Применение оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью в качестве реагента-вспенивателя для обогащения апатитсодержащих руд Российский патент 2020 года по МПК B03D1/04 B03D1/02 B03D101/04 B03D103/04 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационным методам обогащения, и может быть использовано при переработке апатитсодержащих руд.

Известен способ обогащения апатитсодержащих руд, включающий измельчение руды, ее обесшламливание, обработку содой, депрессором, модификатором, собирателем на основе таллового масла и флотацию апатита с использованием основной, перечистных и контрольных флотаций (Авторское свидетельство СССР №984494 от 30.12.1982).

Известен способ обогащения апатитовых руд, включающий измельчение руды, последовательную обработку пульпы содой, сульфит-спиртовой бардой, модификатором, собирателем, содержащим ацилированные аминогидроксамовые кислоты, флотацию с использованием основной и перечистных флотации. Перед кондиционированием пульпу обрабатывают этилидендиаминтетраацетатом (патент RU № 2164824 С2 от 10.04.2001).

Известен способ обогащения апатитсодержащих руд, включающий измельчение руды, обработку ее содой, депрессором (окиси нитрилотриметиленфосфоновой кислоты), собирателем на основе таллового масла, флотацию пульпы до получения апатитового концентрата с использованием основной, перечистных и контрольных флотаций (Авторское свидетельство СССР № 988344 от 15.01.1983).

Известен способ флотации фосфорсодержащих руд, в котором пульпу кондиционируют с карбонатом, силикатом натрия и лигносульфонатом. Затем вводят собиратель и выделяют в пенный продукт фосфорсодержащие минералы. В кондиционирование дополнительно вводят хлориды кальция и/или магния, при этом содержание ионов кальция и/или магния в фазе пульпы составляет от 20 до 60 мг/л (Авторское свидетельство СССР № 1559506 от 20.07.1995).

Известно применение в качестве органического регулятора для флотации апатитовых руд полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов с числом углеродных атомов, равным 9 – изононил и числом оксиэтильных групп от 6 до 12 включительно. Данный способ включает последовательную обработку пульпы едким натром, жидким стеклом, органическим регулятором, кондиционирование и последующую флотацию оксигидрильным собирателем (патент RU 2207915 С2 от 07.09.2001).

Известен способ обогащении апатит-штаффелитовых руд методом флотации апатит-штаффелитового (фракалитового) концентрата включающий обесшламливание - отмывку, измельчение, выделение магнитной сепарацией магнетитового концентрата и флотацию жирнокислотным собирателем с получением фосфатного концентрата. Перед флотацией в операцию сгущения подают анионный флокулянт на основе полиакриламида (патент RU № 2317858 С2 от 05.05.2004).

Наиболее близким к заявляемому, выбранным в качестве прототипа, является способ, который включает измельчение руды, обесшламливание, сгущение, контактирование пульпы с содой, депрессором, собирателем на основе таллового масла, оксиэтилированными моноалкилфенолами, основную, две перечистные и две контрольные флотации. В качестве оксиэтилированных моноалкилфенолов используют смесь α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при их массовом соотношении 1:1. В качестве собирателя используют жирные кислоты талловых масел. Указанную смесь и жирные кислоты талловых масел подают совместно в основную и в две контрольные флотации, а в качестве депрессора используют сульфит-спиртовую барду, которую подают в основную и две перечистные флотации (патент RU № 2342199 С1 от 16.08.2007).

Недостатком известных способов является то, что они позволяют получить апатитовый концентрат с относительно невысоким содержанием Р₂О₅.

Основная задача изобретения заключается в расширении сырьевой базы при высокой эффективности процессов флотации при обогащении апатитсодержащих руд замещенными фенолами.

Технический результат - повышение эффективности процессов флотации при обогащении апатитсодержащих руд замещенными фенолами.

Поставленная задача решается применением в процессе флотации реагентов-вспенивателей (флотореагентов), получаемых оксиэтилированием жидкости скорлупы орехов кешью (далее по тексту -ЖСОК). В частности, в качестве эффективных реагентов для флотации могут быть использованы следующие продукты со степенью оксиэтилирования от 1 до 100: натуральная ЖСОК, декарбоксилированная ЖСОК, анакардиновая кислота, карданол, кардол, метилкардол, а также резидол, представляющий собой кубовый остаток вакуумной перегонки ЖСОК.

Заявляемый реагент-вспениватель относится к замещенным фенолам. Структурные формулы оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью: A - оксиэтилированный карданол, B - оксиэтилированный кардол, C – оксиэтилированная анакардиновая кислота, D - оксиэтилированный метилкардол:

Заявляемые реагенты-вспениватели (флотореагенты) могут быть идентифицированы также по ИК спектрам. Например, ИК спектр оксиэтилированного карданола (Рис. 1) содержит полосы поглощения (3474 см^-1, 2882 см^-1, 2695 см^-1, 1584 см^-1, 1468 см^-1, 1412 см^-1, 1360 см^-1, 1344 см^-1, 1279 см^-1, 1234 см^-1,1148 см^-1, 1115 см^-1,1061 см^-1, 988 см^-1, 947 см^-1, 843 см^-1, 781 см^-1, 696 см^-1, 530 см^-1). Карданол (химическая формула-HO-C₆H₄-C₁₅H_31-2n, где n – число двойных связей в алкильном заместителе) получают экстракцией или термической обработкой скорлупы орехов кешью (Anacardium occidentale) и производят в промышленном масштабе преимущественно в виде смеси алкилфенолов с насыщенной боковой цепью (5,4 масс. %), ненасыщенной боковой цепью, содержащей одну двойную связь (48,5 масс.%), ненасыщенной боковой цепью, содержащей две двойных связи (16.8 масс.%), ненасыщенной боковой цепью, содержащей три двойные связи (29,3 масс.%). Карданол представляет собой смесь алкилфенолов, состоящую преимущественно из 3-пентадецилфенола, 3-(8(Z)-пентадеценил)фенола, 3-(8(Z),11(Z)-пентадекадиенил)фенола и 3-(8(Z),11(Z),14-пентадекатриенил)фенола.

Натуральная жидкость скорлупы орехов кешью (далее по тексту ЖСОК-Н) - жидкость, полученная холодной экстракцией или выжимкой скорлупы орехов кешью. ЖОСК–Н содержит 60-75% анакардиновой кислоты (I), 15-25% кардола (II) и 3-5% карданола (III) и 1-2% 2-метилкардола (IV).

Декарбоксилированная ЖСОК (далее по тексту ЖСОК-Д) получается путем термической обработки ЖСОК-Н. При термической обработке, происходит декарбоксилирование анакардиновой кислоты, в результате чего получается карданол. Остальные компоненты ЖСОК-Н при этом не изменяются.

Достигаемый технический результат- повышение эффективности процесса флотации при обогащении апатитсодержащих руд.

Отличием предлагаемого способа флотационного обогащения апатитсодержащих руд от прототипа является использование в качестве реагента-вспенивателя оксиэтилированных натуральной ЖСОК, декарбоксилированной ЖСОК, анакардиновой кислоты, карданола, кардола, метилкардола и резидола со степенью оксиэтилирования от 1 до 100.

Предлагаемый способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд испытывали в лабораторных условиях, которые проиллюстрированы следующими примерами.

Пример 1 – по прототипу

Обогащали апатитсодержащую руду (апатит-карбонат-силикатные пески) техногенного месторождения (преимущественно лежалые хвосты магнитной сепарации, полученные при извлечении из комплексной руды магнетитового концентрата) со следующим содержанием основных компонентов:

Р₂O₅ 10,2% CO₂ 15,1% MgO 18,8%

С содержанием класса -0,071 мм 63,2%

После промывки данные апатит-карбонат-силикатные пески измельчали на шаровой мельнице с целью обновления минеральной поверхности и раскрытия апатита. Далее подвергали магнитной сепарации, после которой немагнитная фракция, содержащая 63,0-67,0% класса -0,071 мм, поступала на вторую стадию обесшламливания и сгущение. Немагнитную фракцию сгущали до содержания твердого 40,0-45,0%.

Флотационная схема включала основную флотацию, две контрольные и две перечистные флотации.

На основную флотацию последовательно подавали следующие реагенты в следующих количествах:

Кальцинированная сода 500 г/т пульпы песков Сульфит-спиртовая барда (ССБ) 300 г/т пульпы песков Жирные кислоты талловых масел (ЖКТМ) 100 г/т пульпы песков Смесь Кемира М-246 и Неонол АФ 9-10 100 г/т пульпы песков

На первую перечистную флотацию дополнительно подавали:

ССБ 50 г/т пульпы песков

На вторую перечистную флотацию дополнительно подавали:

ССБ 50 г/т пульпы песков

На первую контрольную флотацию дополнительно подавали:

ЖКТМ 50 г/т пульпы песков Смесь Кемира М-246 и Неонол АФ 9-10 50 г/т пульпы песков

На вторую контрольную флотацию дополнительно подавали:

ЖКТМ 50 г/т пульпы песков Смесь Кемира М-246 и Неонол АФ 9-10 50 г/т пульпы песков

Смесь реагентов Кемира М-246 и Неонол АФ 9-10 готовилась предварительно смешением указанных реагентов в массовом соотношении 1:1.

Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 2 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 1. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 3 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 5. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 4 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 10. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 5 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 20. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 6 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 30. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 7 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 8 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 50. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 9 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 75. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 10 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 100. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 11 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированную натуральную ЖСОК со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 12 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированную декарбоксилированную ЖСОК со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 13 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированную анакардиновую кислоту со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 14 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный кардол со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 15 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный метилкардол со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 16 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный резидол со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Результаты испытаний по примерам 1-16 приведены в таблице 1.

Из данных, представленных в Таблице 1, видно, что заявляемый способ является эффективным, т.к. все представленные реагенты по изобретению могут быть использованы в процессе флотационного обогащения апатитсодержащих руд, при этом более предпочтительны реагенты-вспениватели на основе оксиэтилированных карданола, кардола и метилкардола со степенью оксиэтилирования 1-100, при этом самые предпочтительные реагенты на основе оксиэтилированного карданола со степенью оксиэтилирования 30-75.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационным методам обогащения, и может быть использовано при переработке апатитсодержащих руд. Применение оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью со степенью оксиэтилирования от 1 до 100 в качестве реагента-вспенивателя для флотационного обогащения апатитсодержащих руд. В качестве оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью используют карданол, натуральную жидкость скорлупы орехов кешью, декарбоксилированную жидкость скорлупы орехов кешью, анакардиновую кислоту, метилкардол, резидол. Предпочтительно степень оксиэтилирования составляет от 30 до 50. Технический результат - повышение эффективности процессов флотации апатитсодержащих руд замещенными фенолами. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.,1 табл.

1. Применение оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью со степенью оксиэтилирования от 1 до 100 в качестве реагента-вспенивателя для флотационного обогащения апатитсодержащих руд.

2. Применение по п. 1, отличающееся тем, что в качестве оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью используют карданол.

3. Применение по п. 1, отличающееся тем, что в качестве оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью используют натуральную жидкость скорлупы орехов кешью.

4. Применение по п. 1, отличающееся тем, что в качестве оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью используют декарбоксилированную жидкость скорлупы орехов кешью.

5. Применение по п. 1, отличающееся тем, что в качестве оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью используют анакардиновую кислоту.

6. Применение по п. 1, отличающееся тем, что в качестве оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью используют метилкардол.

7. Применение по п. 1, отличающееся тем, что в качестве оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью используют резидол.

8. Применение по п. 1, отличающееся тем, что степень оксиэтилирования составляет предпочтительно от 30 до 50.