Новые дитиокарбаматные агенты для пенной флотации и их использование при обогащении минеральных рудных тел - RU2455077C2

Описание

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники

Данное изобретение в общем случае относится к агентам для пенной флотации и способам пенной флотации, предназначенным для их использования при обогащении и извлечении из минеральных рудных тел содержания металлов, таких как медь, свинец, цинк, никель, молибден, золото, серебро и металлы платиновой группы (МПГ), которые включают металлы платину и палладий. Более конкретно, оно относится к способам, которые используют агенты для пенной флотации сульфидных минералов, содержащих определенные дитиокарбаматные соединения, которые демонстрируют превосходные горнопромышленные эксплуатационные характеристики в широком диапазоне значений рН.

Описание уровня техники

Пенная флотация представляет собой широко использующийся способ обогащения руд, содержащих ценные минералы. Типичный способ пенной флотации включает перемешивание водной суспензии, которая содержит тонкоразмолотые частицы руды, с пенообразователем или вспенивателем для получения пены. Частицы руды, которые содержат желательный минерал, предпочтительно притягиваются к пене вследствие сродства между пеной и подвергаемым обработке минералом на поверхностях частиц руды. После этого получающиеся в результате обогащенные минералы собирают в результате отделения их от пены.

Для увеличения селективности и эффективности процесса разделения к суспензии обычно добавляют химические реагенты, известные под наименованием «агенты для пенной флотации». В патентах США с номерами 4584097, 6732867, 6820746, 6988623 и 7011216, которые во всей своей полноте посредством ссылки включаются в настоящий документ, описывают использование в качестве агентов для пенной флотации N-алкоксикарбонил-О-алкилтионокарбаматов.

Пенная флотация особенно подходит для использования при отделении тонкоразмолотых ценных минералов от сопутствующих им пустых пород или при отделении ценных минералов друг от друга. Вследствие крупных масштабов, в которых обычно проводят горные работы, и большой разницы в ценности между желательным минералом и сопутствующими пустыми породами даже относительно небольшое увеличение эффективности разделения обеспечивает достижение значительного роста производительности.

Существует постоянная потребность в улучшенных агентах для пенной флотации и способах их использования при извлечении металлов из руд.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном варианте реализации предлагается дитиокарбаматное соединение, описывающееся формулой (I):

где каждый из R и R¹ независимо включает необязательно замещенную С_1-20 алкильную, необязательно замещенную С_6-20 арильную, необязательно замещенную С_2-20 алкенильную или необязательно замещенную С_7-20 аралкильную группы.

В еще одном варианте реализации предлагается композиция агентов для пенной флотации, предназначенная для обогащения минеральных руд, которая содержит, по меньшей мере, одно дитиокарбаматное соединение, описывающееся формулой (I).

В еще одном варианте реализации предлагается способ получения дитиокарбаматного соединения, описывающегося формулой (I). Способ включает проведение реакции между алкил- или арилмеркаптаном, описывающимся формулой (IV), и алкокси- или арилоксикарбонилизотиоцианатом, описывающимся формулой (III), для получения дитиокарбаматного соединения, описывающегося формулой (I), где R и R¹ в формулах (III) и (IV) определяют также, как и в приведенной ранее формуле (I):

В еще одном варианте реализации предлагается способ обогащения минеральной руды. Способ включает получение суспензии, содержащей частицы минеральной руды. Способ дополнительно включает перемешивание суспензии с эффективным количеством дитиокарбаматного соединения, описывающегося формулой (I), для получения пены, содержащей множество обогащенных минералов.

Данные и другие варианты реализации более подробно описываются далее.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ

Варианты реализации настоящего изобретения предлагают агенты для пенной флотации и способы пенной флотации, использующие дитиокарбаматы, описывающиеся формулой (I), для обогащения и извлечения металлов из минеральных руд. Данные металлы могут включать нижеследующие, но не ограничиваются только этими: медь, свинец, цинк, никель, молибден, золото, серебро и металлы платиновой группы (МПГ), в том числе платина и палладий. Как неожиданно было обнаружено, в различных способах пенной флотации, предназначенных для обогащения минеральных рудных тел, дитиокарбаматы, описывающиеся формулой (I), являются более эффективными, чем сопоставимые тионокарбаматы.

Дитиокарбаматы, описывающиеся формулой (I), могут быть получены различным образом. Например, в одном варианте реализации дитиокарбаматы, описывающиеся формулой (I), получают в результате проведения реакции между алкил- или арилмеркаптаном, описывающимся формулой (IV), и описанным ранее алкокси- или арилоксикарбонилизотиоцианатом, описывающимся формулой (III). Представленные далее примеры описывают предпочтительные условия проведения реакции для получения конкретных дитиокарбаматов, описывающихся формулой (I). Специалисты в соответствующей области техники с учетом руководства, представленного в настоящем документе, смогут идентифицировать подходящие для использования условия проведения реакции для получения широкого ассортимента дитиокарбаматов, описывающихся формулой (I).

Алкокси- или арилоксикарбонилизотиоцианат, описывающийся формулой (III), может быть получен различным образом, например, из коммерческих источников или по способам, известным специалистам в соответствующей области техники, смотрите, например, китайский патент номер 1548418 А и патенты США №4778921, 4659853, 5194673, 6066754 и 6184412. В одном варианте реализации алкокси- или арилоксикарбонилизотиоцианат, описывающийся формулой (III), получают в результате проведения реакции между галогенформиатом, описывающимся формулой (II), и солью тиоциановой кислоты, где Х в формуле (II) представляет собой галоген, а R в формуле (II) определяют так же, как и в приведенной ранее формуле (I).

Например, бутилхлорформиат, описывающийся формулой (II) (R=бутил, Х=хлор), может быть введен в реакцию с тиоцианатом натрия для получения промежуточного соединения бутоксикарбонилизотиоцианата, описывающегося формулой (III), в которой R представляет собой бутил. Соли тиоциановой кислоты (такие как тиоцианат натрия и тиоцианат калия), арилгалогенформиаты и алкилгалогенформиаты могут быть получены из коммерческих источников или получены по способам, известным специалистам в соответствующей области техники. Например, алкилхлорформиаты могут быть синтезированы в результате проведения реакции между фосгеном и соответствующими алкилмеркаптанами.

Каждый из R и R¹ в формулах от (I) до (IV) независимо содержит необязательно замещенный С_1-20 алкил (например, С_2-6 алкил), необязательно замещенный С_6-20 арил (например, фенил), необязательно замещенный С_2-20 алкенил (например, аллил) или необязательно замещенный С_7-20 аралкил (например, бензил). Термин «необязательно замещенный» указывает на то, что С_1-20 алкильная, С_6-20 арильная, С_2-20 алкенильная и/или С_7-20 аралкильная группы могут быть (но необязательно являются) замещенными в одном или нескольких замещаемых положениях одной или несколькими группами, необязательно выбираемыми из С_1-4 алкила, С_1-4 алкокси, нитро, циано, галогена, С_1-4 галогеналкила, амино, С_1-4 алкиламино и С_1-4 диалкиламино. В одном варианте реализации каждый из R и R¹ независимо содержит С_1-20 алкил, С_6-20 арил, С_2-20 алкенил или С_7-20 аралкил. В еще одном варианте реализации R выбирают из этила, пропила, бутила, аллила и фенила. В еще одном варианте реализации R¹ выбирают из этила, пропила, бутила, пентила, гексила, аллила и фенила.

В одном варианте реализации соединением, описывающимся формулой (I), могут являться N-аллилоксикарбонил-S-алкилдитиокарбамат, N-аллилоксикарбонил-S-арилдитиокарбамат, N-алкоксикарбонил-S-аллилдитиокарбамат, N-арилоксикарбонил-S-аллилдитиокарбамат, N-арилоксикарбонил-S-алкилдитиокарбамат или N-алкоксикарбонил-S-арилдитиокарбамат. Каждый из R и R¹ независимо представляет собой С_2-6 алкил. Например, соединением, описывающимся формулой (I), могут являться N-алкоксикарбонил-S-этилдитиокарбамат, N-алкоксикарбонил-S-пропилдитиокарбамат, N-алкоксикарбонил-S-бутилдитиокарбамат, N-алкоксикарбонил-S-пентилдитиокарбамат, N-алкоксикарбонил-S-гексилдитиокарбамат, N-этоксикарбонил-S-алкилдитиокарбамат, N-пропоксикарбонил-S-алкилдитиокарбамат, N-бутоксикарбонил-S-алкилдитиокарбамат, N-пентоксикарбонил-S-алкилдитиокарбамат, N-гексоксикарбонил-S-алкилдитиокарбамат или их смесь.

Примеры подходящих для использования дитиокарбаматов включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: N-н-бутоксикарбонил-S-н-бутилдитиокарбамат, N-этоксикарбонил-S-бутилдитиокарбамат, N-бутоксикарбонил-S-фенилдитиокарбамат, N-аллоксикарбонил-S-фенилдитиокарбамат, N-феноксикарбонил-S-аллилдитиокарбамат, N-этоксикарбонил-S-фенилдитиокарбамат, N-этоксикарбонил-S-этилдитиокарбамат, N-пропоксикарбонил-S-этилдитиокарбамат, N-пропоксикарбонил-S-этилдитиокарбамат, N-пропоксикарбонил-S-пропилдитиокарбамат, N-пропоксикарбонил-S-бутилдитиокарбамат, N-пропоксикарбонил-S-пентилдитиокарбамат, N-пропоксикарбонил-S-гексилдитиокарбамат и N-бутоксикарбонил-S-этилдитиокарбамат.

Один вариант реализации предлагает композицию агентов для пенной флотации, предназначенную для обогащения минеральных руд, содержащую эффективное количество одного или нескольких описанных в настоящем документе дитиокарбаматов, описывающихся в формуле (I), которые в настоящем документе могут быть просто названы дитиокарбаматами. Специалисты в соответствующей области техники должны понимать то, что термины «обогащать», «обогащение» и «обогащенный», использующиеся в настоящем документе, имеют свое обычное значение и в контексте настоящего обсуждения относятся к способу обогащения руды, в котором концентрация желательных минерала и/или металла в руде увеличивается по мере прохождения процесса. Композиция агентов для пенной флотации, использующаяся для такого обогащения, может по существу состоять из дитиокарбамата (дитиокарбаматов) или может содержать другие ингредиенты, такие как разбавители (например, вода, спирт, масло), рН-модификаторы, другие агенты для пенной флотации, пенообразователи и тому подобное. Примеры других агентов для пенной флотации включают ксантогенаты, ксантогенформиаты, тиофосфаты, тиомочевины и дитиокарбаматы. Примеры пенообразователей включают спирты (например, С_6-8 алканолы, такие как 2-этилгексанол и 4-метил-2-пентанол, гликоли и полигликоли), сосновое масло и крезиловую кислоту. Количество дитиокарбамата (дитиокарбаматов) в композиции агентов для пенной флотации может варьироваться в широком диапазоне, например, от приблизительно 1% до приблизительно 100% по мере надобности. Композиции агентов для пенной флотации, которые в дополнение к дитиокарбаматам, описывающимся формулой (I), содержат другие ингредиенты, могут быть получены перед перемешиванием с минеральной суспензией или в присутствии минеральной суспензии. Специалисты в соответствующей области техники должны понимать то, что ссылка в настоящем документе на использование «агентов для пенной флотации», «композиций агентов для пенной флотации» и тому подобное для обогащения, включает использование композиций агентов для пенной флотации, которые по существу состоят из дитиокарбамата (дитиокарбаматов), описанного в настоящем документе, и тех, которые дополнительно содержат другие ингредиенты, такие как разбавители, рН-модификаторы, другие агенты для пенной флотации и/или пенообразователи, упомянутые ранее, если только контекст не будет диктовать другого.

Еще один вариант реализации предлагает способ обогащения минеральной руды, включающий получение суспензии, содержащей частицы минеральной руды, и перемешивание суспензии с эффективным количеством композиции агентов для пенной флотации (по существу содержащей соединение, описывающееся формулой (I), или состоящей из него) предпочтительно с пенообразователем для получения пены, содержащей множество обогащенных минералов. По способам, описанным в настоящем документе, может быть обогащен широкий ассортимент минеральных руд. Из рудных тел могут быть извлечены минералы, которые в первую очередь представляют собой сульфиды, но могут характеризоваться и большей или меньшей степенью окисления. Например, в одном варианте реализации по способам пенной флотации в присутствии композиции агентов для пенной флотации, описанной в настоящем документе, извлекают содержание металлов сульфидов и/или оксидов и сульфидных и/или оксидных минералов. В предпочтительных вариантах реализации данные композиции агентов для пенной флотации обеспечивают улучшенное обогащение содержания сульфидных минералов, начиная с бедных руд сульфидов металлов, в широком диапазоне значений рН, а более предпочтительно в слабокислотных, нейтральных и слабощелочных условиях. Как будет обсуждаться далее, данный класс композиций агентов для пенной флотации может обеспечить значительное улучшение извлечения металлов в сопоставлении с обычными агентами для пенной флотации, такими как тионокарбаматы.

В одном варианте реализации частицы руды в суспензии предпочтительно получают в результате измельчения руды для получения частиц руды флотационного размера по способу, в общем случае известному специалистам в соответствующей области техники. Например, руда может быть раздроблена до размера, равного приблизительно -10 меш, с последующим мокрым размалыванием в шаровой мельнице со стальными шарами для получения желательного размера частиц. В альтернативном варианте может быть использовано истирание в галечной мельнице. Размер частиц, до которого измельчают конкретную руду для выделения содержания минералов из сопутствующих пустых или неценных пород, то есть размер выделения, обычно варьируется от руды к руде и может зависеть от нескольких факторов. Данные факторы могут включать нижеследующие, но не ограничиваются только этими: геометрия минеральных залежей в руде, такая как полосчатость, агломерирование и соматрицы.

Определение того, что частицы были измельчены до желательного размера выделения, может быть сделано в результате микроскопического наблюдения при использовании методов, известных специалистам в соответствующей области техники. В общем случае и без ограничения подходящие для использования размеры частиц могут варьироваться в диапазоне от приблизительно 50 меш до приблизительно 400 меш. Предпочтительно руду измельчают до получения частиц флотационного размера в диапазоне от приблизительно +65 меш до приблизительно 200 меш. В одном предпочтительном варианте реализации бедные руды сульфидов металлов измельчают до получения от приблизительно 10% до приблизительно 40%, предпочтительно от приблизительно 14% до приблизительно 30% (мас.), частиц, имеющих размер +100 меш, и от приблизительно 40% до приблизительно 80%, предпочтительно от приблизительно 45% до приблизительно 75% (мас.), частиц, имеющих размер 200 меш.

Суспензия, содержащая частицы минеральной руды (также известная под наименованием пульпы или суспензии пульпы), может быть получена по различным способам, известным специалистам в соответствующей области техники. Примеры получения суспензии могут включать нижеследующее, но не ограничиваются только этим: перемешивание частиц руды, имеющих размер выделения, с водой и размалывание руды в присутствии воды.

Значение рН суспензии можно регулировать на любой стадии способа получения суспензии. В одном не ограничивающем примере для получения суспензии, характеризующейся выбранным значением рН, к суспензии или к помолу во время измельчения добавляют рН-модификатор, такой как кислота или основание. В одном предпочтительном варианте реализации рН-модификаторы включают серную кислоту, карбонат натрия и известь. Таким образом, например, хорошее обогащение может быть получено при значениях рН суспензии пульпы в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 12, а в особенности в диапазоне значений рН от приблизительно 5 до приблизительно 10,5. Значение рН суспензии можно регулировать в любой момент в процессе подготовки руды для пенной флотации или во время самого процесса пенной флотации. Суспензия частиц минеральной пруды предпочтительно содержит воду в количестве, эффективном для получения от приблизительно 10% до приблизительно 60% твердого вещества пульпы, более предпочтительно от приблизительно 25% до приблизительно 50% твердого вещества пульпы, а наиболее предпочтительно от приблизительно 30% до приблизительно 40% твердого вещества пульпы, для выражения в массовых процентах при расчете на массу совокупной суспензии.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом реализации проводят флотацию сульфидсодержащих минералов. Примеры таких минералов включают те, которые содержат металлы, которые могут включать нижеследующие, но не ограничиваются только этими: медь, никель, молибден, свинец, цинк, золото, серебро и металлы платиновой группы (МПГ). Флотацию можно проводить при значении рН в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 12, предпочтительно от приблизительно 6 до приблизительно 12, а более предпочтительно от приблизительно 9 до приблизительно 11,5.

Как было обнаружено, предпочтительные варианты реализации композиций агентов для пенной флотации, описанных в настоящем документе, обеспечивают получение исключительно хорошей стойкости агентов для пенной флотации совместно с превосходной эффективностью агентов для пенной флотации даже при пониженных дозировках агентов для пенной флотации в случае проведения пенной флотации в вышеупомянутом диапазоне значений рН. В одном варианте реализации суспензию предпочтительно кондиционируют в результате ее перемешивания с эффективными количествами пенообразователя и композиции агентов для пенной флотации (предпочтительно содержащей, по меньшей мере, один дитиокарбамат, описывающийся формулой (I)) для получения пены, содержащей обогащенные сульфидные минералы. Пенообразователь, агент для пенной флотации и суспензия могут быть перемешаны в любом порядке. Например, агент для пенной флотации может быть добавлен к суспензии и/или к помолу в соответствии с обычными способами. Под «эффективным количеством» понимается любое количество соответствующих компонентов, которое обеспечивает получение желательного уровня обогащения содержания желательных металлов.

В способе пенной флотации может быть использован любой пенообразователь, известный специалистам в соответствующей области техники. Не ограничивающие примеры подходящих для использования пенообразователей включают: прямо- или разветвленно-цепные низкомолекулярные углеводородные спирты, такие как С_6-8 алканолы, 2-этилгексанол и 4-метил-2-пентанол (также известный под наименованием метилизобутилкарбинол или МИБК), а также сосновые масла, крезиловую кислоту, гликоли, полигликоли и их комбинации. Типичные количества пенообразователя находятся в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,2 фунта (от приблизительно 0,00454 кг до приблизительно 0,0907 кг) пенообразователя на одну тонну подвергаемой обработке руды, хотя в конкретных ситуациях эффективными могут оказаться и большие или меньшие количества пенообразователя.

Композиции агентов для пенной флотации, описанные в настоящем документе, могут быть использованы индивидуально, в комбинации друг с другом и/или в комбинации с одним или несколькими вторыми агентами для пенной флотации, например, с еще одним агентом для пенной флотации сульфидного минерала. Примеры вторых агентов для пенной флотации включают нижеследующие, но не ограничиваются только этими: ксантогенаты, ксантогенформиаты, тиофосфаты, тиомочевины и/или дитиокарбаматы, например диалкилдитиокарбаматы. Например, в одном предпочтительном варианте реализации композицию агентов для пенной флотации (предпочтительно содержащую дитиокарбамат, описывающийся формулой (I)), перемешивают с пенообразователем и суспензией пульпы в количествах в диапазоне от приблизительно 0,005 до приблизительно 5 фунтов (от приблизительно 0,00227 до приблизительно 2,27 кг) агентов для пенной флотации на одну тонну руды в суспензии, предпочтительно от приблизительно 0,1 фунта до приблизительно 2 фунт/тонна (от приблизительно 0,0454 кг до приблизительно 0,907 кг/т), а более предпочтительно от 0,01 фунта до приблизительно 1 фунт/тонна (от 0,00454 кг до приблизительно 0,454 кг/т), при аналогичном проведении расчета. В способах пенной флотации, в которых желательно селективно собирать минералы, которые содержат МПГ, агенты для пенной флотации предпочтительно используют в количествах в диапазоне от приблизительно 0,01 фунт/тонна до приблизительно 5 фунт/тонна (от приблизительно 0,00454 кг/т до приблизительно 2,27 кг/т) руды в суспензии. В способах коллективной пенной флотации сульфидов зачастую предпочтительными являются повышенные уровни агента для пенной флотации. Эффективные количества агента для пенной флотации, для конкретного способа пенной флотации могут быть определены в ходе проведения стандартных экспериментов, руководствуясь информацией, представленной в настоящем документе.

Перемешивание суспензии с эффективным количеством пенообразователя и эффективным количеством композиции агентов для пенной флотации (например, дитиокарбамата, описывающегося формулой (I)) предпочтительно проводят по способу, который обеспечивает получение пены, содержащей обогащенные сульфидные минералы. Получение пены может быть облегчено в результате использования подходящих условий интенсивного перемешивания и/или нагнетания в суспензию воздуха. Проведение стандартных экспериментов в соответствии с обычными способами пенной флотации, руководствуясь информацией, представленной в настоящем документе, может быть использовано для определения условий, подходящих для флотации содержания желательных сульфидных минералов в пенном концентрате, а предпочтительно для селективных исключения или уменьшения содержания пирита и других сульфидов пустых пород. Для определенных руд, в особенности тех, которые содержат драгоценные металлы и металлы платиновой группы и никель, необходимыми могут оказаться флотация и извлечение совместно с вышеупомянутыми ценными металлами всех сульфидных минералов, в том числе пирита, арсенопирита, галенита, сфалерита и широкого ассортимента других сульфидов металлов.

Выгодно то, что композиции агентов для пенной флотации (например, дитиокарбаматы, описывающиеся формулой (I)) в общем случае являются легко диспергируемыми в пульпе минерала. Например, в случае добавления во флотационную камеру данные агенты для пенной флотации обычно обеспечивают повышенное извлечение металлов, что продемонстрировано в представленных далее примерах. Таким образом, композиции агентов для пенной флотации могут быть использованы для селективных концентрирования или собирания содержания определенных сульфидов металлов, в частности сульфидов золота, меди, молибдена, МПГ, свинца и цинка, из других сульфидов пустых пород, например пирита и пирротина, и других материалов пустых пород, например силикатов, карбонатов и тому подобного. Данные агенты для пенной флотации также могут быть использованы и в ситуациях, в которых в дополнение к основным сульфидным минералам желательно будет собирать по существу все сульфиды в руде, в том числе сфалерит (ZnS) и сульфиды железа, например пирит и пирротин.

Пример 1. Синтез N-н-бутоксикарбонил-S-н-бутилдитиокарбамата

К приблизительно 10 г н-бутоксикарбонилизотиоцианата добавляют приблизительно 20 мл н-бутилмеркаптана. н-бутоксикарбонилизотиоцианат получают по методикам, описанным в патентах США с номерами 4778921 и 5194673, которые во всей своей полноте посредством ссылки включаются в настоящий документ. Реакция является сильно экзотермической, при этом температура увеличивается от приблизительно 25 до 60°С. По окончании добавления меркаптана массу в течение приблизительно 3-4 часов выдерживают при температуре реакции. На существенное завершение прохождения реакции указывает существенное исчезновение полосы инфракрасного (ИК) поглощения для группы N=C=S в области приблизительно 1960-1990 см^-1. Избыток бутилмеркаптана по существу удаляют в результате десорбирования при пониженном давлении до получения низкоплавкого твердого вещества. Кристаллизация из гексанов приводит к получению приблизительно 12 г кристаллов светло-желтого цвета N-бутоксикарбонил-S-н-бутилдитиокарбамата, имеющих температуру плавления, равную приблизительно 26-28°С.

Пример 2. Синтез N-этоксикарбонил-S-бутилдитиокарбамата

К приблизительно 10 г этоксикарбонилизотиоцианата, полученного по методикам, описанным в патентах США с номерами 4778921 и 5194673, добавляют приблизительно 20 мл бутилмеркаптана. Реакция является сильно экзотермической, при этом температура увеличивается от приблизительно 25 до 60°С. По окончании добавления меркаптана партию в течение приблизительно 3-4 часов выдерживают при приблизительно температуре реакции. На существенное завершение прохождения реакции указывает существенное исчезновение полосы ИК-поглощения для группы N=C=S в области 1960-1990 см^-1. Избыток бутилмеркаптана удаляют в результате десорбирования при пониженном давлении до получения низкоплавкого твердого вещества. Кристаллизация из гексанов приводит к получению приблизительно 13 г кристаллов желтого цвета N-этоксикарбонилкарбонил-S-бутилдитиокарбамата, имеющих температуру плавления, равную приблизительно 30-32°С.

Пример 3. Синтез N-аллоксикарбонил-S-фенилдитиокарбамата

Применяют общую методику примера 1, используя фенилмеркаптан и аллоксикарбонилизотиоцианат. Конечный продукт N-аллоксикарбонил-S-фенилдитиокарбамат имеет температуру плавления, равную приблизительно 72-74°С.

Пример 4. Синтез N-феноксикарбонил-S-аллилдитиокарбамата

Применяют общую методику примера 1, используя аллилмеркаптан и феноксикарбонилизотиоцианат. Конечный продукт N-феноксикарбонил-S-аллилдитиокарбамат имеет температуру плавления, равную приблизительно 67-69°С.

Пример 5. Синтез N-этоксикарбонил-S-фенилдитиокарбамата

Применяют общую методику примера 1, используя фенилмеркаптан и этоксикарбонилизотиоцианат. Конечный продукт N-этоксикарбонил-S-фенилдитиокарбамат имеет температуру плавления, равную приблизительно 65-67°С.

Пример 6. Синтез N-бутоксикарбонил-S-фенилдитиокарбамата

Применяют общую методику примера 1, используя фенилмеркаптан и бутоксикарбонилизотиоцианат. Конечный продукт N-бутоксикарбонил-S-фенилдитиокарбамат имеет температуру плавления, равную приблизительно 71-73°С.

Примеры 7-12. Извлечение содержания металлов при использовании NBCNBDTS и NBCNBTC

Рудное тело, характеризующееся содержанием меди (Cu), молибдена (Мо) и золота (Au), обогащают по способу пенной флотации. Параметры флотации для каждого испытания представляют собой нижеследующее: приблизительно 2200 г/т извести, приблизительно 30 г/т смеси вспенивателей Oreprep501/Oreprep507 с составом ориентировочно 3:1 (Cytec Industries, Inc., Уэст-Патерсон, Нью-Джерси), где содержание твердого вещества пульпы составляет приблизительно 67%, и агенты для пенной флотации добавляют в мельницу. Извлечение (Извл.) каждого содержания металла приводится в таблице 1 для использования агентов для пенной флотации настоящего изобретения N-н-бутоксикарбонил-S-н-бутилдитиокарбамата (NBCNBDTS) и агенты для пенной флотации, использующихся в обычной практике, N-н-бутоксикарбонил-О-н-бутилтионокарбамата (NBCNBTC). В примерах 7-12 варьируются значения рН, дозировки на тонну твердого вещества пульпы и время размалывания.

Как иллюстрирует таблица 1, в сопоставлении с обычным агентом для пенной флотации NBCNBTC, агент для пенной флотации настоящего изобретения NBCNBDTS улучшает извлечение.

В примерах 7/7С и 8/8С используют параметры обогащения в виде значения рН, равного приблизительно 9,5, времени размалывания, равного приблизительно 6,5 мин, и дозировок, равных приблизительно 4 г/т и приблизительно 8 г/т (при расчете на тонны твердого вещества в суспензии). Согласно наблюдениям в случае дозировки, равной приблизительно 4 г, агент для пенной флотации NBCNBDTS обеспечивает извлечение большего процента Au, Cu и Мо в сопоставлении с агентом для пенной флотации NBCNBTC. В случае увеличения дозировки до приблизительно 8 г/т агенты для пенной флотации характеризуются приблизительно постоянными скоростями извлечения. Кроме того, согласно наблюдениям процент извлечения при малой дозировке является большим, чем в случае обычного агента для пенной флотации NBCNBTC при большей дозировке. Таким образом, агенты для пенной флотации NBCNBDTS могут быть использованы с меньшими дозировками, чем обычный агент для пенной флотации NBCNBTC, что обеспечивает снижение издержек на единицу извлеченного металла.

В примерах 9/9С и 10/10С используют параметры обогащения в виде значения рН, равного приблизительно 9,5, времени размалывания, равного приблизительно 5,0 мин, и дозировок, равных приблизительно 4 г/т и приблизительно 8 г/т. В случае дозировок 4 г/т и 8 г/т агент для пенной флотации NBCNBDTS обеспечивает извлечение большего процента Au, Cu и Мо, чем агент для пенной флотации NBCNBDTS.

В примерах 11/11С и 12/12С используют параметры обогащения в виде значения рН, равного приблизительно 10,5, времени размалывания, равного приблизительно 5,0 мин, и дозировок, равных приблизительно 4 г/т и приблизительно 8 г/т. Опять-таки, при использовании дозировок как 4 г/т, так и 8 г/т агент для пенной флотации NBCNBDTS обеспечивает извлечение большего процента Au, Cu и Мо, чем агент для пенной флотации NBCNBDTS.

Примеры 13-17. Извлечение содержания металлов при использовании нескольких гомологичных N-алкоксикарбонилалкилдитиокарбаматов и N-алкоксикарбонилалкилтионокарбаматов

Рудное тело, содержащее металлы платиновой группы, говоря более конкретно, платину (Pt) и палладий (Pd), обогащают в результате проведения пенной флотации для извлечения данных металлов высокого содержания. Параметры флотации для каждого испытания представляют собой нижеследующее: используют приблизительно 2 кг руды; значение рН пульпы составляет ~8,6; в качестве вспенивателя используют приблизительно 15 г/т Betafroth 206 (Betachem (Pty) Ltd, Южная Африка); руду размалывают до 70% размера 200 меш при 67% твердого вещества; агенты для пенной флотации при 20 г/т добавляют в мельницу и на две стадии флотации в пропорции 10:5:5; времена кондиционирования для реагентов обычно составляют 2 мин, а общее время флотации равно 15 мин; и в качестве подавителя для талька при 40 г/т используют гуаровую камедь. Извлечение (Извл.) каждого содержания металла приводится в таблице 2 в качестве примеров 13-17 для использования N-алкоксикарбонилалкилдитиокарбаматных агентов для пенной флотации настоящего изобретения и N-алкоксикарбонилалкилтионокарбаматных агентов для пенной флотации, использующихся в обычной практике.

Примеры 18-12. Извлечение содержания металлов при использовании нескольких гомологичных N-алкоксикарбонилалкилдитиокарбаматов и N-алкоксикарбонилалкилтионокарбаматов

Рудное тело, характеризующееся в основном содержанием никеля (Ni) и при наличии меди (Cu) в качестве металла вторичного содержания, обогащают в результате проведения пенной флотации для извлечения данных металлов высокого содержания. Параметры флотации для каждого испытания представляют собой нижеследующее: используют приблизительно 0,5 кг руды; в мельницу добавляют 1,36 кг/т извести для получения у пульпы значения рН ~9,3; в качестве вспенивателя, добавляемого на двух стадиях флотации в пропорции 16:10, используют приблизительно 26 г/т DOWFROTH 250 (Dow Chemical, Мидленд, Мичиган); руду размалывают до 55% размера 200 меш при 67% твердого вещества; агенты для пенной флотации при 8 г/т добавляют в мельницу; время кондиционирования в камере обычно составляет 2 мин, а совокупное время флотации равно 7 мин; и флотацию проводят в три стадии при приблизительно 34% твердого вещества. Извлечение (Извл.) каждого содержания металла (Ni и Cu) приводится в таблице 3 в качестве примеров 18-22 для использования N-алкоксикарбонилалкилдитиокарбаматных агентов для пенной флотации настоящего изобретения и N-алкоксикарбонилалкилтионокарбаматных агентов для пенной флотации, использующихся в обычной практике.

Примеры 23-24. Извлечение содержания металлов при использовании N-н-бутоксикарбонил-S-н-бутилдитиокарбамата (NBCNBDTS), N-изобутоксикарбонил-S-н-бутилдитиокарбамата (NiBCNBDTS) и N-н-бутоксикарбонил-О-н-бутилтионокарбамата (NBCNBTC)

Рудное тело, характеризующееся в основном содержанием меди (Cu) и при наличии золота (Au) в качестве металла вторичного высокого содержания, обогащают в результате проведения пенной флотации для извлечения данных металлов высокого содержания. Параметры флотации для каждого испытания представляют собой нижеследующее: используют приблизительно 1 кг руды; в мельницу добавляют 200 г/т извести для получения у пульпы значения рН ~9,5; в качестве вспенивателя, добавляемого на двух стадиях флотации в пропорции 15:5, используют приблизительно 20 г/т метилизобутилкарбинола (МИБК); руду размалывают до 18% размера +100 меш при 67% твердого вещества; агенты для пенной флотации при 5 г/т добавляют в мельницу и на вторую стадию флотации в пропорции 3:2; время кондиционирования с реагентами составляет 2 мин, а совокупное время флотации равно 6 мин; и флотацию проводят в две стадии при приблизительно 34% твердого вещества. Извлечение (Извл.) каждого содержания металла (Au и Cu) приводится в таблице 4 в качестве примеров 23-24 для использования N-н-бутоксикарбонил-S-н-бутилдитиокарбамата (NBCNBDTS) и N-изобутоксикарбонил-S-н-бутилдитиокарбамата (NiBCNBDTS) настоящего изобретения и N-н-бутоксикарбонил-О-н-бутилтионокарбамата (NBCNBTC), использующегося в обычной практике.

Примеры 25-29. Извлечение содержания металлов при использовании нескольких гомологичных N-алкоксикарбонилалкилдитиокарбаматов и N-алкоксикарбонилалкилтионокарбаматов

Рудное тело, характеризующееся в основном содержанием меди (Cu) и при наличии золота (Au) в качестве металла вторичного высокого содержания, обогащают в результате проведения пенной флотации для извлечения данных металлов высокого содержания. Параметры флотации для каждого испытания представляют собой нижеследующее: используют приблизительно 1,1 кг руды; в мельницу добавляют 1,2 кг/т извести для получения у пульпы значения рН ~10; в качестве вспенивателя, добавляемого на двух стадиях флотации в пропорции 8:4, используют приблизительно 12 г/т смеси AEROFROTH 76A и Oreprep X-133 (Cytec Industries Inc., Уэст-Патерсон, Нью-Джерси, США) с составом 5:3; руду размалывают до 20% размера +100 меш при 55% твердого вещества; агенты для пенной флотации при 11 г/т добавляют в мельницу и на вторую стадию флотации в пропорции 6:5; время кондиционирования с реагентами составляет 1 мин, а совокупное время флотации равно 6 мин; и флотацию проводят в три стадии при приблизительно 38% твердого вещества. Извлечение (Извл.) каждого содержания металла (Cu и Au) приводится в таблице 5 в качестве примеров 25-29 для использования N-алкоксикарбонилалкилдитиокарбаматных агентов для пенной флотации настоящего изобретения и N-алкоксикарбонилалкилтионокарбаматных агентов для пенной флотации, использующихся в обычной практике.

Примеры 30. Извлечение содержания металлов при использовании N-изобутоксикарбонил-S-н-бутилдитиокарбамата (NiBCNBDTS), N-н-бутоксикарбонил-О-н-бутилтионокарбамата (NBCNBTC) и амилксантогената калия (РАХ)

Рудное тело, содержащее в основном золото (Au) в качестве металла первичного содержания с сопутствующим широким ассортиментом сульфидных минералов, в том числе пирита, арсенопирита, галенита, халькопирита, теннантита, тетраэдрита, сфалерита и незначительные количества других сульфидов, обогащают в результате проведения пенной флотации для извлечения Au и других содержащихся металлов. Для данного типа руд, в основном содержащих золото, дополнительная потребность в промышленности заключается в доведении до максимума извлечения всех сульфидных минералов (что выражают через извлечение совокупной серы). Параметры флотации для каждого испытания представляют собой нижеследующее: используют приблизительно 0,5 кг руды; значение рН у пульпы составляет ~8,5; в качестве вспенивателя, добавляемого на двух стадиях флотации в пропорции 10:10, используют приблизительно 40 г/т смеси Oreprep 501/Oreprep 507 с составом 1:3 (Cytec Industries, Inc., Уэст-Патерсон, Нью-Джерси); руду размалывают до 78% размера 200 меш при 50% твердого вещества; агенты для пенной флотации при 50 г/т добавляют в мельницу и на третью стадию флотации в пропорции 25:25; в качестве вторичного агента для пенной флотации, при 75 г/т добавляемого в мельницу и на третью стадию флотации в пропорции 38:37, используют амилксантогенат калия (РАХ); для флотирования углеродистого вещества на первой стадии флотации в мельницу при 50 г/т добавляют углеродный агент для пенной флотации Reagent S-7944 (Cytec Industries, Inc., Уэст-Патерсон, Нью-Джерси); время кондиционирования с реагентами составляет 2 мин, а совокупное время флотации равно 13 мин; и флотацию проводят в три стадии. В целях сопоставления проводят отдельное испытание в идентичных условиях за исключением того, что единственным агентом для пенной флотации, использующимся при 125 г/т и добавляемым в мельницу и на третью стадию флотации в пропорции 63:62, является РАХ. Извлечение (Извл.) каждого содержания металла (Au и совокупной серы) приводится в таблице 6 в качестве примеров 30 и 30С1 и 30С2 для использования (NiBCNBDTS+РАХ), (NBCNBTC+РАХ) и одного только РАХ.

Примеры 31. Извлечение содержания металлов при использовании N-изобутоксикарбонил-S-н-бутилдитиокарбамата (NiBCNBDTS), N-н-бутоксикарбонил-О-н-бутилтионокарбамата (NBCNBTC) и амилксантогената калия (РАХ)

В данном примере используют рудное тело, подобное тому, что использовалось для примера 30, и полученное из той же самой шахты. Цель подобна той, что и в примере 30, - довести до максимума извлечение содержания Au и всех сопутствующих сульфидных минералов (что выражают через извлечение совокупной серы). Параметры флотации для каждого испытания подобны тем, что и использованные в примере 30, за исключением указанных здесь: значение рН у пульпы составляет ~10,1; в качестве вспенивателя, добавляемого на трех стадиях флотации в пропорции 30:5:5, используют приблизительно 40 г/т смеси Oreprep 501/Oreprep 507 с составом 1:3 (Cytec Industries, Inc., Уэст-Патерсон, Нью-Джерси); руду размалывают до 73% размера 200 меш при 67% твердого вещества; агенты для пенной флотации при 50 г/т добавляют на вторую и третью стадии флотации в пропорции 2:1; в качестве вторичного агента для пенной флотации, при 75 г/т добавляемого на вторую и третью стадии флотации в пропорции 2:1, используют амилксантогенат калия (РАХ); для флотирования углеродистого вещества на первой стадии флотации в мельницу при 50 г/т добавляют углеродный агент для пенной флотации Reagent S-7944 (Cytec Industries, Inc., Уэст-Патерсон, Нью-Джерси); время кондиционирования с реагентами составляет 2 мин, а совокупное время флотации равно 13 мин; и флотацию проводят в три стадии. В целях сопоставления проводят отдельное испытание в идентичных условиях за исключением того, что единственным агентом для пенной флотации, использующимся при 150 г/т и добавляемым на вторую и третью стадии флотации в пропорции 2:1, является РАХ. Извлечение (Извл.) каждого содержания металла (Au и совокупной серы) приводится в таблице 7 в качестве примеров 31 и 31С1 и 31С2 для использования (NiBCNBDTS+РАХ), (NBCNBTC+РАХ) и одного только РАХ.

Примеры 32. Извлечение содержания металлов при использовании N-изобутоксикарбонил-S-н-бутилдитиокарбамата (NiBCNBDTS), N-изобутоксикарбонил-О-изобутилтионокарбамата (NiBCiBTC), диизобутилдитиофосфината натрия (DIBDTPI) и этилксантогената калия (NaEX)

Рудное тело, характеризующееся в основном содержанием никеля (Ni) в качестве металла первичного содержания и преобладанием силикатов магния, обогащают в результате проведения пенной флотации для извлечения содержания Ni. Данные руды являются проблемными вследствие низкого извлечения Ni, получаемого при использовании обычных агентов для пенной флотации, и присутствия силикатов магния, которые оказывают негативное влияние на извлечение Ni. Параметры флотации для каждого испытания представляют собой нижеследующее: используют приблизительно 0,5 кг руды; для получения при флотации значения рН ~9,3 в мельницу добавляют 6 кг/т карбоната натрия; в качестве вспенивателя, добавляемого на первой стадии, используют приблизительно 30 г/т триэтоксибутана; руду размалывают до 65% размера 200 меш при 66% твердого вещества; агенты для пенной флотации настоящего изобретения или соответствующий сопоставимый тионокарбамат при 7,5 г/т добавляют в мельницу; в качестве вторичных агентов для пенной флотации используют этилксантогенат натрия (NaEX) при 15 г/т и диизобутилдитиофосфинат натрия (DIBDTPI) при 7,5 г/т, из которых оба добавляют в мельницу; время кондиционирования с реагентами составляет 1 мин, а совокупное время флотации равно 10 мин; и флотацию проводят в три стадии при приблизительно 34% твердого вещества. В целях сопоставления проводят два отдельных испытания в идентичных условиях за исключением того, что в одном испытании единственным агентом для пенной флотации, использующимся при 30 г/т и добавляемым в мельницу, является NaEX, а в еще одном испытании используют NaEX и DIBDTPI, каждый из которых при 15 г/т добавляют в мельницу. Извлечение (Извл.) Ni приводится в таблице 8 в качестве примеров 32, 32С1, 32С2 и 32С3.

Примеры 33-46. Извлечение содержания металлов при использовании нескольких дитиокарбаматных соединений настоящего изобретения

Рудное тело, характеризующееся в основном содержанием никеля (Ni) и при наличии меди (Cu) в качестве металла вторичного содержания, обогащают в результате проведения пенной флотации для извлечения данных металлов высокого содержания. Параметры флотации для каждого испытания представляют собой нижеследующее: приблизительно 0,5 кг руды; в мельницу добавляют 1,36 кг/т извести для получения у пульпы значения рН ~9,3; в качестве вспенивателя, добавляемого на двух стадиях флотации в пропорции 16:10, используют приблизительно 26 г/т DOWFROTH 250 (Dow Chemical, Мидленд, Мичиган); руду размалывают до 55% размера -200 меш при 67% твердого вещества; агенты для пенной флотации при 8 г/т добавляют в мельницу; время кондиционирования в камере обычно составляет 2 мин, а совокупное время флотации равно 7 мин; и флотацию проводят в три стадии при приблизительно 34% твердого вещества. Извлечение (Извл.) каждого содержания металла (Ni и Cu) приводится в таблице 3 в качестве примеров 18-22 для использования N-алкоксикарбонилалкилдитиокарбаматных агентов для пенной флотации настоящего изобретения и N-алкоксикарбонилалкилтионокарбаматных агентов для пенной флотации, использующихся в обычной практике.

Реферат

Изобретение относится к агентам для пенной флотации и способам пенной флотации, предназначенным для использования при обогащении и извлечении металлов из минеральных руд. Способ включает получение суспензии, содержащей частицы минеральной руды, перемешивание суспензии с эффективным количеством композиции агентов для пенной флотации, содержащей дитиокарбамат формулы (I): !! где каждый из R и R1 включает замещенный C1-20алкил, замещенный С6-20арил, замещенный С2-20алкенил или замещенный С7-20аралкил с получением пены, содержащей множество обогащенных минералов. Композиция агентов для пенной флотации содержит соединение формулы (I) и, по меньшей мере, другой ингредиент, выбранный из другого агента для пенной флотации и пенообразователя. Технический результат - повышение эффективности флотации. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 9 табл., 46 пр.

Формула

1. Способ обогащения минеральной руды, включающий: получение суспензии, содержащей частицы минеральной руды; и перемешивание суспензии с эффективным количеством композиции агентов для пенной флотации, содержащей дитиокарбамат формулы (I):

где каждый из R и R¹ независимо включает необязательно замещенный С_1-20алкил, необязательно замещенный С_6-20арил, необязательно замещенный С_2-20алкенил или необязательно замещенный С₇-₂₀аралкил, с получением пены, содержащей множество обогащенных минералов.

16. Композиция агентов для пенной флотации, содержащей соединение формулы (I):

где каждый из R и R¹ независимо включает необязательно замещенный С_1-20алкил, необязательно замещенный С_6-20арил, необязательно замещенный С_2-20алкенил или необязательно замещенный С_7-20аралкил и, по меньшей мере, другой ингридиент, выбранный из другого агента для пенной флотации и пенообразователя.

26. Соединение, описывающееся формулой (I):

где каждый из R и R¹ независимо включает необязательно замещенный С_1-20 алкил, необязательно замещенный С_6-20арил, необязательно замещенный С_2-20алкенил или необязательно замещенный С_7-20аралкил и где указанное соединение выбрано из группы, состоящей из N-аллилоксикарбонил-S-алкилдитиокарбамата, N-аллилоксикарбонил-S-арилдитиокарбамата, N-алкоксикарбонил-S-аллилдитиокарбамата, N-арилоксикарбонил-S-аллилдитиокарбамата, N-н-бутоксикарбонил-S-н-бутилдитиокарбамата, N-бутоксикарбонил-S-фенилдитиокарбамата, N-аллоксикарбонил-S-фенилдитиокарбамата, N-феноксикарбонил-S-аллилдитиокарбамата, N-пропоксикарбонил-S-этилдитиокарбамата, N-пропоксикарбонил-S-пропилдитиокарбамата, N-пропоксикарбонил-S-бутилдитиокарбамата, N-пропоксикарбонил-S-пентилдитиокарбамата, N-пропоксикарбонил-S-гексилдитиокарбамата или соединение формулы (I), где каждый из R и R¹независимо представляет собой С_2-6алкил, и где соединение выбрано из группы состоящей из N-алкоксикарбонил-S-пентилдитиокарбамата, N-алкоксикарбонил-S-гексилдитиокарбамата, N-пропоксикарбонил-S-алкилдитиокарбамата, N-пентоксикарбонил-S-алкилдитиокарбамата и N-гексоксикарбонил-S-алкилдитиокарбамата.