,9-1,6 молей на моль фосфорилирующего агента при синтезе МФ, следствием чего является снижение стоимости новых собирателей.

Замена части хлорокиси фосфора на доступное и недорогое сырье - дихлорангидрид метилфосфоновой кислоты, который до недавнего времени был стратегическим сырьем, а в настоящее время не находит спроса, создает предпосылки для эффективного его использования в мирных целях.

Фосфорилирование оксиэтилированных высших спиртов осуществляется при мольном соотношении хлорокись фосфора: дихлорангидрид метилфосфоновой кислоты=(1-n):n и ОЭС: фосфорилирующий агент=(2-n):1, где n=0,1-0,4.

Использование фосфорилирующего агента, содержащего n<0,1, идентично применению одной хлорокиси фосфора, т.е. синергетический эффект отсутствует. При содержании п>0,4 показатели флотации начинают ухудшаться.

Синтез собирателей осуществляется следующим образом.

Пример 1. Получение собирателя Оксифос Б (прототип). К 153,5 г (1 моль) хлорокиси фосфора при перемешивании прибавляют 866,8 г (2,2 моля) оксанола КД-6, поддерживая температуру 60°С. Реакционную массу перемешивают 3 часа при этой температуре. Выделяющийся в процессе реакции хлористый водород отдувают в течение 3 часов при температуре 60°С и остаточном давлении 20 мм рт.ст. К реакционной смеси при температуре 80°С и перемешивании прибавляют 25 г воды, отдувая хлористый водород в течение 3 часов при температуре 100°С и остаточном давлении 2 мм рт. ст. Получают 900 г реагента Оксифос КД-6. Реакционную массу нейтрализуют 50%-ным раствором КОН при температуре 80°С до рН 7, перемешивают ее в течение 1 часа при этой температуре. После вакуум-осушки готового продукта при температуре 100°С и остаточном давлении 2 мм рт.ст. получают 950 г Оксифос Б. Выход количественный.

Пример 2. Получение собирателя МФ-10. К смеси 138,2 г (1-n=0,9 моля) хлорокиси фосфора и 13,3 г (n=0,1 моля) метилдихлорфосфоната при перемешивании прибавляют 748,6 г (1,9 моля) оксанола КД-6, поддерживая температуру 60°С. Реакционную массу перемешивают 3 часа при этой температуре. Выделяющийся в процессе реакции хлористый водород отдувают в течение 3 часов при температуре 60°С и остаточном давлении 20 мм рт.ст. К реакционной смеси при температуре 80°С и перемешивании прибавляют 25 г воды, отдувая хлористый водород в течение 3 часов при температуре 100°С и остаточном давлении 2 мм рт. ст. Получают 812,4 г собирателя МФ-10 в кислой форме.

Пример 3. Аналогично примеру 1 после нейтрализации реакционной массы 50%-ным раствором КОН при температуре 80°С до рН 7, перемешивания ее в течение 1 часа при этой температуре с последующей вакуум-осушкой готового продукта при температуре 100°С и остаточном давлении 2 мм рт.ст. получают 867 г собирателя МФ-10 в калиевой форме. Выход количественный.

Примеры 4-8. Аналогично примерам 2 и 3 получены собиратели марки МФ, условия синтеза которых приведены в табл.1.

Для лабораторных испытаний флотационных свойств реагентов готовят 1%-ные водные растворы. Растворы оксифоса Б изначально прозрачны, но при стоянии из них выпадает осадок. Для получения воспроизводимых результатов при промышленной флотации руд необходимо дополнительное перемешивание раствора перед введением его в процесс, что создает определенные трудности. В отличие от прототипа собиратели МФ и их 1%-ные водные растворы стабильны при хранении и осадков не образуют.

Флотацию проводили на гравитационном концентрате, полученном из руды Этыкинского месторождения, характеристика которого представлена в табл.2 и 3.

Схема проведения флотационных опытов представлена на чертеже. Флотацию проводили в предварительно установленных оптимальных условиях, обеспечивающих депрессию основного минерала пустой породы - топаза. После кондиционирования пульпы с серной кислотой и аполярным маслом (ИС 45) пульпу обрабатывали собирателем при постоянном расходе 1,5 кг на т питания флотации и затем триполифосфатом натрия (ТПФ), после чего вели флотацию минералов тантала. Полученные результаты флотационного обогащения предлагаемыми собирателями в сравнении с прототипом представлены в табл.4.

Анализ данных, полученных при флотации Та из гравитационного концентрата, показывает, что концентраты, полученные при флотации собирателями, синтезированными по предлагаемому способу, характеризуются более высоким содержанием Та по сравнению с Оксифосом Б, полученным по способу-прототипу. При этом значительно снижено содержание Та в хвостах (с 0,043 до 0,015-0,025%).

Результаты флотационных опытов показывают, что оптимальными пределами соотношения реагентов при синтезе новых собирателей являются мольное соотношение хлорокись фосфора: дихлорангидрид метилфосфоновой кислоты=(1-n):n и ОЭС: фосфорилирующий агент=(2-n):1, где n=0,1-0,4.

При таком соотношении реагентов получают собиратели, применение которых обеспечивает повышение прироста извлечения Та на 2,5-5,1%. При выходе за пределы заявляемых соотношений наблюдается снижение извлечения Та и качества концентрата (примеры 7 и 8 табл. 4).

Новые собиратели имеют улучшенные по сравнению с прототипом физико-химические и потребительские свойства: они хорошо растворимы в воде, устойчивы при хранении, перевозке и приготовлении рабочих растворов, негорючи и нетоксичны.

Новые фосфорсодержащие собиратели могут быть получены на оборудовании ОАО "Химпром" (г.Новочебоксарск) в цехе получения Оксифоса Б, на имеющемся оборудовании и без существенного изменения технологической схемы производства.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет расширить ассортимент доступных отечественных промышленных собирателей, улучшить потребительские свойства, снизить стоимость и повысить технологические показатели флотации Та по сравнению со способом-прототипом.

Способ получения фосфорсодержащих собирателей для флотации руд фосфорилированием оксиэтилированных высших спиртов (ОЭС), отличающийся тем, что фосфорилирование оксиэтилированных высших спиртов осуществляют смесью хлорокиси фосфора и дихлорангидрида метилфосфоновой кислоты в мольном соотношении хлорокись фосфора: дихлорангидрид метилфосфоновой кислоты = (1-n):n и ОЭС: фосфорилирующий агент = (2-n):1, где n=0,1-0,4.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотации апатитовых руд. .

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, флотации руд. .

Изобретение относится к области флотационного обогащения и может быть использовано для флотации медно-цинково-пиритных руд и руд, содержащих благородные металлы. .

Изобретение относится к пенной флотации руд, содержащих полиметаллы в сульфидной или окисленной форме. .

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и предназначено для доизвлечения минералов редких металлов и олова из труднооботатимых руд и продуктов. .
Изобретение относится к процессам флотационного обогащения баритосодержащих руд, а именно к вспомогательным процессам для дополнительного обогащения флотационного баритового концентрата

Изобретение относится к флотации сульфидных медно-никелевых руд

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к флотации флюоритовых руд, и предназначено для промышленного использования на обогатительных фабриках

Изобретение относится к области обогащения руд цветных металлов, в частности сульфидных медно-никелевых руд

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых методом флотации и может быть использовано при флотационном обогащении комплексных руд редких металлов и олова, в том числе содержащих топаз

Изобретение относится к коллектору для отделения, путем флотации, карбонатов и может быть использован для осуществления процесса флотации фосфорнокислых горных пород

Изобретение относится к способу флотационного обогащения сульфидных медно-никелевых руд, содержащих металлы платиновой группы, и может быть использовано при коллективной флотации сульфидов из вкрапленных медно-никелевых руд. В способе проводят измельчение и кондиционирование руды в присутствии сульфгидрильного собирателя - бутилового ксантогената калия, введение в стадию флотации вспенивателя и выделение сульфидов никеля и меди в пенные продукты, а минералов пустой породы - в отвальные хвосты. В качестве вспенивателя вводят реагент В-56, представляющий собой полистирилфосфиноксид формулы (C25H30O5P2)к, с расходом 20 г/т. Технический результат заключается в повышении технологических показателей флотационного процесса, расширении ассортимента эффективных флотореагентов-вспенивателей. 1 табл., 1 пр.

Изобретение может быть использовано в горнодобывающей промышленности при выделении минеральных компонентов из руд для улучшения эффективности процессов разделения пенной флотацией. Способ предусматривает добавление к исходной суспензии эффективного количества фосфорорганического соединения, выбранного из группы, состоящей из полиаминополиэфирметиленфосфонат - ПАПЭМФ, в форме кислоты или соли; триалканоламинтри(эфир фосфорной кислоты), в форме кислоты или соли. Затем осуществляют селективную флотацию продукта в виде частиц путем барботирования суспензии до формирования концентрата и жидкого раствора. Способ обеспечивает повышение степени извлечения целевого продукта в виде частиц из тонко измельченной сульфидной минеральной руды, а также приводит к уменьшению энергетических затрат и увеличению эффективности других стадий обработки и очистки, что помогает в охране окружающей среды. 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Предложенное изобретение относится к способам и составам, которые применяются для извлечения ценных минералов из минеральных рудных тел. Способ пенной флотации для извлечения по меньшей мере одного ценного минерала из минерального рудного тела, который включает: добавление обогащающего количества собирателя на по меньшей мере одном этапе процесса пенной флотации. Собиратель содержит первичную или вторичную органическую аммониевую соль органической серосодержащей кислоты, выбранной из группы, состоящей из гидрокарбил дитиофосфорных кислот, гидрокарбил монотиофосфорных кислот, меркаптобензотиазолов, гидрокарбил ксантогеновых кислот, гидрокарбил тиогликолевых кислот и гидрокарбил тритиоугольных кислот. По одному из вариантов осуществления способа используют собиратель, содержащий первичную или вторичную органическую аммониевую соль С1-С5 гидрокарбил дитиокарбаминовой кислоты. Технический результат – повышение эффективности флотационного извлечения ценных минералов, а также снижение опасного воздействия на персонал и на окружающую среду. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.
Наверх