ФЛОТАЦИОННЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ СИЛИКАТОВ Российский патент 2011 года по МПК B03D1/01 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к использованию собирателей при флотационной обработке силикатсодержащих полезных ископаемых и руд, в частности железной руды, с применением жирного алкилового эфира алкиламиноалкоксилата.

Уровень техники

Многие из встречающихся в природе руд и полезных ископаемых содержат силикат как нежелательный сопутствующий минерал. Таковыми минералами в виде добавок к железной руде являются кальцит, фосфатная руда и полевой шпат. В частности, в случае железной руды содержание силиката снижает качество железной руды и создает помехи при производстве железа. С целью получения высококачественной железной руды выгодно снижение содержания силиката в железной руде до величины менее 2%. Традиционно железную руду в дополнение к магнитному разделению отделяют от силиката обратной флотацией. Для этого измельченную железную руду вводят во флотационную ячейку совместно с водой и флотационными реагентами, где силикат при использовании коллектора (собирателя) уходит с пеной, в то время как железная руда остается в так называемой пульпе.

Применяемые коллекторы силикатов представляют собой, например, жирные амины, алкиловые аминоэфиры и алкиловые диаминоэфиры. Они известны под торговым названием Flotigam®.

Алкиловые аминоэфиры и алкиловые диаминоэфиры обычно используют в их частично нейтрализованных формах, таких как неполные ацетаты, как описано в US 4319987. Причиной этого является улучшенная растворимость частично нейтрализованных аминных групп.

В US 6076682 описывается совместное использование алкильного моноаминоэфира и алкильного диаминоэфира при флотации силикатов из железной руды.

В WO 00/62937 раскрывается применение четвертичных аминов при флотации железной руды.

В WO-93/06935 описывается синергетическое действие аминоэфиров и анионных собирателей при флотации железной руды.

Флотация силикатов из железной руды, с применением алкилоксиалканаминов описывается в US 5540337.

Однако коллекторы, которые описаны в уровне техники для флотации силикатов, показывают недостаточную селективность и выход. Задачей данного изобретения являлось поэтому предложение улучшенного коллектора для флотации силиката.

Раскрытие изобретения

Неожиданно было обнаружено, что использование жирных алкил(алкоксиаминоалкил)овых эфиров приводит к заметному улучшению флотации силиката из железной руды по сравнению с известными флотационными реагентами.

Данное изобретение относится к применению соединения формулы (I)

где R¹ является углеводородной группой, содержащей 1-40 атомов углерода, R² является алифатической углеводородной группой, содержащей 2-4 атома углерода, R³ является алкоксигруппой, n равно 1-50 и m равно 1 или 2 в качестве флотационного реагента при флотации силикатов.

Коллектор согласно изобретению можно применять отдельно или в сочетании с другими азотистыми соединениями для флотации силикатов, в частности из железной руды или кальцита. Предпочтительными азотистьми соединениями являются алкиловые аминоэфиры, алкиловые диаминоэфиры, алкиламины или четвертичные аммониевые соли.

Изобретение также относится к способу флотации силикатсодержащего материала путем приведения флотационного реагента по изобретению в контакт с силикатсодержащей рудой.

Изобретение, кроме того, относится к композиции, содержащей от 1 до 99 мас.% коллектора для флотации силиката, представляющего собой алкильный аминоэфир, алкильный диаминоэфир, алкиламин или четвертичную аммониевую соль, а также от 1 до 99 мас.% соединения формулы I.

Соотношение алкильного аминоэфира, алкильного диаминоэфира, алкиламина или четвертичной аммониевой соли и соединения формулы I представляет собой значение, выбранное из интервала от 98:2 до 75:25.

В предпочтительном воплощении изобретения R¹ представляет собой алифатическую углеводородную группу. Является наиболее предпочтительным, когда R¹ содержит от 4 до 22, в частности от 6 до 20, и особенно от 8 до 14 атомов углерода. Наиболее предпочтительными являются 2-этилгексильный, изононильный, изодецильный и изотридецильный радикалы.

В еще одном предпочтительном воплощении изобретения R² означает С₂Н₄- или С₃Н₆-группу.

В следующем предпочтительном воплощении изобретения R³ является С₂-С₄алкоксигруппой, в частности этоксигруппой или пропоксигруппой, R³ также может быть смешанной алкоксигруппой.

В другом предпочтительном воплощении изобретения n означает число, выбранное из интервала 2-40.

В еще одном предпочтительном воплощении изобретения m равно 2.

Особенно предпочтительным воплощением изобретения является соединение формулы I, где R¹ представляет собой изотридецильный радикал, R² означает С₃Н₆, R³ означает C₂H₄-О, n выбирают от 2 до 10 и m равно 2.

Коллекторы для флотации силиката, которые представляют собой алкильный аминоэфир, алкильный диаминоэфир, алкиламин или четвертичную аммониевую соль и те, которые могут быть использованы совместно с соединениями формулы I, являются предпочтительно одним или более соединением формулы (II) - (V).

Эти соединения представляют собой:

где R⁴ - углеводородная группа, содержащая 1-40, предпочтительно 8-32 атома углерода, R⁵ - алифатическая углеводородная группа, содержащая 2-4 атома углерода;

где R - углеводородная группа, содержащая 1-40, предпочтительно 8-32 атома углерода, R⁷ и R⁸ являются одинаковыми или различными алифатическими углеводородными группами, содержащими 2-4 атома углерода;

где R⁹, R¹⁰, R¹¹ и R¹² являются одинаковыми или различными углеводородными группами, содержащими 1-22 атома углерода, и А^- является подходящим анионом;

где R¹³ - углеводородная группа, содержащая 1-40, предпочтительно 8-32 атома углерода.

Флотационный реагент согласно изобретению можно также применять в сочетании с пенообразователями и депрессантами, такими, которые известны из уровня техники. Для того чтобы избежать одновременного удаления железной руды при флотации силикатов, предпочтительно добавляют гидрофильные полисахариды, такие как, например, модифицированный крахмал, карбоксиметилцеллюлоза или гуммиарабик в качестве депрессантов в количестве от 10 до 1000 г/т.

Флотацию силикатов предпочтительно осуществляют при значении рН, находящемся в интервале 7-12, в частности, 8-11, который устанавливают, например, при помощи гидроксида натрия.

Примеры

В таблице, приведенной ниже, представлены сравнительные результаты флотации с использованием коллектора согласно изобретению и стандартного реагента. Эксперименты по флотации проводили на силикатсодержащей железной руде.

В качестве стандартного реагента (сравнительные примеры 1 (С)-3 (С)) использован С₁₀-алкилоксипропиламин, который соответствует соединению формулы (II), где R4 представляет собой децильную группу, a R⁵ представляет собой пропильную группу. Коллектор В согласно изобретению (примеры 4-7) соответствует реагенту формулы (I), где R¹ представляет собой C₁₃-алкил, R² представляет собой пропил, R представляет собой этоксигруппу, m равно 2 и n равно 5. Примеры 8-10 иллюстрируют синергетический эффект, вызванный совместным использованием собирателя согласно изобретению и собирателя, известного из уровня техники, где собиратель С соответствует смеси, содержащей 10% собирателя В и 90% стандартного коллектора А. Содержание Fe в сырой руде составляло 65,7%.

Таблица 1 Эффективность коллектора В согласно изобретению по сравнению со стандартным коллектором А Пример Коллектор Доза, г/т Извлечение Fe, % Содержание Fe, % 1 (С) А 50 83,8 68,2 2 (С) А 70 80,8 68,7 3 (С) А 110 67,2 69,3 4 В 50 89,6 67,6 5 В 70 82,6 68,3 6 В 90 76,2 68,9 7 В 110 69,4 69,2 8 С 60 88,0 68,4 9 С 90 80,6 68,9 10 С 120 83,9 68,6

Результаты показывают соответственное увеличение процентного извлечения Fe при приблизительно постоянном содержании Fe с помощью флотационного реагента В согласно изобретению по сравнению со стандартным коллектором А. Смесь С, содержащая 10% коллектора В согласно изобретению и 90% стандартного коллектора, также показывает значительное увеличение извлечения по сравнению со стандартным коллектором А.

Флотационный реагент согласно изобретению можно использовать в широком интервале значений рН, например от 7 до 12, предпочтительно от 8 до 11, при его добавлении к водной пульпе в концентрации предпочтительно 0,001-1,0 кг на тонну сырого минерала.

При применении флотационного реагента согласно изобретению достигают значительного улучшения извлечения и селективности по сравнению с применением коллекторов, известных из уровня техники. Примеры 1-10 показывают, что извлечение Fe существенно выше, чем в случае применения соответствующего стандартного реагента.

Изобретение относится к использованию собирателей при флотационной обработке силикатсодержащих полезных ископаемых и руд, в частности железной руды. В качестве флотационного реагента при флотации силикатов применяют соединение формулы I,

где R¹ является углеводородной группой, содержащей 1-40 атомов углерода, R² является алифатической углеводородной группой, содержащей 2-4 атома углерода, R³ является алкоксигруппой, n равно 1-50 и m равно 1 или 2 в качестве флотационного реагента при флотации силиката. Указанный реагент используется также в композиции, содержащей 1-99 мас.% собирателя для флотации силикатов, представляющего собой алкильный аминоэфир, алкильный диаминоэфир, алкиламин или четвертичную аммониевую соль, а также 1-99 мас.% соединения формулы I. Технический результат - повышение эффективности флотации силикатов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Применение соединения формулы (I)

где R¹ является углеводородной группой, содержащей 1-40 атомов углерода, R² является алифатической углеводородной группой, содержащей 2-4 атома углерода, R³ является алкоксигруппой, n равно 1-50, и m равно 1 или 2, в качестве флотационного реагента при флотации силикатов.

2. Применение по п.1, где R' является алифатическим углеводородным радикалом, содержащим 8-14 атомов углерода.

3. Применение по п.1 или 2, где R¹ представляет собой 2-этилгексильный, изононильный, изодецильный или изотридецильный радикал.

4. Применение по 1, где R¹ представляет собой изотридецильный радикал, R² представляет собой С₃Н₆, R³ означает С₂Н₄-О, n равно 2-10, и m равно 2.

5. Применение по п.1 при флотации силикатов из железной руды в сочетании с еще одним азотистым собирателем для силикатов при рН 7-12, где собиратель выбирают из группы, состоящей из алкильного аминоэфира, алкильного диаминоэфира, алкиламина или четвертичной аммониевой соли.

6. Применение по п.1 для обогащения железной руды.

7. Применение по п.1 при флотации силикатов из железной руды, кальцита, фосфатной руды и полевого шпата.

8. Применение по п.1 при флотации силикатов, где руда содержит 0-90% силиката.

9. Применение по п.1 в сочетании с пенообразователями и депрессантами.

10. Применение по п.1 при значении рН равном 7-12.

11. Применение по п.1, где флотационный реагент берут в количестве 0,001-1,0 кг на тонну сырой руды.

12. Композиция, содержащая 1-99 мас.% собирателя для флотации силикатов, представляющего собой алкильный аминоэфир, алкильный диаминоэфир, алкиламин или четвертичную аммониевую соль, а также 1-99 мас.% соединения формулы I.