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

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

Известно применение в качестве собирателя для флотации шламов оксиэтилированных алкилфенолов с длиной углеводородного радикала C2 и количеством оксиэтильных групп в радикале 12-20, получаемых на основе тримеров пропилена (Патент RU 2165797 С1 от 01.09.1999).

Известен способ флотационного обогащения алмазосодержащей руды с применением флотореагента «Аэрофлот-25», представляющего собой производные дитиофосфорной кислоты, получаемые при обработке крезола пятисернистым фосфором, обладающего пенообразующими свойствами и относящегося по классификации Годэна к группе вспенивателей-собирателей, совместно с крезиловой кислотой в качестве вспенивателя и с керосином, который играет роль вспомогательного реагента в качестве стабилизатора пены. (Брагина В.И. Технология обогащения и переработки неметаллических полезных ископаемых: учеб. Пособие Красноярск: ИПК СФУ, 2009).

Известен способ обогащения алмазосодержащего сырья (патент РФ RU 2071836 C1, от 29.07.1993.), включающий обработку пульпы реагентами (аэрофлот-25 и мазут), подачу воды и пенообразователя в сепаратор и пенную сепарацию в присутствии электролизных газов, причем в процессе применяется предварительно электрохимически обработанная технологическая вода.

Известен способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд с использованием аполярного собирателя на основе мазута, гетерополярного собирателя и пенообразователя, в качестве аполярного собирателя на основе мазута применяется мазутная фракция, полученная в процессе прямой перегонки нефти при температуре 280°С и обработанная депрессорной присадкой в соотношении 99,6:0,4, причем в качестве депрессорной присадки используют многофункциональную присадку МПК-3 (патент RU 2333801 C2, от 19.06.2006).

Наиболее близким к предложенному способу является способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд, включающий предварительную обработку материала аполярным и гетерополярным собирателями и подачу пенообразователя ОПСБ, представляющего собой смесь монобутиловых эфиров пропиленгликоля С₄Н₉(ОС₃Н₆)_nОН, полученных взаимодействием окиси пропилена с бутиловым спиртом в присутствии щелочного катализатора, где в качестве основного реагента-собирателя используется мазут флотский Ф-5 (Мелик-Гайказян В.И. и др. О реальности гистерезисного и капиллярного механизмов действия реагентов при пенной сепарации. - Пенная сепарация (вып.2.), М., 1976 г.)

Недостатками известных способов являются недостаточно высокая эффективность извлечения алмазов в концентрат, обусловленная, в том числе, применением неэффективных реагентов-вспенивателей.

Основная задача изобретения заключается в расширении сырьевой базы реагентов - вспенивателей для проведения флотации алмазосодержащих руд при высокой эффективности процессов флотации при обогащении алмазосодержащих руд замещенными фенолами.

Технический результат -повышение эффективности процессов флотации при обогащении алмазосодержащих 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 (Рисунок 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).

Декарбоксилированную ЖСОК (далее по тексту ЖСОК-Д) получают 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.

Процесс флотации алмазов основан на том, что чистые алмазы гидрофобны и при размере до 1,65 мм быстро всплывают на поверхность, в то время как минералы пустой породы, при условии очищенной поверхности, гидрофильны и остаются в воде.

Отличием заявляемого изобретения от известных в науке и технике является применение в качестве реагента-вспенивателя оксиэтилированных натуральной ЖСОК, декарбоксилированной ЖСОК, анакардиновой кислоты, карданола, кардола, метилкардола и резидола со степенью оксиэтилирования от 1 до 100.

Заявляемое изобретение осуществляется следующим образом.

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд с применением заявляемых реагентов-вспенивателей испытывали в лабораторных условиях, которые проиллюстрированы следующими примерами конкретного выполнения. Для всех примеров конкретного выполнения был использован одинаковый материал - алмазосодержащая руда.

Пример 1 - (по прототипу).

Пенная сепарация осуществлялась на лабораторной флотационной машине ФМП-Л с объемом камеры 0,3 л с использованием алмазосодержащей руды, имеющей в составе алмазы различной размерности (в пределах фракции от 0,5-до 1,2 мм) в количестве 20 шт. В качестве реагента -собирателя использовался мазут флотский Ф-5 по ГОСТ 10585-75 (производства ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез», характеристики представлены в таблице 2), в качестве вспомогательного реагента - стабилизатора пены использовался аэрофлот (флотореагент БТФ марки «А» - 60% водный раствор натриевой соли дибутилдитиофосфорной кислоты выпускаемый в промышленном масштабе по ТУ 6-00-04691277-201-97). В качестве вспенивателя - ОПСБ, выпускаемый в промышленном масштабе по ТУ 2452-011-53081079-2015.

Реагенты загружались в пульпу в следующих количествах:

Мазут флотский Ф-5 500 г/т руды Вспениватель 85 г/т руды Стабилизатор пены Флотореагент БТФ 2 г/т руды

Пример 2- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 1 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 3- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 5 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 4- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 10 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 5- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 20 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 6- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 30 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 7- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 8- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 50 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 9- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 75 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 10- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 100 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 11- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя используют оксиэтилированную натуральную ЖСОК со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 12- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя используют оксиэтилированную декарбоксилированную ЖСОК со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 13- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя используют оксиэтилированную анакардиновую кислоту со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 14- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный кардол со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 15- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный метилкардол со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 16- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный резидол со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Результаты флотационного обогащения алмазосодержащих руд по примерам 1-16 приведены в таблице 1.

Из представленных данных видно, что применение заявляемого реагента-вспенивателя повышает эффективность флотации. Все представленные реагенты-вспениватели могут быть использованы в процессе флотационного обогащения алмазосодержащих руд, при этом более предпочтительны реагенты на основе оксиэтилированных карданола, кардола и метилкардола, при этом самые предпочтительные реагенты -вспениватели на основе оксиэтилированного карданола со степенью оксиэтилирования 30-75.

Таблица 1

Результаты флотационного обогащения алмазосодержащих руд по примерам конкретного выполнения

Номер
примера Количество извлеченных алмазов Коэффициент извлечения, % 1 12/20 60 2 13/20 65 3 14/20 70 4 15/20 75 5 18/20 90 6 19/20 95 7 20/20 100 8 19/20 95 9 19/20 95 10 18/20 90 11 15/20 75 12 17/20 85 13 15/20 75 14 18/20 90 15 18/20 90 16 14/20 70

Таблица 2

Показатели качества мазута флотского Ф-5

Наименование показателя Норма по ГОСТ 10585-75 1. Кинематическая вязкость при 50°С, сСт Не более 36,2 2. Температура вспышки в закрытом тигле, °С Не ниже +80 3. Температура застывания, °С Не выше - 5 4. Плотность при 20°С, г/см3 Не более 955

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационным методам обогащения, и может быть использовано при переработке алмазосодержащих руд. Применение оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью со степенью оксиэтилирования от 1 до 100 в качестве реагента-вспенивателя для обогащения алмазосодержащих 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 при обогащении алмазосодержащих руд замещенными фенолами. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

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