Флотореагент для силикатсодержащих минералов - RU2440854C2
Код документа: RU2440854C2
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к применению алкилтриаминов при флотационном обогащении силикатсодержащих минералов и руд.
Уровень техники
При обратной флотации примеси полностью извлекаются из ценного минерала. Часто такой флотации подвергаются, в частности, железная руда, карбонат кальция, фосфат и полевой шпат. Во многих случаях силикатсодержащие минералы являются основными компонентами таких примесей, вызывающих снижение качества целевого продукта. К ним относятся наряду с кварцем, слюдой и полевым шпатом также мусковит и биотит. Так, например, при высоком содержании силиката снижается качество железного концентрата, вследствие чего последний очищается, например, в Бразилии флотационным способом с применением алкилэфирных аминов и алкилэфирных диаминов с тем, чтобы из концентрата с низким содержанием силиката можно было выплавлять высококачественные стали.
Очистка карбоната кальция от силикатсодержащих и красящих минералов производится солями четвертичного аммониевого основания на основе жирных кислот или соединений алкилимидазолина жирного ряда. Поскольку карбонат кальция используется наряду с каолином, рутилом и тальком в качестве пигмента белого цвета в бумажном и полимерном производстве, то требуется по возможности высокая степень белизны или низкая концентрация красящих минералов. Вследствие твердости силиката последний вызывает в бумажном производстве повышенный износ каландров бумагоделательных машин. Поэтому карбонат кальция очищают наряду с сухим обогащением также флотационным способом.
Как правило, посредством обратной флотации стремятся снизить содержание силиката до величины менее 1,0 мас.%, который в случае с карбонатом кальция часто выступает как нерастворимый в кислоте компонент. Содержание силиката в загружаемом материале может колебаться и частично составлять от 10 до 20 мас.%.
В качестве собирателя (аккумулятора сборника) силиката применяются, например, амины жирного ряда, алкилэфирные амины, алкилэфирные диамины или соединения солей четвертичного аммониевого основания. Последние известны также под торговой маркой Flotigam®.
Алкилэфирные амины и алкилэфирные диамины применяются преимущественно в их частично нейтрализованной форме в качестве частичных ацетатов, как это описано в US-4319987. Причиной этого служит лучшая растворимость частично нейтрализованных аминных функциональных групп.
Сочетание первичного амина с азотсодержащим соединением, включающим в себя анионную группу, раскрыто в US-4830739.
В US-4995965 описано применение метил-бис(2-гидроксипропил)-метилсульфата кокосового аммония в качестве флотореагента для извлечения флотацией силикатсодержащих примесей из кальцита.
В US-5261539 описано применение алкоксилированных алкилгуанидинов и алкоксилированных аминов при обратной флотации кальцита.
В US-5540336 показано синергетическое действие эфирных аминов и анионных собирателей при флотации железной руды.
Флотация силиката, в т.ч. из железной руды, с применением алкилоксиалканаминов описано в US-5540337.
В US-5720873 описано сочетание солей четвертичного аммониевого основания с соединениями оксиалкилена жирного ряда при очистке карбоната кальция. Благодаря такому сочетанию было достигнуто лучшее разделение нерастворимых в кислоте компонентов по сравнению с применением солей четвертичного аммониевого основания.
В US-6076682 описано комбинированное применение алкилэфирного моноамина и алкилэфирного диамина при флотации силиката из железной руды.
В WO-A-00/62937 раскрыто применение четвертичных аминов при флотации железной руды.
Однако описанные в уровне техники аккумуляторы для флотации силиката не обеспечивают достаточных результатов в отношении избирательности и выхода. Поэтому задачей настоящего изобретения является создание улучшенного собирателя для флотации силиката, пригодного для применения как при обратной, так и прямой флотации.
Применяемые в настоящее время аккумуляторы при флотации силикатсодержащих минералов характеризуются относительно большими удельными расходуемыми количествами, что вследствие остаточного содержания амина в концентрате или хвостах может вызывать проблемы, связанные с окружающей средой. Известно, что амины и их производные обладают высокой токсичностью в воде и окружающей среде. Поэтому стремятся снизить их удельное расходуемое количество. Кроме того, их остаточная концентрация в целевом продукте должна поддерживаться на максимально низком уровне.
Неожиданно было найдено, что применение алкилдипропилентриаминов ведет к заметному улучшению флотации силикатсодержащих минералов по сравнению с известными флотационными реагентами, причем удельные расходуемые количества могут быть заметно снижены.
Следовательно, объектом изобретения является применение соединения формулы 1
где: R - линейная или разветвленная алкильная или алкениловая группа с 6-20 атомами углерода, А - алкиленовая группа с 2-4 атомами углерода,
в качестве аккумулятора при флотации силиката.
Также объектом изобретения является способ флотации силикатсодержащего минерала, при котором соединение формулы 1 приводят в контакт с силикатсодержащим минералом.
Еще одним объектом изобретения служит состав, содержащий от 1 до 99 мас.% собирателя для флотации силиката и являющегося алкилэфирным амином, алкилэфирным диамином, алкиламином или солью четвертичного аммониевого основания, и от 1 до 99 мас.% соединения формулы 1.
Соединение формулы 1 ниже обозначено также, как аккумулятор согласно изобретению.
Собиратель согласно изобретению может применяться раздельно или в сочетании с другими азотсодержащими соединениями при флотации силиката, в частности, из железной и фосфатной руд, или карбоната кальция. Предпочтительными азотсодержащими соединениями служат алкилэфирные амины, алкилэфирные диамины, алкиламины или соли четвертичного аммониевого основания.
Соотношение между алкилэфирным амином, алкилэфирным диамином или солью четвертичного аммониевого основания и соединением формулы 1 составляет предпочтительно от 95:5 до 50:50 по весу.
R означает линейную или разветвленную углеводородную группу. Также предпочтительно, чтобы R содержало от 8 до 18 атомов углерода. Особо предпочтительными являются 2-этилгексиловые, изононановые, изодекановые, изотридекановые и додекановые остатки.
А означает либо этиленовую группу (-С2Н4-), пропиленовую группу (-С3Н6-) или бутиленовую группу (-C4H8-). Предпочтительно А означает пропиленовую группу.
Аккумуляторами при флотации силиката, которыми служат алкилэфирный амин, алкилэфирный диамин, алкиламин или соль четвертичного аммониевого основания и которые могут применяться совместно с соединением формулы 1, служат предпочтительно одно или несколько соединений формул (II)-(V).
Этими соединениями являются
где: R2 - углеводородная группа с 1-40, предпочтительно 8-32 атомами углерода, и R3 - алифатическая углеводородная группа с 2-4 атомами углерода;
где: R4 - углеводородная группа с 1-40, предпочтительно 8-32 атомами углерода, R5 и R6 - одна или разные алифатические углеводородные группы с 2-4 атомами углерода;
где: R7, R8, R9, R10 - одна или разные углеводородные группы с 1-22 атомами углерода, В- - соответствующий анион;
где: R11 - углеводородная группа с 1-40, предпочтительно 8-32 атомами углерода.
Применение флотореагента согласно изобретению может производиться в сочетании с пенообразующими средствами и подавителями, известными из уровня техники. Для предупреждения извлечения железной руды вместе с силикатом при его флотации предпочтительно добавлять гидрофильные полисахариды, как, например, модифицированный крахмал, карбоксиметилцеллюлоза или гуммиарабик, в качестве подавителя при дозировке от 10 до 1000 г/т.
Флотация силиката проводится предпочтительно при показателе рН 7-12, в частности 8-11, задаваемом, например, гидроксидом натрия.
Применение согласно изобретению возможно как при прямой, так и при обратной флотации силиката. Применение согласно изобретению возможно также и для освобождения силикатного песка от примесей, при котором силикатный песок отделяют флотационным способом от примесей с применением соединения формулы 1.
Примеры
Лабораторные опыты по флотации проводились во флотационной камере Denver.
В таблице 1 представлены результаты флотации с применением собирателя В в сравнении со стандартным реагентом А. Опыты по флотации проводились на силикатсодержащем карбонате кальция, причем нерастворимые в кислоте компоненты составляли в загружаемом материале 14,9%.
В качестве стандартного реагента А применяли хлорид дикокосового алкилдиметиламмония.
Примечательно, что реагент согласно изобретению в примере 6 уже при незначительной дозировке, составившей лишь 121 г/т, характеризуется значительно меньшей долей нерастворимых в кислоте компонентов в очищенном концентрате, которую при использовании стандартного реагента достигают лишь при количестве свыше 400 г/т. Аналогично ведет себя реагент согласно изобретению в отношении степени белизны. Последняя составляет уже при незначительной дозировке 92,0, а при использовании стандартного реагента она достигается лишь при увеличении применяемого количества в три - четыре раза.
В примерах 7-10 указаны смеси, содержавшие 10% собирателя В согласно изобретению и 90% стандартного аккумулятора А. В примерах 11-16 представлены смеси, содержавшие около 29% аккумулятора В согласно изобретению и около 71% стандартного аккумулятора А.
Результаты в примерах 7-10 и 11-16 свидетельствуют о наличии значительно меньшей доли нерастворимых в кислоте компонентов и о более высокой степени белизны концентрата по сравнению с применением стандартного реагента в примерах 1-5.
Флотационный реагент согласно изобретению может применяться в широком диапазоне значений рН, например от 6 до 12, предпочтительно от 6 до 8, и добавляется в водную пульпу при концентрации предпочтительно от 0,001 до 1,0 кг/т сырого минерала.
Благодаря флотореагенту согласно изобретению достигается в сравнении с известными в уровне техники аккумуляторами значительное улучшение выхода и избирательности. Из таблиц 1 и 2 видна существенно возросшая степень белизны, а также меньшая доля нерастворимых в кислоте компонентов кальцита по сравнению с соответствующим стандартным реагентом.
Реферат
Изобретение относится к области флотации, в частности к применению алкилтриаминов при флотационном обогащении силикатсодержащих минералов и руд. Применение соединения формулы R-N-[A-NH2]2 (1), где: R - линейная или разветвленная алкильная или алкениловая группа с 6-20 атомами углерода, А - алкиленовая группа с 2-4 атомами углерода, в качестве аккумулятора при флотации силиката. Изобретение также включает состав, содержащий 1-99 мас.% аккумулятора для флотации силиката, которым является алкилэфирный амин, алкилэфирный диамин, алкиламин или соль четвертичного аммониевого основания, а также 1-99 мас.% соединения формулы (1). Способ флотации силикатсодержащего минерала, при котором силикатсодержащий минерал приводят в контакт, по меньшей мере, с одним флотореагентом формулы (1). Технический результат - повышение эффективности флотации. 3 н. и 11 з.п. ф-лы., 2 табл.
Формула
где R - линейная или разветвленная алкильная или алкениловая группа с 6-20 атомами углерода, А - алкиленовая группа с 2-4 атомами углерода, в качестве аккумулятора при флотации силиката.
где R - линейная или разветвленная алкильная или алкениловая группа с 6-20 атомами углерода, А - алкиленовая группа с 2-4 атомами углерода.
где R - линейная или разветвленная алкильная или алкениловая группа с 6-20 атомами углерода, А - алкиленовая группа с 2-4 атомами углерода.
