DE1120394B - Verfahren zur Flotation von feinkoernigen oxydischen Eisenerzen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Flotation von feinkörnigen oxydischen Eisenerzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Flotation von feinkörnigen oxydischen Eisenerzen, z. B. Hämatit, Magnetit, Limonit und Spateisenstein.
• Das Problem der Flotation von oxydischen Eisenerzen konnte bisher noch nicht als vollständig gelöst angesehen werden, obwohl z. B. kristalliner Hämatit auch heute schon flotativ angereichert wird. Sehr große Schwierigkeiten bereiten jedoch die oft beträchtlichen Anteile von feinsten Körnungen, so daß bis heute die Entschlämmung der Eisenerze vor der Flotation für unbedingt notwendig erachtet wird; z. B. ist es bekannt, daß in Eisenerzflotationsanlagen in den USA die Erze vor der Flotation entschlämmt und die Schlämme dem Klärteich zugeführt werden, obwohl diese feinen Bestandteile des Erzes noch etwa 3001, oder mehr Eisen enthalten. Die nachteilige Wirkung der feinsten Körnungen des Eisenerzes von etwa unter 60 Mikron beruht vor allem darauf, daß sie die Unterschiede in der Selektivität verwischen und den Sammlerverbrauch so stark erhöhen, daß eine Aufbereitung mittels Flotation nicht mehr wirtschaftlich ist. Die bisher am meisten in der Eisenerzflotation verwendeten Sammler, wie z. B. Tallöl oder Petroleum-Sulfonate, sind nämlich wie alle in der Oxydflotation verwendeten Sammler gleichzeitig Schäumer. Da bei diesen Sammlern die erforderliche Menge mit etwa 2500 g/t Aufgabegut sehr hoch ist, ist naturgemäß die Schaummenge sehr groß, und die Selektivität nimmt stark ab. Dies gilt in besonderem Maße für Feinstkorn. Durch eine vorherige Entschlämmung wird das Gesamtausbringen an Eisen jedoch erniedrigt, und -außerdem sind mit der durch die anfallenden Schlämme bedingten umfangreichen Schlammwirtschaft sehr hohe Investitionskosten und Betriebskosten verbunden.
• Mit Hilfe der bekannten Magnetscheidertypen lassen sich oft bessere Aufbereitungsergebnisse erzielen. Die Magnetscheidung ist jedoch nur bis zu einer unteren Korngröße von höchstens 100 bis 60 Mikron möglich. Alles, was feiner ist, kann bis jetzt noch nicht mit Erfolg aufbereitet werden.
• Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Flotation von oxydischen Eisenerzen zu schaffen, welches die Flotation auch von solchen Eisenerzen ermöglicht, die beträchtliche Anteile an sehr feinem Gut enthalten. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Sammler chemische Mittel mit der allgemeinen Strukturformel verwendet werden, und zwar bei Eisenerzen, bei denen mindestens ein großer Teil des Gutes Korngrößen von weniger als 60 Mikron aufweist, wobei N und H die Symbole für Stickstoff und Wasserstoff bedeuten, R an Stelle von aliphatischen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffketten steht und A eine beliebige Säurerestgruppe darstellt, wie z. B. die Gruppen SO,-- und C O 0--. Als ein entscheidendes Element bei der Sammlerwirkung in den entsprechend der obengenannten Strukturformel aufgebauten Verbindungen ist das Stickstoffatom mit der Verzweigung der Kohlenwasserstoffketten anzusehen.
• Die Verwendung von Natrium-Lauryl-Sarkosinat als Flotationsmittel ist zwar bereits vorgeschlagen worden, jedoch vermittelt dieser Vorschlag dem Fachmann nicht die Lehre, daß es möglich ist, unter Einsatz dieses Mittels als Sammler und insbesondere unter Einsatz von Sammler mit der obengenannten allgemeinen Strukturformel Eisenerze mit einem beträchtlichen Anteil an feinkörnigem Gut zu flotieren. Wie oben dargelegt wurde, hat man vielmehr bisher die Entschlämmung von Eisenerzen, die sehr feinkörniges Gut enthalten, vor der Flotation für unbedingt notwendig erachtet.
• Unter Verwendung der Sammler gemäß der Erfindung ist es, wie erwähnt, möglich, auch sehr feinkörnige Eisenerze mit gutem Erfolg zu flotieren, so daß insbesondere eine Entschlämmung der Eisenerze vor der Flotation in vorteilhafter Weise nicht mehr erforderlich ist. Bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird also die mit einer Entschlämmung des Erzes verbundene Schlammwirtschaft vermieden. Auf diese Weise wird ein erheblicher Kosten- und Arbeitsaufwand erspart und das Problem der Aufbereitung feinkörniger Eisenerze in vielen Fällen überhaupt erst lösbar gemacht.
• Erfindungsgemäß können auch solche chemische Mittel als Sammler verwendet werden, deren Strukturformel der obengenannten entspricht, bei denen jedoch zwischen dem Stickstoffatom (N) und den Kohlenwasserstoffketten (R) CO++-Gruppen eingebaut sind. Ferner kann das Wasserstoffatom (H) durch Natrium oder Kalium ersetzt werden.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können als Sammler eine Sticlcstoff-allcyl-Sticlcstoff acylaminosäure oder deren Salze, z. B. Natriumlaury1sarkosid, verwendet werden.
• Ferner kann erfindungsgemäß bei der Flotation eines Eisenerzes, welches in der Gangart Kalk aufweist, zunächst der Kalk in neutraler oder alkalischer Trübe unter gleichzeitiger Anwendung einer Stickstoff allcyl-Sticlcstoff acylaminosäure oder eines ihrer Salze als Sammler herausgeschwommen werden. Anschließend kann die Flotation des Eisenerzes unter Verwendung des gleichen Sammlers erfolgen. Die Vorflotation des Kalkes ist besonders dann vorteilhaft, wenn ein Eisenerzkonzentrat mit einem geringen Kalkgehalt erzeugt werden soll. Die Sammler gemäß der Erfindung üben nämlich auch auf Kalk eine außerordentlich gute Sammlerwirkung aus. Der Kalk würde, wenn er nicht vor der Eisenerzflotation herausgeschwommen wird, mit in das Eisenerzkonzentrat gehen. Außerdem ist die Vorfiotation des Kaltces immer dann zweckmäßig, wenn die Flotation des Eisenminerals in saurer Trübe erfolgen soll, da anderenfalls infolge des Kalkgehaltes eine verhältnismäßig große Säuremenge zum Ansäuern der Trübe verbraucht werden würde. Wie weiter unter beschrieben wird, ist gerade die Verwendung einer sauren Trübe bei der Flotation eines Eisenminerals nach dem Verfahren gemäß der Erfindung von Vorteil.

  Gut Gewichts- Fe Si o2 A1203

  prozent Ausbr. Ausbr. Ausbr.

  0/0 0/0 11/0 0/0 0/0 0/0

  Aufgabe ............................... 41,22 36,00 2,05

  Konzentrat ............................ 70,0 53,05 90,1 19,35 37,7 2,10 71,6

  Abgänge durch erste Nachreinigung ....... 4,3 18,72 2,0 67,40 8,0 4,22 8,8

  Abgänge durch zweite Nachreinigung ...... 1,5 23,71 0,9 42,38 1,8 1,42 1,0

  Zwischengut ........................... 2,5 42,01 2,5 34,21 2,4 2,03 2,5

  Berge ................................. 21,7 8,61 4,5 83,29 50,1 1,52 16,1

  l00,0 I I 100,0 I I 100,0 I ( 100,0

  Das Versuchsbeispiel zeigt, daß auch sehr feinkörnige Eisenerze mit Hilfe von IVatriumlaurylsarkosid als Sammler mit gutem Erfolg flotiert werden können.
• Ein drittes Ausführungsbeispiel wurde mit einem Brauneisenerzschlamm durchgeführt, der zu 100°/o Korngrößen unter 40 Mikron aufwies und mit 25,89 °/o CaCO3 einen verhältnismäßig hohen Kalkgehalt besaß. Mit diesem Erz wurde eine Trübe mit einem Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind dargestellt.
• In dem Diagramm 1 ist zu Vergleichszwecken eine Versuchsreihe mit drei verschiedenen Sammlertypen dargestellt. Es handelt sich hier um die schon erwähnten und bisher gebräuchlichen Sammler Tallöl (b und b') und Petroleum-Sulfonat (c und c') sowie um den Sammler Natriumlaurylsarlcosid (a und a'), der gemäß der Erfindung verwendet werden soll. Der letztere stellt das Natriumsalz der Stickstoff alkyl-Stickstoff lauryl-aminoessigsäure dar. Die Versuche wurden durchgeführt mit Hämatit, der auf Korngrößen von 1000/, unter 200 Mikron aufgemahlen war. Das Erz war nicht entschlämmt, sondern enthielt einen hohen Anteil an sehr feinkörnigem Gut. Mit diesem Erz wurde eine Trübe mit einem Feststoffgehalt von 200 g je Liter hergestellt. Dieser Trübe wurden bei verschiedenen pH-Werten, die aus dem Diagramm hervorgehen, bei jedem Versuch 500 g des jeweils verwendeten Sammlers je Tonne Aufgabegut zugesetzt.
• Das Diagramm 1 zeigt, daß das Eisenausbringen bei einer Verwendung von Natriumlaurylsarlcosid als Sammler beträchtlich über den mit anderen Sammlern erreichten Werten liegt. Ferner geht aus dem Diagramm hervor, daß ein besonders hohes Eisenausbringen dann erreicht wird, wenn die Flotation nach dem Verfahren gemäß der Erfindung in einer sauren Trübe durchgeführt wird.
• Ein zweiter Versuch wurde mit sogenanntem amorphem Hämatit (Roteisenstein), der auf Korngrößen von 1000/0 unter 60 Mikron aufgemahlen war und einen Eisengehalt von 41,2°/o aufwies, durchgeführt. Mit diesem Eisenerz wurde eine Trübe mit einem Feststoffgehalt von 240 g/1 hergestellt, deren pH-Wert auf 3,8 eingestellt wurde. Darauf wurden der Trübe 3000 g Wasserglas je Tonne Aufgabegut zum Drücken der Gangart zugeführt und anschließend 1000 g Natriumlaurylsarkosid je Tonne Aufgabegut als Sammler zugesetzt. Hierauf erfolgte die Flotation. Das Vorkonzentrat wurde zweimal nachgereinigt, und auch die Berge wurden einer Nachreinigung unterworfen (Zwischengut). Die Ergebnisse des Versuches sind in der folgenden Tabelle aufgeführt. Feststoffgehalt von 200 g/1 und einem pH-Wert von 7,5 hergestellt. Der Trübe wurden 1000 g Wasserglas je Tonne Aufgabegut zum Drücken der Gangart (Quarz) und 200 g Natriumlaurylsarkosid je Tonne Aufgabegut als Sammler zugeführt. Darauf wurde in einer Flotationszelle der in dem Eisenerz enthaltene Kalle aufgeschwommen. Nach dem Verlassen der Flotationszelle wurde der pH-Wert der Trübe auf 3,8 eingestellt und 800 g Natriumlaurylsarkosid je Tonne Aufgabegut als Sammler zugeführt. Darauf wurde in einer zweiten Flotationszelle das Brauneisen aufgeschwommen. In der nachfolgenden Tabelle sind die Ergebnisse des Versuches aufgeführt.

  Gewichts- Fe si02 Ca Co' Al, 0,

  Gut

  Prozent Ausbr. Ausbr. Ausbr. Ausbr.

  °I° °l° °/° °/° °!° °l° °I° °l°

  Kalkkonzentration ...... 34,7 8,87 9,5 2,91 12,5 65,00 87,1 0,49 17,1

  Eisenkonzentration ..... 53,1 47,05 . 77,6 6,91 45,1 5,80 11,9 0,99 52,6

  Berge ................. 12,2 34,00 12,9 28,20 42,4 2,13 1,0 2,54 30,3

  Aufgabe............... 1 100,0 32,23 100,0 1 8,12 100,6 1 25,89 100,0 1 1,00 100,0

  Der Versuch zeigt, daß bei kalkigen Eisenerzen eine Vorflotation der Kalkmineralien mit dem gleichen Sammler, im Ausführungsbeispiel Natriumlaurylsarkosid, erfolgen kann, mit dem gemäß der Erfindung die Hauptflotation der Eisenmineralien durchgeführt wird.
• Im folgenden wird ein Beispiel einer Flotation von Siegerländer Spateisenerzschlamm gegeben. Der Schlamm wies Korngrößen von 1000/, unter etwa 200 Mikron auf. Für die Flotation wurde der pH-Wert des Schlammes auf etwa 4 eingestellt und danach 2000 g Wasserglas je Tonne Aufgabegut zum Drücken von Quarzbestandteilen und zum Dispergieren der Feinstschlämme hinzugegeben. Darauf wurde die Trübe mit 1000 g Natriumlaurylsarkosid je Tonne Aufgabegut als Sammler versetzt. Die Flotation erfolgte anschließend unter zweimaliger Nachreinigung des Vorkonzentrates. Auch die Berge wurden einmal nachgereinigt, wobei ein Zwischengut anfiel, welches im praktischen Betrieb vorteilhaft zum Aufgabegut zurückgeführt wird. In der folgenden Tabelle sind die Flotationsergebnisse aufgeführt. Wie aus der Tabelle hervorgeht, gelangt der Mangangehalt des Erzes bei der Flotation mit in das Eisenkonzentrat. Dies ist auf die außerordentlich enge Verwachsung zwischen Eisen- und Manganmineralien zurückzuführen, welche bewirkt, daß die Mangananteile von den Eisenmineralien in den Schaum getragen werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Flotation von feinkörnigen oxydischen Eisenerzen, dadurch gekennzeichnet, daß als Sammler chemische Mittel mit der allgemeinen Strukturformel verwendet werden, und zwar bei Erzen, bei denen mindestens ein großer Teil des Gutes Korngrößen von weniger als 60 Mikron aufweist, wobei N und H die Symbole für Stickstoff und Wasserstoff bedeuten, R an Stelle von aliphatischen gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffketten steht und A eine beliebige Säurerestgruppe darstellt, wie z. B. die Gruppen S03--und C00--.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stickstoffatom (N) und den Kohlenwasserstoffketten (R) CO++-Gruppen eingebaut und das Wasserstoffatom (H) durch Natrium oder Kalium ersetzt werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sammler eine Stickstoff alkyl-Stickstof acylaminosäure oder deren Salze, z. B. Natriumlaurylsarkosid, verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Erz in der Gangart Kalle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst Kalk in neutraler oder alkalischer Trübe unter gleichzeitiger Anwendung einer Stickstof allcyl-Sticlcstof acylaminosäure oder eines ihrer Salze als Sammler herausgeschwommen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: »Chemie-Lexikon«vonRömpp,Bd.II,1958, S.3847