FI67184B - Kollektorreagens och saett att medelst flotation avskilja fosfatmineraler fraon fosfatmalmslam i naervaro av detta kollektorreagens - Google Patents

Description

1 67184

Kokoojareagenssi ja tapa erottaa vaahdottamalla fosfaatti-mineraaleja fosfaattimalmilietteestä tämän kokoojareagens-sin läsnäollessa Tämä keksintö kohdistuu kokoojareagenssiin ja tapaan erottaa vaahdottamalla fosfaattimineraaleja fosfaattimalmiliettees-tä tämän kokoojareagenssin läsnäollessa.

Suomalaisesta patentista 64.755 (pat.hak. n:o 77 0690) tunnetaan tapa rikastaa fosfaattimineraaleja karbonaatti-ja/tai silikaattipitoisista malmilietteistä vaahdottamalla pH-arvossa yli 6 kokoojareagenssin läsnäollessa, joka muodostuu vähintään yhdestä alkyyliamidokarboksyylihaposta tai sen alkalimetallisuolasta.

Suomalaisesta patentista 63.527 (pat.hak. n:o 79 0725) tunnetaan lisäksi menetelmä kalsiumfosfaattipitoisen mineraalin vaahdottamiseksi käyttäen kokoojareagenssina amfo-teerista pinta-aktiivista yhdistettä, jolla on yleinen kaa-

Va R· R-(O) -(A) -CH--CH(OH)-CH.-N-C H Y- n p ^ Z | q zq

H

jossa R on 7-24, edullisesti 10-18 hiiliatomia sisältävä hiilivetyryhmä, A on 2-4 hiiliatomia sisältävä oksialkylee-niryhmä, R' on 1-4 hiiliatomia sisältävä alkyyliryhmä tai vetyatomi, Y on ryhmä COO tai ryhmä SO^/ n on 0 tai 1, p on luku 0-5 ja q on 1 tai 2.

Edellä esitetyt sinänsä tunnetut kokoojareagenssit eivät aina ole riittävän selektiivisiä, varsinkaan jos läsnä on kalsiittia tai sitten ne eivät sovellu sellaisten fosforipitoisten malmien vaahdotukseen, joissa fosforipitoisuus vaih-telee laajoissa rajoissa. Lisäksi ne ovat usein herkkiä malmilietteen pH-arvolle.

2 67184 Γ

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kokoo-jareagenssi, jonka avulla on mahdollista selektiivisesti erottaa fosfaattimineraaleja, erityisesti apatiittirikas-tetta fosfaattimalmilietteestä ja erityisesti kalsiumpitoi-sista ja piipitoisista sivumineraaleista, jopa hyvin laihoistakin malmeista. Yllättäen havaittiin, että keksinnön mukaisen kokoojareagenssin aktiivisuus ei ole kovinkaan riippuvainen malmilietteen pH-arvosta eikä sen fosforipitoisuudesta. Esillä olevan keksinnön mukaisella kokoojareagenssilla voidaan näin ollen jopa käsitellä hyvin köyhiä fosfaattimalmeja, joiden hyväksikäyttöä riittävän selektiivisten vaahdotus-kemikaalien puute on tähän saakka rajoittanut. Käyttämällä sopivia sinänsä tunnettuja apuaineita voidaan keksinnön mukaisten kokoojareagenssien selektiivisyyttä entisestään parantaa.

Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista .

Esillä olevan keksinnön mukaan käytetään kokoojareagenssina alkyyliaminofosfonaattia, jolla on yleinen kaava 1 2 R - N - Rz I (i) R·5 12 3 jossa R , R ja R ovat samanlaisia tai erilaisia ja tarkoittavat vetyä tai suoraa tai haarautunutta alkyylitähdettä, jossa yksi tai useampi hiiliatomi mahdollisesti on korvattu typellä ja/tai hapella ja joihin lisäksi sisältyy aina vähintään yksi fosfonihapporyhmä tai sen suola.

Tyypillisiä kaavan I mukaisia yhdisteitä ovat alkyyliaminodi-fosfonaatit, joilla on yleinen kaava ch2po3x2

R-N

\ (II) CH2P03X2 jossa R on suora tai haarautunut alkyylitähde, jossa edullises- 3 67184 ti on 4-30 hiiliatomia, joista mahdollisesti yksi tai useampi hiiliatomi on korvattu typellä ja/tai hapella ja X on vety tai suolaa muodostava ioni.

Toinen tyypillinen kaavan I mukainen yhdiste on ch2po3x2 R4-N-(CH2)n-N^ (III) ch2 ch2p03x2 Ρ°3χ2 jossa R4 on 4-18 hiiliatomia sisältävä alkyyliryhmä, n on 1-10 ja X tarkoittaa samaa kuin kaavassa II.

Esillä olevan keksinnön mukaista kokoojareagenssia käytettäessä voi fosfaattimalmilietteen pH-arvo vaihdella laajoissa rajoissa. Edullisesti pH kuitenkin pidetään karbonaattimalmeja vaahdotettaessa arvossa 7-12. Keksinnön mukaista kokoojarea-genssia käytettäessä saadaan hyvä ja selektiivinen vaahdotus-tulos jo hyvin pienillä kokoojareagenssin käyttömäärillä. Edullisesti käytetään kuitenkin 20-600 g kaavan I mukaista alkyyli-aminodifosfonaattia jokaista käsiteltävää malmitonnia kohti.

Keksintöä selostetaan alla lähemmin esimerkkien avulla.

Esimerkki 1

Magmaattinen fosfaatti-karbonaattimalmi, joka sisälsi 8,9 % fluoriapatiittia, ja 18,2 % kalsiittia loppuosan ollessa erilaisia silikaattimineraaleja, murskattiin alle 3 mm:n osaskokoon. Homogenisoidusta malmista jauhettiin 1 kg:n suuruinen erä veden (0,75 1) kanssa hienouteen 37 % alle 74 ^um. Jauhettu malmi lietettiin 3 l:aan vettä ja pH säädettiin lipeällä arvoon 11,5. Lietteeseen lisättiin tämän jälkeen 50 g/t malmia aluminiumsul-faattia ja 530 g/t malmia keksinnön mukaista kokoojareagenssina toimivaa heksyyliaminodifosfonaattia. 10 min valmennuksen jälkeen suoritettiin apatiitin esivaahdotus ja 3 kertausvaahdotus-ta. Tulokset on esitetty alla olevassa taulukossa I.

Taulukko I

% P2°5 % C02 Saanto-%

Malmi 3,7 8,0

Rikaste 36,9 6,6 82,0 _____ . - r. _ _ 4 67184

Taulukosta I nähdään, että keksinnön mukaisella kokooja-reagenssilla pystytään apatiitti ja kalsiitti erottamaan toisistaan erittäin selektiivisesti.

Esimerkki 2

Magmaattista fosfaattimalmia, joka sisälsi 14 * hydroksi-ja fluoriapatiittia, 4 % kalsiittia ja 11 % magnetiittia loppuosan ollessa pääasiallisesti flogopiittia ja muita silikaattimineraaleja, murskattiin alle 3 mm:n osaskokoon. Homogenisoidusta malmista jauhettiin 0,5 kg:n erä veden (0,4 1) kanssa hienouteen 37,9 % alle 74 ^um. Jauhettu malmi lietettiin 1,5 litraan vettä ja valmennettiin 3 min alu-miniumsulfaatin (1 kg/t malmia) kanssa. Tämän jälkeen pH nostettiin lipeällä arvoon 11,0 ja lietteeseen lisättiin 500 g/t malmia esillä olevan keksinnön mukaista kokooja-reagenssina toimivaa 2-etyyliheksyyliaminodifosfonaattia.

5 min valmennusajän jälkeen suoritettiin apatiitin esivaah-dotus ja kaksi kertausvaahdotusta. Tällöin saatiin alla olevassa taulukossa II esitetyt tulokset.

Taulukko II Rikaste Saanto % p2°5 _

Esivaahdotus 24,3 96,0 1. kertaus 34,1 88,1 2. kertaus 37,0 82,7

Sekä hydroksi- että fluoriapatiitti vaahdottuivat erittäin nopeasti omaksi rikasteekseen, pitoisuuden ollessa 37,0 % P2Ocj 82,7 %:n saannolla.

Esimerkki 3

Homogenoidun magneettisesti rikastetun rautamalmin jätteestä, jossa oli 21 % hydroksi- ja fluoriapatiittia, 52 % forsteriittia ja 25 % kalsium- ja magnesiumkarbonaatteja loppuosan ollessa pääasiallisesti raudan oksideja sekä kiillettä, jauhettiin 1 kg:n erä veden (0,75 1) kanssa hienouteen 5 67184 42,8 % alle 74 ^urn. Jauhatuksen jälkeen näyte lietettiin 3 litraan vettä ja lietteen pH säädettiin lipeällä arvoon 11,5. Lietteeseen lisättiin tämän jälkeen 350 g/t malmia esillä olevan keksinnön mukaista kokoojareagenssina käytettyä n-oktyyliaminofosfonaattia ja 50 g/t malmia no-nyylifenyylipolyglykolieetteriä. 5 min valmennuksen jälkeen suoritettiin apatiitin esivaahdotus ja neljä kertausvaahdotus-ta, jolloin saatiin alla olevassa taulukossa III esitetyt tulokset.

Taulukko III

Rikaste - „ _ Saanto % P2o5 * T _%_

Esivaahdotus 24,5 94,0 1. kertaus 30,0 91,0 2. kertaus 33,1 88,2 3. kertaus 34,9 85,4 4. kertaus 36,6 1,0 60,6

Taulukosta III ilmenee, että keksinnön mukaisella kokooja-reagenssilla voidaan apatiitti vaahdottaa erittäin selektiivisesti magnesiumpitoisista mineraaleista, dolomiitista ja forsteriitista.

Esimerkki 4

Toimien samalla tavoin kuin esimerkissä I, mutta käyttäen esillä olevan keksinnön mukaisena kokoojareagenssina n-dodekyyliaminodifosfonaattia saatiin alla olevassa taulukossa IV esitetyt tulokset.

Taulukko IV

Kokoojan pH Jäte Saanto Puhtaus käyttömäärä % £2^5 * P2°5 % p2°5 _aZi_ _ _ _ _ 200 7,1 0,2 85,1 35,1 200 10,0 0,2 74,9 28,2 200 11,9 0,1 90,1 22,1

Taulukosta IV ilmenee, että käytettäessä keksinnön mukaista 6 67184 nr.dodekyyliaminodifosfonaattia kokoojareagenssina saadaan jätteen P20j--pitoisuus hyvin alhaiseksi (0,1-0,2 %) . Yleensä on rikasteen puhtaus voitu nostaa ainoastaan saannosta tinkimällä, mutta keksinnön mukaisessa rikastustavassa on sekä saanto että rikasteen puhtaus erittäin hyvä.

Esimerkki 5

Menettelemällä samoin kuin esimerkissä 1, mutta käyttäen kokcojareagenssina 3,5,5-trirnetyyliheksyyliaminodifosfonaat-tia ja lisäten tätä 200 g/t malmia lietteeseen, jonka pH oli säädetty arvoon 7,0 saatiin rikasteen P20^-pitoisuudeksi 27,9 %, jolloin saanto oli 92 %:nen.

Esimerkki 6

Menettelemällä samalla tavoin kuin esimerkissä 1, mutta käyttäen keksinnön mukaisena kokoojareagenssina n-oktyyli-aminodifosfonaatin (150 g/t malmia) ja yhdisteen CH3(CH2)3 ^CH2P03Na \j- (CH9)

/ 2 3 V

CH3(CH2)3' CH2P03Na (250 g/t malmia) seosta sellaisen lietteen vaahdottamiseksi, jossa pH oli säädetty arvoon 7,0, saatiin vaahdotetuksi rikaste, jossa oli 30,4 % P205, jolloin saanto nousi 67 %:iin P2°5*

Esimerkki 7

Menettelemällä samalla tavalla kuin esimerkissä 1, mutta käyttäen keksinnön mukaisena kokoojareagenssina 3-(3,5,5-trimetyyli-heksoksi)-propyyliaminodifosfonaattia 100 g/t malmia sellaisen lietteen vaahdottamiseksi, jossa pH oli säädetty arvoon 7,0, saatiin, kun rikasteessa oli 24,3 % ρ205' saann°ksi 97,6 %. Selmalla annostelulla saatiin lietteen pH-arvon ollessa 11 rikasteesta, jossa oli 25,9 % p205> saannoksi 97,1 %.

Il

Claims (9)

1. Tapa erottaa vaahdottamalla fosfaattimineraaleja fos-faattimalmilietteestä kokoojareagenssin läsnollessa, tunnettu siitä, että kokoojareagenssina käytetään alkyyli-aminofosfonaattia, jolla on yleinen kaava I ^R2 R1 -N (I) 1 2 3 jossa R , R ja R ovat samanlaisia tai erilaisia ja tarkoittavat vetyä tai suoraa tai haarautunutta alkyylitähdet-tä, jossa mahdollisesti yksi tai useampi hiiliatomi on korvattu typellä ja/tai hapella ja joista ainakin yksi on subs-tituoitu fosfonaattiryhmällä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että fosfaattimalmilietteeseen lisätään tai siinä on läsnä 20-600 g kaavan I mukaista kokoojareagenssia malmiton-nia kohti.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että vaahdotus suoritetaan pH-arvossa 7-12.

4. Fosfaattimalmilietteen vaahdotuksessa kokoojareagenssina käytettäväksi tarkoitettu yhdiste, tunnettu siitä, että se on alkyyliaminofosfonaatti, jolla on kaava I R2 R1-N ^ (I) 2 3 jossa R , R ja R ovat samanlaisia tai erilaisia ja tarkoittavat vetyä tai suoraa tai haarautunutta alkyylitähdet-tä, jossa mahdollisesti yksi tai useampi hiiliatomi on korvattu typellä ja/tai hapella ja joista ainakin yksi on substituoitu fosfonaattiryhmällä. 8 67184

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen yhdiste, tunnet- 2 3 t u siitä, että R ja R tarkoittavat kumpikin ryhmää -CH^PO^X^, jossa X on suolan muodostava ioni.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen yhdiste, tunnet- t u silta, että R on ryhmä, jolla on yleinen kaava R4-N-(CH_) - I Ct n CH? i 2 Ρ°3χ2 4 jossa R on 6-18 hiiliatomia sisältävä suora alkyyliryhmä, n on 1-10 ja X tarkoittaa samaa kuin yllä.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen yhdiste, tunnet-t u siitä, että R^ on suora tai haaroittunut 4-18, edullisesti 6-12 hiiliatomia sisältävä alkyyliryhmä, edullisesti heksyyli-, oktyyli- tai dodekyyliryhmä.

7 67184

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen yhdiste, tunnet-t u siitä, että R^ on CH3(CH2>3 N-(CH2)3- CH3(CH2>3^

9. Jonkin patenttivaatimuksista 4-7 mukainen yhdiste, 12 3 tunnettu siitä, että R , R ja/tai R on substi-tuoitu halogeeniatomilla. I! 671 84