Способ концентрации железосодержащих минералов из руд методом обратной флотации

ветскихстическихк СОЮЗ С СОЦИАЛ РЕСПУБЛ 3 О 1/016 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК ПАТЕНТУ 0 1/06,ЕЛЕЗОУД МЕ(21) 4743798/03(71) Дзе Дау Кемикал Компани (03)(54) СПОСОБ КОНЦЕНТРАЦИИ ЖСОДЕРЖАЩИХ МИНЕРАЛОВ ИЗ РТОДОМ ОБРАТНОЙ ФЛОТАЦИИ Изобретение касается способов отделения желательной руды от нежелательной.При обработке руд, содержащих полезнь 1 е ископаемые, необходимо отделить нежелательные руды, называемые рудными породами, от желательных руд, Способом выполнения этой задачи является подавление флотации конкретной руды в процессе нормальной флотации. В флотационных системах принято подавлять или направлять вниз нежелательные материалы рудных пород вот времяфлотации желательной руды или руд. В дифференциальных или реверсивнь 1 х флотационных системах принято подавлять или направлять вниз руду или руды во время флотации нежелательной рудной породы, т,е. обычная флотационная система, в которой желательная руда или руды флотируют, а рудная порода остается позади и отводится назад. 2(57) Использование: обогащение полезных ископаемых. Сущность изобретения: способ концентрации железосодержащих минералов из руд методом обратной флотации включает пульпирование руды, обработку коллектором минералов пустой породы, депрессором железосодержащих минералов и флотацию минералов пустой породы с получением железосодержащего концентрата камерным продуктом, в качестве депрессора железосодержащих минералов используют полиакриловую кислоту или ее соль с оптимальной молекулярной массой и в оптимальном количестве. 5 з.п.ф-лы, 2 табл. В типичной схеме флотации руды руду измельчают до размера достаточно мелкого для того, чтобы освободить желательный минерал или минералы от нежелательной рудной породы. Дополнительный этап флотационного процесса включает удаление сверхмелких частиц обесшламливанием, Сверхмелкими частицами обычно считают. ся частицы, имеющие менее, чем 5 - 10 мк в диаметре. Процесс обесшламливания мо жет сопровождаться флокуляцией или за ним может следовать этап флокуляции или любым другим типом этапа выделения в осадок таким, как применение циклонного сепаратора, Этот этап сопровождается этапом флотации на котором материалы рудной породы отделяются от желательного минерала или минералов в присутствии коллекторов и/или пенообразователей.Опускание обычно выполняется благодаря применению одного или более денрес 1834713соров на этапе флотации. Когда депрессордобавляется в флотационную систему, онусиливает специфическое воздействие наматериал для его подавления, тем самымпредохраняя его от флотации. Чтобы объяснить это явление выдвигались разные теории, так например, депрессоры, благодаряразным физико-химическим механизмам,таким как поверхностное поглощение, эффекты масса-действие, комплексное образование или т,п., предупреждаютобразование коллекторного слоя, что депрессоры действуют как растворители наактивирующий слой, естественно связанный с минералом, и что депрессоры действуют как растворители на осадительный. слой. Эти теории оказываются вз.аимосвязанными и в конце концов может бытьнайдена точная теория, чтобы включить элементы большинства или всех их идругих,Известно применение в несульфидныхфлотационных системах естественно про.изводных веществ, таких как крахмал, декстрины и смолы в качестве депрессоров.Однако присутствие таких веществ в потоках сточной воды увеличивает потребностьв биорасщепляющем кислороде и потребность в химическом кислороде и, следовательно, создает проблемы контроля эазагрязнением. Кроме того, в некоторыхстранах существует запрет на применениетаких веществ, как крахмал, который обладает питательной ценностью в такого типакоммерческом применении, Помимо этогодепрессоры типа крахмала требуют сложной предварительной подготовки реагента,способного к химическом разложению, аследовательно, в процессе его хранениятребуется контроль за ним.Для отделения породной руды от желательных материалов обычно применяют созданные синтетические депрессоры.Известно применение в качестве депрессоров при флотации минеральной руды низкомолекулярнь 1 х полимеров, сополимеров итерполиме ров,Известно использование водорастворимых анионовых, линейных полимерныхдобавок моноэтиленоненасыщенного соединения и водорастворимых солей его дляподавления флотации породной руды.Известно, что полимеры водорастворимых акриламидных гомаполимеров или ихсополимеры с акриловой или метакриловойкислотой или их солями применяются в качестве депрессора рудной породы в процессе флотации пены с целью обработкикасситеритной руды.10 15 Одна из проблем, связанныхс наличием депрессоров, состоит в том, что депрессоры обладают разными уровнями эффективности в зависимости от условий, в которых они применяются и минерала, и рудной породы. которые должны быть отделены. Таким образом, необходимы депрессоры,которые обычно применяются при обработке минералов, которые удовлетворяли бы специфическим нуждам, существующим в горнорудной промышленности. Кроме того,необходимые депрессоры, которые зффективно подавляли бы флотацию желательного минерала или минералов в процессе обратной флотации. Существует еще одна проблема, касающаяся применения депрессоров в реверсивных или дифференциальных флотационнь 1 х20 системах. Иэ-за несовершенства систем дляосаждения минералов некоторая часть желательных минералов может неумышленноутекать вместе с породной рудой. Та частьценного минерала или минералов, которая25 утрачивается с рудной породой, навсегдавыпадает из процесса и может иметь значительное экономическое воздействие. Даженебольшие потери .в количестве желательного минерала или.минералов, которые на 30 всегда утекают с породной рудой, могли.бы,следовательно, выразиться в значительныхэкономических прибылях, Таким образом,особенно необходимым являются депрессоры, применяемые в реверсивной флотаци 35 онной системе, которые подавляли быфлотацию желательного минерала или минералов до значительной степени, при этомс минимальным воздействием на флотацииотносящейся к ним рудной породы.40 Изобретение представляет собой способ подавления желательного минерала илиминералов в процессе флотации. Этот способ включает в дополнение к флотациоинойсистеме эффективное количество поликар 45 боновой кислоты или ее соли для подавления флотации одного или несколькихжелательных минералов, облегчая таким образом отделение минералов от нежелатель.с ной рудной породы, Способ, в частности,50 рекомендуется для использования полиакриловой кислоты или ее соли при отделенииминералов окиси железа от силикатов и соответствующих рудных пород в процессефлотации с использованием несульфидных55 коллекторов,Более конкретно изобретение касается способа увеличения количества железосодержащего минерала руды в системеобратной флотации, которая включает подвержение названной руды, содержащей510 15 20 30 рудно-породный материал и названный желеэосодержащий материал, в виде водной кашицы, процессу пенной Флотации с добавкой в Флотационную систему коллектора рудопородного материала и в качестве дифференциального депрессора для количеств железосодержащего минерала, эффективного количества полиакриловой кислоты или ее соли с целью дифференциального подавления флотации железосодержащего минерала и извлечения концентрированных величин высокожелезосодержащего минерала иэ нижних флотационных слоев,Поликарбоновые кислоты или их соли, согласно изобретению, неожиданным образом селективно опускают минералы оксидов железа по сравнению с силикатами и связанной с ними рудной породы.Поликарбоновые кислоть 1 или их соли, применяемые согласно изобретению, включают любые соответственным образом диспергированные в жидкость поли- электролиты, имеющие углеводородную основу. несущую множество дополнительных карбоновых групп,Предпочтительные поликарбоновые кислоты включают водно-дисперсные полимеры или их соли анионовых мономеров, таких как а,/3-этиленоненасыщенные кисло ты, включая, например, акриловую, метакриловую, Фумаровую, малеи новую, кротоновую, итаконовую или цитраконовую кислоты и частичные эфиры х,р-зтиленоненасыщенных поликарбоновых кислот, такие как кислый метилмалеат, кислый этилфумарат. Предпочтительно, чтобы поликарбоновой кислотой был полимер акриловой кислоты, Если полимер имеет форму соли, предпочтительно, чтобы ионным счетчиком был ион металла группы или ион аммония, Целесообразно также, чтобы ионным счетчиком был Иа или К, Предпочтительно также, чтобы поликарбоновая кислота была в форме соли и полиакрилата натрия. Поликарбоновые кислоты или их соли, используемые при осуществлении изобретения, могут иметь любой молекулярный вес, поскольку они обладают эффектом подавления флотации желательных минералов преимущественно для подавления флотации соответствующей рудной породы и поскольку они не обладают по существу флокулирующими свойствами. Имеются основания полагать, что не сущесгвует зависимости между молекулярным весом и количеством молекул, обладающих подавляющим эффектом. Целесообразно, чтобы 35 40 45 50 55 молекулярный вес был не более, чем 100000 и предпочтительно, чтобы молекулярный вес был не более, чем 50000, Предпо пительно, чтобы молекулярный вес был по меньшей мере 500 и еще более предпочтительно. чтобы молекулярный вес был по меньшей мере 2000. Целесообразно, чтобы молекулярный вес поликарбоновой кислоты или ее соли был между 4000 и 10000. В практике может применяться любое количество депрессора, который будет подавлять флотацию желательной минеральной руды или руд. Требуемое количество депрессора будет меняться в зависимости от разделяемых минерала и рудной породы и условий флотационного процесса, Предпочтительно, чтобы по меньшей мере 0,01 кг депрессора использовалось на 1 т флотируемой руды, Более целесообразно, чтобы по меньшей мере 0.05 кг депрессора использовалось на 1 т флотируемой руды.Предпочтительно также, чтобы не более,чем 1 кг депрессора использовался на 1 т флотируемой руды и еще более предпочтительно, чтобы на 1 т флотируемой руды использовалось не мене, чем 0,5 кг депрессора.Депрессор можно добавлять на любой стадии процесса разделения, поскольку он добавляется до стадии флотации. Предпочтительно добавлять депрессор до или вместе с добавкой коллектора,Депрессоры, используемые для осуществления изобретения эффективны, когда они используются с большим разнообразием коллекторов. Предпочтительно применять коллекторы, содержащие кислород и азот. Еще более предпочтительнее применять аминовые коллекторы, Выбор коллектора будет зависеть от конкретной обрабатываемой руды и типа удаляемой рудной породы,Поликарбоновые кислоты и их соли применяются вообще в качь;тве депрессоров Флотации минералов. Однако, они гораздо более эффективны при подавлении флотации некоторых минералов, чем остальных, и признание этого различия позволяет применять эти депрессоры для отделения желательных минералов от рудной породы, В частности, поликарбоновые кислоты и их соли эффективны при отдельном подавлении желательного минерала по сравнению с рудной породой. Примеры минеральных руд, которые подавлялись в присутствии поликарбоновых кислот и их солей включают порошкообразное железо, гематит ГегОз), магнетит (ЕезОл), пирит (Ее 5 г), хро1834713 5 10 15 20 40 45 флотирующий и нефлотирующий мате 50 риалы были отфильтрованы из кашицы и вание промывалось концентрированной55 НС 1 и прополаскивалось 0,10 й йаОН и деимит ГеСг 204), гетит(а= РеО,ОН), пирротит 7 е 1-х 5) или любые другие железосодержащие минералы, Предпочтительно, чтобы поликарбоновые кислоты и их соли, применялись для подавления флотации железного порошка, гетита, гематита или магнетита. 25 30 35 150 мл деионизированной воды поместили в 250 мл стеклянный химический стакан. В качестве буферного электролита добавляли 2,0 мл 0,10 молярного раствора нитрата калия, рН раствора довели до 10 добавкой 0,01 И соляной кислоты и 0,10 й йаОН, Затем, для проверки добавляли 1,00 г минерала.В взвесь прибавили дополнительно деиониэированную воду, В этих экспериментах, целью которых было определение эффекта депрессора в воде, содержащей ионы кальция, для доведения концентрации ионов кальция примерно до 1000 рргп было достаточным введение 11,10 -ного раствора хлорида кальция в кашицу с последующим пятиминутным периодом кондиционирования. После этой добавки добавляли 0,2 мл 1,00 -ного раствора депрессора - полиакрилата натрия в воде с последующим вторым пятиминутным периодом кондиционирования. В этих лабораторных условиях высокая концентрация депрессора обусловлено применением чистых минералов, Наконец, добавляли около 1,0 мл коллектора, также с последующим пятиминутным периодом кондиционирования. При кондиционировании проводился контроль за рН и его значение при необходимости регулировалось с помощью 0,1 К НС 1 и 0,10 М МаОН. Конечный обаем взвеси после всех добавок составил 180 мл.Кашицу поместили в трубку НаИгпопб, предназначенную для образования в основании 180 мл трубки пустотелой игольчатой формы для того, чтобы в кашицу могли входить воздушные пузырьки. На спускающемся крыле, кроме того размещен пластмассовый колпак для сбора флотирующего материала,После переноса кашицы в трубку НаПнвопд через отверстие трубки в течение 10 мин был создан вакуум в пять дюймов ртутного столба. Этот вакуум позволяет воздушнымм пузырька,л входить через полую иглу,вставленную в основание трубки, При флотации минералы перемешивались магнитноймешалкой. установленной на 200 об/мин,высушены в печи при 100 С, после чего они был взвешены. После каждого испытания все оборудоонизированной водой,1П римеры 1-10, В табл,1 приведены данные, полученные при проведении описанного выше порядка экспериментов, В каждом случае "1,00" будет представлятьвесь плавающий минерал, Таким образом, запись 0,75 означает. что плавающими были 757 О присутствующего минерала. Уменьшение процентной флотации определяется следующим образом:ИА - В)/А 1 х 100,где А - количество флотирующего минералабез добавки депрессора - полиакрилата натрия;В - количество флотирующего минерала с добавкой депрессора - полиакрилатанатрияДанные, представленные в табл,1, показывают эффективность полиакрилата натрия в количестве общего депрессора. Вкаждом случае гематит подавлялся значительно больше. чем окись кремния. Как указывалось выше, данные в табл,1 былиполучены в лабораторных условиях.П р и м е р ь 1 11 - 30, Влияние депрессора полиакрилата натрия на флотацию гематита и окиси кремния.Образцы железной руды иэ СеверногоМичигана были разделены на 600-граммовые партии. Образцы представляют собойпо существу материал - меш.(+149 мкм). полученный просеиванием образца шахтнойвыработки с последующим уменьшениемразмера до - 10 меш. (-2 мм), используя стадийное дробление. Затем образцы измельчались в 8 - 10 дюймовой стержневоймельнице, содержащей 26 прутков разногодиаметра;два 1,25 дюймавосемь 0,75 дюймачетыре 0,5 дюймадесять 0,375 дюйма и два 0,25 дойма,Полый вес прутков составляет между9350 г и 9450 г,Каждый образец загружался в мельницус повторным использованием воды для получения массы плотностью 60 мас.твердого вещества. Затем добавили 0,447 кг/т (вествердого вещества) йаОН раствора и0,0447 кг/т (вес твердого вещества) раствора силиката натрия, и измельчали образец в течение 43 мин вращением мельницыс постоянной скоростью 54 оборота в минуту,По окончании измельчения масса вымывается из мельницы и разбавляется в 8-литровом обесшламленном сосуде примернодо 7 мас,ойдо твердого вещества, используявторично мельничную воду. рН суспензииминерала контролируется и поддер:ки.зется больше, чем 10,0 добавкой 0.,10 М МаОНили 0,1014 НС, в зависимости от необходимости. Затем в массу добавляется 0,11 кгт(вес твердого вещества) раствора кускового крахмала и масса кондиционируется в течение двух минут с применением скалки, Массу оставляют для осаждения в течение 15 мин и затем плавающая сверху грань откачивается сифоном вниз до отметки уровня 0,2 л,Освобожденная от грязи хлопьевидная масса переносится в флотационный элемент 1 Иепсо и разбавляется примеоно до 2500 мл вторичной мельничной водой с доведением уровня рН до 11,0 добавкой 0,10 й йаОН или 0,10 й НО, при необходимости, Затем, в массу добавляется 0,447 кг/т (вес твердого вещества) раствора кускового крахмала и масса кондиционируется в течение двух минут. Температура массы около 3 С. Соответствующее количество полиакрилата натрия в виде водного раствора добавляется в массу. Затем в массу добавляют соответствующее количество коллектора амина алкилового эфира при перемешивании со скоростью в соответствующее число оборотов в минуту(об/мин). После завершения добавки коллектора воздушный клапан флотационной машины открывается и пена удаляется и собирается в течение периода более трех минут, Оставшаяся масса в флотационной машине (необработанный концентрат) и пенный концентрат фильтруются, высушиваются и взвешиваются.Данные, полученные в примерах 11 - 30 представлены в таблице 2. Как и в примерах 1 - 10 запись 1,00 будет показывать, что все перечисленные минералы флотирующие. Снижение процента флотации определяется также, как указывалось в примерах 1 - 10.Данные, приведенные в таблице 2, показывают подавляющее воздействие разных количеств полиакрилата натрия на флотацию гематита и окиси кремния в условиях, которые очень близки условиям современной обработки минерала, Подавляющее воздействие на флотацию гемати. та значительно сильнее, чем воздействие на флотацию окиси кремния. Данные. показывают также, что подавляющее воздействие на гемвтит возрастает вообще с увеличением количества депрессора, В случае окиси кремния применявшееся количество депрессора не имело соответствующего эффекта на отмеченную степень Оормула изобретения 1. Способ концентрации железосодержащих минералов из руд методом обратной флотации, вкпючающий пульпирование руКоллектор флотирующий гематит 0,36 0,05 0,76 0,93 0,43 0,04 0,48 0,97 50 17 0,89 0,94 0.29 0.20 0,74 31 78 0,58 0.13 0,88 0.53 0.26 0,89 0,96 51 0,18 0,72 0,91 0,96 0,74 75 89 0.12 0,99 0,98 0,85 0,97 0.29 0,98 0,62 0,97 12 35 22 70 79 85 0,13 0,97 0,63 0,75 0,15 0.96 Примечание. а - 1000 ппм Са; бппм Саи 2,0 кг/т раствора полиакрилата натрия; с - 5 уменьшения флотации с добавкой полиакрилата натрия.ды, обработку коллектором минералов пустой породы, депрессором железосодержащих минералов и флотацию минералов пустой породы с получением железосодержащего концентрата камерным продуктом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения технологических показателей процесса, в качестве деп рессора железосодержащих минералов использую полиакриловую кислоту или ее соль с мол,м, 100000 или меньше, используемой в количестве не менее 0,01 кг и не более 1 кг на 1 т руды,2. Способ по п 1, от л и ч а ю щи й с я тем, что используют полиакриловую кисФ В/СО(й Н (СН 2/210(СНг 20 НСН 22 СООНВ - талловое маслоЙ/СО/МН СН 2/21 М/СН 2/2 ОН/СН 2/2 СООНС 1 вН 37/СО/Н/СН 2/2 ИН /СН 2/2 СООНС 1 зНгтО/СН 2/зй/СНг/зй/СН 2/гСООНС Н 2/зСОО Н /СН 2 2 СООНСНз/СНг/зСН = СН/СНг/тСООНСН 1 ьНз 10/СНг/зИН СН 2/зМН 2С 2 Нгвй Н 2 лоту или ее соль с мол,м.25000 или меньше,. 3, Способ по п.1, отл и чаю щи йс я тем, что используют полиакриловую кислоту или ее соль с мол.м. от 4000 до 10000. 5 4. Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что полиакриловую кислоту применяют в виде соли,5, Способпоп 4,отличающийся тем, что в качестве соли полиакриловой кис 10 лоты используют полиакрилат натрия,6, Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что полиакриловую кислоту или ее сольиспользуют в количестве не менее 0,005 и не более 0,5 кг на 1 т руды.14 1834713 13 Таблица 2 Окись кремния Пример Гематит Перемешивание, (об/мин) Полиакрилат натрия, (кг/т) Коллектор, (кгУт)-0,2 2.0 2,2 3,4 11,2 12,9 14,1 12,9 3,2 3,5 3,5 1,1 Примечание. количество флотирующего минерала: процент снижения флотэции с добавкой полиакрилата натрия. Составитель М, КалугинаТехред М.Моргентал Корректор И. Шулла Редактор Л. Павлова Заказ 2695 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб 4 Ю Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22 23 24 25 26 27 28 29 . 30 0,16 0,16 0,16 016 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0;16 0,20 0,20 О;20 0,20 0,20 0,0 0,03 0,07 0,13 0,20 0,0 0,03 0,07 0,13 а,о 0,03 0,07 0,13 0,20 О,О 0,03 0,07 0,13 0,20 1250 1250 1250 12501250 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1250 1250 1250 1250 1250