СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ МАГНЕТИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ОТ СЕРЫ Российский патент 2007 года по МПК B03D1/02 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при очистке магнетитовых концентратов от серы.

Известен способ доводки тонкозернистого магнетитового концентрата (Cline W.A., Rosas Rene С.How Marcona floats iron sulphides from magnetite pellet feed concentrate // Wold mining. -1975. - № 3. - 28. - P.38-52), согласно которому магнетитовый концентрат после магнитной сепарации измельчают до крупности 65% класса - 0,044 мм, измельченную пульпу контактируют с CuSO₄, амиловым ксантогенатом и пенообразователем. Флотацию ведут при рН=4,5. Однако этот способ недостаточно эффективен: содержание серы снижается с 0,40 лишь до 0,25%.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ удаления сульфидов из магнетитового концентрата (Патент РФ 2189867), согласно которому магнетитовый концентрат, прошедший магнитное обогащение, или магнетитсодержащий продукт одной из стадий магнитного обогащения подвергают измельчению в течение 3 минут, кондиционируют в присутствии серной кислоты, ксантогената щелочного металла, при этом дополнительно вводят модификатор - оксиэтилированное соединение, после чего флотируют по схеме, включающей основную и контрольную флотации. Время основной флотации - 10-15 минут. Извлечение серы в пенные продукты составляет 74,6-96,4%. Извлечение железа в камерные продукты составляет 82,5-97,8%. Технические показатели снижаются при увеличении содержания двуокиси кремния. Применение бутилового ксантогената в комбинации с аэрофлотом вместо оксиэтилированных соединений приводит к еще более низким результатам. Таким образом, основными недостатками данного способа являются: относительно низкая скорость флотации, недостаточная селективность в присутствии двуокиси кремния.

Целью изобретения является увеличение производительности и селективности флотации.

Для решения поставленной задачи магнетитовый концентрат или магнетитсодержащие продукты измельчают, кондиционируют с кислотой, ионогенным серосодержащим собирателем, используя в качестве реагента-модификатора композицию на основе изоалкенилацетиленовых спиртов C₈-C₁₀ общей формулы RCH=CR'С≡СС(СН₂R'')(СН₃)ОН, имеющую следующий состав (мас.%):

изоалкенилацетиленовый спирт C₈-С₁₀ общей формулы

RCH=CR'С≡СС(СН₂R'')(СН₃)ОН - 80,0-99,0%

диизоалкенилацетилены C₈-C₁₀ общей формулы

RCH=CR'C≡CC(CH₂R'')=CHR''' - 0-20,0%

α-ацетиленовые третичные γ-диолы C₈-С₁₀ общей формулы

(RCH₂)(СН₃)С(ОН)С≡СС(СН₂R'')(СН₃)ОН - 0-5,0%

(R=H, СН₃; R'=СН₃, С₂Н₅; R''=H, СН₃; R'''=H, СН₃),

ингибитор радикальной полимеризации - 0-1,0%

Предлагаемый модификатор может быть получен монодегидратацией соответствующих α-ацетиленовых третичных γ-диолов C₈-C₁₀ в условиях, аналогичных условиям получения диметил(изопропенилэтинил)карбинола (ДМИПЭКа) (Пат.РФ 2198034), или взаимодействием изоалкенилацетиленов в условиях реакции Фаворского (И.Л.Котляревский, М.С.Шварцберг, Л.Б.Фишер. Реакции ацетиленовых соединений. Новосибирск: Наука, 1967. С.86). Состав модификатора регулируется степенью очистки изоалкенилацетиленового спирта от исходных веществ и побочных продуктов.

В качестве ингибитора радикальной полимеризации используются фенолы или 2-(фениламино)нафталин (неозон Д).

Известно, что в руде железосодержащие сульфиды одинакового состава являются энергетически неоднородными из-за неодинакового минерального окружения. Поэтому часто наиболее эффективным является применение не только сильного собирателя, но и его комбинации с неионогенным веществом (Пат. РФ № 2189867). В последнем случае из-за возникающих взаимодействий энергетические характеристики сильного собирателя становятся разнообразнее, что приводит к дополнительному извлечению. Однако наличие в структуре неионогенного вещества гидрофильных оксиэтилированных звеньев приводит к адсорбции диоксида кремния и силикатов, ухудшая селективность. Применение в качестве реагента-модификатора композиций на основе изоалкенилацетиленовых спиртов C₈-С₁₀, взаимодействующих изоалкенилацетиленовым фрагментом с сильным собирателем, но индифферентных к диоксиду кремния, устраняет эту проблему.

В качестве сильных (ионогенных) собирателей, применяемых при флотации железосодержащих руд с предлагаемой композицией, могут использоваться ксантогенаты и аэрофлоты.

Осуществление предлагаемого технического решения на рудах Ковдорского ГОКа позволяет уменьшить время флотации по сравнению с прототипом. Кроме того, на рудах Оленегорского ГОКа возрастает выход обессеренного железорудного концентрата.

В таблице представлены результаты флотации в присутствии композиций различного состава на основе C₈-С₁₀ изоалкенилацетиленовых спиртов, а также в режиме прототипа.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1. Флотация сульфидных минералов проводилась из магнетитового концентрата, получаемого на Ковдорском ГОКе постадиальным мокрым магнитным обогащением. Магнетитовый концентрат представлен следующим минеральным составом, мас.%: магнетит 95,0; апатит 0,7; форстерит 1,8; сульфиды 0,9; флогопит 0,6; прочие - 0,6. Опыты проводились во флотационных лабораторных машинах с объемом камеры 1 л, содержание твердого в пульпе - 30%. Крупность флотируемого материала менее 0,3 мм. Пульпу предварительно обрабатывают серной кислотой в количестве 1500 г/т в течение 3 минут (рН 6,0), затем 10 минут пульпу обрабатывают бутиловым ксантогенатом 500 г/т и в течение 2 минут C₈-изоалкенилацетиленовым спиртом, содержащим 1 мас.% п-гидрохинона, в количестве 50 г/т. Время основной сульфидной флотации - 8 минут. Камерный продукт основной флотации подвергался контрольной флотации. Расход ксантогената - 250 г/т, C₈-изоалкенилацетиленового спирта - 40 г/т. Время контрольной флотации - 8 минут. Извлечение серы в пенный продукт - 90,6%. Выход обессеренного магнетитового концентрата - 96,9%. Содержание серы в нем - 0,03%.

Пример 2. Флотация сульфидов из песков шаровой мельницы магнитообогатительной фабрики Ковдорского ГОКа, содержащих Fe_общ - 59,03%; S - 0,26%. Технологические операции и количества реагентов аналогичны примеру 1. Остаточное содержание серы в железосодержащем концентрате - 0,03%, при извлечении серы в пенный концентрат - 89,0%. Выход железосодержащего концентрата - 95,7%.

Пример 3. Флотация сульфидов проводится из оленегорского железного концентрата, полученного после постадиального обогащения мокрой магнитной сепарацией. Химический состав концентрата,%: Fe_общ - 70,4; SiO₂ - 6,1; CaO - 0,22; MgO - 0,44; Al₂О₃ - 0,24; S - 0,23. Кондиционирование и количества реагентов аналогичны примеру 1. Проводят основную флотацию и 2 контрольных. Суммарное время флотации - 12 минут. Остаточное содержание серы в железном концентрате - 0,01%, при извлечении серы в пенный концентрат - 96,2%. Выход железосодержащего концентрата - 91,9%.

Таблица
Результаты флотации сульфидов из магнетитового концентрата и магнетитсодержащих продуктов№Реагентный режимСодержание в исходном, %Магнетитовый концентрат после флотации S_общFe_общВыход, %Содержание, %Извлечение, % S_общFe_общS_общFe_общ      1234567891. Флотация магнетитового концентрата Ковдорского ГОКа1Ксантогенат 500+250 г/т, ОП-10 - 150+50 г/т, рН=6,1 (по прототипу)0,3363,997,00,0863,923,597,02Ксантогенат 500+250 г/т, неонол АФ-9-10 - 150+50 г/т, рН=6.0 (по прототипу)0,3563,895,90,0764,119,296,43Ксантогенат 500+250 г/т, А - 41+41 г/т, рН=6,10,3564,096,90,0664,216,697,24Ксантогенат 500+250 г/т, Б - 82+41 г/т, рН=6,10,3563,895,70,0664,416,496,65Ксантогенат 500+250 г/т, В - 62+41 г/т, рН=6,10,3463,995,70,0864,122,595,96Ксантогенат 500 г/т+аэрофлот 250 г/т, Г 41+41 г/т, рН=6,10,3464,095,20,0764,319,695,67Ксантогенат 500+250 г/т, Д - 41+41 г/т, рН=6,10,3563,895,70,0764,119,196,28Ксантогенат 500+250 г/т, Е - 41+41 г/т, рН=6,10,3163,795,10,0464,312,396,0

1234567899Ксантогенат 500+250 г/т, Ж - 41+41 г/т, рН=6,10,3163,795,00,0564,215,395,710Ксантогенат 500+250 г/т, З - 41+41 г/т, рН=6,10,3263,895,50,0664,117,995,911Ксантогенат 500+250 г/т, И - 50+40 г/т, рН=6,00,3164,096,90,0364,39,497,412Ксантогенат 500 г/т+аэрофлот 250 г/т, К - 41+41 г/т, рН=6,00,3463,995,80,0564,114,196,113Ксантогенат 500+250 г/т, Л - 41+41 г/т, рН=6,20,3163,696,40,0564,015,597,02. Флотация песков шаровой мельницы цикла магнитного обогащения Ковдорского ГОКа14Ксантогенат - 500+250 г/т, OC_12-26 150+50 г/т, рН=6,1(по прототипу)0.2759.495,80,0360,010,696,815Ксантогенат 500+250 г/т, И - 50+40 г/т, рН=6,00,2659,495,70,0360,111,096,816Ксантогенат 500+250 г/т, З - 41+41 г/т, рН=6,10.2859,395,90,0460,113,797,217Ксантогенат 500+250 г/т, А - 41+41 г/т, рН=6,10,2759,595,70,0359,910,696,33. Флотация магнетитового концентрата Оленегорского ГОКа18Ксантогенат 1000 г/т, ОС_18-40 - 200 г/т, рН=6,2 (прототип)0,2370,786,80,0170,93,887,219Ксантогенат 1000 г/т, А - 90 г/т, рН=6,10,2270,887,50,0173,74,091,120Ксантогенат 1000 г/т, Б - 90 г/т, рН=6,10,2370,785,00,0275,47,490,7

12345678921Ксантогенат 1000 г/т, В - 120 г/т, рН=6,10,2370,685,50.0174,33,790.022Ксантогенат 1000 г/т, Г - 90 г/т, рН=6,00,2370,786,30,0175,13,891,723Ксантогенат 1000 г/т, Д - 90 г/т, рН=6,10,2270,486,10,0174,93,991,624Ксантогенат 1000 г/т, Е - 90 г/т, рН=6,10,2370,787,00,0173,93,890,925Ксантогенат 1000 г/т, Ж - 90 г/т, рН=6,20,2370,687,20,0174,23,891,626Ксантогенат 1000 г/т, З - 90 г/т, рН=6,10,2270.386,90,0174,84,092,527Ксантогенат 1000 г/т, И - 90 г/т, рН=6,10,2370,586.40,0175,03,891,928Ксантогенат 1000 г/т, К - 90 г/т, рН=6,00,2370,786,50,0175,13,891,929Ксантогенат 1000 г/т, Л - 90 г/т, рН-6,10,2370,686,80,0174,93,892.1Примечание к таблице:
А - состав, мас.%: С₉ - изоалкенилацетиленовые спирты - 80,0; С₉ - диизоалкенилацетилены - 19,0; п-метоксифенол - 1,0.Б - состав, мас.%: С₁₀ - изоалкенилацетиленовые спирты - 80,0; С₁₀ - диизоалкенилацетилены - 20,0.В - состав, мас.%: С₉ - изоалкенилацетиленовые спирты - 85,0%; С₉ - диизоалкенилацетилены - 9,5%; С₉ - α-ацетиленовые γ-диолы - 5,0%; неозон Д - 0,5%.

Г - состав, мас.%: С₁₀ - изоалкенилацетиленовые спирты - 85,0%; С₁₀ - диизоалкенилацетилены - 10,0%; С₁₀ - α-ацетиленовыеγ-диолы - 4,5%; п-гидрохинон - 0,5%.Ж - состав, мас.%: С₉ - изоалкенилацетиленовые спирты - 99,0; п-гидрохинон - 1,0.Е - состав, мас.%: С₁₀ - изоалкенилацетиленовые спирты - 99,0; п-гидрохинон - 1,0.Ж - состав, мас.%: С₉ - изоалкенилацетиленовые спирты - 90,0; С₉ - диизоалкенилацетилены - 9,0;
неозон Д - 1,0%.З - состав, мас.%: С₁₀ - изоалкенилацетиленовые спирты - 90,0; С₁₀ - диизоалкенилацетилены - 9,0;
п-гидрохинон - 1,0%.И - состав, мас.%: С₈-изоалкенилацетиленовый спирт - 99,0; п-гидрохинон - 1,0.К - состав, мас.%: С₈-изоалкенилацетиленовый спирт - 80,0; диизопропенилацетилен - 20,0.Л - состав, мас.%: С₈-изоалкенилацетиленовый спирт - 92,5; С₈-диизоалкенилацетилен - 2,0; С₈-α-ацетиленовый γ-диол - 5,0; п-гидрохинон - 0.5.OC_12-26 и OC_18-40 - оксиэтилированные спирты

Использование: обогащение полезных ископаемых, может быть использовано при очистке магнетитовых концентратов от серы. Способ включает измельчение, кондиционирование с кислотой, ионогенным серосодержащим собирателем, реагентом-модификатором и флотацию с выделением сульфидов в пенный продукт. В качестве реагента-модификатора используется композиция на основе изоалкенилацетиленовых спиртов C₈-C₁₀ общей формулы RCH=CR'С≡СС(СН₂R'')(СН₃)ОН, имеющая следующий состав (мас.%): изоалкенилацетиленовый спирт C₈-С₁₀ общей формулы RCH=CR'С≡СС(СН₂R'')(СН₃)ОН - 80,0-99,0%, диизоалкенилацетилены C₈-C₁₀ общей формулы RCH=CR'C≡CC(CH₂R'')=CHR''' - 0-20,0%, α-ацетиленовые третичные γ-диолы C₈-С₁₀ общей формулы (RCH₂)(СН₃)С(ОН)С≡СС(СН₂R'')(СН₃)ОН - 0-5,0% (R=H, СН₃; R'=СН₃, С₂Н₅; R''=H, СН₃; R'''=H, СН₃), ингибитор радикальной полимеризации - 0-1,0%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ флотационного выделения железосодержащих сульфидов из магнетитового концентрата и магнетитсодержащих продуктов, включающий измельчение, кондиционирование с кислотой, ионогенным серосодержащим собирателем, реагентом-модификатором и флотацию с выделением сульфидов в пенный продукт, отличающийся тем, что в качестве реагента-модификатора используется композиция на основе изоалкенилацетиленовых спиртов C₈-C₁₀ общей формулы RCH=CR'С≡СС(СН₂R'')(СН₃)ОН, имеющую следующий состав, мас.%:

Изоалкенилацетиленовый спирт C₈-С₁₀ общей формулы RCH=CR'С≡СС(СН₂R'')(СН₃)ОН 80,0-99,0;Диизоалкенилацетилены C₈-C₁₀ общей формулы RCH=CR'C≡CC(CH₂R'')=CHR''' 0-20,0α-Ацетиленовые третичные γ-диолы C₈-С₁₀ общей формулы (RCH₂)(СН₃)С(ОН)С≡СС(СН₂R'')(СН₃)ОН 0-5,0(R=H, СН₃; R'=СН₃, С₂Н₅; R''=H, СН₃; R'''=H, СН₃), Ингибитор радикальной полимеризации 0-1,0