WO2010066770A1 - Anreicherung von werterzen aus minenabfall (tailings) - Google Patents
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Classifications
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Definitions
- WO 2007/008322 A1 discloses a magnetic particle, which is hydrophobized on the surface, for the separation of impurities from mineral substances by magnetic separation processes. According to WO 2007/008322 A1, a dispersant selected from sodium silicate, sodium polyacrylate or sodium hexametaphosphate can be added to the solution or dispersion.
- Suitable oxidic metal compounds which can be used according to the invention are preferably selected from the group consisting of silicon dioxide SiO 2 , silicates, aluminosilicates, for example feldspars, for example albite Na (Si 3 Al) O 8 , mica, for example muscovite KAI 2 [(0H, F) 2 AISi 3 Oi 0 ], garnets (Mg, Ca, Fe ") 3 (Al, Fe"') 2 (Si0 4 ) 3 and other related minerals and mixtures thereof. Accordingly, ore mixtures which are obtained by treating mine deposits with conventional methods for separating the ores are preferably used in the process according to the invention.
- tailings differ from conventional ores in mines in that the concentration of ores or precious metals in the tailings is significantly lower than in the original ores. Furthermore, the tailings may be present as fine-grained residues in the form of sludges, for example, the particles have diameters of 20 to 50 microns. But there may also be larger particles.
- Tailings unlike ores obtained in mines, may also contain impurities in the form of organic compounds and / or salts, and may optionally have a pH that differs from the neutral pH of the original ores, ie acidic or basic Area is located.
- Z is - (X) n -CS 2 " , - (X) n -PO 2 " or - (X) n -S " where X is O and n is O or 1 and a Kati
- Most preferred surfactants are 1-octanethiol, potassium butyl xanthate, potassium octyl xanthate, octyl phosphonic acid or (octyl carbethoxy) thiocarbonyl ethoxy amine.
- Potassium octylxanthate (IV) and (octylcarbethoxy-thiocarbonylethoxyamine (V) are shown below:
- Y is selected from the group consisting of - (X) n -SiHaI 3 , - (X) n -SiHHaI 2 , - (X) n -SiH 2 Hal with HaI equal to F, Cl, Br, I, and anionic groups such as - (X) n -SiO 3 3 " , - (X) n -CO 2 " , - (X) n -PO 3 2 " , - (X) n -PO 2 S 2" , - (X) n -POS 2 2 " , - (X) n -PPS 3 2” , - (X) n -PPS 2 " , - (X) n -POS " , - (X) n -PO 2 " , - (X) n -CO 2 " , - (X) n -CS 2 " , - (X) n
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen wenigstens eines ersten Stoffes aus einer Mischung enthaltend diesen wenigstens einen ersten Stoff in einer Menge von 0,001 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung, und wenigstens einen zweiten Stoff, umfassend wenigstens die folgenden Schritte: (A) Inkontaktbringen der Mischung, (B) gegebenenfalls Zugabe wenigstens eines Dispersionsmittels, (C) Behandeln der Dispersion mit wenigstens einem hydrophoben Magnetpartikel, (D) Abtrennen des Anlagerungsproduktes aus Schritt (C) von der Mischung durch Anlegen eines magnetischen Feldes, (E) gegebenenfalls Spalten des abgetrennten Anlagerungsproduktes aus Schritt (D).
Description
Anreicherung von Werterzen aus Minenabfall (Tailings) Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen wenigstens eines ersten Stoffes aus einer Mischung enthaltend diesen wenigstens einen ersten Stoff in einer Menge von 0,001 bis 1 ,0 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung, und wenigstens einen zweiten Stoff, wobei der erste Stoff zunächst zu seiner Hydrophobierung mit einer oberflächenaktiven Substanz in Kontakt gebracht wird, diese Mischung weiter in Kontakt mit mindestens einem Magnetpartikel gebracht wird, so dass sich der Magnetpartikel und der hydrophobisierte erste Stoff anlagern und dieses Agglomerat von dem wenigstens einen zweiten Stoff durch die Anwendung eines Magnetfeldes abgetrennt wird, und anschließend der wenigstens eine erste Stoff bevorzugt quantitativ von dem Magnetpartikel getrennt wird, wobei bevorzugt der Magnetpartikel wieder in den Prozess zurückgeführt werden kann.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Anreicherung von Werterzen aus Minenabfällen, so genannten Tailings.
Verfahren zum Abtrennen von Werterzen aus Mischungen sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt.
WO 02/0066168 A1 betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Werterzen aus Mischungen, in dem Suspensionen oder Aufschlämmungen dieser Mischungen mit Partikeln, welche magnetisch und/oder schwimmfähig in wässrigen Lösungen sind, behandelt werden. Nach Zugabe der magnetischen und/oder schwimmfähigen Partikel wird ein Magnetfeld angelegt, so dass die Agglomerate von der Mischung abgetrennt werden. Der Grad der Anbindung der magnetischen Partikel an die Werterze und die Stärke der Bindung sind jedoch nicht ausreichend, um das Verfahren mit genügend hoher Aus- beute und Effektivität durchzuführen.
US 4,657,666 offenbart ein Verfahren zur Anreicherung von Werterzen, wobei das in der Gangart vorliegende Werterz mit magnetischen Partikeln umgesetzt wird, wodurch sich aufgrund der hydrophoben Wechselwirkungen Agglomerate bilden. Die magneti- sehen Partikel werden durch Behandlung mit hydrophoben Verbindungen auf der O- berfläche hydrophobiert, so dass eine Anbindung an das Werterz erfolgt. Die Agglomerate werden dann durch ein magnetisches Feld von der Mischung abgetrennt. Das genannte Dokument offenbart auch, dass die Werterze mit einer oberflächenaktivierenden Lösung von 1% Natrium-ethylxanthogenat behandelt werden, bevor das magneti- sehe Teilchen zugefügt wird. Eine Trennung von Werterz und Magnetpartikel erfolgt bei diesem Verfahren durch das Zerstören der oberflächenaktivierenden Substanz.
US 4,834,898 offenbart ein Verfahren zum Abtrennen nicht magnetischer Materialien durch Inkontaktbringen dieser mit magnetischen Reagenzien, welche mit zwei Schichten aus oberflächenaktiven Substanzen umhüllt sind. US 4,834,898 offenbart des Weiteren, dass die Oberflächenladung der nicht magnetischen Partikel, welche abgetrennt werden sollen, durch verschiedene Arten und Konzentrationen von Elektrolytreagenzien beeinflusst werden kann. Beispielsweise wird die Oberflächenladung durch Zugabe von multivalenten Anionen, beispielsweise Tripolyphosphationen, verändert.
S. R. Gray, D. Landberg, N. B. Gray, Extractive Metallurgy Conference, Perth, 2 - 4 October 1991 , Seiten 223 - 226 offenbart ein Verfahren zur Rückgewinnung von kleinen Goldpartikeln durch Inkontaktbringen der Partikel mit Magnetit. Vor dem Inkontaktbringen werden die Goldteilchen mit Kalium-amylxanthogenat behandelt. Ein Verfahren zum Abtrennen der Goldteilchen von wenigstens einem hydrophilen Stoff wird in diesem Dokument nicht offenbart.
WO 2007/008322 A1 offenbart einen magnetischen Partikel, welche auf der Oberfläche hydrophobiert ist, zur Abtrennung von Verunreinigungen von mineralischen Substanzen durch magnetische Separationsverfahren. Gemäß WO 2007/008322 A1 kann der Lösung oder Dispersion ein Dispergiermittel, ausgewählt aus Natriumsilikat, Natrium- polyacrylat oder Natriumhexametaphosphat zugegeben werden.
Im Stand der Technik werden keine Verfahren offenbart, mit denen es möglich ist, aus so genannten „Tailings", d. h. aus Minenabfällen, die nach erfolgter Gewinnung der Werterze durch konventionelle Verfahren wie Flotation oder andere magnetische Ver- fahren, nur noch einen geringen Anteil an Werterzen aufweisen, diese geringen Mengen an Werterzen abzutrennen. Ein Grund hierfür ist, dass bei der Mahlung des Erzes ein nicht zu vernachlässigender Anteil an sehr feinen Partikeln mit Durchmessern unterhalb 10 μm entsteht, und diese sehr feinen Partikel nur schwer zu flotieren sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, durch das wenigstens ein erster Stoff aus Mischungen enthaltend wenigstens einen ersten Stoff und wenigstens einen zweiten Stoff magnetisch effizient abgetrennt werden kann, insbesondere, wenn dieser erster Stoff in der Mischung in besonders geringer Konzentration vorliegt. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfah- ren bereit zu stellen, mit dem in Minenabfällen in niedriger Konzentration vorliegende Werterze gewonnen werden können. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den abzutrennenden ersten Stoff so zu behandeln, dass das Anlagerungsprodukt zwischen magnetischem Partikel und erstem Stoff genügend stabil ist, um eine hohe Ausbeute an erstem Stoff bei der Abtrennung zu gewährleisten.
Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zum Abtrennen wenigstens eines ersten Stoffes aus einer Mischung enthaltend diesen wenigstens einen ersten Stoff in einer Menge von 0,001 bis 1 ,0 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung, und wenigstens einen zweiten Stoff, umfassend wenigstens die folgenden Schritte:
(A) Inkontaktbringen der Mischung enthaltend wenigstens einen ersten Stoff und wenigstens einen zweiten Stoff mit wenigstens einer oberflächenaktiven Substanz, gegebenenfalls in Gegenwart wenigstens eines Dispersionsmittels, wobei die oberflächenaktive Substanz an den wenigstens einen ersten Stoff anbindet,
(B) gegebenenfalls Zugabe wenigstens eines Dispersionsmittels zu der in Schritt (A) erhaltenen Mischung, um eine Dispersion zu erhalten,
(C) Behandeln der Dispersion aus Schritt (A) oder (B) mit wenigstens einem hydro- phoben Magnetpartikel, so dass sich der wenigstens eine erste Stoff, an den die wenigstens eine oberflächenaktive Substanz angebunden ist, und der wenigstens eine Magnetpartikel anlagern,
(D) Abtrennen des Anlagerungsproduktes aus Schritt (C) von der Mischung durch Anlegen eines magnetischen Feldes,
(E) gegebenenfalls Spalten des abgetrennten Anlagerungsproduktes aus Schritt (D), um den wenigstens einen ersten Stoff und den wenigstens einen Magnetpartikel separat zu erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dazu, aus Mischungen, die wenigstens einen ersten Stoff in einer geringen Konzentration und wenigstens einen zweiten Stoff enthalten, den wenigstens einen ersten Stoff abzutrennen. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandelnden Mischungen, die wenigstens einen ersten Stoff in geringer Konzentration neben wenigstens einem zweiten Stoff enthalten, sind beispielsweise so genannte „Tailings", d. h. Minenabfälle, die nach Abtrennen des Hauptanteils an Werterzen durch konventionelle, dem Fachmann bekannte Verfahren, übrig bleiben, und deren Gehalt an Werterzen für konventionelle Verfahren, beispielsweise Flotationsverfahren, zu gering ist. Des Weiteren können die übrig gebliebenen Werterz-Partikel aufgrund ihrer zu geringen Durchmesser, beispielsweise kleiner 10 μm, nicht durch konventionelle Verfahren abgetrennt werden.
Es ist auch möglich, aber nicht bevorzugt, dass durch das erfindungsgemäße Verfah- ren Mischungen behandelt werden, die mit der erfindungsgemäßen niedrigen Konzentration an Werterzen natürlich vorkommen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet „hydrophob", dass das entsprechende Teilchen nachträglich durch Behandlung mit der wenigstens einen oberflächenaktiven Substanz hydrophobiert sein kann. Es ist auch möglich, dass ein an sich hydrophobes Teilchen durch Behandlung mit der wenigstens einen oberflächenaktiven Sub- stanz zusätzlich hydrophobiert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Mischung enthaltend den wenigstens einen ersten Stoff und den wenigstens einen zweiten Stoff behandelt, wobei sich die Oberflächeneigenschaften der genannten Stof- fe so unterscheiden, dass der wenigstens eine erste Stoff, bevorzugt eine Metallverbindung als Werterz, selektiv in Gegenwart des wenigstens einen zweiten Stoffes, bevorzugt eine weitere Metallverbindung, die kein Werterz ist, hydrophobiert werden kann. Besonders bevorzugte erste und zweite Stoffe werden im Folgenden genannt.
Somit ist der abzutrennende wenigstens eine erste Stoff bevorzugt eine Metallverbindung ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Nebengruppenmetalle, beispielsweise Cu, Mo, Ag, Au, Zn, W, Pt, Pd, Rh, etc., und Sn, Pb, As oder Bi, der sulfidischen Erze, der oxidischen und/oder carbonathaltigen Erze, beispielsweise Azurit [Cu3(COs)2(OI-I)2], oder Malachit [Cu2[(OH)2|CO3]]), oder der Edelmetalle in elementarer Form, an die sich bevorzugt selektiv eine oberflächenaktive Verbindung unter Erzeugung von hydrophoben Oberflächeneigenschaften anlagern kann.
Der wenigstens eine zweite Stoff ist bevorzugt eine hydrophile Metallverbindung, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus oxidischen und hydroxi- dischen Metallverbindungen, beispielsweise Siliziumdioxid SiO2, Silikate, Alumosilikate, beispielsweise Feldspate, beispielsweise Albit Na(Si3AI)O8, Glimmer, beispielsweise Muskovit KAI2[(0H, F)2AISi3Oi0] , Gran ate (Mg , Ca , Fe")3(AI, Fem)2(Si04)3, Al2O3, FeO(OH), FeCO3, Fe2O3, Fe3O4 und weitere verwandte Mineralien und Mischungen davon.
Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare sulfidische Erze sind z.B. ausgewählt aus der Gruppe der Kupfererze bestehend aus Covellit CuS, Molybdän(IV)-sulfid, Chalko- pyrit (Kupferkies) CuFeS2, Bornit Cu5FeS4, Chalkozyt (Kupferglanz) Cu2S, Pentlandit (Ni, Fe)i-xS, Zinkblende und Wurtzit, jeweils ZnS, Galenit PbS und Mischungen davon. Bevorzugt in elementarer Form vorliegende Edelmetalle sind beispielsweise Ag, Au, Pt, Pd oder Rh.
Geeignete erfindungsgemäß einsetzbare oxidische Metallverbindungen sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliziumdioxid SiO2, Silikate, Alumosilikate, beispielsweise Feldspate, beispielsweise Albit Na(Si3AI)O8, Glimmer, beispielsweise Muskovit KAI2[(0H, F)2AISi3Oi0], Granate (Mg, Ca, Fe")3(AI, Fe"')2(Si04)3 und weitere verwandte Mineralien und Mischungen davon.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden demnach bevorzugt Erzmischungen eingesetzt, welche durch Behandlung von Minenvorkommen mit konventionellen Verfahren zur Abtrennung der Werterze gewonnen werden. Konventionelle Verfahren sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise konventionelle Flotation, insbesondere Spezialverfahren wie Ultra- oder Carrierflotation, oder Leachverfahren wie Dump-Leaching, Heap-Leaching oder Tank-Leaching. Diese als Tailings bezeichneten Minenabfälle unterscheiden sich von herkömmlichen in Minen erhaltenen Erze dadurch, dass die Konzentration der Werterze bzw. der Edelmetalle in den Tailings deutlich geringer als in den ursprünglichen Erzen ist. Des Weiteren können die Tailings als feinkörnige Rückstände in Form von Schlämmen vorliegen, beispielsweise weisen die Partikel Durchmesser von 20 bis 50 μm auf. Es können aber auch größere Partikel vorliegen. Tailings können auch im Gegensatz zu in Minen erhaltenen Erzen Verunreinigungen in Form von organischen Verbindungen und/oder Salzen enthalten, und können gegebe- nenfalls einen pH-Wert aufweisen, der von dem neutralen pH-Wert der Originalerze abweicht, d. h. im sauren oder im basischen Bereich liegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die Mischung enthaltend wenigstens einen ersten Stoff und wenigstens einen zweiten Stoff in Schritt (A) in Form von Partikeln mit einer Größe 100 nm bis 150 μm vor, siehe beispielsweise US 5,051 ,199. In einer bevorzugten Ausführungsform wird diese Partikelgröße durch Mahlen erhalten. Geeignete Verfahren und Vorrichtungen sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise Nassmahlen in einer Kugelmühle. Somit ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dadurch gekenn- zeichnet, dass die Mischung enthaltend wenigstens einen ersten Stoff und wenigstens einen zweiten Stoff vor oder während Schritt (A) zu Partikeln mit einer Größe von 100 nm bis 150 μm vermählen wird.
Im Allgemeinen enthalten die durch das erfindungsgemäße Verfahren zu behandeln- den Mischungen wenigstens einen ersten Stoff in einer Menge von 0,001 bis 1 ,0 Gew.- %, bezogen auf die gesamte Mischung, und wenigstens einen zweiten Stoff, bevorzugt wenigstens einen ersten Stoff in einer Menge von 0,001 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung, und wenigstens einen zweiten Stoff, besonders bevorzugt wenigstens einen ersten Stoff in einer Menge von 0,001 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung, und wenigstens einen zweiten Stoff. Die Menge des wenigstens einen zweiten Stoffes entspricht dabei bevorzugt der Differenz zu 100 Gew.-%.
Beispiele für sulfidische Mineralien, die in den erfindungsgemäß einsetzbaren Mischungen vorliegen, sind die oben genannten. Zusätzlich können in den Mischungen auch Sulfide anderer Metalle als Kupfer vorliegen, beispielsweise Sulfide von Eisen, Blei, Zink oder Molybdän, d.h. FeS/FeS2, PbS, ZnS oder MoS2. Des Weiteren können in den erfindungsgemäß zu behandelnden Erzmischungen oxidische Verbindungen
von Metallen und Halbmetallen, beispielsweise Silikate oder Borate oder andere Salze von Metallen und Halbmetallen, beispielsweise Phosphate, Sulfate oder Oxi- de/Hydroxide/Carbonate und weitere Salze vorliegen, beispielsweise Azurit [Cu3(COs)2(OH)2], Malachit [Cu2I(OH)2(CO3)]], Baryt (BaSO4), Monacit ((La-Lu)PO4). Weitere Beispiele für den wenigstens einen ersten Stoff, der durch das erfindungsgemäße Verfahren abgetrennt wird, sind Edelmetalle, wie beispielsweise Au, Ag, Pt, Pd, Rh, Ru etc., die entweder gediegen oder in gebundenem Zustand im Mineral, auch vergesellschaftet mit anderen Metallen, vorliegen können. Eine typischerweise eingesetzte Erzmischung, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren getrennt werden kann, enthält 0,1 bis 0,3 Gew.-%, beispielsweise 0,2 Gew.-% Kupfersulfid, beispielsweise Cu2S und/oder Bornit Cu5FeS4, gegebenenfalls Feldspat und/oder Chrom-, Eisen-, Titan- und Magnesiumoxide und Rest zu 100 Gew.-% Siliziumdioxid (SiO2).
Die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Folgenden detailliert beschrieben:
Schritt (A):
Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Inkontaktbringen der Mischung enthaltend wenigstens einen ersten Stoff und wenigstens einen zweiten Stoff mit wenigstens einer oberflächenaktiven Substanz, gegebenenfalls in Gegenwart wenigstens eines Dispersionsmittels, wobei die oberflächenaktive Substanz selektiv an den wenigstens einen ersten Stoff anbindet,
Geeignete und bevorzugte erste und zweite Stoffe sind oben genannt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet „oberflächenaktive Substanz" eine Substanz, die in der Lage ist, die Oberfläche des abzutrennenden Teilchens in Anwesenheit der anderen Teilchen, die nicht abgetrennt werden sollen, so zu ändern, dass eine Anlagerung eines hydrophoben Teilchens durch hydrophobe Wechselwirkungen zu Stande kommt. Erfindungsgemäß einsetzbare oberflächenaktive Substanzen lagern sich an den mindestens einen ersten Stoff an und bewirken dadurch eine geeignete Hydrophobizität des ersten Stoffes.
Bevorzugt wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine oberflächenaktive Substanz der allgemeinen Formel (I) A-Z (I)
eingesetzt, die an den wenigstens einen ersten Stoff anbindet, worin
A ausgewählt aus linearem oder verzweigtem C3-C3o-Alkyl, C3-C3o-Heteroalkyl, gegebenenfalls substituiertes C6-C30-ArVl, gegebenenfalls substituiertes C6-C30- Heteroalkyl, C6-C30-Arylalkyl ist und
Z eine Gruppe ist, mit der die Verbindung der allgemeinen Formel (I) an den wenigstens einen hydrophoben Stoff anbindet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist A ein lineares oder verzweigtes C4-Ci2-Alkyl, ganz besonders bevorzugt ein lineares C8-Alkyl. Erfindungsgemäß gege- benenfalls vorhandene Heteroatome sind ausgewählt aus Si, N, O, P, S und Halogenen wie F, Cl, Br und I.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist Z ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus anionischen Gruppen -(X)n-PO3 2", -(X)n-PO2S2", -(X)n-POS2 2", - (X)n-PS3 2", -(X)n-PS2 ", -(X)n-POS", -(X)n-PO2 ", -(X)n-PO3 2" -(X)n-CO2 ", -(X)n-CS2 ", -(X)n- COS", -(X)n-C(S)NHOH, -(X)n-S" mit X ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus O, S, NH, CH2 und n = O, 1 oder 2, mit gegebenenfalls Kationen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, N R4 + mit R gleich unabhängig voneinander Wasserstoff und/oder d-Cs-Alkyl, Alkali- oder Erdalkalimetallen. Die genannten Anionen und die entsprechenden Kationen bilden erfindungsgemäß neutral geladene Verbindungen der allgemeinen Formel (I).
Für Edelmetalle, beispielsweise Au, Pd, Rh etc., sind besonders bevorzugte oberflächenaktive Substanzen Mono-, Di- und Trithiole oder 8-Hydroxychinoline, beispielswei- se beschrieben in EP 1200408 B1.
Für Metalloxide, beispielsweise FeO(OH), Fe3O4, ZnO etc., Carbonate, beispielsweise Azurit [Cu(COs)2(OH)2], Malachit [Cu2[(OH)2CO3]], sind besonders bevorzugte oberflächenaktive Substanzen Octylphosphonsäure (OPS), (EtO)3Si-A, (MeO)3Si-A, mit den oben genannten Bedeutungen für A. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als oberflächenaktive Substanzen keine Hydroxa- mate zur Modifizierung von Metalloxiden eingesetzt.
Für Metallsulfide, beispielsweise Cu2S, MoS2, etc., sind besonders bevorzugte oberflä- chenaktive Substanzen Mono-, Di- und Trithiole oder Xanthogenate, beispielsweise Kaliumoctylxanthat.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bedeutet Z -(X)n-CS2 ", -(X)n-PO2 " oder -(X)n-S" mit X gleich O und n gleich O oder 1 und einem Kati- on ausgewählt aus Wasserstoff, Natrium oder Kalium. Ganz besonders bevorzugte oberflächenaktive Substanzen sind 1-Octanthiol, Kaliumbutylxanthat, Kaliumoctylxanthat, Octylphosphonsäure oder (Octylcarbethoxy)-thiocarbonylethoxyamin.
Kaliumoctylxanthat (IV) und (OctylcarbethoxyHhiocarbonylethoxyamin (V) sind im Folgenden abgebildet:
(IV)
(V)
Das wenigstens eine Hydrophobierungsmittel wird in Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Menge eingesetzt, die ausreicht, um möglichst den gesamten in der zu behandelnden Mischung vorliegenden wenigstens einen Stoff zu hydropho- bieren. Daher ist die Menge an Hydrophobierungsmittel abhängig von der Konzentrati- on des wenigstens einen ersten Stoffes in der zu behandelnden Mischung. Die Menge ist des Weiteren gegebenenfalls auch von der Konditionierung der zu behandelnden Mischung abhängig. Wird das Hydrophobierungsmittel beispielsweise in einer Mühle zugegeben, kann die Menge geringer gewählt werden. Ein Fachmann weiß, wie die Menge an Hydrophobierungsmittel zu bestimmen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Menge an Hydrophobierungsmittel
In Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens 0,0001 bis 0,2 Gew.-%, bevorzugt 0,001 bis 0,15 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Mischung aus zu behandelnder Mischung und Hydrophobierungsmittel.
Das Inkontaktbringen in Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch alle dem Fachmann bekannte Verfahren geschehen. Schritt (A) kann in Substanz oder in Dispersion, bevorzugt in Suspension, besonders bevorzugt in wässriger Suspension, durchgeführt werden.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Schritt (A) in Substanz, d.h. in Abwesenheit eines Dispersionsmittels, durchgeführt.
Beispielsweise werden die zu behandelnde Mischung und die wenigstens eine oberflä- chenaktive Substanz ohne weiteres Dispersionsmittel in den entsprechenden Mengen zusammen gegeben und vermischt. Geeignete Mischungsapparaturen sind dem Fachmann bekannt, beispielsweise Mühlen, wie eine Kugelmühle.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird Schritt (A) in Dispersion, bevorzugt in Suspension, durchgeführt. Als Dispersionsmittel sind alle Dispersionsmittel geeignet, in denen die Mischung aus Schritt (A) nicht vollständig löslich ist. Geeignete Dispersionsmittel zur Herstellung der Aufschlämmung oder Dispersion gemäß Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, wasserlöslichen organischen Verbindungen, beispielsweise Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, und Mischungen davon.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Dispersionsmittel in dem er- findungsgemäßen Verfahren Wasser, beispielsweise bei einem neutralen pH-Wert, insbesondere bei pH 6 bis 8.
Bevorzugt wird in Schritt (A) eine Suspension bereitgestellt, die einen Feststoffgehalt von beispielsweise 10 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 45 Gew.-%, besonders bevor- zugt 35 bis 45 Gew.-%, aufweist. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, dass die in Schritt (A) erhaltene Suspension einen höheren Feststoffgehalt von beispielsweise 50 bis 70 Gew.-% aufweist, und dieser Feststoffgehalt erst in Schritt (B) durch Verdünnen auf die genannten Werte gesenkt wird. Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Allgemeinen bei einer Temperatur von 1 bis 80 0C, bevorzugt bei 20 bis 40 0C, besonders bevorzugt bei Umgebungstemperatur durchgeführt.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es bevorzugt, dass Schritt (A) unter Einwir- kung einer genügend hohen Scherenergie durchgeführt wird, damit das vorliegende Werterz und das Hydrophobierungsmittel in ausreichendem Maß in Kontakt treten. Daher ist die Scherenergie, die bevorzugt in Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingebracht werden soll, beispielsweise abhängig von der Konzentration des Wertstoffes, der Konzentration des Hydrophobierungsmittels und/oder dem Feststoff- gehalt der zu behandelnden Dispersion. Die in Schritt (A) eingebrachte Scherenergie muss bevorzugt so hoch sein, dass im späteren Verfahren eine effektive hydrophobe Flokulation zwischen hydrophoben magnetischen Partikeln und hydrophobisiertem Werterz möglich ist. Dies geschieht erfindungsgemäß bevorzugt durch die Verwendung einer geeigneten Mühle, beispielsweise einer Kugelmühle. Schritt (B):
Der optionale Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Zugabe wenigstens eines Dispersionsmittels zu der in Schritt (A) erhaltenen Mischung, um eine Dispersion zu erhalten.
Die in Schritt (A) erhaltene Mischung enthält in einer Ausführungsform, falls Schritt (A) in Substanz durchgeführt wird, wenigstens einen ersten Stoff, der an der Oberfläche mit wenigstens einer oberflächenaktiven Substanz modifiziert worden ist und we-
nigstens einen zweiten Stoff. Wird Schritt (A) in Substanz durchgeführt, wird Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt, d.h. wenigstens ein geeignetes Dispersionsmittel wird zu der in Schritt (A) erhaltenen Mischung zugegeben, um eine Dispersion zu erhalten. Dabei wird bevorzugt in Schritt (B) eine Suspension bereitgestellt, die einen Feststoffgehalt von beispielsweise 10 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 45 Gew.-%, besonders bevorzugt 35 bis 45 Gew.-%, aufweist.
Im Allgemeinen kann die Menge an Dispersionsmittel, zugegeben in Schritt (A) und/oder Schritt (B) erfindungsgemäß so gewählt werden, dass eine Dispersion erhal- ten wird, welche gut rührbar und/oder förderbar ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere auch das erfindungsgemäße Verfahren, wobei die in Schritt (A) und/oder (B) erhaltene Dispersion einen Feststoffgehalt von 10 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 45 Gew.-%, besonders bevorzugt 35 bis 45 Gew.-%, aufweist.
In der Ausführungsform, in der Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens in Dispersion durchgeführt wird, wird Schritt (B) nicht durchgeführt. Es ist jedoch auch bei dieser Ausführungsform möglich, Schritt (B) durchzuführen, d.h. weiteres Dispersions- mittel zuzugeben, um eine Dispersion mit einem niedrigeren Feststoffgehalt zu erhalten.
Als geeignete Dispersionsmittel sind alle Dispersionsmittel geeignet, die bereits bezüglich Schritt (A) genannt worden sind. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Dispersionsmittel in Schritt (B) Wasser.
In Schritt (B) wird somit entweder die in Substanz vorliegende Mischung aus Schritt (A) in eine Dispersion überführt, oder die bereits in Dispersion vorliegende Mischung aus Schritt (A) wird durch Zugabe von Dispersionsmittel in eine Dispersion mit niedrigerem Feststoffgehalt überführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Schritt (B) nicht durchgeführt, sondern Schritt (A) wird in wässriger Dispersion durchgeführt, so dass in Schritt (A) direkt eine Mischung in wässriger Dispersion erhalten wird, die die richtige Konzentration aufweist, um in Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt zu werden.
Die Zugabe von Dispersionsmittel in Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann erfindungsgemäß nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen.
Schritt (C):
Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Behandeln der Dispersion aus Schritt (A) oder (B) mit wenigstens einem hydrophoben Magnetpartikel, so dass sich der wenigstens eine in Schritt (A) hydrophobierte erste Stoff, an den die wenigstens eine oberflächenaktive Substanz angebunden ist, und der wenigstens eine Mag- netpartikel anlagern.
In Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens können alle dem Fachmann bekannten magnetischen Substanzen und Stoffe eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine Magnetpartikel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus magnetischen Metallen, beispielsweise Eisen, Cobalt, Nickel und Mischungen davon, ferromagnetischen Legierungen von magnetischen Metallen, beispielsweise NdFeB, SmCo und Mischungen davon, magnetischen Eisenoxiden, beispielsweise Magnetit, Maghemit, kubischen Ferriten der allgemeinen Formel (II)
M2+ xFe2+i-xFe3+ 2O4 (II) mit
M ausgewählt aus Co, Ni, Mn, Zn und Mischungen davon und x < 1 ,
hexagonalen Ferriten, beispielsweise Barium- oder Strontiumferrit MFeβO-ig mit M = Ca, Sr, Ba, und Mischungen davon. Die Magnetpartikel können zusätzlich eine äußere Schicht, beispielsweise aus SiO2, aufweisen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung ist der we n i g ste n s ei n e m a g n eti sch e P a rti ke l M ag n etit Fe3O4 oder Kobaltferrit Co2+ xFe2+i-xFe3+ 2O4 mit x < 1 .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine magnetische Partikel an der Oberfläche mit wenigstens einer hydrophoben Verbindung hydropho- biert. Bevorzugt ist die hydrophobe Verbindung ausgewählt aus Verbindungen der allgemeinen Formel (III)
B-Y (III),
worin
B ausgewählt ist aus linearem oder verzweigtem C3-C30-Alkyl, C3-C30-Heteroalkyl, gegebenenfalls substituiertes C6-C30-Aryl, gegebenenfalls substituiertes C6-C30-
Heteroalkyl, C6-C30-Arylalkyl und
Y eine Gruppe ist, mit der die Verbindung der allgemeinen Formel (III) an den wenigstens einen magnetischen Partikel anbindet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist B ein lineares oder verzweigtes C6-Ci8-Alkyl, bevorzugt lineares C8-Ci2-Alkyl, ganz besonders bevorzugt ein lineares C8- oder Ci2-Alkyl. Erfindungsgemäß gegebenenfalls vorhandene Heteroatome sind ausgewählt aus N, O, P, S und Halogenen wie F, Cl, Br und I.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist Y ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -(X)n-SiHaI3, -(X)n-SiHHaI2, -(X)n-SiH2HaI mit HaI gleich F, Cl, Br, I, und anionischen Gruppen wie -(X)n-SiO3 3", -(X)n-CO2 ", -(X)n-PO3 2", -(X)n-PO2S2", - (X)n-POS2 2", -(X)n-PS3 2", -(X)n-PS2 ", -(X)n-POS", -(X)n-PO2 ", -(X)n-CO2 ", -(X)n-CS2 ", -(X)n- COS", -(X)n-C(S)NHOH, -(X)n-S" mit X = O, S, NH, CH2 und n = O, 1 oder 2, und gegebenenfalls Kationen ausgewählt aus der Gruppe bestehen aus Wasserstoff, NR4 + mit R gleich unabhängig voneinander Wasserstoff und/oder d-Cs-Alkyl, Alkali-, Erdalkalimetallen oder Zink, des Weiteren -(X)n-Si(OZ)3 mit n = O, 1 oder 2 und Z = Ladung, Wasserstoff oder kurzkettiger Alkylrest.
Ganz besonders bevorzugte hydrophobierende Substanzen der allgemeinen Formel (III) sind Dodecyltrichlorsilan, Octylphosphonsäure, Laurinsäure, Ölsäure, Stearinsäure oder Mischungen davon.
Das Behandeln der Dispersion aus Schritt (A) oder (B) mit wenigstens einem hydrophoben Magnetpartikel in Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der wenigstens eine magnetische Partikel in einem geeigneten Dispersionsmittel dispergiert und dann zu der Dispersion aus Schritt (A) oder (B) gegeben. Als Dispersionsmittel sind alle Dis- persionsmittel geeignet, in denen der wenigstens eine Magnetpartikel nicht vollständig löslich ist. Geeignete Dispersionsmittel zur Dispergierung gemäß Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, wasserlöslichen organischen Verbindungen und Mischungen davon, besonders bevorzugt Wasser. Es kann in Schritt (C) das gleiche Dispersionsmittel wie in Schritt (B) ein- gesetzt werden. Im Allgemeinen kann die Menge an Dispersionsmittel zum Vordisper- gieren der Magnetpartikel erfindungsgemäß so gewählt werden, dass eine Aufschläm- mung oder Dispersion erhalten wird, welche gut rührbar und/oder förderbar ist. Die Dispersion der Magnetpartikel kann erfindungsgemäß nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die zu dispergierenden Magnetpartikel und die entsprechende Menge Dispersionsmittel bzw. Dispersionsmittelgemisch in einem geeigneten Reaktor, beispielsweise einem Glasreaktor, zusammengegeben und mit dem Fachmann bekannten Vorrichtungen
gerührt, beispielsweise in einer Glaswanne mit einem mechanisch betriebenen Flügel- rührer, beispielsweise bei einer Temperatur von 1 bis 80 0C, bevorzugt bei Umgebungstemperatur.
Das Behandeln der Dispersion aus Schritt (B) mit wenigstens einem hydrophoben Magnetpartikel geschieht im Allgemeinen so, dass beide Komponenten durch dem Fachmann bekannte Methoden zusammengegeben werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der hydrophobierte magnetische Partikel in fester Form zu einer Dispersion der zu behandelnden Mischung gegeben. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegen beide Komponenten in dispergierter Form vor.
Schritt (C) wird im Allgemeinen bei einer Temperatur von 1 bis 80 0C, bevorzugt 10 bis 30 0C durchgeführt. Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in allen dem Fachmann bekannten Vorrichtungen erfolgen, beispielsweise in einer Mühle, bevorzugt in einer Kugelmühle. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Schritt (C) in der gleichen Vorrichtung, bevorzugt einer Mühle durchgeführt, in der Schritt (A) und gegebenenfalls Schritt (B) durchgeführt werden.
In Schritt (C) lagert sich der wenigstens eine magnetische Partikel an den hydrophoben Stoff der zu behandelnden Mischung an. Die zwischen den beiden Komponenten bestehende Bindung basiert auf hydrophoben Wechselwirkungen. Zwischen dem wenigstens einen magnetischen Partikel und dem hydrophilen Anteil der Mischung findet im Allgemeinen keine bindende Wechselwirkung statt, so dass zwischen diesen Kompo- nenten keine Anlagerung stattfindet. Nach Schritt (C) liegen somit in der Mischung Anlagerungsprodukte des wenigstens eine hydrophoben Stoffes und des wenigstens einen magnetischen Partikels neben dem wenigstens einen hydrophilen Stoff vor.
Schritt (D):
Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Abtrennen des Anlagerungsproduktes aus Schritt (C) von der Mischung durch Anlegen eines magnetischen Feldes.
Schritt (D) kann in einer bevorzugten Ausführungsform durchgeführt werden, indem ein Dauermagnet in den Reaktor eingebracht wird, in dem sich die Mischung aus Schritt (C) befindet. In einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich zwischen Dauermagnet und zu behandelnder Mischung eine Trennwand aus nicht magnetischem Material, beispielsweise die Glaswand des Reaktors. In einer weiteren bevorzugten Ausfüh- rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Schritt (D) ein elektrisch schaltbarer Magnet eingesetzt, der nur dann magnetisch ist, wenn ein elektrischer Strom fließt. Geeignete Vorrichtungen sind dem Fachmann bekannt.
Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bei jeder geeigneten Temperatur durchgeführt werden, beispielsweise 10 bis 60 0C.
Während Schritt (D) wird die Mischung bevorzugt permanent mit einem geeigneten Rührer gerührt.
In Schritt (D) kann das Anlagerungsprodukt aus Schritt (C) gegebenenfalls durch alle dem Fachmann bekannten Verfahren abgetrennt werden, beispielsweise durch Ablassen der Flüssigkeit mit dem hydrophilen Anteil der Suspension aus dem Bodenventil aus dem für Schritt (D) benutzten Reaktor oder Abpumpen der nicht durch den mindestens einen Magneten festgehaltenen Anteile der Suspension durch einen Schlauch.
Schritt (E):
Der optionale Schritt (E) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Spalten des abgetrennten Anlagerungsproduktes aus Schritt (D), um den wenigstens einen ersten Stoff und den wenigstens einen Magnetpartikel separat zu erhalten. Der erfindungsgemäße Schritt (E) kann durchgeführt werden, wenn der wenigstens eine, erste Stoff separat erhalten werden soll. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungs- gemäßen Verfahrens erfolgt das Spalten in Schritt (E) nicht zerstörerisch, d.h., dass die in der Dispersion vorliegenden Einzelkomponenten chemisch nicht verändert werden. Beispielsweise erfolgt die erfindungsgemäße Spaltung nicht durch Oxidation des Hydrophobierungsmittels, beispielsweise unter Erhalt der Oxidationsprodukte oder von Abbauprodukten des Hydrophobierungsmittels.
Das Spalten kann nach allen dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen, die dazu geeignet sind, das Anlagerungsprodukt derart zu spalten, dass der wenigstens eine magnetische Partikel in wieder einsetzbarer Form zurück gewonnen werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der abgespaltene Magnetpartikel wieder in Schritt (C) eingesetzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Spalten in Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Behandlung des Anlagerungsproduktes mit einer Substanz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Lösungsmitteln, basischen Verbindungen, sauren Verbindungen, Oxidationsmitteln, Reduktionsmitteln, oberflächenaktiven Verbindungen und Mischungen davon.
Beispiele für geeignete organische Lösungsmittel sind Methanol, Ethanol, Propanol, beispielsweise n-Propanol oder iso-Propanol, aromatische Lösungsmittel, beispiels- weise Benzol, Toluol, XyIoIe, Ether, beispielsweise Diethylether, Methyl-t-butyl-ether, Ketone, beispielsweise Aceton, und Mischungen davon. Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare basische Verbindungen sind wässrige Lösungen basischer Verbindungen,
beispielsweise wässrige Lösungen von Alkali- und/oder Erdalkalihydroxiden, beispielsweise KOH, NaOH, wässrige Ammoniaklösungen, wässrige Lösungen organischer Amine der allgemeinen Formel R2 3N, wobei R2 unabhängig voneinander ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus C-i-Cs-Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit weiteren funktionellen Gruppen. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt Schritt (D) durch Zugabe von wässriger NaOH-Lösung bis zu einem pH-Wert von 13, beispielsweise für die Abtrennung von mit OPS modifiziertem CU2S. Die sauren Verbindungen können mineralische Säuren sein, beispielsweise HCl, H2SO4, HNO3 oder Mischungen davon, organische Säuren, beispielsweise Carbonsäuren. Als Oxidationsmittel kann bei- spielsweise H2O2 eingesetzt werden, beispielsweise als 30 gew.-%ige wässrige Lösung (Perhydrol). Für die Abtrennung von mit Thiolen modifiziertem Cu2S wird bevorzugt H2O2 oder Na2S2O4 eingesetzt.
Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare oberflächenaktive Verbindungen sind nicht- ionische, anionische, kationische und/oder zwitterionische Tenside.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Anlagerungsprodukt aus hydrophoben Stoff und magnetischem Teilchen mit einem organischen Lösungsmittel, besonders bevorzugt mit Aceton, Diesel, Solvesso® oder Shellsol®, gespalten. Dieser Vorgang kann auch mechanisch unterstützt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird Ultraschall zur Unterstützung des Spaltungsvorgangs eingesetzt.
Im Allgemeinen wird das organische Lösungsmittel in einer Menge verwendet, die ausreicht, um möglichst das gesamte Anlagerungsprodukt zu spalten. In einer bevorzugten Ausführungsform werden 20 bis 100 ml des organischen Lösungsmittels pro Gramm zu spaltendem Anlagerungsprodukt aus hydrophobem Stoff und magnetischem Partikel verwendet.
Erfindungsgemäß liegt nach der Spaltung der wenigstens eine erste Stoff und der we- nigstens eine Magnetpartikel als Dispersion in dem genannten Spaltungsreagenz, bevorzugt einem organischen Lösungsmittel, vor.
Der wenigstens eine Magnetpartikel kann aus der Dispersion enthaltend diesen wenigstens einen Magnetpartikel und den wenigstens einen ersten Stoff durch einen per- manenten oder schaltbaren Magneten von der Lösung abgetrennt werden. Details dieses Abtrennens sind analog zu Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Bevorzugt wird der abzutrennende erste Stoff, bevorzugt die abzutrennende Metallverbindung, von dem organischen Lösungsmittel durch Abdestillieren des organischen Lösungsmittels getrennt. Der so erhältliche erste Stoff kann durch weitere, dem Fachmann bekannte Verfahren gereinigt werden. Das Lösungsmittel kann, gegebenenfalls nach Aufreinigung, wieder in das erfindungsgemäße Verfahren zurückgeführt werden.
Beispiele
Beispiel 1 : Es werden Originaltailings einer Mine verwendet, wobei der Kupfergehalt mit 0,2 Gew.-% bestimmt wird.
100 g getrocknetes Material werden mit 160 ml_ (535 g) ZrO2-Kugeln (Durchmesser = 1 ,7 - 2,3 mm), 0,13 g (Octylcarbetoxy)-thiocarbonyethoxy-amin (H17C8OC=ONHC=SOC8H17), 62 ml_ Wasser und 1 ml_ Benzin in einen ZrO2-Behälter eingewogen und 30 Min. bei 200 U/min, konditioniert. Anschließend werden 2,0 g hydrophobes Magnetit (mit Octylphosphonsäure modifiziertes Fe3O4, Durchmesser = 4 μm) zugegeben und nochmals 30 min. bei 200 U/min, gemahlen.
Die so entstandene Mischung wird mit Wasser verdünnt, so dass das Gemisch einen Feststoffgehalt von 40 Gew.-% aufweist. Anschließend werden die magnetischen Bestandteile von den unmagnetischen Bestandteilen mit einem Magneten getrennt, indem ein Co/Sm-Magnet an die Gefäß-Außenwand gehalten wird.
Von den 100 g eingesetzten Material sowie den 2,0 g eingesetzten Magnetit erhält man nach Trocknung 2,7 g magnetisches Material, welches einen Kupfergehalt von 5,2 Gew.-% aufweist. Dies entspricht 0,14 g (70%) des in den behandelten Tailings vorhandenen Kupfers.
Beispiel 2:
Es werden Tailings einer Originalmine verwendet, wobei der Kupfergehalt mit 0,2 Gew.-% bestimmt wird.
100 g getrocknetes Material werden mit 160 ml_ (535 g) Zrθ2-Kugeln (Durchmesser = 1 ,7 - 2,3 mm), 0.13 g Kaliumoctylxanthat, 62 ml_ Wasser und 1 ml_ Benzin in einen ZrO2-Behälter eingewogen und 30 Min. bei 200 U/min, konditioniert. Anschließend werden 2,0 g hydrophobes Magnetit (mit Octylphosphonsäure modifiziertes Fe3O4, Durchmesser = 4 μm) zugegeben und nochmals 30 min. bei 200 U/min, gemahlen.
Die so entstandene Mischung wird mit Wasser verdünnt, so dass das Gemisch einen
Feststoffgehalt von 40 Gew.-% aufweist. Anschließend werden die magnetischen Bestandteile von den unmagnetischen Bestandteilen mit einem Magneten getrennt, indem ein Co/Sm-Magnet an die Gefäß-Außenwand gehalten wird.
Von den 100 g eingesetzten Material sowie den 2 g eingesetzten Magnetit erhält man nach Trocknung 2,41 g magnetisches Material, welches einen Kupfergehalt von 4,5 %
aufweist. Dies entspricht 0,108 g (54%) des in den behandelten Tailings vorhandenen Kupfers.
Beispiel 3:
Es werden Tailings einer Originalmine verwendet, wobei der Kupfergehalt mit
0,1 Gew.-% bestimmt wird.
Es werden 100 g getrocknetes Material, 100 g ZrO2-Kugel (Durchmesser = 1 ,7 - 2,3 mm), 2 g Kaliumoctylxanthat und 20 g Wasser in ein ZrO2-Gefäß eingewogen und 30 min. bei 200 U/min, konditioniert. Anschließend werden 2 g Magnetit (mit Oc- tylphosphonsäure modifiziertes Fe3O4, Durchmesser = 4 μm) und 0,2 g Shellsol zugegeben und weitere 5 min. bei 150 U/min, gemahlen.
Die so entstandene Mischung wird mit Wasser verdünnt, so dass das Gemisch einen Feststoffgehalt von 40 Gew.-% aufweist. Anschließend werden die magnetischen Bestandteile von den unmagnetischen Bestandteilen mit einem Magneten getrennt, indem ein Co/Sm-Magnet an die Gefäß-Außenwand gehalten wird. Von den 100 g eingesetzten Material sowie den 2 g eingesetzten Magnetit erhält man nach Trocknung 2,67 g magnetisches Material, welches einen Kupfergehalt von 3,1 % aufweist. Dies entspricht 0,083 g (83%) des in den behandelten Tailings vorliegenden Kupfers.
Claims
1. Verfahren zum Abtrennen wenigstens eines ersten Stoffes aus einer Mischung enthaltend diesen wenigstens einen ersten Stoff in einer Menge von 0,001 bis 1 ,0 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung, und wenigstens einen zweiten
Stoff, umfassend die folgenden Schritte:
(A) Inkontaktbringen der Mischung enthaltend wenigstens einen ersten Stoff und wenigstens einen zweiten Stoff mit wenigstens einer oberflächenakti- ven Substanz, gegebenenfalls in Gegenwart wenigstens eines Dispersionsmittels, wobei die oberflächenaktive Substanz an den wenigstens einen ersten Stoff anbindet,
(B) gegebenenfalls Zugabe wenigstens eines Dispersionsmittels zu der in Schritt (A) erhaltenen Mischung, um eine Dispersion zu erhalten,
(C) Behandeln der Dispersion aus Schritt (A) oder (B) mit wenigstens einem hydrophoben Magnetpartikel, so dass sich der wenigstens eine erste Stoff, an den die wenigstens eine oberflächenaktive Substanz angebunden ist, und der wenigstens eine Magnetpartikel anlagern,
(D) Abtrennen des Anlagerungsproduktes aus Schritt (C) von der Mischung durch Anlegen eines magnetischen Feldes,
(E) gegebenenfalls Spalten des abgetrennten Anlagerungsproduktes aus
Schritt (D), um den wenigstens einen ersten Stoff und den wenigstens einen Magnetpartikel separat zu erhalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die oberflächenaktive Substanz eine Substanz der allgemeinen Formel (I)
A-Z (I)
ist, worin
A ausgewählt ist aus linearem oder verzweigtem C3-C30-AIkVl, C3-C30- Heteroalkyl, gegebenenfalls substituiertes C6-C30-Aryl, gegebenenfalls substituiertes C6-C30-Heteroalkyl, C6-C30-Arylalkyl und
Z eine Gruppe ist, mit der die Verbindung der allgemeinen Formel (I) an den wenigstens einen hydrophoben Stoff anbindet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Z ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus anionischen Gruppen -(X)n-PO3 2", -(X)n-PO2S2", -(X)n- POS2 2", -(X)n-PS3 2", -(X)n-PS2 ", -(X)n-POS", -(X)n-PO2 ", -(X)n-PO3 2" -(X)n-CO2 ", - (X)n-CS2 ", -(X)n-COS", -(X)n-C(S)NHOH, -(X)n-S" mit X ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus O, S, NH, CH2 und n = O, 1 oder 2, mit gegebenenfalls Kationen ausgewählt aus der Gruppe bestehen aus Wasserstoff, NR4 + mit R gleich unabhängig voneinander Wasserstoff und/oder CrC8-Alkyl, Alkali- oder Erdalkalimetallen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge an Hydrophobierungsmittel In Schritt (A) 0,0001 bis 0,2 Gew.-%, bezogen auf die Mischung aus zu behandelnder Mischung und Hydrophobierungsmittel, beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine erste Stoff eine Metallverbindung ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Nebengruppenmetalle, der sulfidischen Erze, der oxidischen und/oder carbonathaltigen Erze oder der Edelmetalle in elementarer Form ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine zweite Stoff bevorzugt eine hydrophile Metallverbindung ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine zweite Stoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus oxidischen und hydroxidischen Metallverbindungen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Magnetpartikel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus magnetischen Metallen und Mischungen davon, ferromagnetischen Legierungen von magnetischen Metallen und Mischungen davon, magnetischen Eisenoxiden, kubischen Ferriten der allgemeinen Formel (II)
M2+ xFe2+i-xFe3+ 2O4 (II) mit
M ausgewählt aus Co, Ni, Mn, Zn und Mischungen davon und x < 1 ,
hexagonalen Ferriten und Mischungen davon.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dispersionsmittel Wasser ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung enthaltend wenigstens einen ersten Stoff und wenigstens einen zweiten Stoff vor oder während Schritt (A) zu Partikeln mit einer Größe von 100 nm bis 150 μm vermählen wird.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in Schritt (A) und/oder (B) erhaltene Dispersion einen Feststoffgehalt von 10 bis 50 Gew.-% aufweist.
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