СПОСОБ ФЛОТАЦИИ АПАТИТОВЫХ РУД Российский патент 2001 года по МПК B03D1/02 B03D1/12 B03D1/16 B03D101/06 B03D103/06 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотации апатитовых руд. Кроме того, оно может найти применение при флотации фосфоритовых руд.

Известен процесс флотации апатита из сложных по составу карбонатных руд в присутствии смеси щелочного модификатора (жидкого стекла) и специальных органических реагентов регуляторов (сульфит-спиртовой барды и карбоксиметилцеллюлозы) с использованием в качестве собирателя ацилированных аминокислот (таллактама) в смеси с алкилгидроксаматами (ИМ-50) [авт. свид. СССР N 1115807, МКИ В 03 D 1/00, 1984].

Недостатком такого способа является то, что положительные результаты он дает на карбонатной руде, в которой преобладает доломит и высокое содержание апатита 15-17%.

При флотации окисленной руды, в которой неизмененного апатита не более 30-25% (от всех фосфатных минералов), 12% полевых шпатов, имеющих близкие флотационные свойства с апатитом, 9% гидроокислов железа, тонкими пленками покрывающих все минералы и нивелирующих их флотационные свойства, на известном режиме селективности процесса не наблюдается. Содержание P₂O₅ в концентрате повышается по сравнению с исходным продуктом лишь на 1-1,42%.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому способу является способ флотации апатита, включающий последовательную обработку пульпы содой, жидким стеклом, техническими лигносульфонатами (ССБ) и флотацию смесью собирателей таллактама и ИМ-50 (ацелированные амино- и гидроксамовые кислоты) и выделение апатита в пенный продукт [Кириллица С.И., Люшня Л. И. и др. Обогащение высококарбонатных апатитовых руд Селигдарского месторождения // Задачи изучения и перспективы освоения фосфатного сырья Сибири и Дальнего Востока. - вып. 58 - М.: ГИГХС, 1982, с. 31], Этот способ флотации апатитсодержащих руд (например, Селигдарского месторождения) с повышенным содержанием доломита и силикатов позволяет получать апатитовый концентрат с содержанием 38.2% P₂O₅ при извлечении 74%.

Однако при использовании прототипа на окисленных рудах, содержащих всего 30% (от всех фосфатов) неизмененного апатита и минералы с близкими флотационными свойствами, нивелированными пленками гидроокислов железа, высоких технологических результатов не достигается (содержание P₂O₅ в концентрате - 35.2%, извлечение 40.8%).

Основная задача изобретения заключается в повышении показателей флотации из окисленных сложных по составу руд.

Для достижения поставленной задачи заявляемый способ флотации апатитовых руд включает кондиционирование пульпы содой, жидким стеклом, техническими лигносульфонатами, введение собирателя, содержащего ацилированные амино- и гидроксамовые кислоты, и выделение апатита в пенный продукт в качестве технических лигносульфонатов вводят концентрат мембранного разделения последних методом микро- или ультрафильтрации (ЛИФРИН-П).

По отношению к прототипу у предлагаемого способа имеется отличительный признак - вместо технических лигносульфонатов в виде сульфит-спиртовой барды (ССБ) вводят ЛИФРИН-П - концентрат мембранного разделения технических лигносульфонатов методом микро- и ультрафильтрации.

Технические лигносульфонаты (ЛСТ) представляют собой смесь натриевых (в основном) солей лигносульфоновых кислот с примесью редуцирующих и минеральных веществ. Последние получают методом упаривания или сушки последрожжевой бражки (ПДБ) от биохимической переработки сульфитных щелоков на этиловый спирт и кормовые дрожжи.

Схема производства фракционированных ЛСТ - "ЛИФРИНа-П" следующая: сульфитный щелок - производство спирта и дрожжей - ПДБ - мембранное разделение - концентрат - сушка (состав приведен в табл. 1). Сущность мембранного разделения заключается в предварительной очистке ПДБ от низкомолекулярных фракций (в основном от редуцирующих и минеральных веществ), которые в большинстве своем являются "балластом" при применении ЛСТ в различных технологических процессах. Так, в полученных пробах порошкообразных обычных и фракционированных ЛСТ следующие изменения состава:
массовая доля золы (в основном неорганика) - уменьшение на 36%
массовая доля редуцирующих веществ - уменьшение на 32%
массовая доля основного вещества (солей) - увеличение на 9%
полимолекулярный состав:
высокомолекулярная фракция - увеличение на 11%
среднемолекулярная фракция - увеличение на 24%
низкомолекулярная фракция - уменьшение на 26%
Таким образом, фракционированные ЛСТ обладают качественно более высокими связующими, диспергирующими и т.п. свойствами. Из-за широкого класса выпускаемых в настоящее время мембран деление на микро- и ультрафильтрацию довольно условно, но с точки зрения общепринятой терминологии для получения фракционированных ЛСТ мы применяли ультрафильтрацию. В проведенных нами лабораторных экспериментах по мембранному разделению ПДБ с ростом диаметра пор мембран (вплоть до "классически" микрофильтрационных) низкомолекулярная фракция полностью удалялась. Но с точки зрения технологических целей биохимпроизводства при наработке фракционированных ЛСТ на Соликамском ЦБК мы применяли трубчатые ультрафильтры БТУ - 0.5/2 (диаметр пор мембран 0.05 мкм).

Извлечение апатита в заявляемом способе повышается за счет того, что в ЛИФРИНе-П по сравнению с сульфит-спиртовой бардой существует повышенное содержание высоко- и среднемолекулярных фракций, которые избирательно депрессируют минералы.

По отношению к прототипу у предлагаемого способа имеется отличительный признак - замена сульфит-спиртовой барды фракционированным порошкообразным техническим лигносульфонатом (ЛИФРИНом-П).

Между отличительным признаком и решаемой задачей существует следующая причинно-следственная связь: введение вместо сульфит-спиртовой барды ЛИФРИНа-П в количестве 0,075-0,1 кг/т повышает извлечение P₂O₅ в концентрат на 26.4-30.9% при равноценном качестве концентрата.

При расходе менее 0,075 кг/т и более 0,1 кг/т происходит увеличение извлечения P₂O₅, но качество концентрата снижается.

Выбор граничных значений параметров, указанных в формуле, обусловлен тем, что при таком расходе ЛИФРИНа-П достигается максимальное содержание и извлечение P₂O₅ в концентрат.

Примеры конкретного выполнения
Предлагаемый способ испытан в лабораторных условиях. Исследовалась окисленная апатитовая руда, состоящая из апатита (4%), франколита (9%), флогопита с вермикулитом (45%), амфибола (19%), полевого шпата (12%), гидроокислов железа (9%), карбонатов (2%).

Флотация осуществлялась собирательной смесью (1:1) ацилированных амино- и гидроксамовых кислот после последовательной подачи и кондиционирования с содой, жидким стеклом и ЛИФРИНом-П.

После кондиционирования с реагентами проводилась флотация во флотомашине механического типа при плотности пульпы 20-25% твердого и крупности руды 65% - 0.074 мм. Схема флотации включала основную и три перечистные операции. Перечистки проводились без реагентов. Результаты флотации приведены в табл. 2.

При применении заявляемого способа целесообразно использовать ЛИФРИН-П в количестве 0.075-0.1 кг/г. При этом получается апатитовый концентрат с содержанием 34.6-34.12% P₂O₅ при извлечении 72.7-68.2%. При расходе менее 0.075 кг/т и более 0.1 кг/г происходит увеличение извлечения, но качество концентрата снижается.

Предлагаемый способ флотации апатитовых руд технически прост и не требует дополнительных капитальных вложений.

Преимущество предлагаемого способа по сравнению с прототипом состоит в получении более высоких технологических показателей флотации апатита. При том же качестве концентрата извлечение повышается на 26.4-30.9%.

Использование: обогащение полезных ископаемых и может быть использовано при флотации апатитовых и фосфоритовых руд. Технический результат - повышение технологических показателей обогащения окисленных апатитовых руд. Способ включает кондиционирование пульпы содой, жидким стеклом, техническими лигносульфонатами, введение собирателя, содержащего ацилированные амино- и гидроксамовые кислоты и выделение апатита в пенный продукт. В качестве технических лигносульфонатов вводят концентрат мембранного разделения последних методом микро- или ультрафильтрации. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Способ флотации апатитовых руд, включающий кондиционирование пульпы содой, жидким стеклом, техническими лигносульфонатами, введение собирателя, содержащего ацилированные амино- и гидроксамовые кислоты, и выделение апатита в пенный продукт, отличающийся тем, что в качестве технических лигносульфонатов вводят концентрат мембранного разделения последних методом микро- или ультрафильтрации. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрат мембранного разделения технических лигносульфонатов вводят в количестве 0,075-0,1 кг/т.