DE930502C - Verfahren zur Herstellung leicht in konzentrierter Schwefelsaeure aufschliessbarer, organische Flotationsmittel enthaltender titan-haltiger Eisenerzkonzentrate - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung leicht in konzentrierter Schwefelsäure aufschließbarer, organische Flotationsmittel enthaltender titanhaltiger Eisenerzkonzentrate Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Erzkonzentraten, und zwar vornehmlich solchen, die durch Flotationsverfahren aufbereitet worden sind.
• Bei der Aufbereitung von Ersatzmaterialien für die weitere Verarbeitung ist es gewöhnlich erforderlich, die Gangart und andere Fremdstoffe aus dem aus der Grube kommenden Erz zu entfernen, bevor dieses in den verschiedensten Verarbeitungsverfahren weiterbehandelt wird. Es ist besonders zweckmäßig, diese Stoffe aus titanhaltigen Erzen zu entfernen, um brauchbare Titan-Eisen-Konzentrate zu erhalten. Diese Konzentrate werden in großen Mengen als Ausgangsmaterial für die Herstellung der verschiedenen Titanverbindungen benutzt, unter anderem zur Darstellung von Titantetrachlorid und Titandioxyd. Bei der Verarbeitung des Konzentrats zu Titandioxyd, insbesondere für Titan-Pigmente, wird in der Regel ein Aufschluß in Schwefelsäure angewendet.
• Bei Flotationsverfahren werden oft organische Verbindungen, insbesondere Öle und organische Säuren, als Flotationsmittel verwendet. Zu den organischen Verbindungen, die als Flotationsmittel zur Darstellung von Titankonzentraten benutzt werden, gehören Heizöl und Ölsäure. Es wurde gefunden, daß diese organischen Verbindungen bei ihrer Verwendung offensichtlich in dem durch Flotation erhaltenen Konzentrat verbleiben und nicht durch übliche Methoden, wie Waschen, entfernt werden können.
• Wenn mit derartigen Flotationsmitteln behandelte Konzentrate als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Titandioxyd-Pigmenten verwendet werden, ergeben sich beim Aufschluß Schwierigkeiten in der Behandlung, insbesondere bei Verarbeitung auf industrieller Basis. Normalerweise verläuft die Verfahrensstufe des Aufschlusses, also die Lösung des Titankonzentrats in heißer Schwefelsäure, als schnelle und aktive Reaktion. Diese schnelle Reaktion kann gesteuert und unter Kontrolle :gehalten werden, wenn für den Aufschluß an sich bekannte geeignete Einrichtungen und technische Arbeitsweisen angewendet werden. Wenn jedoch ein mit Flotationsmitteln behandeltes titanhaltiges Eisenkonzentrat mit konzentrierter Schwefelsäure zur Reaktion gebracht wird, verläuft diese Reaktion außerordentlich heftig und nähert sich zuweilen einem explosiven Ausmaß, das, wenn überhaupt, sehr schwer zu kontrollieren ist.
• Bei der Behandlung eines ein Flotationsmittel enthaltenden Titankonzentrats sind schon viele Methoden versucht worden zur Abwandlung des Ablaufes der Aufschließungsreaktion, um der außerordentlichen Heftigkeit der Reaktion zu begegnen; keine dieser Methoden ist jedoch bisher erfolgreich gewesen. Es besteht durchaus das Bedürfnis, ein Verfahren zur Behandlung eines Titankonzentrats zu schaffen, das ein organisches Flotationsmittel enthält und das .den Aufschluß mit konzentrierter Schwefelsäure in normaler Weise gestattet.
• Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren, das ein Flotationsmittel enthaltende titanhaltige Eisenerze dem Aufschluß in konzentrierter Schwefelsäure zugänglich macht, und zwar derart, daß beim Aufschluß mit konzentrierter Schwefelsäure der heftige und unkontrollierbare Ablauf der mit dem Aufschluß verbundenen Reaktion vermieden wird. Die Erfindung stellt weiterhin eine wirtschaftliche Methode zur Behandlung eines solchen, ein organisches Flotationsmittel enthaltenden titanhaltigen Materials dar, die einen normalen Verlauf des Aufschlusses ohne Beeinträchtigung seiner Wirksamkeit ermöglicht. Die anschließende Beschreibung dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines ein organisches Flotationsmittel enthaltenden titanhaltigen Konzentrats und ist dadurch gekennzeichnet, daß das durch Flotation erzielte Konzentrat mit einer wässerigen Lösung, die ein lösliches anorganisches Metaphosphat enthält, behandelt und dann von :der Lösung getrennt wird. Es wurde :gefunden, daß das in dieser Weise behandelte Flotationskonzentrat mit konzentrierter Schwefelsäure in normaler Weise aufgeschlossen werden kann. Die mit dem Aufschluß verbundene Reaktion geht zwar schnell und aktiv vor sich, sie stellt jedoch keine heftige und unkontrollierbare Reaktion dar. Es ist anzunehmen, daß das organische Flotationsmittel, das in dem Flotationskonzentrat anwesend ist, bei der Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entweder entfernt oder unwirksam gemacht wird.
• In jedem Falle ist jedoch das Flotationsmittel zufolge der Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr in der Lage, den Ablauf des Aufschlusses nachteilig zu beeinflussen, und es kann daher praktisch unterstellt werden, daß das Flotationsmittel durch die erfindungsgemäße Behandlung entfernt wird.
• Die mengenmäßigen Anteile des in dem Flotationskonzentrat anwesenden Flotationsmittels sind außerordentlich klein. Normalerweise werden bei der Flotation o,5 bis 2,5 kg organische Flotationsmittel pro Tonne Erz angewendet. Der in dem Flotationskonzentrat verbleibende Anteil ist etwas kleiner als derjenige des :durch die Flotation behandelten Erzschlammes; der größte Anteil der organischen Flotationsmittel verbleibt jedoch in dem Flotationskonzentrat. Die genauen prozentualen Gehalte der in dem Flotationskonzentrat anwesenden organischen Flotationsmittel sind durch analytische Methoden wegen ihrer Geringfügigkeit schwer zu bestimmen, und daher ist es auch außerordentlich schwierig, genau festzustellen, bis zu welchem Umfange die Flotationsmittel durch das erfindungsgemäße Verfahren entfernt werden.
• Es wurde gefunden, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Mengen des verwendeten anorganischen Metaphosphats in weiten Grenzen schwanken können; es ist jedoch zweckmäßig, zwischen o,25 und I kg anorganisches Metaphosphat pro Tonne Titankonzentrat zu verwenden. Wenn Phosphatmengen innerhalb dieser Größenordnung benutzt werden, werden die Flotationsmittel in wirksamer Weise entfernt oder unwirksam gemacht.
• Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jedes wasserlösliche anorganische Metaphosphat benutzt werden. Zu denjenigen Mitteln, deren Verwendung wegen des Wirkungsgrads und aus wirtschaftlichen Gründen besonders zu empfehlen ist, gehören: Natriummetaphosphat, Natriumhexaphosphat und Kaliummetaphosphat.
• Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde gefunden, :daß es sehr zweckmäßig ist, einen Sehlamm aus dem Flotationskonzentrat zu bilden, indem das Konzentrat unter Rühren in Wasser gegeben wird. Der Schlamm wird dann mit Säure, vorzugsweise Schwefelsäure, auf einen pH-Wert von etwa r bis 3,5 eingestellt und darauf das wasserlösliche Metaphosphat zugegeben. Um beste Ergebnisse zu erhalten, ist es vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren bei einem pH-Wert zwischen 45 und 2,5 durchzuführen. Das behandelte Konzentrat wird danach durch Filtration ausgetrennt und kann nun in konzentrierter Schwefelsäure aufgeschlossen werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann praktisch bei jeder beliebigen Temperatur durchgeführt werden, besonders vorteilhaft ist die Raumtemperatur. Die nachfolgenden Beispiele geben eine weitere Erläuterung der Erfindung.
• Beispiel I Ein titanhaltiges Flotationskonzentrat, das durch Behandlung von I t titanhaltigem Eisenerz mit 0,75 kg Heizöl und o,5 kg Ölsäure in einer Flotationseinrichtung 'hergestellt war, hatte die folgende Zusammensetzung: 39, I % Fe O, 23,7% Fe2 03, -15,9% Ti02, I2,I 0/o andere Stoffe, 0,20/o Flotationsmittel (Ölsäure und Heizöl).
• Ioo Teile dieses Konzentrats wurden unter Rühren einer wässerigen Lösung, die o,o5 Teile Natriumhexametaphosphat enthielt, zugegeben. Die Behandlung dauerte Io Minuten. Danach wurde das Konzentrat durch Filtration abgetrennt. Die Analyse nach erfolgter Trennung zeigte folgendes Ergebnis: 39,50/o Fe O, 2,80/o Fe2 03, 46,5 0/o Ti 02. II.2% andere Stoffe.
• Es war praktisch das gesamte in dem Flotationskonzentrat anwesende organische Flotationsmittel entfernt worden.
• Ioo Teile des behandelten Materials wurden in 86%iger Schwefelsäure aufgeschlossen, wobei die Reaktion schnell und aktiv und in jeder Hinsicht normal verlief.
• 96 % der Titananteile des behandelten Erzkonzentrats wurden beim Aufschluß in lösliche Sulfate umgewandelt. Beispiel 2 Es wurde ein anderer Teil des titanhaltigen Flotationskonzentrats gemäß Beispiel i mit einer wässerigen Lösung von Natriummetaphosphat in gleicher Weise wie in Beispiel I gemischt.
• Das behandelte Erz hatte die folgende Zusammen-Setzung: 39,3 % Fe O, 2,8 % Fe2 03, 46,30/o Ti 02, II,60/o andere Stoffe.
• Auch hier wurde praktisch das gesamte organische Flotationsmittel aus dem Konzentrat entfernt. Das getrocknete Konzentrat wurde in konzentrierter Schwefelsäure gemäß Beispiel I aufgeschlossen, wobei ein normal schneller und aktiver Ablauf der Reaktion beobachtet wurde.
• Wieder wurden 960/o der Titananteile beim Aufschluß in lösliches Sulfat umgewandelt.
• Beispiel 3 Ein weiterer Teil des titanhaltigen Flotationskonzentrats gemäß Beispiel i wurde mit Kaliummetaphosphat behandelt. Die Ergebnisse waren praktisch die gleichen wie in Beispiel I.
• Das erfindungsgemäße Verfahren wurde mit gleichem Erfolge angewendet bei der Entfernung anderer organischer Flotationsmittel, wie Kienöl, Tallöl und andere Fettsäuren und Seifen.
• Um zu zeigen, daß Flotationskonzentrate, die organische Flotationsmittel enthalten, nicht unmittelbar ohne außerordentliche Heftigkeit in konzentrierter Schwefelsäure aufgeschlossen werden können, wurde zu Vergleichszwecken der folgende Aufschluß durchgeführt: Ein Teil des Flotationsmittel enthaltenden Flotationskonzentrats gemäß Beispiel I, das nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde, wurde unmittelbar in konzentrierter Schwefelsäure aufgeschlossen. Unmittelbar nach der Vermischung mit heißer Schwefelsäure trat kräftiges Rauchen ein, praktisch die gesamte Reaktionsmasse schäumte und lief über den Rand des Reaktionsgefäßes aus. Die Reaktion war außerordentlich 'heftig und konnte nicht in dem Reaktionsgefäß gehalten werden; tatsächlich verblieb nur ein sehr geringer Teil der Reaktionsmasse in dem Gefäß.
• Trotz des geringen in dem titanhaltigen Flotationskonzentrat anwesenden prozentualen Gehaltes des Flotationsmittels ist ein Aufschluß in Schwefelsäure praktisch nicht kontrollierbar, wenn nicht Schritte unternommen werden, um das Flotationsmittel vor dem Aufschluß unwirksam zu machen.
• Aus der vorausgehenden Beschreibung und den Beispielen ergibt sich klar, daß ein organische Flotationsmittel enthaltendes titanhaltiges Flotationskonzentrat bei Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einem Produkt führt, das anschließend auf normaler Weise in Schwefelsäure aufgeschlossen werden kann.
• Es wurde weiter gezeigt; daß das in dem Flotationskonzentrat enthaltene Flotationsmittel durch Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entweder entfernt oder unwirksam gemacht wird und daß nach einer solchen Behandlung das Konzentrat in konzentrierter Schwefelsäure aufgeschlossen werden kann, ohne daß die bei dem Aufschluß ablaufende Reaktion eine außerordentliche Heftigkeit und explosiven Charakter zeigt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach und wirtschaftlich in seiner Anwendung.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung leicht in konzentrierter Schwefelsäure aufschließbarer, organische Flotationsmittel enthaltender titanhaltiger Eisenerzkonzentrate, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat mit einer wässerigen Lösung eines anorganischen Metaphosphats bei einem pH-Wert von I bis 3,5, insbesondere bei einem pH-Wert von 1,5 bis 2,5, behandelt und nach der Behandlung aus der Lösung ausgetrennt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Metaphosphat in der Lösung in Anteilen von o,25 bis I kg pro Tonne Erzkonzentrat anwesend ist.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Metaphosphat in Form von Natriummetaphosphat vorliegt.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Metaphosphat in Form von Natriumhexametaphosp'hat vorliegt.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen r und 2, dadurch, gekennzeichnet, daß das anorganische Metaphosphat in Form von Kaliummetaphosphat vorliegt.