Флотационные реагенты и способ флотации с их использованием - RU2612760C2

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к флотационным реагентам и способу пенной флотации с использованием флотационных реагентов для усовершенствованного извлечения ценных сульфидных минералов и драгоценных металлов из руд, содержащих силикаты Mg, шламообразующие минералы и/или глины. В частности, раскрываемый объект изобретения относится к использованию определенных модификаторов, именуемых «модификаторы пенной фазы», либо отдельно, либо в сочетании с определенными усиливающими действие модификаторов агентами, представляющими собой однозарядные ионы, и, кроме того, в сочетании с определенными собирателями, и способу флотации с использованием этих реагентов для повышения эффективности извлечения ценных сульфидных минералов и драгоценных металлов из руд, содержащих силикаты Mg, шламообразующие минералы, и/или руд, содержащих глины.

Уровень техники

Пенная флотация представляет собой повсеместно используемый способ обогащения руд, содержащих представляющие интерес минералы и металлы, именуемые «ценные минералы». Термин «ценные минералы» означает не только ценные минералы, но также и ценные металлы, такие как медь, и драгоценные металлы, такие как золото, серебро и металлы группы платины, и их сочетания. Определенный теоретический и практический опыт показывает, что успех процесса флотации для сульфидных руд основных металлов и руд драгоценных металлов зависит от реагентов, известных как «собиратели», которые придают ценному минералу, отделяемому от других минералов, селективную гидрофобность. (См. патент США 4584097, включаемый в настоящий документ путем ссылки).

Другие реагенты, такие как «пенообразователи», могут быть добавлены в процессе флотации для создания надлежащей основной пенной фазы с целью улавливания гидрофобных ценных минералов и облегчения их отделения и извлечения. Некоторые другие реагенты, именуемые «модификаторы» в широком смысле, могут быть использованы для повышения эффективности отделения и извлечения ценных минералов и металлов. Модификаторы, включающие регуляторы рН, могут быть использованы для изменения и регулирования pH рудной пульпы для повышения эффективности отделения и извлечения ценных минералов и металлов. В некоторых случаях, активаторы, такие как сульфат меди, могут быть использованы для активации определенного ценного сульфидного минерала с целью улучшения покрытия сульфидного минерала собирателем. Определенные другие модификаторы также способствуют результативному флотационному отделению ценных сульфидов и драгоценных металлов. (См. патент США 5531330, включаемый в настоящий документ путем ссылки). К модификаторам, помимо прочего, относятся все реагенты, принципиальной функцией которых не является ни собирание, ни пенообразование, обычно их используют для модификации поверхности минерала с тем, чтобы он не поддавался флотации. Кроме того, модификаторы могут быть использованы для изменения химизма воды, поверхности пузырьков пены и, как правило, используются для оптимизации условий флотации конкретного ценного минерала или металла. Помимо повышения селективности собирателей по отношению к ценным сульфидным минералам и драгоценным металлам, модификаторы также могут быть использованы для решения проблемы повышения эффективности флотационного отделения ценных сульфидных минералов и драгоценных металлов в качестве подавителей или дисперсантов для предотвращения или уменьшения повторного присоединения несульфидных жильных минералов к концентрату ценного минерала или металла. Подавитель представляет собой модификатор, селективно воздействующий на определенные нежелательные минералы и предотвращающий или замедляющий их флотацию. Дисперсант представляет собой модификатор, функция которого, по существу, подобна функции подавителя, но, кроме того, он может уменьшать вязкость суспензии, диспергировать мелкие фракции или шламы и выполнять другие функции.

Некоторые другие модификаторы в контексте настоящего документа именуются «модификаторы пенной фазы». В настоящем документе термин «модификатор пенной фазы» означает любой реагент, который может улучшать свойства пенной фазы и, тем самым, повышать эффективность отделения и извлечения ценных минералов, а также реагенты, которые могут оказывать благоприятное воздействие на фазу пульпы или суспензии, такое как уменьшение вязкости суспензии, подавление флотации или диспергирование определенных силикатов и т.п. Термин «модификатор пенной фазы» также охватывает реагенты, выполняющие в процессе пенной флотации более одной функции или имеющие более одного назначения, например, действующие как модификатор пенной фазы и подавитель или дисперсант.

Общепризнанно, что присутствие определенных несульфидных силикатных жильных минералов, таких как Mg-содержащие силикаты, шламообразующие минералы и/или глины в определенных рудах сульфидных минералов и драгоценных металлов может являться проблемой из-за их отрицательного влияния на отделение и извлечение ценного минерала, даже при использовании селективных собирателей ценного минерала. К примерам таких силикатов, помимо прочего относятся: серпентины, амфиболы, актинолит, хризолит, тремолит, биотит, лизардит, антигорит, хлорит, серицит и глинистые минералы. Эти силикаты часто присутствуют в Mg-содержащих рудах, шламообразующих рудах и содержащих глину рудах. Некоторые другие Mg-содержащие силикаты, известные как «естественно гидрофобные Mg-содержащие силикаты», такие как тальк и пирофиллит, также могут присутствовать в этих рудах. Естественно гидрофобные Mg-содержащие силикаты также являются источником проблем в силу своей значительной естественной флотируемости.

Известны реагенты, селективно подавляющие естественно гидрофобные Mg-содержащие силикаты, к их примерам относятся полисахариды, такие как гуаровая смола, карбоксиметилцеллюлоза, и полимеры, такие как описанные в патентах США 5531330 и 5533626 и ссылочных материалах. Реагенты, известные как селективно подавляющие естественно гидрофобные Mg-содержащие силикаты, часто оказываются менее эффективными с точки зрения подавления упомянутых выше Mg-содержащих силикатов, шламообразующих минералов и/или глин в Mg-содержащих рудах, шламообразующих рудах и содержащих глину рудах. В результате, когда в руде присутствует сложная смесь силикатов, эти известные реагенты не дают достаточного повышения отделения и извлечения ценного минерала. Другими словами, простого подавления естественно гидрофобных Mg-содержащих силикатов, таких как тальк и пирофиллит, может оказаться недостаточно для достижения требуемых металлургических параметров. В известном уровне технике описано множество других реагентов со свойствами подавителей или дисперсантов, пригодных для смягчения проблем, связанных с присутствием негидрофобных Mg-содержащих силикатов, шламообразующих минералов и/или глин, возникающих в процессе флотационного разделения.

Часто, помимо плохого или неадекватного извлечения ценных минералов, ухудшается качество концентрата ценного минерала из-за присутствия в рудах, содержащих силикат Mg, шламообразующих рудах или рудах, содержащих глины, Mg-содержащих силикатов, шламообразующих минералов и/или глин, которые а) увеличивают стоимость обработки и транспортировки концентрата, b) конкурируют за место в пенной фазе на стадии флотации, тем самым, снижая общее извлечение ценного минерала, с) оказывают неблагоприятное воздействие на свойства пенной фазы, тем самым, снижая эффективность разделения в пенной фазе, d) являются источником значительных трудностей на последующей стадии плавления концентрата, так как повышают вязкость шлака и вызывают необходимость повышения рабочей температуры или вызывают значительные потери металла со шлаком.

Полагают, что степень влияния силикатов зависит от типа, морфологии и количества силикатов, присутствующих в руде. Это неблагоприятное воздействие объясняют несколькими факторами, в том числе, например, склонностью силикатных минералов к образованию в фазе пульпы или суспензии сложной сетчатой структуры, из-за чего существенно увеличивается вязкость пульпы или суспензии, что, тем или иным образом, препятствует отделению ценных минералов от жильных силикатных минералов. В соответствии с другой предложенной теорией, эти силикаты образуют на ценных минералах покрытие и, таким образом, экранируют их от действия собирателя, что, в свою очередь, ухудшает разделение; это явление в данной области техники общеизвестно под наименованием «образование пленок шламов».

Хотя авторы изобретения не придерживаются или не хотят быть связанным какой-либо из предложенных теорий, в некоторых системах, содержащих определенные силикаты, заметного влияния этих силикатов на свойства фазы пульпы не проявляется, хотя имеет место существенное отрицательное влияние на свойства пенной фазы, извлечение ценного минерала и качество концентрата. Иногда также отмечалось, что совсем не затрагивается степень извлечения ценного минерала, но качество концентрата значительно ухудшается. В других системах присутствие даже небольшого количества, около 1-2%, некоторых определенных силикатов может оказывать отрицательное влияние на извлечение ценного минерала.

Когда количество Mg-содержащих силикатов, шламообразующих минералов и/или глин в руде большое (например, >0 и до 80%), вязкость фазы пульпы увеличивается так, что обработка руд, содержащих силикат Mg, шламообразующих руд и руд, содержащих глины, становится затруднительной до такой степени, что обычные способы, процессы и реагенты становятся неэффективными. Хорошо известные способы решения этой проблемы часто оказываются неадекватными и/или бесперспективными. Например, уменьшение доли твердой фазы или плотности суспензии с целью повышения извлекаемости ценного минерала и качества концентрата часто сопряжено с рядом отрицательных последствий, в том числе, помимо прочего: уменьшением производительности установки и выхода продукции, увеличением потребления водных ресурсов, уменьшением эффективности измельчения и недостаточным повышением извлекаемости ценного минерала или качества концентрата.

Другим предложенным вариантом решения является использование дисперсантов, таких как силикат натрия, кальцинированная сода, карбоксиметилцеллюлоза, полифосфат натрия, лигносульфонат и т.п.; этому варианту свойственны недостатки, подобные описанным выше. Также было предложено производить сортировку пульпы или суспензии по размерам перед флотацией. Так, например, размолотую пульпу или суспензию разделяют на две фракции гранулометрического состава: песчаная (или крупная) фракция и шламовая (или мелкая) фракция; либо разделяют ее на три фракции гранулометрического состава: крупная, мелкая и шламовая. В публикации патентной заявки США № 20040217070 подробно описан один конкретный вариант применения этой концепции, в котором требуется большое количество циклонов, значительные капитальные и эксплуатационные затраты и возможность изменения параметров сортировки по размерам и рабочих характеристик установки. Для некоторых руд, даже после удаления шлама или сортировки по размерам и обработки различных фракций гранулометрического состава по отдельности, общее повышение эксплуатационных характеристик может быть недостаточным для обоснования реализации данного решения.

Сущность изобретения

Раскрываемый объект изобретения относится к определенным модификаторам, более конкретно, к модификаторам пенной фазы, которые улучшают структуру пены, уменьшают вязкость пены и/или повышают извлекаемость и/или качество ценных сульфидных минералов и минералов драгоценных металлов и/или улучшают отделение нежелательных силикатных жильных минералов. Как более подробно описано ниже, модификаторы пенной фазы могут быть использованы вместе с усиливающими действие модификаторов агентами, представляющими собой однозарядные ионы, в способе извлечения ценного минерала сами по себе или в сочетании с определенными собирателями и другими необходимыми реагентами, такими как подавители, пенообразователи, дисперсанты и т.д. Раскрываемый объект изобретения также относится к способу извлечения ценного минерала, осуществляемому в основных, или щелочных, или кислотных условиях. Эти модификаторы пенной фазы, собиратели и параметры процесса представляют собой решение проблемы, связанной с присутствием силикатов и их шлама и/или глин в сульфидных рудах и рудах драгоценных металлов, и обеспечивают значительные преимущества. К примерам таких преимуществ, помимо прочего, относится возможность обработки таких руд без какого-либо удаления шлама или сортировки по размерам, обработки на стадиях размола и флотации материала с высоким содержанием твердой фазы, экономия энергии и водных ресурсов вследствие уменьшения вязкости пульпы и работы при высоком содержании твердой фазы, значительное повышение извлекаемости и качества ценных минералов, упрощенная технологическая схема, нечувствительность к колебаниям состава руды и увеличение производительности. Другим существенным преимуществом является то, что модификаторы пенной фазы настоящего изобретения обладают высокой селективностью и не подавляют флотацию ценных минералов и драгоценных металлов в отличие от широко используемых реагентов.

Один из аспектов изобретения относится к способу повышения извлекаемости ценных минералов из сульфидных или богатых руд, содержащих силикат Mg, шламообразующие минералы и/или глину, каковой способ включает следующие стадии: дробление руды, содержащей силикат Mg, шламообразующие минералы и/или глину, с получением дробленой руды; размол указанной дробленой руды с получением размолотой руды; осуществление процесса флотации указанной размолотой руды; в каковом способе, по меньшей мере, один модификатор пенной фазы и, если флотацию осуществляют в щелочных условиях, усиливающий действие модификаторов агент, представляющий собой однозарядный ион, добавляют, по меньшей мере, к указанной дробленой руде, указанной размолотой руде или их сочетанию, и где указанный модификатор пенной фазы представляет собой полимер, в котором имеется, по меньшей мере, одна функциональная группа, подбираемая из группы, в которую входят карбоксильные группы или группы, преобразующиеся в карбоксильные в результате гидролиза, сульфонатные группы или соответствующие им кислоты, фосфатные или фосфонатные или фосфинатные группы или соответствующие им кислоты, гидроксаматные группы или соответствующие им кислоты, силановые или силанольные группы и их сочетания и, необязательно, одна или более гидрофобная группа. Полимерный модификатор пенной фазы может представлять собой, например, и только для примера, гомополимеры, сополимеры или терполимеры. Собиратель, необязательно, добавляют, по меньшей мере, к указанной дробленой руде, указанной размолотой руде или их сочетанию, тем самым, повышая извлекаемость сульфидных минералов или минералов драгоценных металлов из указанной руды, содержащей силикат Mg, шламообразующие минералы и/или глину. Специалистам в данной области понятно, что, при необходимости, также могут быть добавлены другие реагенты, такие как пенообразователи, подавители, дисперсанты и т.п.

Другой аспект изобретения относится к способу повышения извлекаемости в кислотных условиях ценного минерала из сульфидной или содержащей минерал драгоценного металла руды, содержащей также силикат Mg, шламообразующие минералы и/или глину, каковой способ включает следующие стадии: дробление руды, содержащей силикат Mg, шламообразующие минералы и/или глину, с получением дробленой руды; размол указанной дробленой руды с получением размолотой руды; осуществление процесса флотации указанной размолотой руды; в каковом способе, по меньшей мере, один модификатор пенной фазы добавляют, по меньшей мере, к указанной дробленой руде, указанной размолотой руде или их сочетанию, и где указанный модификатор пенной фазы представляет собой полимер, в котором имеется, по меньшей мере, одна функциональная группа, подбираемая из группы, в которую входят сульфонатные группы или соответствующие им кислоты, фосфатные или фосфонатные или фосфинатные группы или соответствующие им кислоты, гидроксаматные группы или соответствующие им кислоты, силановые или силанольные группы и их сочетания и, необязательно, одна или более гидрофобная группа. Собиратель, необязательно, добавляют, по меньшей мере, к указанной дробленой руде, указанной размолотой руде или их сочетанию, тем самым, повышая извлекаемость ценных минералов из указанной руды, содержащей силикат Mg, шламообразующие минералы и/или глину.

Другой аспект изобретения относится к композиции, содержащей: частицы размолотой руды, содержащей сульфид или драгоценный металл, а также содержащей силикат Mg, шламообразующие минералы и/или глину; усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, и, по меньшей мере, один модификатор пенной фазы, где указанный модификатор пенной фазы представляет собой полимер, в котором имеется, по меньшей мере, одна функциональная группа, подбираемая из группы, в которую входят карбоксильные группы или группы, преобразующиеся в карбоксильные в результате гидролиза, сульфонатные группы или соответствующие им кислоты, фосфатные или фосфонатные или фосфинатные группы или соответствующие им кислоты, гидроксаматные группы или соответствующие им кислоты, силановые или силанольные группы и их сочетания и, необязательно, гидрофобные группы, и собиратель, каковой собиратель содержит соединение, подбираемое из группы, в которую входят алкоксикарбонилалкилдитиокарбамат, меркаптобензотиазол, диалкилдитиокарбамат, диарил- или диалкилдитиофосфат, диалкилдитиофосфинат, алкоксикарбонилалкилтионокарбамат, аллилалкилтионокарбамат, сложный эфир аллилалкилксантат, диалкилтионокарбамат и их сочетания.

Еще один аспект изобретения относится к комплекту для повышения извлекаемости ценных минералов из сульфидных или содержащих минерал драгоценного металла руд, содержащих также силикат Mg, шламообразующие минералы или глину, каковой комплект, предназначенный для использования в щелочных условиях, включает: контейнер с усиливающим действие модификатора агентом, представляющим собой однозарядный ион, и контейнер с модификатором пенной фазы, где указанный модификатор пенной фазы представляет собой полимер, в котором имеется функциональная группа, подбираемая из группы, в которую входят карбоксильные группы или группы, преобразующиеся в карбоксильные в результате гидролиза, сульфонатные группы или соответствующие им кислоты, фосфатные или фосфонатные или фосфинатные группы или соответствующие им кислоты, гидроксаматные группы или соответствующие им кислоты, силановые или силанольные группы и их сочетания и, необязательно, гидрофобные группы, и контейнер с собирателем, каковой собиратель содержит соединение, подбираемое из группы, в которую входят алкоксикарбонилалкилдитиокарбамат, меркаптобензотиазол, диалкилдитиокарбамат, диарил- или диалкилдитиофосфат, диалкилдитиофосфинат, алкоксикарбонилалкилтионокарбамат, аллилалкилтионокарбамат, сложный эфир аллилалкилксантат, диалкилтионокарбамат и их сочетания.

Еще один аспект изобретения относится к комплекту для повышения извлекаемости ценных минералов из сульфидных или содержащих минерал драгоценного металла руд, содержащих также силикат Mg, шламообразующие минералы или глину, каковой комплект, предназначенный для использования в кислотных условиях, включает: контейнер с модификатором пенной фазы, где указанный модификатор пенной фазы представляет собой полимер, в котором имеется, по меньшей мере, одна функциональная группа, подбираемая из группы, в которую входят сульфонатные группы или соответствующие им кислоты, фосфатные или фосфонатные или фосфинатные группы или соответствующие им кислоты, гидроксаматные группы или соответствующие им кислоты, силановые или силанольные группы и их сочетания и, необязательно, одна или более гидрофобная группа, и контейнер с собирателем, каковой собиратель содержит соединение, подбираемое из группы, в которую входят алкоксикарбонилалкилдитиокарбамат, меркаптобензотиазол, диалкилдитиокарбамат, диарил- или диалкилдитиофосфат, диалкилдитиофосфинат, алкоксикарбонилалкилтионокарбамат, аллилалкилтионокарбамат, сложный эфир аллилалкилксантат, диалкилтионокарбамат и их сочетания.

Эти и другие цели, отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут ясны из следующего подробного описания различных аспектов настоящего изобретения в сочетании с сопутствующими примерами.

Подробное описание изобретения

Раскрываемый объект изобретения относится к способу повышения извлекаемости сульфидных минералов или минералов драгоценных металлов из сульфидных или содержащих минералы драгоценных металлов руд, которые также содержат силикаты Mg, шламообразующие минералы и/или глину, посредством пенной флотации, в ходе которой используются флотационные реагенты. Повышение извлекаемости, вообще, относится к увеличению количества ценных минералов, извлекаемых в ходе пенной флотации, и/или поддержание или повышение качества извлекаемых ценных минералов. Обычно, при использовании модификаторов пенной фазы и, при щелочных условиях, усиливающего действие модификатора агента, представляющего собой однозарядный ион, извлекаемость ценных минералов повышается на 0,1–90 процентных пунктов по сравнению с извлекаемостью ценных минералов способом, при котором не используют полимерных модификаторов пенной фазы и, при щелочных условиях, усиливающих действие модификатора агентов, представляющих собой однозарядные ионы. В другом примере извлекаемость ценных минералов повышается на 1–80 процентных пунктов по сравнению с извлекаемостью ценных минералов способами, в которых не используют способы и реагенты настоящего изобретения. В другом примере извлекаемость ценных минералов повышается на 5–50 процентных пунктов по сравнению с извлекаемостью ценных минералов способами, в которых не используют способы и реагенты настоящего изобретения. В другом примере извлекаемость ценных минералов повышается на 10–40 процентных пунктов по сравнению с извлекаемостью ценных минералов способами, в которых не используют способы и реагенты настоящего изобретения. Кроме того, эти полимерные модификаторы пенной фазы, используемые вместе с усиливающими действие модификатора агентами, представляющими собой однозарядные ионы, или без них, позволяют проводить обработку материала с высоким содержанием твердой фазы и/или в морской, загрязненной или технической воде.

Вообще, руды содержат, помимо прочего, и «ценные» и «неценные» минералы. В данном контексте термин «ценный» минерал означает металл, минерал или минералы, являющиеся первичным объектом процесса флотации, то есть, металлы и минералы, из которых желательно удалить примеси. Термин «неценный» минерал означает минерал или минералы, которые нужно удалить из ценного минерала, то есть, примеси в ценном минерале. Неценный минерал не обязательно отбраковывают, в последующем процессе он может рассматриваться как ценный минерал.

Хотя описываемый способ может быть применен к любой руде, раскрываемый объект изобретения, в основном, относится к рудам, содержащим сульфиды основных металлов, и рудам драгоценных металлов, которые также содержат определенные силикаты, такие как Mg-содержащие силикаты, шламообразующие минералы, такие как шламообразующие силикаты, и/или глины, которые в настоящем документе названы «руды, содержащие силикаты Mg, шламообразующие минералы и/или глину». К примерам таких руд относятся, помимо прочего, руды Cu-Mo, руды Cu-Au, первичные руды Au, руды металлов группы платины (platinum group metal – PGM), руды Cu, руды Ni, комплексные полиметаллические руды, содержащие Pb, Zn, Cu и Ag. К более конкретным примерам руд относятся руды, содержащие определенные силикаты Mg и глинистые минералы, такие как серпентины, амфиболы, актинолит, хризолит, тремолит, биотит, хлорит, серицит и глинистые минералы. Количество таких минералов от руды к руде может изменяться, но типичный диапазон составляет от, примерно, 1% до, примерно, 80% от веса руды.

Один из примеров способа пенной флотации включает дробление сульфидной или содержащей минерал драгоценного металла руды с получением дробленой руды (в настоящем документе – «крупное дробление» или стадия «предварительного размола») и последующий размол частиц дробленой руды в мельнице с получением, тем самым, суспензии, содержащей воду и размолотую руду (именуемый «стадия размола»). Затем суспензию, содержащую размолотую руду, направляют на «стадию подготовки», на которой осуществляют подготовку размолотой руды в устройстве подготовки. Размолотую руду подвергают флотации путем пропускания воздуха через суспензию, находящуюся во флотационной машине или в блоке флотационных машин, с целью осуществления флотации целевых минералов, которые собирают в желоб флотомашины («стадия флотации»).

Как ясно специалистам в данной области, способ пенной флотации может включать более одной стадии размола, подготовки и флотации. Так, флотоконцентрат первой стадии (именуемый «грубый концентрат») может быть подвергнут дополнительному размолу и флотации в установке, именуемой «перечистная флотомашина». В перечистных флотомашинах могут быть осуществлены стадии дополнительного размола, подготовки и флотации концентрата первой стадии. В качестве альтернативы, концентрат первой стадии может быть подвергнут повторной флотации без дополнительного размола.

Хвосты перечистки из перечистных флотомашин могут быть подвергнуты повторной флотации в установке, именуемой «очистная флотомашина». Предусматривается, что раскрываемый объект изобретения охватывает добавление модификаторов пенной фазы, усиливающих действие модификаторов агентов, представляющих собой однозарядные ионы, и собирателей на любой стадии данного способа, то есть, добавление модификатора пенной фазы (и/или усиливающего действие модификатора агента, представляющего собой однозарядный ион, и/или собирателя) в некоторых случаях может осуществляться только на второй (или третьей) стадии размола, стадии подготовки или стадии флотации.

Флотационные реагенты, к которым относятся собиратели, пенообразователи, регуляторы рН, модификаторы пенной фазы, дисперсанты, подавители и т.п., в соответствии в настоящим способом могут быть добавлены в дробленую руду и/или размолотую руду на любой или на всех стадиях процесса пенной флотации. Обычно, флотационные реагенты добавляют, по меньшей мере, в дробленую руду или размолотую руду и их сочетания.

В большинстве случаев флотацию сульфидов или драгоценных металлов осуществляют в основных (щелочных) условиях, в этих случаях вместе с раскрываемыми в настоящем документе модификаторами пенной фазы может быть использован усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, однако, в определенных кислотных условиях используют полимерный модификатор пенной фазы, в котором имеется, по меньшей мере, одна функциональная группа, подбираемая из группы, в которую входят сульфонатные группы или соответствующие им кислоты, фосфатные или фосфонатные или фосфинатные группы или соответствующие им кислоты, гидроксаматные группы или соответствующие им кислоты, силановые или силанольные группы и их сочетания и, необязательно, одна или более гидрофобная группа.

В контексте настоящего документа термин «добавлять» или любые его варианты означает любой способ или процесс, который может быть использован для сведения вместе двух или более продуктов или соединений. В настоящем документе термин «добавлять» или любые его варианты охватывает любой процесс, включающий смешивание, перемешивание, соединение, включение, блендирование и т.п. Термин «добавлять» не ограничен определенной последовательностью добавления одного продукта или соединения к другому.

В контексте настоящего документа термин «модификатор пенной фазы» означает любой реагент, который может улучшать свойства пенной фазы и, тем самым, усовершенствовать отделение и извлечение ценных минералов, а также реагенты, которые могут оказывать благоприятное влияние в фазе пульпы или суспензии, такое как уменьшения вязкости суспензии, подавление или диспергирование определенных силикатов и т.п. Термин «модификатор пенной фазы», помимо прочего, охватывает реагенты, выполняющие в процессе флотации более одной функции или направленные на достижение более одной цели, например, действующие как модификатор пенной фазы и подавитель или дисперсант.

Модификатор пенной фазы и/или усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, могут быть введены в процесс на стадии предварительного размола, на стадии размола, на стадии подготовки, на стадии флотации или на нескольких из этих стадий. При щелочных условиях проведения процесса усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, может быть добавлен вместе с полимерным модификатором пенной фазы или отдельно от него, при условии, что когда его добавляют вместе с полимером, он присутствует в избытке, которого достаточно для нейтрализации функциональных групп полимера и изменения рН в установке. Специалистам в данной области ясно, что собиратель может быть добавлен на любой стадии данного способа. В одном из вариантов осуществления изобретения собиратель может быть введен в процесс либо отдельно от модификатора пенной фазы, либо одновременно с ним на стадии предварительного размола, на стадии размола, на стадии подготовки, на стадии флотации или на нескольких из этих стадий. Точно так же, пенообразователи, регуляторы рН, дисперсанты и подавители, если их используют, могут быть введены в процесс на любой одной или нескольких из следующих стадий: предварительного размола, размола, подготовки и флотации.

В одном из аспектов изобретения модификатор пенной фазы и усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, используют в рамках способа, осуществляемого в щелочных условиях, тогда как в другом аспекте изобретения модификатор пенной фазы, содержащий полимер, в котором имеется, по меньшей мере, одна функциональная группа, подбираемая из группы, в которую входят сульфонатные группы или соответствующие им кислоты, фосфатные или фосфонатные или фосфинатные группы или соответствующие им кислоты, гидроксаматные группы или соответствующие им кислоты, силановые или силанольные группы и, необязательно, одна или более гидрофобная группа или их сочетания, используют в рамках способа, осуществляемого в кислотных условиях. В еще одном аспекте предусматривается использование собирателя в качестве флотационного реагента. При необходимости, могут быть использованы другие реагенты, такие как модификаторы, пенообразователи, регуляторы pH, подавители, дисперсанты, активаторы и т.п., например, такие модификаторы, как сульфид аммония, сульфат меди, нитрат свинца, кальцинированная сода, органические красители, танины, декстрин и крахмал; такие пенообразователи, как алифатические спирты (например, метилизобутилкарбинол), полиэтилен- или полипропиленгликоли и их простые моноэфиры, алкоксисоединения (например, триэтоксибутан), кетоны, альдегиды, сложные эфиры, сосновое масло и крезолы; такие подавители, как цианид натрия или полисахарид; такие дисперсанты, как силикат натрия или карбоксиметилцеллюлоза; такие активаторы, как сульфат меди.

Хотя авторы изобретения не хотят быть связанными какой-либо определенной теорией, превосходные характеристики модификаторов пенной фазы и, в щелочных условиях, усиливающих действие модификаторов агентов, представляющих собой однозарядные ионы, можно объяснить тем, что они разрушают сложную структуру пены, образуемую силикатами, и изменяют вязкость пены так, что становится возможным отделение ценных минералов от нежелательных жильных силикатных минералов.

К пригодным для использования в процессе флотации модификаторам пенной фазы, помимо прочего, относятся растворимые в воде, смешивающиеся с водой или диспергируемые в воде полимеры с молекулярным весом от, примерно, 1000 до, примерно, 1000000. В одном из примеров диапазон молекулярного веса модификатора пенной фазы составляет от 3000 до, примерно, 300000. В другом примере диапазон молекулярного веса модификатора пенной фазы составляет от 5000 до 50000.

Реагенты настоящего изобретения применимы в воде разнообразного химического состава, в том числе, помимо прочего, морской воде, слабоминерализованной воде или загрязненной или технической воде, не считая возможности обработки материала с высоким содержанием твердой фазы, что допускает увеличение производительности.

К примерам модификаторов пенной фазы, помимо прочего, относятся полимеры, в которых имеется, по меньшей мере, одна функциональная группа, подбираемая из группы, в которую входят карбоксильные группы или группы, преобразующиеся в карбоксильные в результате гидролиза, сульфонатные группы или соответствующие им кислоты, фосфатные или фосфонатные или фосфинатные группы или соответствующие им кислоты, гидроксаматные группы или соответствующие им кислоты, силановые или силанольные группы и их сочетания и, необязательно, гидрофобные группы.

В контексте настоящего термина термин «гидролиз» означает химическую реакцию или процесс, в ходе которого химическое соединение или группа разрушается в результате реакции с водой.

Примеры полимеров, содержащих карбоновую кислоту (или ее соль), хорошо известны в данной области; к ним, помимо прочего, относятся этиленненасыщенные карбоновые кислоты, ангидриды этиленненасыщенных карбоновых кислот, соли этиленненасыщенных карбоновых кислот, и их смеси, которые содержат, помимо прочего: акриловую кислоту, метакриловую кислоту, этакриловую кислоту, фумаровую кислоту (также известную как малеиновая кислота), итаконовую кислоту, кротоновую кислоту и их ангидриды и соли.

Примеры сульфонатсодержащих полимеров хорошо известны в данной области; к ним, помимо прочего, относятся этиленненасыщенные сульфоновые кислоты, соли ненасыщенных сульфоновых кислот, которые включают, например: 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновую кислоту, винилсульфоновую кислоту, стиролсульфоновую кислоту.

Примеры фосфонатсодержащих полимеров хорошо известны в данной области; к ним, помимо прочего, относятся этиленненасыщенные фосфоновые кислоты, соли ненасыщенных фосфоновых кислот и их смеси, например: 2-акриламидо-2-метил-1-пропанфосфоновая кислота, винилфосфоновая кислота, β-стирилфосфоновая кислота и их ангидриды.

Примеры фосфинатсодержащих полимеров хорошо известны в данной области; к ним, помимо прочего, относятся этиленненасыщенные фосфиновые кислоты, соли ненасыщенных фосфиновых кислот и их смеси, которые включают, например: аллилфосфиновую кислоту и ее ангидриды.

Примеры гидроксаматсодержащих полимеров хорошо известны в данной области; к ним, помимо прочего, относятся этиленненасыщенные гидроксамовые кислоты, соли ненасыщенных гидроксамовых кислот и их смеси, например: акриламидогидроксамовая кислота, метакриламидогидроксамовая кислота и полимеры, содержащие определенные группы, которые могут быть преобразованы в гидроксамовую кислоту или ее соли.

Примеры силан- и силанолсодержащих полимеров хорошо известны в данной области; к ним, помимо прочего, относятся этиленненасыщенный триалкоксисилан, соли ненасыщенного триалкоксисилана и их смеси, которые включают, например: винилтриметоксисилан, 3-(триэтоксисилил)пропилакриламид, 3-(триэтоксисилил)пропилакрилат.

Примеры гидрофобных групп хорошо известны в данной области; к ним, помимо прочего, относятся ароматические углеводороды и углеводороды С3-С18 - насыщенные или ненасыщенные, линейные или нелинейные или циклические, алкиловые или ариловые сложные эфиры, алкиловые или ариловые простые эфиры. Примеры сложных эфиров хорошо известны в данной области, к ним, помимо прочего, относятся винилацетат, винилформиат, винилпропионат, винилбутират и винилизобутират. Примеры простых эфиров хорошо известны в данной области, к ним, помимо прочего, относятся бутилвиниловый эфир, этилвиниловый эфир, метилвиниловый эфир, н-гексилакриламид, н-пропилакриламид, н,н-дипропилакриламид и т.п.

В особенности, применимы модификаторы пенной фазы, которые, помимо прочего, включают полимеры, содержащие мономерные звенья аллилсульфоната, малеинового ангидрида, винилацетата, стирола, мономерные звенья, содержащие силан, силанол, мономерное звено, содержащее гидроксамат, мономерное звено, содержащее алкильную группу, винилфосфонат и их сочетания.

В конкретным примерам модификаторов пенной фазы, помимо прочего, относятся сополимер (стирол - малеиновый ангидрид - акриловая кислота), сополимер (винилацетат - малеиновый ангидрид), сополимер (н-винилпирролидон - малеиновый ангидрид), сополимер (бутилвиниловый эфир - малеиновый ангидрид), модифицированный силаном и трет-октиламином сополимер (н-винилпирролидон - малеиновый ангидрид), сополимер (аллилсульфонат - малеиновый ангидрид), сополимер (стирол - малеиновый ангидрид - 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновая кислота), гидроксамированный сополимер (акриламид - винилфосфоновая кислота), сополимер (акриловая кислота - винилфосфоновая кислота, сополимер (2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновая кислота – винилфосфоновая кислота), сополимер (стирол – малеиновый ангидрид – 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновая кислота), гидроксамированный сополимер (акриламид – винилфосфоновая кислота), сополимер (акриловая кислота – винилфосфоновая кислота), сополимер (2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновая кислота – винилфосфоновая кислота), сополимер (стирол – малеиновый ангидрид), модифицированный 3-аминопропилтриэтоксисиланом сополимер (стирол – малеиновый ангидрид), модифицированный 3-аминопропилтриэтоксисиланом сополимер (стирол – малеиновый ангидрид – акриловая кислота), сополимер (стирол – акриловая кислота), гидроксамированный сополимер (акриламид – 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновая кислота) и их сочетания. Предусматривается, что в процесс пенной флотации может быть введено более одного типа модификатора пенной фазы. Также предусматривается, что модификаторы пенной фазы могут быть использованы вместе с другими известными в данной области модификаторами и с регуляторами рН и активаторами.

Примеры усиливающего действие модификатора агента, представляющего собой однозарядный ион, могут быть неорганические или органические, к ним, помимо прочего, относятся NaOH, KOH, NH₄OH, LiOH, гидроксид тетраметиламмония, гидроксид тетраэтиламмония и их смеси. Термин «однозарядный» в контексте настоящего документа означает, что при введении в водную фазу данные соединения диссоциируют на однозарядные катионы и анионы.

Как указано выше, модификаторы пенной фазы и, где целесообразно в щелочных условиях, усиливающие действие модификаторов агенты, представляющие собой однозарядные ионы, могут быть добавлены на любой стадии флотации. В одном из примеров модификатор пенной фазы добавляют в дробленую руду на стадии предварительного размола. В другом примере модификатор пенной фазы и/или усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, добавляют в размолотую руду, которая присутствует в суспензии, получаемой на стадии размола, то есть, модификатор пенной фазы и/или усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, добавляют в мельницу на стадии размола. В еще одном примере модификатор пенной фазы и/или усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, может быть добавлен в размолотую руду на стадии подготовки или на стадии флотации или на обеих стадиях путем добавления модификатора пенной фазы и/или усиливающего действие модификатора агента, представляющего собой однозарядный ион, в устройство подготовки или флотационную машину. Модификатор пенной фазы и/или усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, также может быть добавлен на всех стадиях или на любом сочетании стадий, например, модификатор пенной фазы и/или усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, может быть добавлен и на стадии размола, и на стадии подготовки.

Модификатор пенной фазы и/или усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, добавляют любым способом, приемлемым для добавления реагентов в процессе флотации, и может быть введены в процесс в любой форме. В одном из примеров модификатор пенной фазы и/или усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, добавляют в порошкообразной форме. В другом примере модификатор пенной фазы и/или усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, перед введением в процесс растворяют в воде. В еще одном примере получают натриевые, калиевые или аммонийные соли модификатора пенной фазы и вводят их в процесс.

Модификаторы пенной фазы и/или усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, вводят в процесс в количестве, эффективном с точки зрения повышения извлекаемости ценных минералов из руд, содержащих силикат Mg, шламообразующих руд или руд, содержащих глины. Количество добавляемого модификатора пенной фазы и/или усиливающего действие модификатора агента, представляющего собой однозарядный ион, меняется от процесса к процессу и зависит от ряда факторов, в том числе, помимо прочего: от типа руды, от количества руды, от того, какой именно ценный минерал подлежит извлечению, от типа и количества присутствующих в данной руде силикатных минералов и т.п. В одном из промеров количество добавляемого модификатора пенной фазы и/или усиливающего действие модификатора агента, представляющего собой однозарядный ион, составляет от, примерно, 25 г до, примерно, 5000 г на тонну руды. В другом примере это количество может составлять от, примерно, 50 г до, примерно, 2000 г на тонну руды. В еще одном примере это количество может составлять от, примерно, 100 г до, примерно, 500 г на тонну руды.

Модификатор пенной фазы и/или усиливающий действие модификатора агент, представляющий собой однозарядный ион, может быть введен в процесс флотации в сочетании с другим реагентом, таким как дисперсант, регулятор рН, подавитель, активатор, собиратель, пенообразователь и их сочетание. К примерам дисперсантов, подавителей, регуляторов рН и активаторов, помимо прочего, относятся: известь, карбонат натрия, силикат натрия, карбоксиметилцеллюлоза, гуаровая смола, лигносульфонат, сульфат меди, полиакрилат, полифосфаты натрия, стеарамидопропилдиметил-2-гидроксиэтил-аммонийнитрат натрия и т.п. Эти реагенты могут быть добавлены в сочетании с модификатором пенной фазы либо на стадии размола, либо на стадии флотации.

К флотационным реагентам, пригодным для повышения извлекаемости ценных минералов, относятся собиратели. Собиратели могут быть добавлены на любой стадии процесса флотации. Например, собиратель может быть добавлен в ходе стадии предварительного размола, стадии размола, стадии подготовки, стадии флотации или их сочетания.

Обычно, собиратель вводят в процесс одновременно или после добавления модификатора пенной фазы. В одном из примеров собиратель добавляют в дробленую руду на стадии предварительного размола после добавления в дробленую руду модификатора пенной фазы. В качестве альтернативы, собиратель и модификатор пенной фазы добавляют в дробленую руду одновременно.

В другом примере собиратель добавляют в размолотую руду в ходе стадии размола до или после добавления модификатора пенной фазы (на стадии предварительного размола или на стадии размола). В качестве альтернативы, собиратель добавляют в размолотую руду одновременно с модификатором пенной фазы на стадии размола.

В еще одном примере собиратель добавляют в размолотую руду, имеющуюся на стадии подготовки, до или после добавления модификатора пенной фазы (на стадии предварительного размола, на стадии размола или на стадии подготовки). В качестве альтернативы, собиратель может быть добавлен одновременно с модификатором пенной фазы на стадии подготовки.

В еще одном примере собиратель может быть добавлен в размолотую руду, имеющуюся на стадии флотации, после добавления модификатора пенной фазы (на стадии предварительного размола, на стадии размола, на стадии подготовки или на стадии флотации). В качестве альтернативы, собиратель может быть добавлен одновременно с модификатором пенной фазы на стадии подготовки.

Собиратель может быть добавлен более, чем на одной стадии процесса флотации. Например, собиратель может быть добавлен к частицам дробленой руды на стадии предварительного размола, а также в размолотую руду в ходе стадии подготовки. Другой пример включает добавление собирателя в размолотую руду на стадии размола и добавление собирателя в размолотую руду на стадии подготовки. Еще один пример включает добавление собирателя в размолотую руду на стадии размола и добавление собирателя в размолотую руду на стадии флотации. Еще один пример включает добавление собирателя в размолотую руду на стадии подготовки и добавление собирателя в размолотую руду на стадии флотации. Предусматриваются и другие сочетания, хотя и не упоминаемые специально. Как указано выше, все эти примеры могут включать одновременное добавление собирателя и модификатора пенной фазы или добавление собирателя до/после добавления модификатора пенной фазы.

Как ясно специалистам в данной области, собиратели широко известны и применимы в процессах пенной флотации. Хотя в описываемом в настоящем документе процессе пенной флотации может быть использован любой собиратель или сочетание собирателей, известных в данной области, есть определенные собиратели, которые оказались эффективными с точки зрения повышения извлекаемости ценных минералов из определенных руд при использовании вместе с модификаторами пенной фазы и/или усиливающим действие модификатора агентом, представляющим собой однозарядный ион. В одном из примеров собиратели могут включать, помимо прочего, композиции, в которые входит алкоксикарбонилалкилдитиокарбамат, меркаптобензотиазол, диалкилдитиокарбамат, диарил- или диалкилдитиофосфат, диалкилдитиофосфинат, алкоксикарбонилалкилтионокарбамат, аллилалкилтионокарбамат, сложный эфир аллилалкилксантат, диалкилтионокарбамат и их сочетания.

В одном из примеров композиции собирателей, включающие собиратель, подбираемый из группы, в которую входят алкоксикарбонилалкилдитиокарбамат, меркаптобензотиазол, диалкилдитиокарбамат, диарил- или диалкилдитиофосфат, диалкилдитиофосфинат, алкоксикарбонилалкилтионокарбамат, аллилалкилтионокарбамат, сложный эфир аллилалкилксантат, диалкилтионокарбамат и их сочетания, могут быть использованы в сочетании с алкилксантатом или другими собирателями, подбираемыми из группы, в которую входят алкилмеркаптан, диалкилмонотиофосфат, диарилмонотиофосфат, диалкилсульфид, алкоксикарбонилалкилтиомочевина, диалкилксантогенформиат, дифенилтиомочевина, дифенилгуанидин, алкилгидроксамовые кислоты и их сочетания.

Собиратели, используемые в настоящем контексте, могут включать смесь одного или более из перечисленных выше соединений в любом приемлемом соотношении. Обычно эта смесь включает одно или более соединение, подбираемое из группы, в которую входят алкоксикарбонилалкилдитиокарбамат, меркаптобензотиазол, диалкилдитиокарбамат, диарил- или диалкилдитиофосфат, диарил- или диалкилмонотиофосфат, алкоксикарбонилалкилтионокарбамат, аллилалкилтионокарбамат, диалкилтионокарбамат и сложный эфир аллилалкилксантат, где отдельные соединения присутствуют в композиции собирателя в количестве от 1% вес. до, примерно, 90% вес. относительно общего веса композиции собирателя. В другом примере отдельные соединения присутствует в композиции собирателя в количестве от 5% вес. до, примерно, 70% вес. относительно общего веса композиции собирателя. В еще одном примере отдельные соединения присутствует в композиции собирателя в количестве от, примерно, 10% вес. до, примерно, 50% вес. относительно общего веса композиции собирателя.

Одним из примеров собирателя является смесь алкоксикарбонилалкилдитиокарбамата, диалкилдитиофосфата и алкоксикарбонилалкилтионокарбамата. Другим примером собирателя является смесь меркаптобензотиазола, диалкилдитиокарбамата натрия и диалкилдитиофосфата натрия. Еще одним примером собирателя является смесь алкоксикарбонилалкилтионокарбамата, сложного эфира аллилалкилксантата, диалкилтионокарбамата и ароматического углеводородного масла. Еще одним примером собирателя является смесь диарилдитиофосфата и диалкилмонотиофосфата.

Собиратели вводят в процесс любым способом, пригодным для добавления реагента в процессе пенной флотации, и добавляют в количестве, эффективном с точки зрения повышения извлекаемости ценных минералов из руды. Это количество меняется от процесса к процессу и зависит от ряда факторов, в том числе, помимо прочего: от типа руды, от количества руды, от того, какой именно ценный минерал(ы) подлежит извлечению, от типа и количества присутствующих в данной руде силикатных минералов и т.п. В одном из примеров количество собирателя, вводимое в процесс, составляет от, примерно, 5 г до, примерно, 500 г на тонну руды. В другом примере это количество собирателя может составлять от, примерно, 10 г до, примерно, 200 г на тонну руды. В еще одном примере количество собирателя составляет от, примерно, 20 г до, примерно, 100 г на тонну руды.

Описываемые в настоящем документе реагенты могут быть использованы в процессе пенной флотации при любых условиях кислотности: основных (щелочных) условиях (рН, обычно, более 7), кислотных условиях (рН, обычно, менее 7) или нейтральных условиях, чтобы повысить извлекаемость сульфидных минералов и минералов ценных металлов в зависимости от типа руды, минералогического состава и того, какие минералы рассматриваются как ценные. В области обогащения полезных ископаемых кислотность также может быть описана иным образом. Например, когда естественный pH размолотой пульпы (без каких-либо реагентов) составляет, скажем, 8,2, то кислотными условия считаются тогда, когда pH пульпы уменьшают относительно значения 8,2 до, скажем, 7,5 путем добавления кислоты; основными условия считаются тогда, когда pH пульпы увеличивают относительно 8,2 до, скажем, 8,5 путем добавления основания, наиболее часто – извести.

Когда процесс пенной флотации осуществляют при кислотных условиях, модификаторы пенной фазы, собиратели и другие описанные выше реагенты могут быть введены в процесс на любой стадии, как указано выше. Хотя любой из упоминаемых выше модификаторов пенной фазы, собирателей и других реагентов может быть введен в процесс при кислотных условиях, предусматривается, что модификаторы пенной фазы, содержащие группу сульфоновой кислоты или группу сульфоната или группу фосфоновой кислоты или фосфината или фосфоната или гидроксамата, могут повышать извлекаемость ценных минералов в данном способе.

Хотя авторы изобретения не придерживаются или не хотят быть связанным какой-либо из предложенных теорий или экспериментальных исследований, вообще, определенные сульфидные минералы, такие как сульфиды меди и молибденит, поддаются селективной флотации при щелочных условиях, тогда как определенные другие сульфиды, такие как пирит, пирротит, арсенопирит, при этих условиях флотируются менее эффективно. При кислотных условиях большинство сульфидных минералов флотируются эффективно. Для некоторых руд, таких как руды Cu, руды Cu-Mo, руды Cu-Au, руды Ni, может требоваться селективная флотация ценных сульфидов и драгоценных металлов и удаление жильных сульфидов, таких как пирит, пирротит и арсенопирит, помимо удаления вызывающих проблемы силикатов. Для некоторых других руд, таких как первичные руды Au, руды PGM, некоторые руды Ni, целью обработки может являться извлечение, фактически, всех сульфидов и ценных металлов в виде единого концентрата, или коллективного концентрата в ходе процесса, иногда именуемого коллективная флотация, и удаление вызывающих проблемы жильных силикатов и других несульфидных жильных минералов. В компетенцию специалистов в данной области входит определение условий, необходимых для достижения заданной цели по отделению и извлечению ценных продуктов.

Когда процесс флотации осуществляют при кислотных условиях, модификаторы пенной фазы и собиратели способны повысить извлекаемость всех сульфидных минералов основных металлов и всех минералов драгоценных металлов, которые полностью или частично высвобождаются и не инкапсулированы целиком внутри матрицы жильного силиката.

В одном из примеров процесс флотации осуществляют при кислотных условиях путем добавления модификатора пенной фазы, включающего, по меньшей мере, один полимер, в котором имеется, по меньшей мере, одна функциональная группа, подбираемая из группы, в которую входят сульфонатные группы или соответствующие им кислоты, фосфатные или фосфонатные или фосфинатные группы или соответствующие им кислоты, гидроксаматные группы или соответствующие им кислоты, силановые или силанольные группы и, необязательно, гидрофобные группы или их сочетания. Модификатор пенной фазы может быть добавлен на любой стадии процесса пенной флотации, однако, более типично, его добавляют в размолотую руду на стадии подготовки или на стадии флотации. В одном из примеров модификатор пенной фазы может быть добавлен только на стадии подготовки или только на стадии флотации или на обеих этих стадиях. Предусматривается, что собиратель может быть введен в процесс одновременно с модификатором пенной фазы на любой стадии процесса. Кислотные условия обычно используют для обработки первичных золотосодержащих руд, определенных руд Ni и некоторых руд Cu и полиметаллических руд.

В качестве модификатора pH в процессе флотации может быть использовано любое соединение, обладающее кислотными свойствами. К примерам кислотных соединений, помимо прочего, относятся серная кислота (H₂SO₄), лимонная кислота, щавелевая кислота, азотная кислота, сернистая кислота, соляная кислота (HCl), азотная кислота (HNO₃), фосфорная кислота (Н₃РО₄) и сульфаминовая кислота. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, например, в качестве модификатора pH в процессе флотации используют серную кислоту.

Кислотное соединение добавляют в количестве, эффективном с точки зрения получения кислотных условий обработки, то есть, обычно, pH менее 7 или менее естественного pH пульпы без каких-либо реагентов. В одном из примеров количество кислоты лежит в диапазоне от, примерно, 1 кг до, примерно, 30 кг на тонну руды. В другом примере количество кислоты лежит в диапазоне от, примерно, 3 кг до, примерно, 20 кг на тонну руды. В еще одном примере это количество лежит в диапазоне от, примерно, 5 кг до, примерно, 15 кг на тонну руды.

Другой аспект изобретения относится к комплекту для повышения извлекаемости ценных минералов из сульфидных или содержащих минерал драгоценного металла руд. Комплект, предназначенный для использования в щелочных условиях, включает контейнер с модификатором пенной фазы, контейнер с усиливающим действие модификатора агентом, представляющим собой однозарядный ион, и контейнер с собирателем, как описано в настоящем документе. В этот комплект также могут входить контейнеры с другими реагентами и/или добавками, например, около 10 кг на тонну руды. Комплект для повышения извлекаемости ценных минералов из сульфидной или содержащей минерал драгоценного металла руды, предназначенный для использования в кислотных условиях, включает контейнер с модификатором пенной фазы, содержащим, по меньшей мере, один полимер, в котором имеются функциональные группы, подбираемые из группы, в которую входят сульфонатные группы или соответствующие им кислоты, фосфатные или фосфонатные или фосфинатные группы или соответствующие им кислоты, гидроксаматные группы или соответствующие им кислоты, силановые и силанольные группы и их смеси.

Следующие далее примеры приведены для облегчения понимания определенных вариантов осуществления настоящего изобретения специалистами в данной области. Эти примеры предназначены для пояснения и не должны рассматриваться как ограничивающие объем различных вариантов осуществления настоящего изобретения.

Примеры

Получение модификаторов пенной фазы

Пример 1 – Получение сополимера (стирол – малеиновый ангидрид – акриловая кислота)

Получение терполимера стирола, малеинового ангидрида и акриловой кислоты проводили следующим образом: 39,58 г малеинового ангидрида растворили в 238,61 г толуола в контейнере вместимостью 32 унции (0,9 кг). Затем в этот раствор добавили 42,04 г стирола и 19,39 г акриловой кислоты и хорошо перемешали, чтобы получить раствор мономера. В реактор загрузили 650 г толуола и, продувая азотом, нагрели до 85°С. Продувку азотом (атмосфера азота) продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. После продувания в течение 30 мин в реактор добавили 9,85 г пероксида дилауроила, имеющегося в наличии как Luperox LP производства Atofina Chemicals, Inc., Филадельфия, Пенсильвания. Сразу же в реактор за 90 мин добавили раствор мономера. В первые 60 мин температуру реакции поддерживали равной 85°C, затем ее увеличили до 90°C и поддерживали равной 90°C до тех пор, пока загружали раствор мономера. После загрузки раствора мономера температуру реакции увеличили до 95°C и поддерживали равной 95°C в течение 1 часа. Нагревание остановили и перед выгрузкой дали реактору остыть до менее чем 40єС. Продукт дважды промыли толуолом и высушили под вакуумом. Молекулярный вес (MW) этого полимера составил, приблизительно, 25000.

Пример 2 – Получение сополимера (винилацетат – малеиновый ангидрид)

Получение сополимера винилацетата и малеинового ангидрида проводили следующим образом: 64,55 г малеинового ангидрида растворили в 356,93 г толуола в реакторе с рубашкой. При перемешивании в реактор добавили 56,67 г винилацетата, затем 1,86 г 2,2'-азобис(2,4-диметилвалеронитрила). Реактор барботировали азотом 40 мин, затем нагрели до 52°C, чтобы инициировать полимеризацию. Продувку азотом (атмосфера азота) продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. Температура увеличивалась до тех пор, пока не закончился экзотермический процесс. Реактору дали остыть до 60°C и выдержали при 60°C в течение 10 часов. Нагревание остановили, перед выгрузкой реактору дали остыть до комнатной температуры. Продукт дважды промыли толуолом и высушили под вакуумом. Молекулярный вес этого полимера составил, приблизительно, 44000.

Пример 3 – Получение сополимера (н-винилпирролидон – малеиновый ангидрид)

Получение сополимера н-винилпирролидона и малеинового ангидрида проводили следующим образом: 42,61 г малеинового ангидрида растворили в 212,49 г толуола в контейнере вместимостью 32 унции. Затем в этот раствор добавили 48,3 г н-винилпирролидона и хорошо перемешали, чтобы получить раствор мономера. В реактор загрузили 585,47 г толуола и, продувая азотом, нагрели до 80°C. Продувку азотом (атмосфера азота) продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. После продувания в течение 30 мин в реактор добавили 9,28 г Luperox LP и немедленно начали добавлять в реактор раствор мономера, что заняло 100 мин. Температуру реакции поддерживали равной 85°C. После загрузки раствора мономера температуру реакции увеличили до 90°C и поддерживали равной 90°C в течение 1/2 часа. Добавили 1,86 г Luperox LP и увеличили температуру реакции до 95°C и поддерживали равной 95°C в течение 1 часа. Затем нагревание остановили и перед выгрузкой дали реактору остыть до менее, чем 40єС. Продукт дважды промыли толуолом и высушили под вакуумом. Молекулярный вес этого полимера составил, приблизительно, 7600.

Пример 4 – Получение сополимера (бутилвиниловый эфир – малеиновый ангидрид)

Получение сополимера бутилвинилового эфира и малеинового ангидрида проводили следующим образом: 49,97 г малеинового ангидрида растворили в 363,42 г толуола в контейнере вместимостью 32 унции. Затем в этот раствор добавили 51,56 г бутилвинилового эфира и хорошо перемешали, чтобы получить раствор мономера. В реактор загрузили 524,74 г толуола и, продувая азотом, нагрели до 65°C. Продувку азотом (атмосфера азота) продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. После продувания азотом в течение 30 мин в реактор добавили 4,12 г 2,2ʹ-азобис(2,4-диметилвалеронитрила). Сразу же начали добавлять в реактор раствор мономера, что заняло 70 мин. Температуру реакции поддерживали равной от 63°C до 65°C. Спустя тридцать (30) мин после начала добавления мономера добавили 2,06 г 2,2ʹ-азобис(2,4-диметилвалеронитрила). Через 30 мин добавили еще 2,06 г 2,2ʹ-азобис(2,4-диметилвалеронитрила). Спустя 30 мин после загрузки всего раствора мономера добавили еще 2,06 г 2,2ʹ-азобис(2,4-диметилвалеронитрила). Температуру реакции увеличили до 68°C и поддерживали равной 68°C еще в течение 4 часов. Затем нагревание остановили и перед выгрузкой дали реактору остыть до менее, чем 40°C. Продукт дважды промыли толуолом и высушили под вакуумом. Молекулярный вес этого полимера составил, приблизительно, 34000.

Пример 5 – Получение модифицированного силаном и трет-октиламином сополимера (н-винилпирролидон – малеиновый ангидрид)

Этот полимер получили из сополимера н-винилпирролидона и малеинового ангидрида так же, как в примере 3. Сополимер дополнительно модифицировали н-трет-октиламином и (3-аминопропил)триэтоксисиланом следующим образом: 7 г сополимера (н-винилпирролидон – малеиновый ангидрид) с содержанием твердого полимера 84,9% (остальное – толуол) растворили в 29,4 г н,н-диметилформамида в стеклянном контейнере вместимостью 4 унции (0,1 кг). Этот раствор перед добавлением модифицирующего раствора продували 15 мин. Модифицирующий раствор получили путем добавления при перемешивании 1,35 г (3-аминопропил)триэтоксисилана и 2,09 г н-трет-октиламина в 8,39 г н,н-диметилформамида. Затем модифицирующий раствор медленно при перемешивании добавили в раствор полимера с получением гомогенного раствора. Этот раствор нагревали до 90°C 1 час. Продукту дали остыть до комнатной температуры и выгрузили. Молекулярный вес этого полимера составил, приблизительно, 8800.

Пример 6 – Получение модифицированного силаном и трет-октиламином сополимера (н-винилпирролидон – малеиновый ангидрид)

Этот полимер получили так же, как в примере 5, за исключением того, что количества н-трет-октиламина и (3-аминопропил)триэтоксисилана были, соответственно, 1,60 г и 1,35 г. Молекулярный вес этого полимера составил, приблизительно, 8800.

Пример 7 – Получение сополимера (аллилсульфонат – малеиновый ангидрид)

В реакторе к 720 г 20% раствора аллилсульфоната натрия добавили 98,1 г малеинового ангидрида. Продувая азотом, раствор мономера нагрели до 100-105°C, чтобы отогнать воду. После того, как было удалено, примерно, 210 г воды, в реактор за 5,5 ч загрузили 62,5 г 26,7% раствора персульфата аммония. Полимеризацию проводили в течение 30 мин при 100-103°C после того, как был загружен весь персульфат аммония. Когда температура продукта снизилась до менее, чем 40°C, его выгрузили. Молекулярный вес этого полимера составил около 2000.

Пример 8 – Получение сополимера (стирол – малеиновый ангидрид – 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновая кислота)

Получение терполимера стирола, малеинового ангидрида и 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновой кислоты (AMPS) проводили следующим образом: в реактор загрузили 11,27 г малеинового ангидрида и 277,73 г диметилформамида (DMF). Перемешивали до растворения малеинового ангидрида, затем добавили 11,97 г стирола и 71,46 г AMPS. Все мономеры перемешали с получением гомогенного раствора мономера, затем добавили 1,93 г AIBN (azobisiso-butyronitrile) и хорошо перемешали. Раствор мономера продували азотом 45 мин, затем нагрели до 75°C и выдержали при этой температуре 6 часов. Продувку азотом продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. Нагревание остановили и дали реактору остыть до менее чем 40°C. Полимер выгрузили и осадили в изопропаноле. Полимер промыли, отфильтровали и высушили под вакуумом. Перед использованием этот полимер растворяли в растворе каустической соды.

Пример 9 – Получение сополимера (акриламид – винилфосфоновая кислота) и его гидроксамирование

(9а) Получение сополимера (акриламид – винилфосфоновая кислота)

Раствор мономера получили, загрузив в лабораторный стакан 144,4 г винилфосфоновой кислоты и 63,35 г деионизированной воды. При перемешивании добавили 103,72 г 50% гидроксида натрия, чтобы нейтрализовать винилфосфоновую кислоту. В ходе нейтрализации температуру раствора поддерживали ниже 32°C. pH раствора довели до, примерно, 6,0 и добавили 173,23 г акриламида. Перемешивая, растворили акриламид с получением гомогенного раствора мономера, его продували азотом, по меньшей мере, 45 мин. В реактор загрузили 244,67 г деионизированной воды, продували ее азотом в течение 45 мин, в то же время нагрели реактор до 60°C. Продувку азотом продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. Спустя 45 мин после начала продувки азотом в реактор одновременно загрузили 22 г 32,34% раствора персульфата аммония и 22,82 г 29,15% раствора метабисульфита натрия (редокс-инициаторы) при помощи шприцевого насоса, это заняло 130 мин. Спустя 10 мин после начала загрузки инициаторов за 80 мин добавили раствор мономера. Температуре дали увеличиться до 65°C -70°C и поддерживали в этом диапазоне еще час после окончания добавления редокс-инициаторов. Нагревание остановили, дали реактору остыть до комнатной температуры перед проведением гидроксамирования.

(9b) Гидроксамирование сополимера (акриламид – винилфосфоновая кислота)

Раствор гидроксиламина получили, поместив в химический стакан 354,71 г 30% раствора сульфата гидроксиламина. Добавили 10,35 г безводного тиосульфата натрия и перемешивали пока не растворился весь тиосульфат натрия. В этот раствор при перемешивании медленно добавили 124,47 г 50% раствора гидроксида натрия. Во время добавления раствора гидроксида натрия температуру поддерживали не выше 25°C при помощи водяной бани со льдом. Полученный раствор гидроксиламина перемешивали, примерно, 20 мин, затем медленно добавили в полученный в примере (9а) раствор сополимера (акриламид – винилфосфоновая кислота) в реакторе при перемешивании и продувке азотом. После добавления раствора гидроксиламина перемешивание при продувке азотом продолжали 20 мин при комнатной температуре, после чего продукт выгрузили.

Пример 10 – Получение сополимера (акриловая кислота – винилфосфоновая кислота)

Этот сополимер получили так же, как в примере (9а), за исключением того, что акриламид заменили на акриловую кислоту. Раствор мономера получили, загрузив в лабораторный стакан 144,4 г винилфосфоновой кислоты, 94,37 г акриловой кислоты и 42,5 г деионизированной воды. При перемешивании добавили 207,45 г 50% гидроксида натрия, чтобы нейтрализовать кислоты. В ходе нейтрализации температуру раствора поддерживали ниже 32°C. pH раствора довели до, примерно, 6,0 и продували азотом, по меньшей мере, 45 мин перед загрузкой в реактор. В реактор загрузили 244,67 г деионизированной воды, продували ее азотом в течение 45 мин, в то же время нагрели реактор до 60°C. Продувку азотом продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. Спустя 45 мин после начала продувки азотом в реактор одновременно начали загружать 22 г 32,34% раствора персульфата аммония и 22,82 г 29,15% раствора метабисульфита натрия (редокс-инициаторы) при помощи шприцевого насоса, это заняло 130 мин. Спустя 10 мин после начала загрузки инициаторов за 80 мин добавили раствор мономера. Температуре дали увеличиться до 65°C-70°C и поддерживали в этом диапазоне еще час после окончания добавления редокс-инициаторов. Нагревание остановили, дали реактору остыть до комнатной температуры перед выгрузкой продукта.

Пример 11 – Получение сополимера (2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновая кислота – винилфосфоновая кислота)

Этот сополимер получили так же, как в примере (9а), за исключением того, что акриламид заменили на 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновую кислоту. Раствор мономера получили, загрузив в лабораторный стакан 144,4 г винилфосфоновой кислоты, 450 г деионизированной воды и 271,43 г 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновой кислоты. При перемешивании добавили 207,45 г 50% гидроксида натрия, чтобы нейтрализовать кислоты. В ходе нейтрализации температуру раствора поддерживали ниже 32°C. pH раствора довели до, примерно, 6,0 и продували азотом, по меньшей мере, 45 мин перед загрузкой в реактор. В реактор загрузили 244,67 г деионизированной воды, продували ее азотом в течение 45 мин, в то же время нагрели реактор до 60°C. Продувку азотом продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. Спустя 45 мин после начала продувки азотом в реактор одновременно начали загружать 22 г 32,34% раствора персульфата аммония и 22,82 г 29,15% раствора метабисульфита натрия (редокс-инициаторы) при помощи шприцевого насоса, это заняло 130 мин. Спустя 10 мин после начала загрузки инициаторов за 80 мин добавили раствор мономера. Температуре дали увеличиться до 65°C-70°C и поддерживали в этом диапазоне еще час после окончания добавления редокс-инициаторов. Нагревание остановили, дали реактору остыть до комнатной температуры перед выгрузкой продукта.

Пример 12 – Получение сополимера (стирол – малеиновый ангидрид – 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновая кислота)

Получение терполимера стирола, малеинового ангидрида и 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновой кислоты (AMPS) проводили следующим образом: в реактор загрузили 11,27 г малеинового ангидрида и 277,73 г диметилформамида (DMF). Перемешивали до растворения малеинового ангидрида, затем добавили 11,97 г стирола и 71,46 г AMPS. Все мономеры перемешали с получением гомогенного раствора мономера, затем добавили 1,93 г AIBN (azobisisobutyronitrile) и хорошо перемешали. Раствор мономера продували азотом 45 мин, затем нагрели до 75°C и выдержали при этой температуре 6 часов. Продувку азотом продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. Нагревание остановили и дали реактору остыть до менее чем 40°C. Полимер выгрузили и осадили в изопропаноле. Полимер промыли, отфильтровали и высушили под вакуумом. Перед использованием этот полимер растворяли в растворе каустической соды.

Пример 13 – Получение сополимера (акриламид – винилфосфоновая кислота) и его гидроксамирование

(13а) Получение сополимера (акриламид – винилфосфоновая кислота)

Раствор мономера получили, загрузив в лабораторный стакан 144,4 г винилфосфоновой кислоты и 63,35 г деионизированной воды. При перемешивании добавили 103,72 г 50% гидроксида натрия, чтобы нейтрализовать винилфосфоновую кислоту. В ходе нейтрализации температуру раствора поддерживали ниже 32°C. pH раствора довели до, примерно, 6,0 и добавили 173,23 г акриламида. Перемешивая, растворили акриламид с получением гомогенного раствора мономера, его продували азотом, по меньшей мере, 45 мин. В реактор загрузили 244,67 г деионизированной воды, продували ее азотом в течение 45 мин, в то же время нагрели реактор до 60єС. Продувку азотом продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. Спустя 45 мин после начала продувки азотом в реактор одновременно загрузили 22 г 32,34% раствора персульфата аммония и 22,82 г 29,15% раствора метабисульфита натрия (редокс-инициаторы) при помощи шприцевого насоса, это заняло 130 мин. Спустя 10 мин после начала загрузки инициаторов за 80 мин добавили раствор мономера. Температуре дали увеличиться до 65°C-70°C и поддерживали ее в этом диапазоне еще час после окончания добавления редокс-инициаторов. Нагревание остановили, дали реактору остыть до комнатной температуры перед проведением гидроксамирования.

(13b) Гидроксамирование сополимера (акриламид – винилфосфоновая кислота)

Раствор гидроксиламина получили, поместив в химический стакан 354,71 г 30% раствора сульфата гидроксиламина. Добавили 10,35 г безводного тиосульфата натрия и перемешивали пока не растворился весь тиосульфат натрия. В этот раствор при перемешивании медленно добавили 124,47 г 50% раствора гидроксида натрия. Во время добавления раствора гидроксида натрия температуру поддерживали не выше 25°C при помощи водяной бани со льдом. Полученный раствор гидроксиламина перемешивали, примерно, 20 мин, затем медленно добавили в полученный в примере (9а) раствор сополимера (акриламид – винилфосфоновая кислота) в реакторе при перемешивании и продувке азотом. После добавления раствора гидроксиламина перемешивание при продувке азотом продолжали 20 мин при комнатной температуре, после чего продукт выгрузили. В соответствии с результатами ЯМР-спектроскопического анализа, структура полученного сополимера включает группу гидроксамата, карбоксилата, амида и фосфоната.

Пример 14 – Получение сополимера (акриловая кислота – винилфосфоновая кислота)

Этот сополимер получили так же, как в примере (9а), за исключением того, что акриламид заменили на акриловую кислоту. Раствор мономера получили, загрузив в лабораторный стакан 144,4 г винилфосфоновой кислоты, 94,37 г акриловой кислоты и 42,5 г деионизированной воды. При перемешивании добавили 207,45 г 50% гидроксида натрия, чтобы нейтрализовать кислоты. В ходе нейтрализации температуру раствора поддерживали ниже 32°C. pH раствора довели до, примерно, 6,0 и продували азотом, по меньшей мере, 45 мин перед загрузкой в реактор. В реактор загрузили 244,67 г деионизированной воды, продували ее азотом в течение 45 мин, в то же время нагрели реактор до 60°C. Продувку азотом продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. Спустя 45 мин после начала продувки азотом в реактор одновременно начали загружать 22 г 32,34% раствора персульфата аммония и 22,82 г 29,15% раствора метабисульфита натрия (редокс-инициаторы) при помощи шприцевого насоса, это заняло 130 мин. Спустя 10 мин после начала загрузки инициаторов за 80 мин добавили раствор мономера. Температуре дали увеличиться до 65єС-70°C и поддерживали ее в этом диапазоне еще час после окончания добавления редокс-инициаторов. Нагревание остановили, дали реактору остыть до комнатной температуры перед выгрузкой продукта.

Пример 15 – Получение сополимера (2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновая кислота – винилфосфоновая кислота)

Этот сополимер получили так же, как в примере (9а), за исключением того, что акриламид заменили на 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновую кислоту. Раствор мономера получили, загрузив в лабораторный стакан 144,4 г винилфосфоновой кислоты, 450 г деионизированной воды и 271,43 г 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновой кислоты. При перемешивании добавили 207,45 г 50% гидроксида натрия, чтобы нейтрализовать кислоты. В ходе нейтрализации температуру раствора поддерживали ниже 32°C. pH раствора довели до, примерно, 6,0 и продували азотом, по меньшей мере, 45 мин перед загрузкой в реактор. В реактор загрузили 244,67 г деионизированной воды, продували ее азотом в течение 45 мин, в то же время нагрели реактор до 60°C. Продувку азотом продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. Спустя 45 мин после начала продувки азотом в реактор одновременно начали загружать 22 г 32,34% раствора персульфата аммония и 22,82 г 29,15% раствора метабисульфита натрия (редокс-инициаторы) при помощи шприцевого насоса, это заняло 130 мин. Спустя 10 мин после начала загрузки инициаторов за 80 мин добавили раствор мономера. Температуре дали увеличиться до 65єС-70°C и поддерживали ее в этом диапазоне еще час после окончания добавления редокс-инициаторов. Нагревание остановили, дали реактору остыть до комнатной температуры перед выгрузкой продукта.

Пример 16 – Получение сополимера (стирол – малеиновый ангидрид)

Получение сополимера стирола и малеинового ангидрида проводили следующим образом: 48,37 г малеинового ангидрида растворили в 293,46 г толуола в контейнере вместимостью 32 унции. Толуол немного нагрели (температура <35°C) при перемешивании, чтобы растворился малеиновый ангидрид. Затем в этот раствор малеинового ангидрида добавили 51,58 г стирола и хорошо перемешали, чтобы получить раствор мономера. В реактор загрузили 579,18 г толуола и, продувая азотом, нагрели до 85єС. Продувку азотом (атмосфера азота) продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. После продувания в течение 45 мин при 85єС в реактор добавили 2,4 г Luperox LP и немедленно начали добавлять в реактор раствор мономера, что заняло 90 мин. Температуру реакции поддерживали равной 85°C первые 60 мин после начала добавления мономера. Затем добавили 0,6 г Luperox LP и увеличили температуру реакции до 90°C и поддерживали равной 90°C до тех пор, пока не загрузили весь раствор мономера. Температуру реакции увеличили до 95°C и поддерживали такой еще один час. Затем нагревание остановили и перед выгрузкой дали реактору остыть до менее, чем 40°C. Продукт отфильтровали, дважды промыли толуолом и высушили под вакуумом. Перед использованием этот полимер растворяли в растворе каустической соды.

Пример 17 – Модифицированный 3-аминопропилтриэтоксисиланом сополимер (стирол – малеиновый ангидрид)

Полученный в предыдущем примере сополимер (стирол - малеиновый ангидрид) модифицировали 3-аминопропилтриэтоксисиланом, как описано ниже. 7 г сухого сополимера (стирол - малеиновый ангидрид) диспергировали в 38 г толуола, дисперсию нагрели и выдержали при 50°C 20 мин. В полученную суспензию сополимера (стирол - малеиновый ангидрид) в толуоле добавили 0,76 г 3-аминопропилприэтоксисилана. Температуру увеличили и поддерживали равной 90°C в течение 1 часа. Перед выгрузкой продукта реактору дали остыть до менее, чем 40°C. Перед использованием этот полимерный продукт растворяли в растворе каустической соды.

Пример 18 – Модифицированный 3-аминопропилтриэтоксисиланом сополимер (стирол – малеиновый ангидрид – акриловая кислота)

Полученный в примере 1 сополимер (стирол - малеиновый ангидрид – акриловая кислота) также модифицировали 3-аминопропилтри-этоксисиланом, как описано в (6) выше.

Пример 19 – Получение сополимера (стирол – акриловая кислота)

Раствор мономера получили путем добавления 509,09 г толуола, 34,77 г стирола и 56,14 г акриловой кислоты в реактор. Раствор мономера барботировали азотом, по меньшей мере, 45 мин при нагревании до 75°C. Продувку азотом продолжали на протяжении всего процесса полимеризации. После продувания азотом в течение 45 мин добавили 6,79 г Luperox LP и поддерживали температуру реакции равной 75°C в течение четырех часов. Затем температуру реакции увеличили до 90°C и поддерживали равной 90°C в течение 1 часа. Нагревание остановили и перед выгрузкой продукта дали реактору остыть до менее, чем 40°C. Продукт отфильтровали, дважды промыли толуолом и высушили под вакуумом.

Пример 20 – Получение сополимера (акриламид – 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновая кислота) и продукта его гидроксамирования

Сополимер (акриламид – 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфо-новая кислота) получили таким же образом, как сополимер (акриламид – винилфосфоновая кислота), описанным в примере 13а выше, за исключением того, что винилфосфоновую кислоту заменили на 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфоновую кислоту. Гидроксамирование сополимера (акриламид – 2-акриламидо-2-метил-1-пропансульфо-новая кислота) также проводили аналогично описанной выше процедуре. В соответствии с результатами ЯМР-спектроскопического анализа, структура полученного сополимера включает группу гидроксамата, карбоксилата, амида и сульфоновую группу.

Извлечение ценных минералов и драгоценных металлов из руд

Во всех примерах использованы следующие обозначения: «процент или %» обозначает «весовой процент или % вес.»; «г/т» означает «граммов на тонну»; «мин» означает «минуты»; «Rec» означает извлечение ценного минерала в концентрат; «S rec» означает извлечение в целом всех сульфидных минералов.

Примеры 21–30 – Извлечение ценных минералов из Cu-Mo рудного тела

Рудное тело, содержащее Cu (0,72%) и Mo (0,0042%) подвергли обогащению путем пенной флотации. В каждом испытании 1000 г образца руды размалывали в течение 8,5 мин в мельнице со стержнями из мягкой стали, в которую загрузили 7 кг стержней и, приблизительно, 600 мл воды, и получили суспензию размолотой руды с гранулометрическим составом, в котором, приблизительно, 68% частиц проходят сквозь сито 150 мкм. Модификаторы пенной фазы приготовили в 2% растворе каустической соды и добавили в мельницу в количестве 150 г на тонну руды. Усиливающий действие модификатора агент представлял собой гидроксид натрия (хотя специалистам в данной области ясно, что вместо него могут быть использованы другие усиливающие действие модификатора агенты, такие как КОН, NH₄OH, LiOH, гидроксид тетраметиламмония, гидроксид тетраэтиламмония и их смеси, такая замена не требует чрезмерных экспериментальных работ), его также добавили в мельницу. В сравнительных испытаниях в мельницу добавляли известь, чтобы получить заданный pH на стадии флотации, приблизительно, 10. После размола суспензию переместили во флотационную машину Денвера объемом 2,5 л и добавили в нее воду до получения содержания твердой фазы 33%. Во флотомашине суспензию перемешивали при 1300 об/мин. Собиратель добавили в количестве 35 г на тонну руды на стадии размола и 15 г на тонну руды во флотационную пульпу на второй стадии флотации. Добавленный собиратель представлял собой смесь дикрезилдитиофосфата и диизобутилмонотиофосфата (в отношении 70:30). Использованный пенообразователь представлял собой смесь 15:85 гликолей и метилизобутилкарбинола, его добавили в количестве 40 г на тонну руды на стадии флотации. Флотацию проводили в течение, приблизительно, 10 мин. Результаты представлены в таблице 1.

Пример 31 – Извлечение ценных минералов из Cu-Mo рудного тела

Общую методику примеров 21–30 использовали для той же руды за исключением того, что гранулометрический состав соответствовал, приблизительно, 64% прохождению сквозь сито 150 мкм. Известь использовали в качестве регулятора pH в двух сравнительных испытаниях, ее добавляли в мельницу. Усиливающий действие модификатора агент представлял собой гидроксид натрия, его добавляли в мельницу. Результаты представлены в таблице 2.

Примеры 32-35 – Извлечение ценных минералов из Cu-Mo рудного тела

Общую методику примеров 21–30 использовали для той же руды за исключением того, что гранулометрический состав соответствовал, приблизительно, 64% прохождению сквозь сито 150 мкм. Известь использовали в качестве регулятора pH в одном испытании, ее добавляли в мельницу. Усиливающий действие модификатора агент использовали в других испытаниях, как указано в таблице 3, его добавляли в мельницу. Результаты представлены в таблице 3.

Примеры 36–39 – Извлечение ценных минералов из Cu-Mo рудного тела

Другое рудное тело, содержащее Cu (0,43%) и Mo (0,031%), подвергли обогащению путем пенной флотации с использованием той же методики, что и в примерах 21–30 за исключением того, что время размола составило 8,3 мин. Результаты представлены в таблице 4.

Примеры 40–46 – Извлечение ценных минералов из Cu-Mo рудного тела

Рудное тело, содержащее Cu (0,23%) и Mo (0,08%), подвергли обогащению путем пенной флотации. В каждом испытании 1000 г образца руды размалывали в течение 12 мин в мельнице со стержнями из мягкой стали, в которую загрузили 10 кг стержней и, приблизительно, 500 мл воды, и получили суспензию размолотой руды с гранулометрическим составом, в котором, приблизительно, 60% частиц проходят сквозь сито 75 мкм. В сравнительных испытаниях в мельницу добавляли известь в количестве, приблизительно, 100 г на тонну руды. Модификаторы пенной фазы приготовили в 2% растворе каустической соды и добавили в мельницу на стадии размола. Усиливающий действие модификатора агент представлял собой гидроксид натрия, который добавили в мельницу в количестве 375 г/т. После размола суспензию переместили во флотационную машину объемом 2,5 л и добавили в нее воду до получения содержания твердой фазы 34%. Во флотомашине суспензию перемешивали при 1200 об/мин. В сравнительном испытании использовали собиратель Coll A, который представлял собой изобутилксантат натрия, в количестве 25 г на тонну руды на стадии размола, 5 г на тонну руды на первой стадии подготовки и 5 г на тонну руды на второй стадии флотации, таким образом, его общее количество составило 35 г на тонну руды. В примерах, соответствующих настоящему изобретению, использовали собиратель Coll B, который содержал 15% н-бутоксикарбонил-н-бутилтионокарбамата, 12,5% сложного эфира аллиламилксантата, 12,5% ароматического углеводородного масла и 60% изопропилэтилтионокарбамата, его добавляли в количестве 15 г на тонну руды в мельницу, 5 г на тонну руды на стадии подготовки и 5 г на тонну руды на второй стадии флотации, таким образом, общее количество собирателя составило 20 г на тонну руды. Во всех испытаниях использовали пенообразователь Dowfroth 250, поставляемый Dow Chemical Company, США, который добавляли в количестве 20 г на тонну руды на первой стадии подготовки и 5 г на тонну руды на второй стадии подготовки. Каждая стадия подготовки длилась 2 мин. Гидросульфид натрия добавляли во всех испытаниях в количестве 18 г на тонну руды на стадии размола, 5 г на тонну руды в размолотую пульпу во флотационную машину на первой стадии подготовки и 5 г на тонну руды на второй стадии подготовки. Заданный pH на стадии флотации был равен, приблизительно, 9. Затем осуществляли флотацию в течение 8 мин. Результаты представлены в таблице 5.

Примеры 47-48 – Извлечение ценных минералов и металлов из содержащего драгоценные металлы рудного тела

Общую методику примеров 40–46 использовали для той же руды. Известь использовали в качестве регулятора pH в сравнительном испытании, ее добавляли в мельницу. Усиливающий действие модификатора агент представлял собой гидроксид натрия, его использовали, как указано в таблице 6, и добавляли в мельницу вместе с модификатором пенной фазы. Результаты представлены в таблице 6.

Примеры 49-50 – Извлечение ценных минералов и металлов из Cu-Au рудного тела

Рудное тело, содержащее Cu (0,27%), Au (0,9 г на тонну руды) и Ag (30 г на тонну руды) подвергли обогащению путем пенной флотации. В каждом испытании 1000 г образца руды размалывали в течение 15 мин в мельнице со стержнями из мягкой стали, в которую загрузили 10 кг стержней и, приблизительно, 667 мл воды, и получили суспензию размолотой руды с гранулометрическим составом, в котором, приблизительно, 80% частиц проходит сквозь сито 100 мкм. После размола суспензию переместили во флотационную машину объемом 2,5 л и добавили в нее воду до получения содержания твердой фазы 34%. Суспензию перемешивали при 1200 об/мин. Модификаторы пенной фазы приготовили в 2% растворе каустической соды и добавили в мельницу на стадии размола. Усиливающий действие модификатора агент представлял собой гидроксид натрия, его также добавили в мельницу. Использованный собиратель представлял собой композицию 14,4% н-бутоксикарбонил-н-бутилтионокарбамата, 33,6% дикрезилдитиофосфата/диизобутилмонотиофосфата (в отношении 70:30), 14,4% диизобутилдитиофосфината и 33,6% меркаптобезнотиазола натрия, который добавляли в количестве 9 г на тонну руды в мельницу и 9 г на тонну руды во флотомашину на второй стадии подготовки. Пенообразователь представлял собой AEROFROTH AF6A (Cytec Industries Inc., West Paterson, Нью-Джерси), который добавляли в количестве 5 г на тонну руды в размолотую пульпу во флотомашине на первой стадии подготовки и 5 г на тонну руды на второй стадии подготовки. Затем осуществляли флотацию в течение 12 мин. Результаты представлены в таблице 7.

Примеры 51-52 – Извлечение ценных минералов и металлов из Cu-Au рудного тела

Рудное тело, содержащее Cu (0,27%), Au (0,9 г на тонну руды) и Ag (30 г на тонну руды) подвергли обогащению путем пенной флотации. В каждом испытании, приблизительно, 1 кг образца руды размалывали в течение 15 мин в мельнице со стержнями из мягкой стали, в которую загрузили 10 кг стержней и, приблизительно, 667 мл воды, и получили суспензию с гранулометрическим составом, в котором, приблизительно, 80% частиц проходят сквозь сито 100 мкм. После размола суспензию переместили во флотационную машину объемом 2,5 л, скорость мешалки установили равной 1200 об/мин для перемешивания суспензии. Модификаторы пенной фазы добавляли в мельницу на стадии размола. Собиратель добавляли в количестве 10 г на тонну руды в мельницу и 25 г на тонну руды на стадии подготовки. Общее количество собирателя составило 18 г на тонну руды. Пенообразователь представлял собой AF6A (Cytec Industries Inc., West Paterson, Нью-Джерси), его добавляли в количестве 5 г на тонну руды на первой стадии подготовки и 5 г на тонну руды на второй стадии подготовки. Во флотомашину с суспензией размолотой руды добавили 25% раствор серной кислоты в количестве, эффективном для снижения pH на 2 единицы относительно исходного значения. Каждая стадия подготовки длилась 2 мин. Затем осуществляли флотацию в течение 12 мин. Результаты представлены в таблице 8.

Примеры 53-58 – Извлечение ценных минералов и металлов из Cu рудного тела

Рудное тело, содержащее Cu (0,75%), подвергли обогащению путем пенной флотации. В каждом испытании 1 кг образца руды размалывали в течение 6 мин в мельнице со стержнями из мягкой стали, в которую загрузили 7 кг стержней и, приблизительно, 1000 мл воды, и получили суспензию с гранулометрическим составом, в котором, приблизительно, 70% частиц проходят сквозь сито 150 мкм. Модификаторы пенной фазы приготовили в 2% растворе каустической соды и добавляли в количестве 150 г на тонну руды в мельницу на стадии размола. В сравнительном испытании в мельницу добавляли известь для достижения заданного значения pH, равного 10, на стадии флотации. Модификатор пенной фазы представлял собой гидроксид натрия, его добавляли в мельницу. После размола суспензию переместили во флотационную машину Денвера объемом 2,5 л и добавили в нее воду до получения содержания твердой фазы в суспензии 33%. Суспензию перемешивали при 1200 об/мин. Собиратель добавляли в количестве 10 г на тонну руды на стадии размола и 25 г на тонну руды в размолотую пульпу на стадии флотации. Собиратель содержал 40% н-бутоксикарбонил-н-бутилтионокарбамата, 20% изопропилэтилтионокарбамата и 40% н-бутоксикарбонил-н-бутилдитиокарбамата. Использованный пенообразователь представлял собой Х-583 от Cytec Industries Inc., West Paterson, Нью-Джерси, его добавляли в количестве 20 г на тонну руды в пульпу во флотомашину. Флотацию осуществляли в течение, примерно, 10 мин. Результаты представлены в таблице 9.

Примеры 59-62 – Извлечение ценных минералов и металлов из рудного тела, содержащего драгоценные металлы

Рудное тело, содержащее драгоценные металлы группы платины (приблизительно, 2 г/т Pt и 2 г/т Pd; а также содержащее ценные минералы Cu и Ni), подвергли обогащению путем пенной флотации с единой стадией размола и флотации с целью максимального извлечения Pt и Pd на этой стадии. Кроме того, было желательно извлечь, фактически, все сульфидные минералы, в том числе, минералы Cu и Ni. В каждом испытании 1 кг образца руды размалывали в течение 29,5 мин в мельнице со стержнями из мягкой стали, в которую загрузили 10 кг стержней и, приблизительно, 670 мл воды, и получили суспензию с гранулометрическим составом, в котором, приблизительно, 50% частиц проходят сквозь сито 75 мкм. Модификатор пенной фазы добавляли в количестве 150 г на тонну руды в мельницу вместе с 50 г/т гуаровой смолы в качестве подавителя. Усиливающий действие модификатора агент представлял собой гидроксид натрия, который добавляли в мельницу в количестве 60 г на тонну руды. Размолотую суспензию переместили во флотационную машину Денвера объемом 2,5 л и добавили в нее воду до получения суспензии с содержанием твердой фазы 33%. Эту суспензию перемешивали при 1300 об/мин. В сравнительном испытании использовали собиратель Coll A, который содержал 50% изобутилксантата натрия и 50% этилдитиофосфата натрия. Coll A использовали в количестве 30 г на тонну руды, добавляемом в размолотую пульпу во флотомашине. В примерах, соответствующих настоящему изобретению, использовали собиратель Coll B, который содержал 25% изобутилксантата натрия, 25% этилдитиофосфата натрия, 12,5% н-бутоксикарбонил-н-бутилдитиокарбамата, 12,5% н-бутоксикарбонил-н-бутилтионокарбамата, 12,5% сложного эфира аллиламилксантата и 12,5% аллилизобутилтионокарбамата. Coll В добавляли в количестве 30 г/т в размолотую пульпу во флотомашине. Во всех испытаниях использовали пенообразователь MIBC в количестве 30 г на тонну руды, добавляемом в размолотую пульпу во флотомашине. Пульпу подвергли подготовке в течение 2 мин. Флотацию осуществляли, приблизительно, 20 мин. Результаты представлены в таблице 10.

Пример 63 – Извлечение ценных минералов и металлов из рудного тела, содержащего драгоценные металлы

Общую методику примеров 59–62 использовали для той же руды, В одном из испытаний в качестве регулятора рН использовали известь, ее добавляли в мельницу. В другом испытании использовали усиливающий действие модификатора агент, как указано в таблице 11, его добавляли в мельницу вместе с модификатором пенной фазы. Результаты представлены в таблице 11.

Примеры 64-65 – Извлечение ценных минералов из Ni рудного тела

Рудное тело, содержащее Ni (0,6%) и S (3,7%, полностью в форме сульфидных минералов), подвергли обогащению путем пенной флотации с основной целью максимального извлечения Ni. Кроме того, было желательно извлечь, фактически, все сульфидныеминералы, в том числе, минералы Ni, то есть, достичь максимального извлечения S. В каждом испытании, приблизительно, 500 г образца руды размалывали в течение 10,5 мин в мельнице со стержнями из мягкой стали, в которую загрузили 7 кг стержней и, приблизительно, 333 мл воды, и получили суспензию размолотой руды с гранулометрическим составом, в котором, приблизительно, 50% частиц проходят сквозь сито 75 мкм. Модификаторы пенной фазы добавляли на стадии размола. Полученную суспензию переместили во флотационную машину и перемешивали со скоростью, примерно, 1300 об/мин при содержании твердой фазы 20% или 40%. Затем добавили собиратель в количестве, приблизительно, 40 г на тонну руды и пенообразователь MIBC в количестве, приблизительно, 40 г на тонну руды и провели стадию подготовки пульпы в течение 2 мин. Процесс осуществляли в кислотных условиях, то есть, добавили, приблизительно, 10 кг серной кислоты на тонну руды на стадии подготовки, собиратель и пенообразователь добавляли во время добавления кислоты. Затем проводили флотацию в течение, примерно, 12 мин. Результаты представлены в таблице 12.

В настоящем описании имеются ссылки на различную патентную и/или научную литературу. Содержание этих публикаций во всей полноте включается в настоящий документ путем ссылки, как если бы было приведено в письменной форме. Принимая во внимание приведенное выше описание и примеры, специалисты смогут реализовать настоящее изобретение, как оно изложено в формуле изобретения, без необходимости чрезмерных экспериментальных работ.

Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на различные примерные варианты его осуществления, специалистам в данной области следует понимать, что возможны различные изменения и замена элементов изобретения на эквивалентные, не выходящие за объем настоящего изобретения. Кроме того, в положения настоящего изобретения могут быть внесены многочисленные модификации с целью приведения в соответствие с конкретной ситуацией или материалом без отступления от сути изобретения. Следовательно, подразумевается, что настоящее изобретение не ограничивается конкретным описанным вариантом его осуществления, представляющим собой наилучший предполагаемый путь его реализации, напротив, настоящее изобретение включает все варианты его осуществления, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.

Реферат

Предложенное изобретение относится к флотационным реагентам и способу пенной флотации для усовершенствованного извлечения ценных сульфидных минералов и драгоценных металлов из руд, содержащих силикаты Mg, шламообразующие минералы и/или глины. Способ повышения извлекаемости ценных сульфидных минералов и/или минералов драгоценных металлов из руды, содержащей указанный минерал и/или минерал драгоценного металла и один или несколько из силиката Mg, шламообразующих минералов и/или глины включает добавление на одной или нескольких стадиях процесса пенной флотации, осуществляемого в кислотных условиях, модификатора пенной фазы. Модификатор пенной фазы представляет собой полимер, включающий одну или несколько функциональных групп, подобранных из группы, состоящей из сульфонатных групп или соответствующих им кислот, фосфатных групп или соответствующих им кислот, фосфонатных групп или соответствующих им кислот, фосфинатных групп или соответствующих им кислот, гидроксаматных групп или соответствующих им кислот, силановых групп и силанольных групп. Технический результат - повышение извлечения ценных сульфидных минералов и/или минералов драгоценных металлов из указанной руды. 14 з.п. ф-лы, 12 табл., 65 пр.

Формула