NO850896L - Fremgangsmaate ved flotasjon - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for an-rikning av mineraler ved skumfIotasjon ved anvendelse av de spesifike amidokarboksylsyrer inneholdende en hydrofob gruppe. Amidokarboksylsyrene utnyttes fortrinnsvis for separasjon av ikke-sulfidinneholdende mineraler fra gangarter .

Derivater av sarkosin og beslektede amidokarboksylsyrer som innholder en hydrofob gruppe på karbonet i amidogruppen, er velkjente fIotasjonsreagenser for ulike mineraler. Disse typer av amidokarboksylsyrer er imidlertid forholdsvis dyre og gir ofte opphav til en uønsket høy skumdannelse, og det dannede skummet er svært stabillt.

I henhold til foreliggende oppfinnelse har det vist seg at en annen gruppe amidokarboksylsyrer, N-acylerte amidokarboksylsyrer, kan anvendes som samlereagens ved separasjon av mineraler ved skumfIotasjon. Disse amidokarboksylsyrer kan anvendes ved lave temperaturer og i hardt vann. De kan dessuten tilsettes pulpen i ren form uten foregående for-tynning, og dette kan gjøres uten at det kreves eksepsjo-nelt lange kondisjoneringstider ved dette. Sammenlignet med sarkosinderivater, så som foreksempel N-oleylsarkosinat har amidokarboksylsyrene som benyttes ifølge foreliggende oppfinnelse vesentlig mindre tendens til å danne volumin-øst, besværlig skum. Foreliggende amidokarboksylsyrer gir i mange tilfeller bedre metalurgiske resultater enn de som er tidligere benyttet, og de er dessuten svært fordelaktige ut fra et kostnads-effektivitetssynspunkt.

Foreliggende oppfinnelse angir således en fremgangsmåte

for, gjennom skumfIotasjon, å separere mineraler fra deres gangarter, hvorved flotasjonen utføres i nærvær av en amido karboksylsyre med den generelle formel

hvor R betegner en organisk hydrofob gruppe med minst 6 karbonatomer, er hydrogen eller en lavere alifatisk gruppe med 1 til 4 karbonatomer, eller en slik alifatisk gruppe substituert med en karboksylgruppe, og R-, betegner en rettkjedet eller forgrenet alkylengruppe med 1 tii 6karbonatomer, eller et salt av syren.

Amidokarboksylsyrene som anvendes ved flotasjon ifølge foreliggende oppfinnelse erkarakterisert vedat nitrogenet i amidogruppen er substituert med en organisk hydrofob gruppe. Denne typen av amidokarboksylsyrer, som kan klass-ifiseres som N-acylerte aminokarboksylsyrer, er i og for seg tidligere kjent fra den vest-tyske patentsøknad 2054649 som beskriver framstilling av amidokarboksylsyrene og deres anvendelse i første rekke som tekstil-hjelpemiddel.

I amidokarboksylsyrene av ovenfor nevnte formel for flota-sjonsanvendelse har den organiske hydrofobe gruppen R fortrinnsvis 6 til 22 karbonatomer og er fortrinnvis en mettet eller umettet, rettkjedet eller forgrenet alifatisk gruppe fortrinnvis med 8 til 18 karbonatomer. Som eksempel på slike grupper kan det nevnes oktyl, nonyl, decyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, heptadecyl, oktadecyl, og høyere alkylgrupper med opptil 22 karbonatomer og de tilsvarende umettede gruppene hvor blandt det kan nevnes som eksempel decenyl, tridecenyl, heksadecenyl, heptadecenyl, oktadecenyl, eicodecenyl etc., de - og fler-umettede grupper med minst 6 karbonatomer. Som eksempel på slike grupper kan det nevnes oktylfenyl, nonylfenyl, do-decyifenyl, tridecylfenyl, nonylsyklopropyl, dodecylsyklo-butyl etc. Alle de organiske hydrofobe gruppene kan naturligvis inneholde syrebroer eller andre inerte substituenter som ikke påvirker negativt gruppenes hydrofobe egenskaper eller forbindelsenes affinitet til mineralet.

Forbindelsene kan anvendes i form av syrer eller i form av salt. Saltene anvendes ofte av praktiske grunner, og med salter menes her i første hånd salter av alkalimetaller, av ammonium eller av lavere alkyl eller hydroksyalkylaminer med 1 til 4 karbonatomer. Av salter benyttes ofte alkali-metallsalter, og først og fremst natriumsaiter som naturligvis i første rekker er avhengig av pH i systemet. Videre innebefattes det naturligvis i oppfinnelsen at blandinger av forbindelser med den angivende formel kan utnyttes, og slike blandinger kan foruten gjennom enkel blanding av forbindelser før anvendelse, erholdes ved framstilling av amidokarboksylsyrene gjennom å utnytte blandinger av råmaterialet foreksempel gjennom anvendelse av en blanding av aminokarboksylsyrer eller gjennom acylering en aminokarboksylsyre med 2 eller flere ulike acylerings-reagenser.

Som ovenfor nevnt er hydrogen eller en lavere alifatisk gruppe med 1 til 4 karbonatomer, eller en slik gruppe substituert med en karboksylgruppe. R ? er en rett eller forgrenet alkylengruppe med 1 til 6 karbonatomer, fortrinnsvis med 1 til 4 karbonatomer. Aller helst er en metylen, etylen eller isopropylen gruppe.

De amidokarboksylsyrer som benyttes i følge foreliggende oppfinnelse framstilles fortrinnsvis fra en aminokarboksylsyre inneholdende en organisk hydrofob gruppe og et acyler-ingsreagens. Enkle, lett tilgjengelige og billige råvarer kan således gjennomgående anvendes. Acyleringsreagenset er en lavere organisk syre, en mono- eller disyre, og fortrinnsvis et anhydrid eller et halid av disse. Reaksjonen mellom aminokarboksylsyre og et derivat av en disyre gir forbindelse der R^er substituert med en karboksylgruppe og der R^kan inneholde en dobbeltbinding. Råproduktene fra den beskrevede reaksjonsprossessen kan vanligvis utnyttes for flotasjon uten foregående kompliserte rensings prossesser ved kun å utnytte enkle operasjoner så som vann-vasking og filtrering, noe som ytterligere forbedrer kostnads- effektivitetsforholdet ved flotasjon.

Metoden for separasjon av mineraler fra gangarter innebe-fatter forberedelse av en pulp fra råmineraler, eventuelt tilsetning av en trykker for gangarter og eventuell kondisjonering av pulpen, behandling av pulpen med en effektiv mengde amidokarboksylsyre og separasjon av mineralene ved skumfIotasjon hvorved mineralene erholdes som skumprodukter mens gangartene føres bort som synkeprodukter.

Amidokarboksylsyrene anvendes fortrinnsvis til separasjon av ikke-suifidinneholdende mineraler fra gangarter. Som eksempel på ikke-sulfifinneholdende mineraler som kan anrikes ifølge foreliggende oppfinnelse kan nevnes mineraler innehoidende jordalkalimetaller så som apatitt, schelitt wolframitt, magnesitt og barytt som vanligvis er assosiert med kvarts, silikater og ulike jernmineraler hvorfra de kan separeres ved fIotasjonsfremgangsmåten. Andre mineraler som kan anrikes med amidokarboksylsyrene ifølge foreliggende oppfinnelse er hematitt og andre jernmineraler så som kassiteritt, kromitt med flere.

Flotasjonen utføres på i og for seg kjent måte. En pulp forberedes av råmaterialet og, etter eventuell kondisjonering, behandles med luft i nærvær av samlerreagenset. Mineralerne hydrofobiseres ved dette og erholdes som skum-produkt mens gangartene erholdes som synkeprodukt. Flota-sjonsbetingelsene velges på i og for seg kjent måte med hensyn til mineralene. Flotasjon av jordalkaiimetallinne-holdende mineraler gjennomføres vanligvis under nøytrale eller alkaliske betingelser med et pH over 6 og fortrinnsvis over y. For andre mineraler, så som hematitt og kassiteritt, kan flotasjonen gjennomføres i surere miljø. Kond-ensjonelle hjelpekjemikalier kan naturligvis benyttes så som trykkere, dispergeringsmidler og skumregulatorer, for eksempel vannglass, dekstrin og etoksylerte nonylfenoler. Samlerreagensene benyttes fordelaktig sammen med brennolje så som dieselolje, noe som øker fIotasjonsreagensens hyrofobdannende effekt. Amidokarboksylsyrene kan til ogmed utnyttes sammen med andre kjente samlerreagens så som fett-syrer, og salter av disse, og/eller fosfatestere. Blandinger av foreliggende samlerreagens med fettsyre, dvs. karboksylsyrer med fortrinnsvis 6 til 24 og foretrukket 14 til 22 karbonatomer, er spesielt anvendbare. Forholdet mellom amidokarboksylsyre og fettsyre i slike kombinasjoner kan varierere mellom store store kretser og 10 til 80 vekt-% av en slik blanding kan foreksempel utgjøres av en fettsyre.

Mengden amidokarboksylsyre avhenger naturligvis av type mineral, ønsket separasjonseffekt etc. og lempelige mengder kan lett utprøves av fagmannen på i og for seg kjent måte. Vanligvis benyttes mengder overstigende 40g/tonn tørt mine-ralmasse og i de fleste tilfeller ligger mengden i inter-vallet 100 til 200 å 300 g/tonn, eller mer.

Oppfinnelsen beskrives nærmere i følgende eksempel som imidlertid ikke er beregnet til å begrense denne. Deler og prosent angir vektdeler respektive vekt-% dersom ikke annet er angitt.

Eksempel 1

1 kg apaltittmalm med innhold på 11,9 % f°9 inneholdende utover fluorapatitt gråbergsmineraler og hematitt, malt til 100 % partikkeistørrelse under 100 jum, og plassert i en 3,5 liter Agitair fIotasjonscelle som sammen med 2,5 liter vann og kondisjoneres i 3 min. med 0,3 g vannglass og deretter 3 min. med 0.15 g N-olein-N-formyl-3-amino-3-metyl propionsyre ved en pH på 9,5. 1 dråpe skumregulator (met-ylisokarbitol) settes til og flotasjonen startes. Råkonsentratet underkastes tre repetisjoner i en 1,5 1 Agitair fIotasjonscelle uten tilsetning av enkelte reagenser. Konsentratet og alle andre produkter filtreres, tørk-es og analyseres. Man erholdt 283 g konsentrat med P2°5innhold på 37,7 %, noe som tilsvarer et utbytte på 89,6 %.

Sammenlignende forsøk under identiske betingelser med anvendelse av 0,15 g N-oleylsarkosinat som samlereagens ga 272 g konsentrat med P2°5innhold på 37,1 %, noe som tilsvarer et utbytte på 84.8 %.

Eksempel 2

1 kg malm malt til 80 % under 74 jdm inneholdende fluorapatitt (6,1 % P2^5^'et visst innhold av magnetitt og silikater som gangarter, ble kondensjonert i en 3,5 1 Agitair fIotasjonscelle sammen med 2,5 1 vann og 0,2 g vannglass iløpet av 5 min. 0,22 g av en blanding av 15 % oleinsyre og 85 % N-talg-N-acetyl-3-aminopropionsyre tilsettes og pulpens pH justeres til 9,5 ved å tilsette noen dråper NaOH. Etter kondisjonering i 5 min. med denne saml-erblanding startes flotasjonen. Råkonsentratet underkastes tre repetisjoner i en 1,5 1 Agitair fIotasjonscelle uten tilsetting av noen reagenser. Alle produkter filtreres, tørkes og analyseres. Apatittkonsentrat inneholdende 36,1 % P2°5 erholdtes i et utbytte på 92,1 %.

I et sammenlignende forsøk anvendtes 0.22 g av en blanding av 15 % oleinsyre og 85 % N-oleylsarkosinat som samler ved flotasjon under identiske betingelser. Dette forsøket ga apatittkonsentrat med P2^5innn°ld på 35,0 % med et utbytte på 90,4 %.

Eksempel 3

En malm inneholdende 38,8 % fluspat (CaF2) der det gjenværende bestod av silikatgangarter, ble malt til 80 % under 70/J^m. 1 kg av mineralet ble plassert i en 3,5 1 Agitair fIotasjonscelle sammen med 2,5 1 vann og ble kondensjonert i 6 min. med 0,6 g vannglass og 0,1 g etoksylert nonylfenol (6 mol etylenoksyd). 0.3 g av en blanding inneholdende 75 % oleinsyre og 25 % N-olein-N-COOCH2CH3-3-aminopropionsyre ble tilsatt sammen med noen dråper for-tynnet NaOH for å danne en pH på 9,7. Etter 5 min. kondisjonering ble flotasjonen startet. Råkonsentratet ble underkastet to repetisjoner i en 1,5 1 Agitair fIotasjonscelle uten tilsetning av reagenser. Et konsentrat inneholdende 88,7 % CaF2 ble erholdt i et utbytte på 96,1 %.

To sammenlignende forsøk ble gjort med samme mineral under identiske betingelser men med anvendelse av følgende samlerreagens:

a) 0,4 g oleinsyre

b) 0,3 g av en blanding av 75 % oleinsyre og 25 % N-oleylsarkosinat .

Resultatet av de sammenlignende forsøk var: a) 85,1 %

CaF2i konsentratet, utbytte 94,5 %. b) 88,6 % CaF2 i konsentratet, utbytte 92,2 %.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for separasjon av mineral fra gangarter ved skumfIotasjon karakterisert ved at flotasjonen gjennomføres i nærvær av en amidokarboksylsyre med den generelle formel

hvor R er en organisk hydrofob gruppe med minst 6 karbonatomer, R^ er hydrogen eller en lavere alifatisk gruppe med 1 til 4 karbonatomer eller en slik gruppe substituert med 1 karboksylgruppe, og R^ er en rett ellr forgrenet alkylengruppe med 1 til 6 karbonatomer, eller et salt av syren.

2. Metode ifølge krav 1, karakterisert ved at R i amidokarboksylsyren er en alifatisk gruppe med 8 til 18 karbonatomer.

3. Metode ifølge krav 1, karakterisert ved at R. er en metylen, etylen eller isopropylen-gruppe.