DE69009982T2

DE69009982T2 - Monosulfonierte Alkyldiaryloxyde als Sammler für die Erzflotation.

Info

Publication number: DE69009982T2
Application number: DE1990609982
Authority: DE
Inventors: Richard Robert Midland Michigan 48640 Klimpel; Donald Eugene Shepherd Michigan 48883 Leonard
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1995-01-26
Anticipated expiration: 2010-04-28
Also published as: DE69009982D1; ZM2290A1

Description

Diese Erfindung betrifft die Gewinnung von Mineralien durch Schaumflotation.
Flotation ist ein Verfahren zur Behandlung einer Mischung von fein unterteilten mineralischen Feststoffen, z.B. einem pulverförmigem Erz die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, wodurch ein Teil der Feststoffe von den anderen fein unterteilten mineralischen Feststoffen, z.B. Siliziumdioxid, kieselerdehaltiger Gangart, Tonen und anderen ähnlichen, in dem Erz vorliegenden Materialien durch Einführung eines Gases (oder durch Bereitstellung eines Gases in situ) in der Flüssigkeit zur Bildung einer schaumigen, bestimmte der Feststoffe enthaltenden Masse auf der Oberseite der Flüssigkeit getrennt wird und die suspendierten (nichtgeschäumten) anderen festen Komponenten des Erzes zurückbleiben. Flotation basiert auf dem Prinzip, daß bei Einführung eines Gases in eine Flüssigkeit, welche hierin suspendiert feste Teilchen von verschiedenen Materialien enthält, ein Haften eines gewissen Teiles des Gases an bestimmten suspendierten Feststoffen und nicht an anderen Feststoffen herbeigeführt wird und hierdurch die das so anhaftende Gas aufweisenden Teilchen leichter als die Flüssigkeit gemacht werden. Daher steigen diese Teilchen zu der Oberseite der Flüssigkeit unter Bildung eines Schaumes auf.
Die Mineralien und die hiermit verbundene Gangart, welche durch Schaumflotation behandelt werden, besitzen im allgemeinen keine ausreichende Hydrophobizität oder Hydrophilität, um angemessene Trennung zu erlauben. Daher werden oftmals verschiedene chemische Reagentien bei der Schaumflotation eingesetzt, um die zur Ermöglichung der Trennung erforderlichen Eigenschaften herbeizuführen oder zu erhöhen. Sammler werden zur Steigerung der Hydrophobizität und damit der Flotierbarkeit von unterschiedlichen mineralischen Wertstoffen eingesetzt. Sammler müssen die Fähigkeit besitzen: (1) an der gewünschten Mineralart unter relativem Ausschluß von anderen vorliegenden Arten anzubinden, (2) die Bindung bei der Turbulenz oder Scherung, welche mit Schaumflotation verbunden ist, aufrechtzuerhalten und (3) die gewünschte Mineralart ausreichend hydrophob zu machen, damit das gewünschte Ausmaß der Trennung möglich wird.
Eine Reihe von anderen chemischen Reagentien werden zusätzlich zu Sammlern eingesetzt. Beispiele von Arten von verwendeten Zusatzreagentien schließen ein: Schaumbildner, Sinkmittel, pH-Regulatoren wie Kalk und Soda, Dispergiermittel und verschiedene Promotoren und Aktivatoren. Sinkmittel werden zur Erhöhung oder Steigerung der Hydrophilität von verschiedenen Mineralarten eingesetzt und unterdrücken auf diese Weise deren Flotation. Schaumbildner sind zu Flotationssystemen zugesetzte Reagentien, um die Ausbildung eines semi-stabilen Schaumes zu fördern. Ungleich zu sowohl den Sinkmitteln und den Sammlern müssen Schaumbildner an den mineralischen Teilchen nicht anbinden oder hierauf adsorbiert werden.
Die Schaumflotation wurde extensiv bei der Bergbauindustrie eingesetzt, wenigstens zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Eine große Vielzahl von Verbindungen werden als brauchbar als Sammler, Schaumbildner und andere Reagentien bei der Schaumflotation genannt. Beispielsweise werden allgemein Xanthate, einfache Alkylamine, Alkylsulfate, Alkylsulfonate, Carbonsäuren und Fettsäuren als brauchbare Sammler anerkannt. Als Schaumbildner brauchbare Reagentien schließen Alkohole mit niedrigem Molekulargewicht wie Methylisobutylcarbinol und Glykolether ein. Die spezifischen, bei einem speziellen Flotationsvorgang eingesetzten Zusätze werden entsprechend der Art des Erzes, den Bedingungen, unter welchen die Flotation stattfindet, dem gewünschten zu gewinnenden Mineral und den anderen Zusätzen, welche in Kombination hiervon verwendet werden müssen, ausgewählt.
Obwohl eine große Vielzahl von chemischen Reagentien von dem Fachmann auf dem Gebiet als brauchbar bei der Schaumflotation anerkannt sind, wird ebenfalls anerkannt, daß die Effektivität von bekannten Reagentien in starkem Maße in Abhängigkeit von dem besonderen Erz oder den besonderen Erzen, das/die der Flotation zu unterziehen sind, wie auch von den Flotationsbedingungen abhängt. Weiterhin ist anerkannt, daß die Selektivität oder die Fähigkeit zum selektiven Schäumen der gewünschten Arten unter Ausschluß der nicht gewünschten Arten ein besonderes Problem ist.
Mineralien und die hiermit verbundenen Erze werden allgemein als Sulfide oder Oxide eingestuft, wobei die letztgenannte Gruppe sauerstoffhaltige Arten wie Carbonate, Hydroxide, Sulfate und Silikate einschließt. Daher schließt die als Oxide eingestufte Gruppe von Mineralien im allgemeinen ein beliebiges sauerstoffhaltiges Mineral ein. Obwohl ein großer Teil der heute existierenden Minerale in Oxiderzen enthalten sind, richtet sich die Masse der erfolgreichen Schaumflotationssysteme auf Sulfiderze. Die Flotation von Oxidmineralien wird als wesentlich schwieriger als die Flotation von Sulfidmineralien anerkannt, und die Effektivität der meisten Flotationsverfahren bei der Gewinnung von Oxiderzen ist beschränkt.
Ein größeres bei der Gewinnung von sowohl Oxid- als auch Sulfidmineralien ist die Selektivität. Einige der anerkannten Sammler wie die zuvor diskutierten Carbonsäuren, Alkylsulfate und Alkylsulfonate werden als effektive Sammler für Oxidmineralerze bezeichnet. Obwohl die Verwendung dieser Sammler annehmbare Gewinnung ergeben kann, ist anerkannt, daß die Selektivität für den gewünschten Mineralwertstoff typischerweise ziemlich schlecht ist. Dies bedeutet, daß die Qualität oder der Prozentsatz der gewünschten, in dem gewonnenen Mineral enthaltenen Komponente in nicht annehmbarer Weise niedrig liegt.
Als Folge der geringen Qualität der Oxidmineralgewinnung, welche bei Anwendung konventioneller, direkter Flotation erreicht wird, wendete sich die Bergbauindustrie allgemein komplizierteren Verfahren zu, um annehmbare Gewinnung von Mineralien mit annehmbarer Qualität zu erhalten. Oxidische Erze werden oftmals einer Sulfidisierungsstufe vor der konventionellen Flotation bei existierenden, kommerziellen Verfahren unterworfen. Nach der Sulfidierung der Oxidmineralien werden sie dann der Flotation unter Verwendung bekannter Sulfidsammler unterworfen. Selbst mit der Sulfidierungsstufe sind Gewinnungswerte und Qualität weniger als erwünscht. Eine alternative Möglichkeit für die Gewinnung von Oxiderzen ist die Flüssig/Flüssigextraktion. Eine dritte bei der Gewinnung von Oxiderzen, insbesondere Eisenerzen und -phosphaten angewandte Möglichkeit ist die Umkehrflotation oder indirekte Flotation. Bei der Umkehrflotation wird die Flotation des Erzes, welches die gewünschten Mineralwerte enthält, unterdrückt, und die Gangart oder anderer verunreinigender Stoff wird flotiert. In einigen Fällen ist der verunreinigende Stoff ein Mineral, das wertvoll sein kann. Eine vierte Möglichkeit für die Mineralgewinnung schließt die chemische Auflösung oder das Auslaugen ein. Die US-A-4 172 029 beschreibt die Verwendung von sulfonierten polycyclischen Verbindungen bei der Schaumflotation von Phosphaterzen.
Keine dieser existierenden Verfahren für die auf Oxiderze gerichtete Flotation ist ohne Probleme. Im allgemeinen ergeben bekannte Verfahren eine niedrige Gewinnung oder niedrige Qualität oder beides. Die niedrige Qualität der gewonnenen Mineralien wird als ein besonderes Problem bei der Oxidmineralflotation angesehen. Bekannte Gewinnungsverfahren waren nicht wirtschaftlich durchführbar und daher wird ein großer Anteil von Oxiderzen einfach nicht verarbeitet. Daher wird eine große Notwendigkeit für verbesserte Selektivität bei der Oxidmineralflotation allgemein von den Fachleuten der Schaumflotation anerkannt.
Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Mineralien durch Schaumflotation, umfassend das Unterwerfen einer teilchenförmige Mineralien umfassenden, wässrigen Aufschlämmung der Schaumflotation in Anwesenheit eines Sammlers, der eine alkylierte Diaryloxidsulfonsäure, bevorzugt eine alkylierte Diphenyloxidsulfonsäure, oder ein Salz hiervon oder eine Mischung von solchen Salzen oder Säuren, worin wenigstens 20 Gew.-% der sulfonierten Säure oder Salze hiervon monosulfoniert sind, umfaßt unter solchen Bedingungen, daß die zu gewinnenden Mineralien flotiert werden. Das gewonnene Mineral kann das gewünschte Mineral sein oder es kann aus nichterwünschten, verunreinigten Stoffen bestehen. Zusätzlich können bei dem Schaumflotationsverfahren dieser Erfindung Schaumbildner und andere Flotationsreagentien, welche auf dem Fachgebiet bekannt sind, eingesetzt werden.
Die Durchführung des Flotationsverfahrens dieser Erfindung ergibt Verbesserungen hinsichtlich Selektivität und damit der Qualität der Minerale, welche aus Oxid- und/oder Sulfiderzen gewonnen werden, wobei die Gesamtgewinnungswerte des gewünschten Minerals im allgemeinen aufrechterhalten oder gesteigert werden. Es ist überraschend, daß die Verwendung einer alkylierten Diphenyloxidsulfonsäure wie alkylierter Diphenyloxidmonosulfonsäure oder von Salzen hiervon dauerhafte Verbesserungen der Selektivität oder Gewinnung von Mineralwertstoffen ergibt.
Das Flotationsverfahren dieser Erfindung ist bei der Gewinnung von Mineralwertstoffen aus einer Vielzahl von Erzen einschließlich Oxiderzen wie auch aus Sulfiderzen und Mischerzen brauchbar.
Nichtbeschränkende Beispiele von Oxiderzen, welche unter Anwendung der Praxis dieser Erfindung flotiert werden können, schließen bevorzugt ein: Eisenoxide, Nickeloxide, Kupferoxide, Phosphoroxide, Aluminiumoxide und Titanoxide. Andere Typen von sauerstoffhaltigen Mineralen, welche unter Anwendung der Praxis dieser Erfindung flotiert werden können, schließen Carbonate wie Calcit oder Dolomit und Hydroxide wie Bauxit ein.
Nichtbeschränkende Beispiele von spezifischen Oxiderzen, welche durch Schaumflotation unter Anwendung des Verfahrens dieser Erfindung gesammelt werden können, schließen ein: solche mit einem Gehalt von Cassiterit, Hematit, Cuprit, Vallerit, Calcit, Talkum, Kaolin, Apatit, Dolomit, Bauxit, Spinell, Korund, Laterit, Azurit, Rutil, Magnetit, Columbit, Ilmenit, Smithsonit, Anglesit, Scheelit, Chromit, Cerussit, Pyrolusit, Malachit, Chrysocolla, Zincit, Massicot, Bixbyit, Anatas, Brookit, Tungstit, Uraninit, Gummit, Brucit, Manganit, Psilomelan, Goethit, Limonit, Chrysoberyll, Microlit, Tantalit, Topas und Samarskit. Das Schaumflotationsverfahren dieser Erfindung ist bei der Verarbeitung von zusätzlichen Erzen einschließlich Oxiderzen brauchbar, wobei Oxid so definiert ist, daß es Carbonate, Hydroxide, Sulfate und Silikate wie auch Oxide einschließt.
Das Verfahren dieser Erfindung ist ebenfalls bei der Flotation von Sulfiderzen brauchbar. Nichtbeschränkende Beispiele von Sulfiderzen, welche mittels des Verfahrens dieser Erfindung flotiert werden können, schließen ein: solche mit einem Gehalt von Chalcopyrit, Chalcocit, Galena, Pyrit, Sphalerit, Molybdänit und Pentlandit.
Edelmetalle wie Gold und Silber und die Metalle der Platingruppe, worin die Platingruppe-Metalle Platin, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium und Iridium umfassen, können ebenfalls bei Durchführung der vorliegenden Erfindung gewonnen werden. Beispielsweise finden sich solche Metalle manchmal in Verbindung mit Oxid- und/oder Sulfiderzen. Beispielsweise kann Platin in Verbindung mit Troilit gefunden werden. Bei Durchführung der vorliegenden Erfindung können solche Metalle in guter Ausbeute gewonnen werden.
Erze existieren nicht immer rein als Oxiderze oder als Sulfiderze. In der Natur vorkommende Erze können sowohl schwefelhaltige als auch sauerstoffhaltige Mineralien wie auch kleine Mengen von Edelmetallen, wie zuvor diskutiert, enthalten. Aus diesen Mischerzen können Mineralien mittels Durchführung dieser Erfindung gewonnen werden. Dies kann in einer Zweistufenflotation erfolgen, wobei eine Stufe konventionelle Sulfidflotation zur Gewinnung von hauptsächlich Sulfidmineralien umfaßt, und die andere Stufe der Flotation das Verfahren und die Sammlerzusammensetzung der vorliegenden Erfindung benutzt, um hauptsächlich Oxidmineralien und Edelmetalle, welche vorliegen können, zu gewinnen. Alternativ können sowohl die schwefelhaltigen als auch die sauerstoffhaltigen Mineralien gleichzeitig bei Durchführung dieser Erfindung gewonnen werden.
Ein besonderes Merkmal des Verfahrens dieser Erfindung ist die Fähigkeit zur unterscheidenden Flotierung verschiedener Mineralien. Ohne daß eine Bindung an eine Theorie erfolgen soll, wird angenommen, daß die Fähigkeit von verschiedenen Mineralien zur Flotation bei dem Verfahren dieser Erfindung mit der Kristallstruktur der Mineralien in Beziehung steht. Spezifischer gesagt es scheint eine Beziehung zwischen dem Verhältnis von Kristallkantenlängen zur Kristalloberfläche auf Basis einer Einheitsfläche zu bestehen. Mineralien mit höheren Verhältnissen scheinen bevorzugt zu flotieren, verglichen mit Mineralien mit niedrigeren Verhältnissen. So besteht im allgemeinen größere Wahrscheinlichkeit für die Flotierung von Mineralien, deren Kristallstruktur 24 oder mehr Flächen (Gruppe I) besitzt als von Mineralien, welche 16 bis 24 Flächen (Gruppe II) besitzen. Minealien der Gruppe III, welche Mineralien mit 12 bis 16 Flächen umfassen, folgen in der Reihenfolge der bevorzugten Flotierung, hieran schließen sich Mineralien der Gruppe IV mit 8 bis 12 Flächen an.
Bei dem Verfahren dieser Erfindung flotieren Mineralien der Gruppe I im allgemeinen vor Mineralien der Gruppe II, welche vor Mineralien der Gruppe III flotieren, die vor Mineralien der Gruppe IV flotieren. Unter früherem Flotieren oder bevorzugtem Flotieren ist zu verstehen, daß die bevorzugte Art bei geringeren Dosierungen (Menge) an eingesetztem Sammler flotiert. Dies heißt, ein Mineral der Gruppe I kann bei einer sehr niedrigen Dosierung gesammelt werden. Nach dem Erhöhen der Dosierung und/oder der Entfernung des meisten des Minerals der Gruppe I wird ein Mineral der Gruppe II gesammelt und so fort.
Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt, daß diese Gruppierungen nicht absolut sind. Verschiedene Mineralien können verschiedene mögliche Kristallstrukturen besitzen. Weiterhin variiert die Größe von in der Natur vorkommenden Kristallen ebenfalls, was die Leichtigkeit beeinflußt, mit der unterschiedliche Mineralien flotiert werden können. Ein zusätzlicher, die Bevorzugung der Flotation beeinflussender Faktor ist das Ausmaß der Freisetzung. Weiterhin beeinflussen innerhalb einer Gruppe, d.h. unter Mineralien, deren Kristalle vergleichbare Verhältnisse von Kantenlänge zu Oberfläche besitzen, diese Faktoren und andere das Glied der Gruppe, welches zuerst flotiert.
Der Fachmann auf dem Gebiet kann in einfacher Weise bestimmen, zu welcher Gruppe ein Mineral gehört, indem die standardmäßige mineralogische Charakterisierung von unterschiedlichen Mineralien untersucht wird. Dieses sind zugänglich, beispielsweise in Manual of Mineralogy, 19. Auflage, Cornelius S. Hurlbut, Jr. und Cornelis Klein (John Wiley and Sons, New York 1977). Nichtbeschränkende Beispiele von Mineralien in Gruppe I schließen ein: Graphit, Niccolit, Covellit, Molybdänit und Beryll.
Nichtbeschränkende Beispiele von Mineralien in Gruppe II schließen ein: Rutil, Pyrolusit, Cassiterit, Anatas, Calomel, Torbernit, Autunit, Marialit, Meionit, Apophyllit, Zirkon und Xenotim.
Nichtbeschränkende Beispiele von Mineralien in Gruppe III schließen ein: Rauschrot, Greenockit, Millerit, Zinkit, Korund, Hematit, Brucit, Calcit, Magnesit, Siderit, Rhodochrosit, Smithsonit, Natronsalpeter, Apatit, Pyromorphit, Mimetit und Vanadinit.
Nichtbeschränkende Beispiele von Mineralien in Gruppe IV schließen ein: Schwefel, Chalcocit, Chalcopyrit, Stibnit, Bismuthinit, Loellingit, Marcasit, Massicot, Brookit, Boehmit, Diaspor, Goethit, Samarskit, Atacamit, Aragonit, Witherit, Strontianit, Cerussit, Phosgenit, Salpeter, Thenardit, Barit, Celestit, Anglesit, Anhydrit, Epsomit, Antlerit, Caledonit, Triphylit, Lithiophilit, Heterosit, Purpurit, Variscit, Strengit, Chrysoberyll, Scorodit, Descloizit, Mottramit, Brazilianit, Olivenit, Libethenit, Adamit, Phosphuranylit, Childrenit, Eosphorit, Scheelit, Powellit, Wulfenit, Topas, Columbit und Tantalit.
Wie zuvor erläutert, sind diese Gruppierungen theoretisch brauchbar bei der Identifizierung, welche Mineralien bevorzugt flotiert werden. Jedoch sind der Sammler und das Verfahren dieser Erfindung bei der Flotation von verschiedenen Materialien brauchbar, welche nicht in die zuvorgenannten Kategorien passen. Diese Gruppierungen sind brauchbar bei der Vorhersage, welche Mineralien bei der niedrigsten relativen Sammlerdosierung flotieren, nicht zur Bestimmung, welche Mineralien durch Flotation bei dem Verfahren dieser Erfindung gesammelt werden können.
Die durch die Sammler dieser Erfindung gezeigte Selektivität ermöglicht die Trennung von kleinen Mengen von unerwünschten Materialien von den gewünschten Mineralien. Beispielsweise ist die Anwesenheit von Apatit häufig ein Problem bei der Flotation von Eisens wie es die Anwesenheit von Topas bei der Flotation von Cassiterit ist. Daher sind die Sammler der vorliegenden Erfindung in einigen Fällen bei der Umkehrflotation brauchbar, bei der das nichterwünschte Mineral flotiert wird, beispielsweise bei der Herausflotierung von Topas aus Cassiterit oder von Apatit aus Eisen.
Zusätzlich zu der Flotation von in der Natur gefundenen Erzen sind das Flotationsverfahren und die Sammlerzusammensetzung dieser Erfindung bei der Flotation von Mineralien aus anderen Quellen brauchbar. Ein solches Beispiel sind die Abfallmaterialien aus verschiedenen Verfahren wie der Trennung mittels schwerer Medien, der Magnettrennung, der Metallbearbeitung und der Erdölverarbeitung. Diese Abfallmaterialien enthalten oftmals Mineralien, welche unter Anwendung des Flotationsverfahrens der vorliegenden Erfindung gewonnen werden können. Ein anderes Beispiel ist die Gewinnung einer Mischung von Graphitfarbe und anderen auf Kohlenstoff basierenden Farben bei der Wiederaufarbeitung von Papier.
Typischerweise werden solche wiederaufgearbeiteten Papiere von Farbe zur Abtrennung der Farben von den Papierfasern mittels eines Flotationsverfahrens befreit. Das Flotationsverfahren der vorliegenden Erfindung ist bei solchen Entfärbungsflotationsverfahren besonders effektiv.
Die in dem Verfahren dieser Erfindung verwendete, alkylierte Diaryloxidmonosulfonsäure oder der Monosulfonatsammler entspricht der allgemeinen Formel:
Ar'-O-Ar
worin Ar' und Ar unabhängig voneinander substituierte oder nichtsubstituierte aromatische Einheiten sind wie beispielsweise: Phenyl oder Naphthyl mit der Maßgabe, daß einer und nur einer der Reste Ar' und Ar eine Sulfonsäureeinheit oder Sulfonsäuresalzeinheit enthält und wenigstens einer der Reste Ar' und Ar alkyliert ist. Bevorzugt ist die Diaryloxidmonosulfonsäure oder der Monosulfonatsammler eine alkylierte Diphenyloxid- oder eine alkylierte Biphenylphenyloxid-monosulfonsäure oder -monosulfonat oder eine Mischung hiervon. Die Diaryloxidmonosulfonsäure oder das Monosulfonat ist mit einem oder mehreren Alkylsubstituenten substituiert. Die Alkylsubstituenten können substituiertes oder nichtsubstituiertes Alkyl oder substituiertes oder nichtsubstituiertes, ungesättigtes Alkyl sein.
Der monosulfonierte, alkylierte Diaryloxidsammler dieser Erfindung ist mehr bevorzugt ein Diphenyloxidsammler und entspricht der folgenden Formel oder einer Mischung von Verbindungen, welche der Formel entsprechen, worin jedes R unabhängig voneinander ein gesättigter Alkylrest oder substituierter gesättigter Alkylrest oder ein ungesättigter Alkylrest oder substituierter ungesättigter Alkylrest ist, jedes m und n unabhängig voneinander 0, 1 oder 2 ist, wobei jedoch wenigstens eines von m und n nicht 0 ist, jedes M unabhängig voneinander Wasserstoff, ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, Ammonium oder substituiertes Ammonium ist und jedes x und y einzeln 0 oder 1 ist, mit der Maßgabe, daß die Summe von x und y = 1 ist:
Bevorzugt ist/sind der/die Rest/e R unabhängig voneinander ein Alkylrest mit 1 bis 24, mehr bevorzugt 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, noch mehr bevorzugt von 6 bis 16 Kohlenstoffatomen und am meisten bevorzugt von 10 bis 16 Kohlenstoffatomen. Die Alkylreste können linear, verzweigt oder zyklisch sein, wobei lineare oder verzweigte Reste bevorzugt sind. Ebenfalls wird es bevorzugt, daß in und n jeweils 1 sind. Die M&spplus;-Ammoniumionenreste haben die Formel (R')&sub3;HN&spplus;, worin jedes R' unabhängig voneinander Wasserstoff, ein C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- oder ein C&sub1;-C&sub4;-Hydroxyalkylrest ist. Beispiele von C&sub1;-C&sub4;-Alkyl- und -Hydroxyalkylresten schließen ein: Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Hydroxymethyl und Hydroxyethyl. Typische Ammoniumionenreste schließen ein: Ammonium (N&spplus;H&sub4;), Methylammonium (CH&sub3;N&spplus;H&sub3;), Ethylammonium (C&sub2;H&sub5;N&spplus;H&sub3;), Dimethylammonium [(CH&sub3;)&sub2;N&spplus;H&sub2;], Methylethylammonium (CH&sub3;N&spplus;H&sub2;C&sub2;H&sub5;), Trimethylammonium [(CH&sub3;)&sub3;N&spplus;H], Dimethylbutylammonium [(CH&sub3;)&sub2;N&spplus;HC&sub4;H&sub9;], Hydroxyethylammonium (HOCH&sub2;CH&sub2;N&spplus;H&sub3;) und Methylhydroxyethylammonium (CH&sub3;N&spplus;H&sub2;CH&sub2;CH&sub2;OH). Bevorzugt ist jedes M Wasserstoff, Natrium, Calcium, Kalium oder Ammonium.
Alkylierte Diphenyloxidsulfonate und Methoden zu ihrer Herstellung sind wohlbekannt und für die Zwecke dieser Erfindung wird hierauf verwiesen. Die Monosulfonatsammler der vorliegenden Erfindung können durch Modifizierung von bekannten Methoden zur Herstellung von Sulfonaten hergestellt werden. Repräsentative Methoden zur Herstellung von Sulfonaten sind beschrieben in: US-A-3 264 242, 3 634 272 und 3 945 437. Kommerzielle Herstellungsmethoden der alkylierten Diphenyloxidsulfonate erzeugen im allgemeinen keine Arten, welche ausschließlich monoalkyliert, monosulfoniert, dialkyliert oder disulfoniert sind. Die kommerziell erhältlichen Arten sind überwiegend (größer als 90%) disulfoniert oder eine Mischung aus mono- und dialkyliert, wobei der Prozentsatz der Dialkylierung von 15 bis 25 und der Prozentsatz der Monoalkylierung von 75 bis 85% beträgt. Am typischsten sind die kommerziell erhältlichen Sorten zu etwa 80% monoalkyliert und zu 20% dialkyliert.
Bei der Durchführung der Erfindung hat sich die Verwendung von monosulfonierten Arten als kritisch herausgestellt. Solche monosulfonierten Arten können nach einer Modifizierung der Sulfonierungsstufe bei den Methoden hergestellt werden, die beispielsweise beschrieben sind in US-A-3 264 242, 3 634 272 und 3 945 437. Spezifischerweise sind die zuvor angegebenen Methoden auf die Herstellung von überwiegend disulfonierten Arten ausgerichtet. So wird für die Sulfonierungsstufe vorgeschrieben, ausreichend Sulfonierungsmittel zur Sulfonierung beider aromatischer Ringe einzusetzen. Bei der Herstellung der bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung brauchbaren Monosulfonaten wird die Menge des eingesetzten Sulfonierungsmittels bevorzugt auf diejenige eingeschränkt, welche zur Bereitstellung einer Sulfonatgruppe pro Molekül erforderlich ist.
Die auf diese Weise hergestellten Monosulfonate schließen sowohl Moleküle, welche nicht sulfoniert sind, als auch solche, welche mehr als eine Sulfonatgruppe pro Molekül enthalten, ein. Gewünschtenfalls können die Monosulfonate abgetrennt und in relativ reiner Form eingesetzt werden. Jedoch ist die Mischung, welche sich aus einer Sulfonierungsstufe unter Verwendung von lediglich ausreichend Sulfonierungsmittel zur Bereitstellung von annähernd einer Sulfonatgruppe pro Molekül ergibt, ebenfalls bei der Durchführung dieser Erfindung brauchbar.
Wie zuvor angegeben, ist die Verwendung von monosulfonierten Arten für die Durchführung dieser Erfindung kritisch. Jedoch wird angenommen, daß die Anwesenheit von disulfonierten Arten von einem theoretischen Standpunkt aus gesehen nicht schädlich ist, sofern wenigstens 20 Gew.-% der monosulfonierten Art vorliegen. Es wird bevorzugt, daß wenigstens 25 Gew.-% Monosulfonierung vorliegt und mehr bevorzugt, daß wenigstens 40 Gew.-% Monosulfonierung vorliegt, und am meisten bevorzugt, daß wenigstens 50 Gew.-% Monosulfonierung vorliegt. Am meisten ist die Verwendung von relativ reinen monosulfonierten Säuren oder Salzen bevorzugt. Bei kommerziellen Anwendungen erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, daß wie auch immer gegebene höhere Kosten, die mit der Herstellung der relativ reinen monosulfonierten Arten verbunden sind, gegenüber Abnahme der Effektivität, welche mit der Verwendung von disulfoniereten Arten enthaltenen Mischungen verbunden sind, ausgeglichen wird.
Kommerziell erhältliche alkylierte Diphenyloxidsulfonate sind häufig Mischungen von monoalkylierten und dialkylierten Arten. Obwohl solche Mischungen von monoalkylierten und dialkylierten Arten bei der Durchführung dieser Erfindung eingesetzt werden können, ist es in einigen Fällen bevorzugt, Arten zu verwenden, welche entweder monoalkyliert, dialkyliert oder trialkyliert sind. Solche Sorten werden durch Modifikationen der Methoden hergestellt, wie sie beispielsweise beschrieben sind in der US-A-3 264 242, 3 634 272 und 3 945 437. Wenn die Verwendung einer Mischung nicht erwünscht wird, wird eine Destillationsstufe nach der Alkylierung angefügt, um monoalkylierte Sorten zu entfernen und entweder die monoalkylierten Sorten zu verwenden oder sie für weitere Alkylierung rückzuführen. Im allgemeinen wird es bevorzugt, dialkylierte Sorten zu verwenden, obwohl monoalkylierte und trialkylierte Verbindungen eingesetzt werden können.
Nichtbeschränkende Beispiele der bevorzugten alkylierten Diphenyloxidsulfonate schließen ein Natrium-monosulfoniertes-diphenyloxid, Natrium-monosulfoniertes-hexyldiphenyloxid, Natrium-monosulfoniertes-decyldiphenyloxid, Natrium-monosulfoniertes-dodecyldiphenyloxid, Natrium-monosulfoniertes-hexadecyldiphenyloxid, Natrium-monosulfoniertes-eicosyldiphenyloxid und Mischungen hiervon. Bei einer mehr bevorzugten Ausführungsform ist der Sammler ein Natrium-monosulfoniertes-dialkyliertes-diphenyloxid, worin die Alkylgruppe eine C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub6;-Alkylgruppe, am meisten bevorzugt eine C&sub1;&sub0;&submin;&sub1;&sub2;-Alkylgruppe ist. Die Alkylgruppen können verzweigt oder linear sein.
Der Sammler kann in einer beliebigen Konzentration, welche die gewünschte Selektivität und Gewinnung der gewünschten Mineralwertstoffe ergibt, eingesetzt werden. Insbesondere hängt die verwendete Konzentration von dem speziellen zu gewinnenden Mineral, der Qualität des dem Schaumflotationsverfahren zu unterziehenden Erzes und der gewünschten Qualität des zu gewinnenden Minerals ab.
Zusätzliche Faktoren, welche bei der Bestimmung der Dosierungswerte in Betracht zu ziehen sind, schließen die Menge der Oberfläche des zu behandelnden Erzes ein. Wie von dem Fachmann auf dem Gebiet anerkannt ist, ist die Oberfläche des Erzes umso größer, je kleiner die Teilchengröße ist, und umso größere Mengen von Sammlerreagentien sind zum Erhalt angemessener Gewinnungen und Qualitäten erforderlich. Typischerweise müssen Oxidmineralerze feiner als Sulfiderze zermahlen werden, und erfordern daher sehr viel höhere Sammlerdosierungen oder die Entfernung der feinsten Teilchen durch Entschlammen. Konventionelle Verfahren für die Flotation von Oxidmineralien erfordern typischerweise eine Entschlammungsstufe zur Entfernung der vorliegenden feinen Anteile und ermöglichen daher das Funktionieren des Verfahrens mit annehmbaren Werten der Sammlerdosierung. Der Sammler der vorliegenden Erfindung wirkt bei annehmbaren Dosierungswerten mit oder ohne Entschlammung.
Bevorzugt beträgt die Konzentration des Sammlers wenigstens 0,001 kg/metrische Tonne, mehr bevorzugt wenigstens 0,05 kg/metrische Tonne. Ebenfalls ist es bevorzugt, daß die Gesamtkonzentration des Sammlers nicht größer als 5,0 kg/metrische Tonne ist und mehr bevorzugt, daß sie nicht größer als 2,5 kg/metrische Tonne ist. Im allgemeinen ist es zur Erzielung optimaler Leistung des Sammlers am vorteilhaftesten, bei niedrigen Dosierungswerten zu starten und den Dosierungswert zu erhöhen, bis der gewünschte Effekt erreicht ist. Obwohl die Steigerungen der Gewinnung und Qualität, welche bei Durchführung dieser Erfindung erzielt werden, mit zunehmender Dosierung ansteigen, wird von dem Fachmann auf dem Gebiet erkannt, daß bei einem gewissen Punkt die Steigerung der erzielten Gewinnung und Qualität durch höhere Dosierung durch die erhöhten Kosten der Flotationschemikalien aufgehoben wird. Ebenfalls wird von dem Fachmann auf dem Gebiet erkannt, daß variierende Sammlerdosierungen erforderlich sind in Abhängigkeit von dem Erztyp und anderen Flotationsbedingungen. Zusätzlich wurde gefunden, daß die Sammlerdosierung mit der Menge des zu sammelnden Minerals in Beziehung steht. Bei Situationen, bei denen eine kleine Menge eines der Flotation unter Anwendung des Verfahrens dieser Erfindung zugänglichen Minerals behandelt wird, ist eine sehr niedrige Sammlerdosierung als Folge der Selektivität des Sammlers erforderlich.
Es hat sich als vorteilhaft bei der Gewinnung bestimmter Mineralien herausgestellt, den Sammler zu dem Flotationssystem stufenweise zuzugeben. Unter stufenweiser Zugabe ist zu verstehen, daß ein Teil der Sammlerdosis zugesetzt wird, daß das Schaumkonzentrat gesammelt wird, daß ein zusätzlicher Teil des Sammlers zugesetzt wird und daß das Schaumkonzentrat erneut gesammelt wird. Die Gesamtmenge des verwendeten Sammlers wird bevorzugt nicht verändert, wenn er in Stufen zugesetzt wird. Diese stufenweise Zugabe kann mehrere Male wiederholt werden, um eine optimale Gewinnung und Qualität zu erreichen. Die Anzahl der Stufen, in denen der Sammler zugesetzt wird, wird nur durch praktische und ökonomische Beschränkungen begrenzt. Bevorzugt werden nicht mehr als sechs Stufen benutzt.
Ein zusätzlicher Vorteil der stufenweise Zugabe hängt mit der Fähigkeit des Sammlers der vorliegenden Erfindung zusammen, in differentieller Weise unterschiedliche Mineralien bei unterschiedlichen Dosierungswerten zu flotieren. Wie zuvor erläutert, wird bei niedrigen Dosierungswerten ein Mineral, das der Flotation durch den Sammler dieser Erfindung besonders zugänglich ist, flotiert, während andere Mineralien in der Aufschlämmung verbleiben. Bei einer gesteigerten Dosierung kann ein unterschiedliches Mineral flotiert werden, so daß die Trennung von unterschiedlichen, in einem gegebenen Erz enthaltenen Mineralien möglich wird.
Zusätzlich zu dem Sammler dieser Erfindung können andere konventionelle Reagentien oder Zusätze bei dem Flotationsverfahren verwendet werden. Beispiele solcher Zusätze schließen verschiedene, dem Fachmann auf dem Gebiet wohlbekannte Sinkmittel und Dispergiermittel ein. Zusätzlich hat sich die Verwendung von hydroxyhaltigen Verbindungen wie Alkanolaminen oder Alkylenglykolen als vorteilhaft bei der Verbesserung der Selektivität für die gewünschten Mineralwertstoffe in Siliziumdioxid oder kieselerdehaltige Gangart enthaltenden Systemen herausgestellt. Der Sammler dieser Erfindung kann ebenfalls in Verbindung mit anderen Sammlern verwendet werden. Zusätzlich können Schaumbildner verwendet werden, und sie werden typischerweise benutzt. Schaumbildner sind auf dem Fachgebiet wohlbekannt und für die Zwecke dieser Erfindung wird hierauf verwiesen. Beispiele von brauchbaren Schaumbildnern schließen Polyglykolether und Schäumungsalkohole mit niedrigem Molekulargewicht ein.
Ein besonderer Vorteil des Sammlers der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß zusätzliche Zusatzstoffe nicht erforderlich sind, um den pH der Flotationsaufschlämmung einzustellen. Das Flotationsverfahren unter Verwendung des Sammlers der vorliegenden Erfindung arbeitet effektiv bei typischen pH-Werten von natürlichen Erzen im Bereich von 5 oder niedriger als 9. Dies ist besonders wichtig bei der Berücksichtigung der Kosten von Reagentien, welche zur Einstellung des Aufschlämmungs-pH von einem natürlichen pH von rund 7,0 oder niedriger auf 9,0 oder 10,0 oder darüber erforderlich sind, wie dies typischerweise unter Verwendung von konventionellen carboxylartigen, sulfonartigen, phosphonartigen und xanthathaltigen Sammlern erforderlich ist.
Die Fähigkeit des Sammlers der vorliegenden Erfindung zum Funktionieren bei relativ niedrigem pH bedeutet, daß er ebenfalls in solchen Fällen angewandt werden kann, wo eine Erniedrigung des pH der Aufschlämmung gewünscht ist. Der untere Grenzwert des pH der Aufschlämmung, bei welchem die vorliegende Erfindung durchgeführt werden kann, ist der pH-Wert, bei welchem die Oberflächenladung auf der Mineralart für das Anhaften des Sammlers geeignet ist.
Da der Sammler der vorliegenden Erfindung bei unterschiedlichen pH-Werten funktioniert, ist die Möglichkeit gegeben, aus der Neigung von unterschiedlichen Mineralien zum Flotieren bei unterschiedlichen pH-Werten Vorteile zu ziehen. Dies ermöglicht die Durchführung eines Flotationsdurchganges bei einem pH-Wert zur Optimierung der Flotation einer besonderen Art. Der pH kann dann für einen nachfolgenden Durchlauf zur Optimierung der Flotation einer hiervon verschiedenen Art optimiert werden, so daß die Trennung von verschiedenen, zusammen vorkommenden Mineralien erleichtert wird.
Der Sammler dieser Erfindung kann ebenfalls in Verbindung mit konventionellen Sammlern eingesetzt werden. Beispielsweise können die monosulfonierten Diaryloxidsammler dieser Erfindung bei einer Zweistufenflotation eingesetzt werden, bei welcher die Flotation mit monosulfoniertem Diaryloxid hauptsächlich Oxidmineralien gewinnt, während eine zweite Stufe der Flotation unter Verwendung konventioneller Sammler dazu benutzt wird, um hauptsächlich Sulfidmineralien oder weitere Oxidmineralien zu gewinnen. Bei der Verwendung in Verbindung mit konventionellen Sammlern kann eine Zweistufenflotation benutzt werden, wobei die erste Stufe das Verfahren dieser Erfindung umfaßt und bei dem natürlichen pH der Aufschlämmung durchgeführt wird. Die zweite Stufe schließt konventionelle Sammler ein und wird bei einem erhöhten pH durchgeführt. Es sei darauf hingewiesen, daß es in einigen Fällen wünschenswert sein kann, die Stufen umzukehren. Ein solches Zweistufenverfahren hat die Vorteile der Verwendung von weniger Zusatzstoffen zur Einstellung des pH und ermöglicht darüber hinaus eine vollständigere Gewinnung der gewünschten Mineralien durch Durchführung der Flotation unter unterschiedlichen Bedingungen.
Die folgenden Beispiele werden zur Erläuterung der Erfindung gegeben und sollten nicht als deren Beschränkung in irgendeiner Weise aufgefaßt werden. Falls nichts anderes angegeben wird, sind alle Teile und Prozentsätze in Gewicht angegeben.
Die folgenden Beispiele schließen Arbeiten unter Benutzung der Hallimond-Röhrenflotation und in Flotationszellen vom Labormaßstab durchgeführte Flotation ein. Es sei darauf hingewiesen, daß die Hallimond-Röhrenflotation ein einfacher Weg zum Aussieben bzw. Einstufen von Sammlern ist, daß sie jedoch nicht notwendigerweise den Erfolg von Sammlern bei der tatsächlichen Flotation voraussagen. Hallimond-Rohrflotation schließt nicht die Scherung oder Rührung ein, welche bei der tatsächlichen Flotierung vorhanden ist, und sie mißt nicht den Effekt von Schaumbildnern. Während daher ein Sammler bei einer Hallimond-Röhrenflotation effektiv sein muß, falls er bei aktueller Flotation effektiv sein soll, ist ein bei der Hallimond-Rohrflotation effektiver Sammler nicht notwendigerweise bei der tatsächlichen Flotation effektiv. Ebenfalls sollte darauf hingewiesen werden, daß Versuche gezeigt haben, daß zur Erzielung zufriedenstellender Gewinnungen in einem Hallimond-Rohr erforderliche Sammlerdosierungen oftmals höher liegen als solche, die bei einem Flotationszellentest erforderlich sind. Daher kann die Arbeit in einem Hallimond-Rohr nicht präzise Dosierungen vorhersagen, welche bei einer tatsächlichen Flotationszelle erforderlich wären.

Beispiel 1 - Hallimond-Rohrflotation von Malachit und Kieselerde.

Etwa 1,1 g von (1) Malachit, einem Kupferoxidmineral der angenäherten Formel Cu&sub2;CO&sub3;(OH)&sub2; oder (2) Kieselerde wurde auf etwa -60 bis +120 U.S. mesh (-0,25 bis +0,125 mm) klassiert und in einem kleinen Gefäß mit etwa 20 ml entionisiertem Wasser angeordnet. Die Mischung wurde für 30 s geschüttelt, und die feinen Anteile von suspendierten feinen Feststoffen oder Schlämmen enthaltende Wasserphase wurde dekantiert. Diese Entschlammungsstufe wurde mehrere Male wiederholt.
Ein 150 ml Portion von entionisiertem Wasser wurde in einem 250 ml Glasbecher angeordnet. Als nächstes wurden 2,0 ml einer 0,10 molaren Lösung von Kaliumnitrat als Pufferelektrolyt zugesetzt. Der pH wurde auf etwa 10,0 unter Zugabe von 0,10 N HCl und/oder 0,10 N NaOH eingestellt. Als nächstes wurde eine 1,0 g Portion des entschlammten Minerals zusammen mit entionisiertem Wasser zugesetzt, um das Gesamtvolumen auf etwa 180 ml zu bringen. Der Sammler, ein verzweigt-C&sub1;&sub6;- alkyliertes Natriumdiphenyloxidsulfonat, umfassend etwa 80% monoalkylierte Sorte und etwa 20% dialkylierte Sorte, wurde zugesetzt und unter Rühren während 15 min konditioniert. Der pH wurde überwacht und erforderlichenfalls unter Verwendung von HCl und NaOH eingeregelt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Durchläufe 1-5 keine Ausführungsformen der Erfindung sind und einen disulfonierten Sammler verwenden, während die Durchläufe 6-10, welche Ausführungsformen der Erfindung sind, einen monosulfonierten Sammler benutzen. Der einzige Unterschied in den in den Durchläufen 1-5 verwendeten Sammlern und den in den Durchläufen 6-10 verwendeten Sammlern ist disulfoniert gegenüber monosulfoniert.
Die Aufschlämmung wurde in ein Hallimond-Rohr überführt, das es erlaubte, eine Hohlnadel am Unterteil des 180 ml Rohres anzubringen. Nach Zugabe der Aufschlämmung in das Hallimond- Rohr wurde ein Vakuum von 5 Zoll (12,7 cm) Quecksilber an die Öffnung des Rohres für eine Zeitspanne von 10 min angelegt. Dieses Vakuum ermöglichte den Eintritt von Luftbläschen in das Rohr durch die an dem Unterteil des Rohrs eingesetzte Hohlnadel. Während der Flotation wurde die Aufschlämmung mit einem Magnetrührer gerührt, der auf 200 Umdrehungen pro Minute (Upm) eingestellt war.
Das flotierte und nichtflotierte Material wurde aus der Aufschlämmung herausfiltriert und im Ofen bei 100ºC getrocknet. Jede Portion wurde ausgewogen und die fraktionellen Gewinnungen von Kupfer und Kieselerde sind in der folgenden Tabelle I angegeben. Nach jedem Test wurde die gesamte Ausrüstung mit konzentrierter HCl gewaschen und mit 0,10 N NaOH und entionisiertem Wasser vor dem nächsten Durchlauf gespült.
Die angegebene Gewinnung von Kupfer bzw. Kieselerde ist der fraktionierte Teil des in dem Hallimond-Rohr angeordneten ursprünglichen Minerals, der gewonnen wurde. So zeigt eine Gewinnung von 1,00, daß das gesamte Material gewonnen wurde. Es sei darauf hingewiesen, daß trotz der gemeinsam angegebenen Gewinnung von Kupfer bzw. Kieselerde der Wert tatsächlich in zwei Experimenten, durchgeführt unter identischen Bedingungen, gewonnen wurde. Weiterhin sei darauf hingewiesen daß eine niedrige Gewinnung von Kieselerde eine Selektivität für Kupfer nahelegt. Die für die Kupfergewinnung angegebenen Werte sind im allgemeinen auf ±0,05 korrekt, und diejenigen für die Kieselerdegewinnung sind im allgemeinen auf ±0,03 korrekt. Tabelle I Durchlauf Sammler Dosierung (kg/kg) Fraktionelle Cu-Gewinnung Fraktionelle Kieselerdegewinnung ¹ linear-C&sub1;&sub6;-alkyliertes Natriumdiphenyloxidsulfonat, umfassend etwa 80% mono- und 20% dialkylierte Sorten, kommerziell erhältlich von The Dow Chemical Company als DOWFAX Tensid Sorte 8390. ² Keine Ausführungsform der Erfindung. ³ linear-C&sub1;&sub6;-alkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat, umfassend etwa 80% mono- und 20% dialkylierte Sorten.
Die Werte in der obigen Tabelle I zeigen deutlich die Effektivität der Sammler der vorliegenden Erfindung. Ein Vergleich der Durchläufe 1-5, welche keine Ausführungsformen der Erfindung sind, mit den Durchläufen 6-10 zeigte, daß bei verschiedenen pH-Werten der monosulfonierte Sammler der vorliegenden Erfindung durchgehend wesentlich höhere Kupfergewinnungen und vergleichbare oder niedrigere Kieselerdegewinnungen ergab.

Beispiel 2 - Flotation von Eisenoxiderz

Eine Reihe von 600 g Proben von Eisenoxiderz aus Michigan wurden vorbereitet. Das Erz enthielt eine Mischung von Hematit-, Martit-, Goethit- und Magnetitmineralsorten. Jede 600 g Probe wurde zusammen mit 400 g entionisiertem Wasser in einer Stabmühle bei etwa 60 Upm für 10 min gemahlen. Die erhaltene Aufschlämmung wurde in eine Agitair 3000 ml Flotationszelle, ausgerüstet mit einem automatisierten Rührerentfernungssystem, überführt. Der Sammler wurde hinzugegeben, und die Aufschlämmung wurde für 1 min konditioniert. Als nächstes wurde eine Menge eines Polyglykoletherschaumbild ners, äquivalent zu 40 g pro Tonne des trockenen Erzes, hinzugegeben, anschließend wurde eine weitere Minute konditioniert.
Die Flotierzelle wurde mit 900 Upm gerührt, und es wurde Luft mit einer Rate von 9,0 l/min eingeführt. Proben des Schaumkonzentrates wurden nach 1,0 und 6,0 min nach dem Beginn der Lufteinleitung gesammelt. Proben des Schaumkonzentrates und die Schwanzfraktionen wurden für die Analyse getrocknet, ausgewogen und pulverisiert. Sie wurden dann in Säure aufgelöst, und der Eisengehalt wurde unter Verwendung eines D.C. Plasmaspektrometers bestimmt. Unter Verwendung der Testdaten wurden die fraktionellen Gewinnungen und Qualitäten unter Verwendung der üblichen Massengleichgewichtsformeln berechnet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II gezeigt. Tabelle II Eisengewinnung und Qualität Durchlauf Gesamt Sammler Dosierung (kg/metrische Tonne) (1) Keine Ausführungsform der Erfindung (2) verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat. (3) verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat. * Gew. = Gewinnung
Ein Vergleich der Durchläufe 1 und 2 zeigt, daß die Verwendung des monosulfonierten Sammlers dieser Erfindung einen Anstieg von annähernd 50% bei der Gewinnung und eine schwach bessere Qualität bezüglich Eisen ergab, verglichen mit der Verwendung eines disulfonierten Sammlers.

Beispiel 3 - Flotation von Rutilerzen

Eine Reihe von 30 g Proben einer -10 mesh (U.S.) (-2,00 mm) Mischung von 10% Rutil (TiO&sub2;) und 90% Kieselerde (SiO&sub2;) wurde hergestellt. Jede Erzprobe wurde mit 15 g entionisiertem Wasser in einer Stabmühle - 2,5 Zoll (6,35 cm) Durchmesser mit 0,5 Zoll (1,27 cm) Stäben-für 240 Umdrehungen gemahlen. Die erhaltene Aufschlämmung wurde in eine 300 ml Flotationszelle überführt.
Der pH der Aufschlämmung wurde auf dem pH des natürlichen Erzes von 8,0 belassen. Nach Zugabe des Sammlers, wie in Tabelle III gezeigt, wurde die Aufschlämmung für 1 min konditionieren gelassen. Als nächstes wurde der Schaumbildner, ein Polyglykolether, in einer Menge zugesetzt, die 0,050 kg pro Tonne trockenem Erz äquivalent war, und die Aufschlämmung wurde für eine weitere Minute konditionieren gelassen.
Die Flotierzelle wurde bei 1800 Upm gerührt, und es wurde Luft mit einer Rate von 2,7 l/min eingeführt. Proben des Schaumkonzentrates wurden mittels standardmäßiger Handabstreifung 1,0 und 6,0 min nach dem Start der Lufteinführung in die Zelle gesammelt. Proben des Konzentrates und der Schwanzfraktionen wurden getrocknet und analysiert, wie in den vorangegangenen Beispielen beschrieben. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III dargestellt. Tabelle III Rutil und Kieselerdemischung Titangewinnung und Qualität Gesamt Durchlauf Sammler Dosierung (kg/metrische Tonne)
(1) Keine Ausführungsform der Erfindung
(2) linear-C&sub1;&sub6;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat.
(3) linear-C&sub1;&sub6;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat.
(4) verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat.
(5) verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat.
(6) verzweigt-C&sub1;&sub0;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat.
Die Werte in der Tabelle III zuvor zeigen den Effekt des Sammlers der vorliegenden Erfindung bei der Erhöhung der Titanqualität und -gewinnung. Der Vergleich des Durchlaufs 1 mit dem Durchlauf 2 und der Durchläufe 4 und 5 mit dem Durchlauf 3 zeigen erneut die ausgeprägten Verbesserungen, welche unter Verwendung der Monosulfonatsammler dieser Erfindung im Vergleich zu Disulfonatsammlern erhalten werden.

Beispiel 4 - Trennung von Apatit und Kieselerde

Eine Reihe von 30 g Proben einer -10 mesh (U.S.) (-2,00 mm) Mischung von 10% Apatit (Ca&sub5;(Cl&sub1;F)[PO&sub4;]&sub3;) und 90% Kieselerde (SiO&sub2;) wurde hergestellt. Der restliche Teil der Vorgehensweise war exakt gleich der in Beispiel 3 angewandten. Der pH der Aufschlämmung des natürlichen Erzes war 7,1. Bei den Durchläufen 8-13 wurde eine Mischung aus monosulfoniertem und disulfoniertem Sammler verwendet. Die Daten in Tabelle IV zeigen die Fähigkeit des Verfahrens dieser Erfindung zur Trennung von Apatit und Kieselerde. Tabelle IV Durchlauf Sammler Dosierung (kg/metrische Tonne) P Gewinnung P Qualität gerein.Kerosin
(1) Keine Ausführungsform der Erfindung.
(2) linear-C&sub1;&sub0;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat
(3) linear-C&sub1;&sub0;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat
(4) verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat
(5) verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat
(6) Gereinigtes Kerosinprodukt, kommerziell erhältlich von Phillips Petroleum als Kerosinsorte Soltrol . Es wird gleichzeitig mit dem Sammler zu der Flotationszelle zugesetzt.
Die in Tabelle IV angegebene Information zeigt die ausgeprägte Effektivität der monosulfonierten Sammler bei der Gewinnung von Phosphor aus einem Apatit- und Kieselerdeerz. Der Vergleich der Durchläufe 2 und 4 mit den Durchläufen 1 und 2, welche keine Ausführungsformen der Erfindung sind, zeigt den Effekt der Monosulfonierung. Die Durchläufe 5-6 zeigen, daß der Sammler dieser Erfindung effektiv bei Verwendung mit zusätzlichem Kohlenwasserstoff war. Eine schwache Abnahme der Gewinnung war mit einer ausgeprägten Steigerung der Qualität verbunden. Bei den Durchläufen 8-13 wird der Effekt des Mischens von monosulfonierten Sammlern und disulfonierten Sammlern gezeigt. Ein Vergleich der Durchläufe 2, 11 und 13, worin die Werte von monosulfonierten Sammlern vergleichbar waren und die Menge der disulfonierten Sorten von 0 bis 0,160 kg pro metrischer Tonne betrugen, zeigt, daß die Anwesenheit der disulfonierten Sorte bei niedrigen Werten als Verdünnungsmittel zu wirken schien. Bei höheren Werten stört die disulfonierte Sorte nicht die Gewinnung, scheint jedoch die Qualität zu erniedrigen.

Beispiel 5

Proben (30 g -10 mesh [U.S.] (-2,00 mm)) Erz aus Zentralafrika wurden hergestellt. Der Gehalt von Kupfermetall in dein Erz betrug etwa 90% Malachit, wobei der Rest andere Kupfermineralien waren. Jede Erzprobe wurde zusammen mit 15 g entionisiertem Wasser in einer Mini-Stabmühle (2,5 Zoll (6,35 cm)) Durchmesser mit 0,5 Zoll (12,7 mm) Stäben) für 1200 Umdrehungen gemahlen. Die erhaltene Aufschlämmung wurde in eine 300 ml Mini-Flotationszelle überführt. Der pH der Aufschlämmung wurde auf einem pH von 6,2 des natürlichen Erzes belassen. Sammler wurde bei einer Dosierung von 0,250 kg pro metrische Tonne an eingespeistem, trockenem Erz bei den Durchläufen 1-20 zugesetzt. Bei den Durchläufen 20-26 wurde die Sammlerdosierung variiert, und bei den Durchläufen 22-26 schließt der Sammler unterschiedliche Mengen eines Disulfonates ein. Nach Zugabe des Sammlers wurde die Aufschlämmung in der Zelle für 1 min konditionieren gelassen. Schaumbildner, ein Polyglykolether, wurde als nächstes bei einer Dosierung von 0,080 kg pro metrische Tonne des trockenen Erzes zugesetzt. An diese Zugabe schloß sich eine weitere Minute Konditionierung an.
Die Flotierzelle wurde bei 1800 Upm gerührt und es wurde Luft mit einer Rate von 2,7 l/min eingeleitet. Das Schaumkonzentrat wurde für 6,0 min gesammelt. Die Proben der Konzentrate und der Schwanzanteile wurden dann zur Analyse getrocknet, ausgewogen und pulverisiert und dann unter Einsatz von Säure aufgelöst. Der Kupfergehalt wurde unter Verwendung eines D.C.-Plasmaspektrometers bestimmt. Tabelle V Durchlauf Sammler Dosierung (kg/metrische Tonne) Cu-Gewinnung Cu-Qualität keiner Tabelle V - Fortsetzung Durchlauf Sammler Dosierung (kg/metrische Tonne) Cu-Gewinnung Cu-Qualität
¹ Keine Ausführungsform der Erfindung.
² verzweigt-di-C&sub1;&sub2;-alkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat.
³ verzweigt-di-C&sub1;&sub2;-alkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat.
&sup4; linear-di-C&sub1;&sub0;-alkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat.
&sup5; linear-di-C&sub1;&sub0;-alkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat.
&sup6; linear-di-C&sub1;&sub0;-alkyliertes Biphenylphenylethermonosulfonat.
&sup7; linear-di-C&sub1;&sub0;-alkyliertes Biphenylphenyletherdisulfonat.
&sup8; linear-di-C&sub1;&sub6;-alkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat.
&sup9; linear-di-C&sub1;&sub6;-alkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat.
¹&sup0; linear-mono-C&sub1;&sub0;-alkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat.
¹¹ linear-mono-C&sub1;&sub0;-alkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat.
¹² verzweigt-mono-C&sub1;&sub2;-alkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat.
¹³ verzweigt-mono-C&sub1;&sub2;-alkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat.
&sub1;&sub4; linear-mono-C&sub2;&sub4;-alkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat.
¹&sup5; linear-mono-C&sub2;&sub4;-alkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat.
¹&sup6; linear-mono-C&sub6;-alkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat.
¹&sup7; linear-mono-C&sub6;-alkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat.
¹&sup8; linear-di-C&sub6;-alkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat.
¹&sup9; linear-di-C&sub6;-alkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat.
Die Information in der obigen Tabelle zeigt die Wirksamkeit von verschiedenen alkylierten Diaryloxidmonosulfonaten bei der Flotation von Kupferoxiderzen. Ein Vergleich der geradzahligen Durchläufe 2-18, welche Beispiele der Erfindung sind, mit den ungeraden Durchläufen 1-19, welche nicht Beispiele sind, zeigen deutlich die wesentlich verbesserten Ergebnisse, erhalten unter Verwendung eines monosulfonierten Sammlers im Vergleich zu einem disulfonierten Sammler bei der Verwendung mit derselben Dosierung. Ein Vergleich von Durchlauf 2 mit Durchlauf 21 zeigt den Effekt der Dosierung. Die Durchläufe 20-26 zeigen, daß die disulfonierten Arten in Mischungen als Verdünnungsmittel zu wirken scheinen, wenn sie mit den monosulfonierten Sammlern dieser Erfindung vermischt werden.

Beispiel 6 - Flotation von Eisenoxiderz

Eine Reihe von 600 g Proben von Eisenoxiderz aus Michigan wurden vorbereitet. Das Erz enthielt eine Mischung aus Hematit-, Martit-, Goethit- und Magnetitmineralsorten. Jede 600 g Probe wurde zusammen mit 400 g entionisiertem Wasser in einer Stabmühle bei etwa 60 Upm für 15 min gemahlen. Die erhaltene Aufschlämmung wurde in eine Agitair 3000 ml Flotationszelle, die mit einem automatisierten Paddelentfernungssystem versehen war, überführt. Die Flotation wurde bei dem natürlichen Aufschlämmungs-pH von 7,0 durchgeführt. Propylenglykol wurde in der in Tabelle VI unten angegebenen Menge zugesetzt, und die Aufschlämmung wurde für 1 min konditionieren gelassen. Als nächstes wurde der Sammler zugesetzt, und die Aufschlämmung wurde für 1 min konditionieren gelassen. Als nächstes wurde eine 40 g pro Tonne des trockenen Erzes äquivalente Menge eines Polyglykoletherschaumbildners zugesetzt dann folgte eine weitere Minute Konditionierung. Nach Beginn der Flotation wurde zusätzlicher Sammler in Stufen zugesetzt, wie in der folgenden Tabelle VI gezeigt.
Die Flotationszelle wurde mit 900 Upm gerührt, und Luft wurde mit einer Rate von 9,0 l/min eingeführt. Proben des Schaumkonzentrates wurden in Intervallen von 0 bis 1,0; 1,0 bis 3,0; 3,0 bis 4,0; 4,0 bis 6,0; 6,0 bis 7,0; 7,0 bis 9,0; 9,0 bis 10,0 und 10,0 bis 14,0 min nach dem Beginn der Luftströmung gesammelt, wie in der Tabelle unten gezeigt. Proben des Schaumkonzentrates und der Schwanzabschnitte wurden zur Analyse getrocknet, gewogen und pulverisiert. Sie wurden dann in Säure aufgelöst, und der Eisengehalt wurde unter Verwendung eines D.C.-Plasmaspektrometers bestimmt. Unter Verwendung der Versuchsdaten wurden die fraktionellen Gewinnungen und Qualitäten unter Benutzung von Standardmassengleichgewichtformeln berechnet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle VI unten gezeigt. Tabelle VI Eisengewinnung und -qualität Sammler Dosierung (kg/metrische Tonne) Gesamt (aufsummiert) Minute Propylenglykol Tabelle VI (Fortsetzung) Eisengewinnung und -qualität Sammler Dosierung (kg/metrische Tonne) Gesamt (aufsummiert) Minute Propylenglykol Keine Ausführungsform der Erfindung verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat. verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat.
Die Werte in der obigen Tabelle VI zeigen daß der Monosulfonatsammler der vorliegenden Erfindung eine sehr hohe Gewinnung von Eisen hoher Qualität in wesentlich geringerer Zeit ergibt, verglichen mit den Gewinnungen unter Verwendung des Disulfonates.

Beispiel 7 - Flotation von verschiedenen Oxidmineralien

Die allgemeine Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde mit der Ausnahme befolgt, daß verschiedene Oxidmineralien anstelle des Kupfererzes eingesetzt wurden. Alle Durchläufe wurden bei einem pH von 8,0 durchgeführt. Der verwendete Sammler war ein verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat bei einer Dosierung von 0,024 kg des Sammlers pro kg Mineral. Tabelle VII Mineral fraktionelle Mineral-Gewinnung Kieselerde Cassiterit Bauxit Calcit Chromit Dolomit Malachit Chrysokoll Hematit Korund Rutil Apatit Nickeloxid Galena Chalcopyrit Chalcocit Pyrit Sphalerit Pentlandit elementares Tabelle VII (Forts.) Mineral fraktionelle Mineralgewinnung Barit Molybdänit Cerussit Calcit Beryll Covellit Zirkon Graphit Topas Scheelit Anatas Boehmit Diaspor Goethit ¹ Probe schließt etwas Pyrrhotit ein. ² Probe umfaßt gepulvertes elementares Metall von ähnlicher Größe zu anderen Mineralproben.
Die Werte in Tabelle VII zeigen den breiten Bereich von Mineralien, welche unter Verwendung des Sammlers und des Verfahrens dieser Erfindung flotiert werden können.

Beispiel 8 - Flotation von gemischtem Kupfersulfiderz mit Gehalt an Molybdän

Eine Reihe von 30 g Proben eines -10 mesh (U.S.) (-2,00 mm) Erz aus Arizona mit einem Gehalt einer Mischung von verschiedenen Kupferoxidmineralien und Kupfersulfidmineralien plus kleineren Mengen von Molybdänmineralien wurde vorbereitet. Die Menge des Kupfers in dem Erz betrug 0,013 und die Menge des Molybdäns betrug 0,000016.
Jede Erzprobe wurde in einer Laborschwingmühle für 10 sec gemahlen und dann wurden die erhaltenen feinen Anteile in eine 300 ml Flotationszelle überführt.
Jeder Durchlauf wurde bei dem natürlichen pH der Erzaufschlämmung von 5,6 durchgeführt. Der Sammler wurde bei einer Dosierung von 0,050 kg/Tonne trockenem Erz zugesetzt, und die Aufschlämmung wurde für 1 min konditionieren gelassen. Zwei Konzentrate wurden durch standardmäßiges Handabschöpfen zwischen 0 und 2 min und 2 bis 6 min gesammelt. Unmittelbar vor Start der Flotation wurde ein Schaumbildner, ein kommerziell von The Dow Chemical Company als Dowfroth Schaumbildner Sorte 250 erhältlicher Polyglykolether, in einer 0,030 kg/Tonne trockenem Erz äquivalenten Menge zugegeben.
Die Flotierzelle wurde bei allen Durchläufen mit 1800 Upm gerührt und Luft wurde mit einer Rate von 2,7 l/min eingeführt. Proben der Konzentrate und der Schwanzanteile wurden dann getrocknet und analysiert, wie in den vorangegangenen Beispielen beschrieben. Die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VIII wiedergegeben. Tabelle VIII Minuten Sammler Dosierung (kg/metr. Tonne) Tabelle VIII (Forts.) kumulierte Metallgewinnung und -qualität Sammler Dosier. (kg/metr. Tonne) verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat
Die Werte in der obigen Tabelle VIII zeigen, daß der monosulfonierte Sammler der vorliegenden Erfindung signifikant verbesserte Gewinnungen eines Kupfers und Molybdäns höherer Qualität ergibt als ein vergleichbarer disulfonierter Sammler.

Beispiel 9 - Hallimond-Rohrflotation

Die in Beispiel 1 angegebene Arbeitsweise wurde unter Verwendung einer Anzahl von unterschiedlichen Mineralsorten und verschiedenen Kollektoren befolgt. Die Metalluntersuchungen wurden an Flotationskonzentraten und Flotationsschwanzanteilen unter Anwendung der Säureauflösung und D.C.-Plasmaspektrometrie durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IX gezeigt. Obwohl die Daten in einer einzigen Tabelle angegeben sind, ist der Hinweis wichtig, daß die Daten von jedem Mineral individuell erhalten wurden. In jedem Fall wurden die Flotationen bei dem natürlichen pH der jeweiligen Erze in Aufschlämmungsform, d.h. 5,8 für Rutil, 6,7 für Apatit, 6,0 für Pyrolusit und 6,8 für Diaspor durchgeführt. Tabelle IX Durchlauf Sammler Dosierung (kg/kg) Rutil-Gew. Apatit-Gew. Pyrolusit-Gew. Diaspor-Gew. Tabelle IX (Forts.) Durchlauf Sammler Dosierung (kg/kg) Rutil-Gew. Apatit-Gew. Pyrolusit-Gew. Diaspor-Gew. Tabelle IX (Forts.) Durchlauf Sammler Dosierung (kg/kg) Rutil-Gew. Apatit-Gew. Pyrolusit-Gew. Diaspor-Gew. Tabelle IX (Forts.) Durchlauf Sammler Dosierung (kg/kg) Rutil-Gew. Apatit-Gew. Pyrolusit-Gew. Diaspor-Gew. Tabelle IX (Forts.) verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat. Keine Ausführungsform der Erfindung. verzweigt-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat. verzweigt-C&sub1;&sub2;-monoalkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat. verzweigt-C&sub1;&sub2;-monoalkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat. linear-C&sub1;&sub0;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat. linear-C&sub1;&sub0;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat. linear-C&sub1;&sub0;-monoalkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat. linear-C&sub1;&sub0;-monoalkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat. linear-C&sub1;&sub6;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat. linear-C&sub1;&sub6;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat. linear-C&sub1;&sub6;-monoalkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat. linear-C&sub1;&sub6;-monoalkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat. linear-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat. linear-C&sub1;&sub2;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxiddisulfonat.
Die Werte in der obigen Tabelle IX zeigen, daß der bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzte, monosulfonierte Sammler dauerhaft höhere Gewinnungen einer Vielzahl von Mineralien ergibt, verglichen mit Sarnmlern, welche außer der Monosulfonierung vergleichbar sind.

Beispiel 10 - Stufenweise Flotation

Dieses Beispiel wendet die in Beispiel 1 angegebene Arbeitsweise der Hallimond-Rohrflotation an. In jedem Fall bestand das eingespeiste Material aus einer 50/50 Gew.-% Mischung der in der folgenden Tabelle X aufgeführten Komponenten. Die eingesetzten spezifischen Sammler und die erzielten Mineralgewinnungen sind ebenfalls in der folgenden Tabelle X aufgeführt. Tabelle X Mineralmischung Mineralgewinnung Sammler Dosierung (kg/kg) Komponente Apatit Rutil Gibbsit Hematit Dolomit Martit Bauxit Boehmit Tabelle X (Forts.) Mineralmischung Mineralgewinnung Sammler Dosierung (kg/kg) Komponente Gibbsit Pyrolusit Topas Rutil Boehmit Hematit Cassiterit Kaolin 1 linear-C&sub1;&sub0;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat 2 verzw.-C&sub1;&sub0;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat
Die Daten in der obigen Tabelle zeigen, daß verschiedene der Flotation in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung unterworfene Mineralien effektiv durch Steuerung der Sammlerdosierung getrennt werden können. Obwohl Apatit und Dolomit beide nach dem Verfahren dieser Erfindung flotiert werden können, ist es beispielsweise klar, daß Apatit leichter bei niedrigeren Sammlerdosierungen flotiert als dies Dolomit tut. Daher kann Apatit in einer ersten Stufe bei niedriger Flotierungsdosierung flotiert werden. Hierauf kann eine anschließende Flotierung bei höheren Sammlerdosierungen zum Flotieren des Dolomits sich anschließen. Wie eine Prüfung der anderen Durchläufe dieses Beispiels demonstriert, sind vergleichbare Trennungen unter Einsatz anderer Mineralien möglich.

Beispiel 11 - Trennung von Apatit von Kieselerde und Dolomit

Die in Beispiel 4 angegebene Arbeitsweise wurde mit der Ausnahme befolgt, daß die Proben 30% Apatit, 60% Kieselerde und 10% Dolomit einschließen. Zusätzlich wurde ein raffinierter Kohlenwasserstoff bei den Durchläufen 2 und 3 zugesetzt. Die erzielten Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle XI gezeigt. Tabelle XI Durchlauf Sammler Dosierung (kg/metr. Tonne) Ölsäure raffin. Kerosin keine Ausführungsform der Erfindung linear-C&sub1;&sub0;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat raffiniertes Kerosinprodukt, kommerziell erhältlich von Phillips Petroleum als Soltrol Kerosinsorte. Es wird gleichzeitig mit dem Sammler zu der Flotationszelle zugesetzt.
Die Daten in der obigen Tabelle zeigen die Fähigkeit des Sammlers der vorliegenden Erfindung zum bevorzugten Flotieren von Apatit gegenüber Dolomit oder zur Trennung von Apatit und Dolomit. Der im Durchlauf 4 gezeigte Industriestandard erzielt keine vergleichbare Trennung von Apatit und Dolomit, so daß die Gewinnung von beträchtlich mit Magnesium kontaminiertem Phosphor die Folge ist. Die Zugabe des Kohlenwasserstoffes bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ergibt eine schwach herabgesetzte Gewinnung von Phosphor höherer Qualität unter Herabsetzung der Menge an gesammeltem Magnesium.

Beispiel 12 - Flotation von Apatit

Die in Beispiel 11 angegebene Arbeitsweise wurde mit der Ausnahme befolgt, daß das flotierte Erz eine Mischung von 30% Apatit, 10% Calcit und 60% Kieselerde war. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle XII gezeigt. Tabelle XII Durchlauf Sammler Dosierung (kg/metr. Tonne) 1 linear-C&sub1;&sub0;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat 2 keine Ausführungsform der Erfindung
Die Werte in der obigen Tabelle XII zeigen die Effektivität der vorliegenden Erfindung bei der Gewinnung von Apatit. Im Vergleich zu Beispiel 11 zeigt sie ebenfalls, daß die zur Erzielung einer besonderen Gewinnung erforderliche Dosierung durch die besonderen, der Flotation zu unterziehenden Mineralien beeinflußt wird.

Beispiel 13 - Flotation von Farben auf Kohlenstoffbasis

5 Aufschlämmungen wurden hergestellt, wobei in jedem Fall 240 g bedrucktes Papier (70 Gew.-% Zeitung und 30 Gew.-% Magazin); 1,61 g Diethylentriaminpentaessigsäure, ein Farbkontrollmittel; 10,65 g Natriumsilikat; die Menge des in Tabelle XIII angegebenen Sammlers und 5,64 g Wasserstoffperoxid mit ausreichend Wasser zur Herstellung einer Aufschlämmung mit 2 Gew.-% Feststoffen in eine Pulpe überführt wurden.
Der Aufschlämmungs-pH betrug 10,5, ausgenommen wie angegeben, und die Temperatur 45ºC. Die Überführung in Pulpe wurde für 30 min durchgeführt. Jede Aufschlämmung wurde aus Kopien exakt derselben Seiten hergestellt, um sicherzustellen, daß die Menge der Druckfarbe in jeder der fünf hergestellten Aufschlämmungen vergleichbar war.
Die in Pulpe überführte Aufschlämmung wurde in eine 15 l Voith-Flotationszelle mit ausreichend Verdünnungswasser zum vollständigen Auffüllen der Zelle überführt. Es wurde ausreichend Calciumchlorid zu der Pulpe hinzugesetzt, um eine Wasserhärte von 180 Teilen pro Million CaCO&sub3; zu erhalten. Die Flotation wurde durch Einführung von Luftblasen, welche durch die stark gerührte Pulpe hindurchtreten, gestartet, und für eine Zeitspanne von 10 min fortgeführt. Dann wurde der Schaum durch standardmäßige Handabschöpfung zur Gewinnung des Flotationsproduktes entfernt.
Das Flotationsprodukt wurde dann filtriert und getrocknet. Die Flotationszelleninhalte, welche die Zellulosefasern enthielten, wurden ebenfalls filtriert und getrocknet. Das Flotationsprodukt wurde kolorimetrisch unter Benutzung einer graduierten Zusammensetzungsskala von 0 bis 10 analysiert, wobei 0 vollständig weiß und 10 vollständig schwarz bedeutet. Die aus den Zelleninhalten präparierten Zellulosefasermatten wurden unter Einsatz eines starken Mikroskopes zur Beobachtung der pro Einheitsfläche zurückgelassenen Druckfarbenteilchen untersucht.
Die erhaltenen Werte sind in der folgenden Tabelle XIII dargestellt. Die Bedingungen bei jedem Durchlauf waren identisch, ausgenommen wie angegeben. Tabelle XIII Durchlauf Sammler Dosierung (g) Flotations-pH Farbkonz.-Skalenwert Farbkonz. visuell Einstufung Cellulosematte Ölsäure hellgrau grau dunkelgrau stark dunkelgrau hellschwarz keine Änderung Abnahme keine Ausführungsform der Erfindung; derzeitiger Industrie-Standard linear-C&sub1;&sub0;-dialkyliertes Natriumdiphenyloxidmonosulfonat pH ist Flotationszelle reduziert durch Zugabe von 1N HCl kein CaCl&sub2; zugesetzt zur Flotationszelle bei diesem Durchlauf
Die Werte in der obigen Tabelle zeigen, daß das Verfahren der vorliegenden Erfindung bei der Trennung von Graphitdruckfarbe und anderen Farben auf Kohlenstoffbasis aus Papier bei der Entfärbung von rückgeführtem Papier durch Flotation wirksam ist Bei den Durchläufen 2-5 im Vergleich zum Durchlauf 1, welcher den laufenden Industriestandard annähert, zeigt, daß die Verwendung der Sammler der vorliegenden Erfindung eine größere Gewinnung der Druckfarbe bei einer signifikant niedrigeren Sammlerdosierung ergibt.

Claims

1. Verfahren zur Gewinnung von Mineralien durch Schaumflotation, umfassend das Unterwerfen einer teilchenförmige Mineralien umfassenden, wässrigen Aufschlämmung der Schaumflotation in Anwesenheit eines Sammlers, der eine alkylierte Diaryloxidsulfonsäure oder ein Salz hiervon oder eine Mischung solcher Säuren oder Salze, worin wenigstens 20 Gew.-% der Sulfonsäure oder Salze hiervon monosulfoniert sind, umfaßt, unter solchen Bedingungen, daß die zu gewinnenden Mineralien flotiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Monosulfonsäure oder das Salz hiervon der Formel entsprechen:

worin jedes R unabhängig voneinander ein gesättigter oder ungesättigter Alkyl- oder substituierter Alkylrest ist; jedes m und n unabhängig voneinander 0, 1 oder 2 ist, vorausgesetzt, daß wenigstens eines von m und n nicht 0 ist; jedes M unabhängig voneinander Wasserstoff, ein Alkalimetall, Erdalkalimetall, Ammonium oder substituiertes Ammonium ist, und jedes x und y einzeln 0 oder 1 ist, mit der Maßgabe, daß die Summe von x und y = 1 ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin R eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, worin R eine Alkylgruppe mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin R eine Alkylgruppe mit 10 bis 16 Kohlenstoffatomen ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, worin die Summe von m und n = zwei ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Gesamtkonzentration des Sammlers wenigstens 0,001 kg/metrische Tonne und nicht größer als 5,0 kg/metrische Tonne ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin wenigstens 25 Gew.-% der Sulfonsäure oder des Salzes monosulfoniert sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin wenigstens 40 Gew.-% der Sulfonsäure oder des Salzes monosulfoniert sind.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin wenigstens 50 Gew.-% der Sulfonsäure oder des Salzes monosulfoniert sind.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das gewonnene Mineral Graphit umfaßt und die wässrige Aufschlämmung weiter gepulptes Papier umfaßt.

13. Verwendung einer alkylierten Diaryloxidsulfonsäure entsprechend der Definition in einem der Ansprüche 1 bis 11 als Sammler für Schaumflotation.