УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001] Фосфатные породы содержат минералы фосфата кальция в основном в форме апатита, обычно вместе с другими минералами (например, силикатными минералами и карбонатными минералами, такими как кальцит). Апатит является родовым наименованием для группы минералов фосфата кальция, также содержащих другие элементы или радикалы, таких как фторапатит, хлорапатит, гидроксилапатит, фторапатит, обогащенный карбонатом, и гидроксилапатит, обогащенный карбонатом.
[0002] Хорошо известно отделение ценных фосфатных минералов от жильной породы (коммерчески маловажного материала) посредством применения процесса пенной флотации, где фосфатные минералы обогащены в плавающей фракции. Высокую эффективность в процессе пенной флотации достигают посредством комбинирования, с одной стороны, высокого отделения ценного минерала от жильной породы посредством применения композиции селективного коллектора и, с другой стороны, характеристик пены, если необходимо посредством применения пенообразователей во время процесса, которые затем добавляют на стадии после того, как пульпа руды была кондиционирована посредством композиции коллектора. Характеристики пены включают как объем (высоту), так и стабильность пены. Важно в процессе флотации, чтобы пена разрушалась так быстро, насколько это возможно, после того как подача воздуха остановлена, поскольку это непосредственным образом связано с характеристиками флотации. Слишком стабильная пена будет вызывать проблемы как с увлечением частиц, так и с откачиванием пенного продукта. Увлечение, особенно в большом масштабе, будет приводить к уменьшенной селективности (т.е. фракции и степени отбора). Проблемы с откачиванием пенного продукта будут делать процесс флотации технически невыполнимым.
[0003] Рабочие характеристики коллектора могут быть улучшены посредством применения комбинаций коллекторов из первичного (основного) коллектора и вторичного коллектора (также называемого со-коллектором). В этом документе, термин «композиция коллектора» должен быть использован, чтобы описывать композиции, содержащие первичный коллектор, или как первичный, так и вторичный коллектор, а также вспомогательное средство для коллектора. Для многих декад вторичные коллекторы были применены совместно с первичными ионными коллекторами в соляной минеральной флотации, чтобы улучшить рабочие характеристики первичного коллектора. Нонилфенолэтоксилаты являлись доминирующим неионогенным поверхностно-активным веществом, применяемым в качестве со-коллектора в комбинации с первичными коллекторами саркозинового типа в селективной флотации апатита из кальцитсодержащих руд. Однако вследствие экологических проблем, интенсивные исследования в отношении замены нонилфенолэтоксилатов проводились в течение длительного времени.
[0004] Соответственно, имеется все еще потребность в композициях коллекторов, имеющих улучшенные характеристики в отношении окружающей среды, чем нонилфенолэтоксилаты, которые выполняют функционирование с таким же успехом. Композиции коллекторов, согласованные с этим подходом, описаны в данном документе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0005] Заявитель неожиданным образом нашел, что применение первичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора, и необязательно вторичного коллектора, и кондиционирование фосфат-содержащей руды посредством обоих этих соединений в процессе пенной флотации будут улучшать результаты пенной флотации, такие как фракция и степень отбора фосфатных минералов во время такого процесса пенной флотации. Кроме того, было найдено более выгодным образом предварительное смешивание для первичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора, и необязательно для вторичного коллектора (чтобы образовывать композицию коллектора), что будет предоставлять возможность композиции коллектора быть добавленной в качестве единственного продукта к руде без потребности в отдельной стадии кондиционирования, наряду со значительным улучшением в то же самое время характеристик флотации.
[0006] Соответственно, данное изобретение относится к способу пенной флотации руды, чтобы извлекать фосфатсодержащие материалы из руды, который включает добавление первичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора к руде и затем выполнение стадии кондиционирования руды в присутствии первичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора, где первичный коллектор выбран из группы, состоящей из амфотерного поверхностно-активного соединения, анионогенного поверхностно-активного соединения и их комбинаций; и вспомогательное средство для коллектора имеет формулу R3-CO-O-An-R4, где R3 является линейной или разветвленной, алкильной или гидроксиалкильной группой, имеющей от 3 до 8 атомов углерода, R4 является линейной или разветвленной, алкильной или гидроксиалкильной группой, имеющей от 3 до 10 атомов углерода, и по меньшей мере одна из R3 и R4 содержит гидроксильную группу; и A является этоксильной, пропоксильной или бутоксильной группой, и n является числом от 0 до 10.
[0007] Первичный коллектор и вспомогательное средство для коллектора могут быть добавлены к руде один после другого или одновременно в одной композиции коллектора. Предпочтительно их добавляют к руде предварительно смешанными в одной композиции коллектора, данная композиция коллектора может необязательно содержать дополнительные соединения, такие как, например, соединение вторичного коллектора.
[0008] Было найдено, что вспомогательное средство для коллектора повышают общие рабочие характеристики композиции коллектора. Первичный коллектор и вспомогательное средство для коллектора в вариантах осуществления содержатся в единственной композиции, которую применяют для флотации или добавляют в отдельности, чтобы оба присутствовали на стадии кондиционирования. Если руда кондиционирована посредством как первичного коллектора, так и вспомогательного средства для коллектора, результаты пенной флотации, как было найдено, являются удивительно лучше чем, когда компонент вспомогательного средства для коллектора добавляют к руде, уже кондиционированной посредством композиции, которая не содержит вспомогательное средство для коллектора по данному изобретению. В прямой флотации апатита, например, отбор может быть улучшен на примерно 4% по массе при применении композиции коллектора, к которой вспомогательное средство для коллектора было первоначально предварительно примешано в качестве итога, по сравнению с процессом, в котором кондиционирование первичным коллектором не включало вспомогательное средство для коллектора. При этом, низкая фракция P2O5 наблюдалась при добавлении вспомогательного средства для коллектора после кондиционирования руды в качестве пенообразователя. Композиция коллектора, содержащая как первичный коллектор, так и вспомогательное средство для коллектора, также предоставляет более выгодные характеристики пенообразования, включая улучшенные плотность и стабильность пены.
[0009] Может быть отмечено, что в US2017/0252753 описан способ пенной флотации фосфат-содержащей руды, применяющий композицию коллектора, которая содержит анионогенный или амфотерный первичный коллектор в комбинации с неионогенным этоксилированным спиртом в качестве вторичного коллектора. В некоторых вариантах осуществления пенообразователь добавляют к процессу, который может быть 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол моноизобутиратом, однако лишь после того, как руда была кондиционирована посредством композиции коллектора.
[0010] Первичный коллектор, раскрытый в данном документе, является амфотерным поверхностно-активным соединением, анионогенным поверхностно-активным соединением или их комбинацией. Поверхностно-активные соединения (или сурфактанты) являются соединениями, которые уменьшают поверхностное натяжение или межфазной натяжение между двумя жидкостями, между газом и жидкостью и/или между твердотельной фазой и жидкой фазой. Анионогенные поверхностно-активные соединения типично содержат отрицательно заряженную (анионогенную) головную группу. Амфотерные поверхностно-активные соединения содержат как катионные (положительно заряженные), так и анионогенные группы внутри той же самой молекулы. Ниже предоставлены некоторые примеры первичных коллекторов; эти примеры должны рассматриваться лишь как применимые и не должны рассматриваться как ограничивающие.
[0011] В некоторых вариантах осуществления первичный коллектор является амфотерным поверхностно-активным соединением, имеющим формулу (II)
где R1 является гидрокарбильной группой с 8-22, предпочтительно 12-18, атомов углерода; A является алкиленокси группой, имеющей 2-4, предпочтительно 2, атомов углерода; p является числом 0 или 1; q является числом от 0 до 5, предпочтительно 0; R2 является гидрокарбильной группой, имеющей 1-4, предпочтительно 1, атомов углерода, или R2 является группой
где R1, A, p и q имеют то же самое значение, что указано выше; Y- является COOH или SO3H, предпочтительно COOH; n является числом 1 или 2, предпочтительно 1; M является катионом, который может быть моновалентным или двухвалентным и неорганическим или органическим, и r является числом 1 или 2. Первичный коллектор может также быть применен в его кислотной форме, где азот является протонированным, и внешний катион не требуется.
[0012] Соединения в соответствии с формулой (II) могут быть изготовлены из коммерчески доступных исходных материалов при применении известных процедур. Патент США № 4358368 раскрывает некоторые пути производства соединений, где R1 является гидрокарбильной группой с 8-22 атомов углерода (кол. 6, линия 9 - кол. 7, линия 52). Патент США № 4828687 (кол. 2, линия 2 - кол. 2, линия 31) описывает соединения, где R2 является
присоединенной к соединению формулы (II) посредством метиленовой группы.
[0013] В других вариантах осуществления первичный коллектор имеет формулу (III)
где R2 является гидрокарбильной группой с 8-22, предпочтительно 12-18, атомов углерода; D является -CH2- или -CH2CH2-; k является числом 0-4, предпочтительно 0-3 и наиболее предпочтительно 0-2, и M является водородом или катионом, таким как натрий или калий.
[0014] Соединения в соответствии с формулой (III) известны и производятся коммерческим образом способами, известными в данной области техники. Продукты, где D является -CH2-, приготовленной посредством реакционного взаимодействия между жирным амином и хлоруксусной кислотой или ее солями, и продукты, где D является -CH2CH2-, подготовлены посредством реакционного взаимодействия между жирным амином и акриловой кислотой или ее сложными эфирами, в последнем случае реакционного взаимодействия с последующим гидролизом.
[0015] В еще одних вариантах осуществления, первичный коллектор является анионогенным поверхностно-активным соединением, таким как жирные кислоты, имеющие алкильную группу с 8-24 атомами углерода, сульфонаты, алкилфосфаты, алкилсульфаты и соединения, имеющие формулу (IV)
где R является гидрокарбильной группой, имеющей 7-23, предпочтительно 11-21, атомов углерода, необязательно замещенной; R1 является H или CH3, предпочтительно H; R2 является H или алкильной группой, имеющей 1-4 атома углерода, предпочтительно H; R3 является H или CH3, предпочтительно CH3; n является числом 0-20; p является числом 1-3, предпочтительно 1; X является H+ или катионом, органическим или неорганическим; и m представляет валентность катиона и является числом 1 или 2, предпочтительно 1. Катион является предпочтительно катионом щелочного металла, катионом щелочноземельного металла, аммония или замещенной аммониевой группой, имеющей одну или несколько алкильных или гидроксильных групп, имеющих 1-3 атома углерода.
[0016] Для получения соединения формулы (IV) смотрите описание в WO2015/000931 (в соответствии с PCT/EP2014/064014).
[0017] Предпочтительно, первичный коллектор содержит соль натрия алкил глицината или саркозината, имеющую от 12 до 20, более предпочтительно от 12 до 16 атомов углерода. В одном частном варианте осуществления, первичный коллектор является N-[2-hydroxy-3-(C12-16-алкилокси)пропил]-N-метилглицинат (C14-C15 саркозинат натрия).
[0018] Подходящие жирные кислоты, имеющие алкильную группу с 8-24 атомами углерода, включают жирные кислоты, основанные на талловом масле и масле сафлоры, подсолнечном масле, соевом масле, рапсовом масле, кукурузном масле, льняном масле, рапсовом масле, талловом жире, кокосовом масле, исходном хвойном масле и исходном лиственном масле).
[0019] В других вариантах осуществления первичный коллектор является сложным эфиром фосфорной кислоты. В одном варианте осуществления, сложные эфиры фосфорной кислоты имеют формулы
R2-(O-CH2-CH2)n-O-P(O)(OM)-O-P(O)(OM)-(O-CH2-CH2)n-O-R2, R2-(O-CH2-CH2)n-O-PO(OM)2 или (R2-(O-CH2-CH2)n-O)2-PO-OM или их комбинацию, где R2 является алкильной группой, имеющей 6-22 атомов углерода, предпочтительно 16-18 атомов углерода; n является числом 0-25, предпочтительно 4; и M является моновалентным катионом, таким как натрий или водород. Сложный эфир фосфорной кислоты и этоксилата спирта (типа Phospholan, Akzo Nobel Surface Chemistry LLC) содержит вышеуказанные сложные эфиры фосфорной кислоты, где R2 является алкильной группой, имеющей 18 атомов углерода, n является 4, и M является натрием или водородом.
[0020] Другими подходящими сложными эфирами фосфорной кислоты являются монофосфатные и дифосфатные сложные эфиры фосфорной кислоты, содержащие 6-22 атомов углерода (линейные или разветвленные, степень разветвления 1-3) и 0-25 узлов этиленоксида (EO), и их комбинации. «Степень разветвления» как использовано в данном документе, означает общее число метильных групп, присутствующих на основной алкильной цепи, минус одну.
[0021] Вспомогательное средство для коллектора композиции коллектора является сложным эфиром, имеющим формулу
R3-CO-O-An-R4,
где R3 является линейной или разветвленной, алкильной или гидроксиалкильной группой, имеющей от 3 до 8 атомов углерода, R4 является линейной или разветвленной, алкильной или гидроксиалкильной группой, имеющей от 3 до 10 атомов углерода, и по меньшей мере одна из R3 и R4 содержит гидроксильную группу; и A является этоксильной, пропоксильной или бутоксильной группой, и n является числом 0-10. Ниже предоставлены некоторые примеры вспомогательных средств для коллектора; эти примеры должны рассматриваться лишь как применимые и не должны рассматриваться как ограничивающие.
[0022] Подходящие вспомогательные средства для коллектора включают 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол моноизобутират (Eastman Chemical Company); пентановую кислоту, 3-гидрокси-4,4-диметил-2-(1-метилэтил)-, сложный этиловый эфир; гептановую кислоту, 3-гидрокси-2,2,4-триметил-, сложный этиловый эфир; капроевую кислоту, 4-этил-3-гидрокси-2,2-диметил-, сложный этиловый эфир; 2-этилгексан- (1,3)-диол моно-н-бутират; 2-этилгексан-(1,3)-диол ди-н-бутират, их алкоксилированные производные, содержащие 0-10 алкоксизвеньев (более предпочтительно 0-3 этокси-звеньев или 0-10 пропокси-звеньев), и их комбинации.
[0023] Массовое соотношение между первичным коллектором и вспомогательным средством для коллектора составляет от 999:1 до 1:1, предпочтительно от 99:1 до 95:5, и более предпочтительно от 99:1 до 96:4. Все массовые соотношения, приведенные здесь, относятся к отношению активных материалов, если не указано иное.
[0024] Композиция коллектора, содержащее первичный коллектор и вспомогательное средство для коллектора, может необязательно включать растворитель. Назначением растворителя в композиции коллектора является улучшение качества пенной флотации и текучести конечного состава. Подходящие растворители включают этоксилированные спирты, имеющие от 3 до 10 этиленоксидных звеньев, гликоли (например, пропиленгликоль, диэтиленгликоль, и т.д.), неионогенные сурфактанты, низкомолекулярные спирты, такие как C1-C15 спирты, низкомолекулярные органические кислоты, такие как C1-C15 органические кислоты, низкомолекулярные этаноламины (например, триэтаноламин, метилдиэтаноламин, диэтаноламин и т.д.), воду, органические растворители (например, толуол, гексан, и т.д.), алифатические углеводороды, такие как изопарафины, парафины, циклопарафины, и их комбинации. Низкомолекулярные растворители определены в предпочтительном варианте осуществления как растворители, которые имеют молекулярную массу вплоть до 120 г/моль. Массовое соотношение между первичным коллектором и необязательным растворителем составляет предпочтительно от 999:1 до 80:20, предпочтительно от 99:1 до 90:10.
[0025] Композиция коллектора может быть приготовлена посредством добавления первичный коллектор, вспомогательного средства для коллектора и необязательного растворителя в подходящий резервуар и смешивания для объединения. Дополнительные добавки для флотации, описанные в данном документе, могут также быть добавлены к композиции коллектора перед или после того, как первичный коллектор и вспомогательное средство для коллектора объединены. Специальные стадии приготовления (например, смешивание с приложением высоких сдвиговых усилий, нагревание и т.д.) не являются необходимыми для приготовления композиции коллектора.
[0026] Это описание также описывает способ пенной флотации несульфидных руд, особенно фосфатных руд, чтобы извлекать апатитовые минералы, где применен способ с композицией коллектора, описанной в данном документе. Такой способ пенной флотации для фосфатных руд может типично включать следующие стадии: a) подготовка пульпы фосфат-содержащей руды, где руда включает фосфат-содержащий минерал и минералы жильной породы, посредством эффективного количества композиции коллектора, описанного в данном документе, или первичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора отдельно, и необязательно других добавок для флотации, и b) выполнение процесса пенной флотации, чтобы извлечь фосфат-содержащий(е) минерал(ы).
[0027] Количество первичного коллектора, добавленного к руде, будет в основном находиться в интервале от 10 до 1000 г/тонну сухой руды, предпочтительно в интервале от 20 до 500 г/тонну сухой руды, более предпочтительно от 100 до 400 г/тонну сухой руды. Количество вспомогательного средства, добавленного к руде, будет в основном находиться в интервале 0,01 до 50 г/тонну сухой руды, предпочтительно в интервале от 0,02 до 25 г/тонну сухой руды, более предпочтительно от 0,05 до 20 г/тонну сухой руды.
[0028] В предпочтительных вариантах осуществления вторичный коллектор может присутствовать во время стадии кондиционирования. В более предпочтительных вариантах осуществления вторичный коллектор выбран из группы анионных соединений коллектора, неионных соединений коллектора или смесей двух их или более, где анионный коллектор выбран из группы жирных кислот, алкилсульфосукцинатов, алкилмалеатов, алкиламидокарбоксилатов, сложных эфиров алкиламидокарбоксилатов, алкилбензолсульфонатов, алкилсульфонатов и сульфонированных жирных кислот, и неионное соединение коллектора выбрано из группы этоксилатов, гликозидов и этаноламидов, наиболее предпочтительно неионогенное соединение коллектора выбрано из группы разветвленных и неразветвленных этоксилированных C11-C24 спиртов, этоксилированных C10-C24 алкиламинов, сахарных сурфактантов, этоксилированных C10-C24 жирных кислот.
[0029] Дополнительные добавки для флотации, которые могут присутствовать в процессе флотации являются депрессантами, такими как полисахарид, подщелоченный крахмал или декстрин; масла-наполнители; пенообразователи/регуляторы пены, такие как хвойное масло, MIBC (метилизобутилкарбинол), и спирты, такие как гексанол и этоксилаты/пропоксилаты спирта, предпочтительно C6-C10 спирты и их этоксилаты; неорганические дисперсанты, такие как силикат натрия (жидкое стекло) и кальцинированная сода; и pH-регуляторы (которые могут быть кислотными или щелочными соединениями, чтобы регулировать pH желательным образом). Эти добавки для флотации могут быть добавлены к композиция коллектора или добавлены к процессу флотации перед или в процессе кондиционирования руды посредством первичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора, необязательно предварительно вмешанного в композицию коллектора.
[0030] Данное изобретение в предпочтительном варианте осуществления относится к способу пенной флотации фосфатной руды, данный способ включает: необязательно, добавление депрессанта к руде; добавление первичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора, как указано выше, к руде; необязательно, добавление к руде одного или нескольких дополнительных компонентов, выбранных из группы агентов для регулирования pH, дисперсантов и вторичного коллектора; где первичный коллектор, вспомогательное средство для коллектора и необязательный вторичный коллектор могут быть добавлены один после другого или одновременно, необязательно предварительно смешанные в одной композиции коллектора; кондиционирование руды в присутствии первичного коллектора, необязательно вторичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора; затем, необязательно добавление к кондиционированной руде одного или нескольких дополнительных компонентов, выбранных из группы агентов для регулирования pH, дисперсантов и пенообразователей; и выполнение процесса пенной флотации, чтобы извлекать фосфат-содержащие материалы из руды.
[0031] В предпочтительном варианте осуществления способа по данному изобретению, на стадии после кондиционирования руды в присутствии первичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора, пенообразователь добавляют к кондиционированной руде.
[0032] Величина pH во время процесса флотации будет обычно находиться в интервале pH 8-11.
ПРИМЕРЫ
[0033] Для всех Примеров, фосфатную руду, содержащую 42% апатит, 38% нефелина, 5% эгирина, 3% полевого шпата и 2% сфена, дробили и измельчали до желательного размера флотации (70% -160 мкм). В каждом Примере, 500 г фосфатной руды размещали во флотационную ячейку на 1,3 л (для грубой флотации), 1,0 л (для тонкой флотации 1) или 0,5 л (для тонкой флотации 2). Водопроводную воду (муниципальную воду в Стенунгзунде с жесткостью 4°dH) добавляли до маркированного уровня в ячейке (1,4 л) и начинали перемешивание. Затем, 200 г/т жидкое стекло в качестве 1%-ного по массе раствора добавляли и кондиционировали в течение 1 минуты. В каждом Примере флотацию выполняли при комнатной температуре (20±1°C), и грубую флотацию, тонкую флотацию 1 и тонкую флотацию 2 выполняли в течение 4 минут, 3 минут и 2 минут, соответственно. Все фракции (хвосты, промежуточные продукты и концентрат) отбирали и анализировали. Для каждого Примера, сложный эфир фосфорной кислоты и этоксилата спирта (типа Phospholan, Akzo Nobel Surface Chemistry LLC, далее «Сложный эфир фосфорной кислоты») является сложным эфиром фосфорной кислоты, имеющим общую формулу R2-(O-CH2-CH2)n- O-PO(OM)2 и (R2-(O-CH2-CH2)n-O)2-PO-OM, где R2 является алкильной группой, имеющей 18 атомов углерода, n является 4, и M является натрием или водородом.
[0034] Пример 1 (Сравнительный): Коллекторы, добавленные индивидуальным образом - Нет вспомогательного средства для коллектора
[0035] Отдельные 1%-ные по массе растворы приготавливали для каждого из талловых масел, алкилбензолсульфоната и сложного эфира фосфорной кислоты.
[0036] Величину pH флотационной смеси регулировали до 9,9 посредством 5% водного раствора NaOH и количества 1%-ных по массе растворов талловых масел, алкилбензолсульфоната и сложного эфира фосфорной кислоты добавляли во флотационную ячейку, чтобы соответствовать 150 г/т композиции коллектора, содержащей 50 масс.% талловых масел, 17 масс.% алкилбензолсульфоната и 33 масс.% сложного эфира фосфорной кислоты. Стадию кондиционирования выполняли при 1000 об/мин и комнатной температуре в течение двух минут. После стадии кондиционирования начинали флотацию (1000 об/мин и 3 л/мин грубой флотации; 1500 об/мин и 1,3 л/мин тонкой флотации 1; и 1500 об/мин и 0,6 л/мин тонкой флотации 2). Результаты флотации представлены в Таблице 1.
[0037] Таблица 1
[0038] Пример 2 (Сравнительный): Коллекторы, предварительно смешанные - Нет вспомогательного средства для коллектора
[0039] Приготавливали композицию коллектора, содержащую 50 масс.% талловых масел, 17 масс.% алкилбензолсульфоната и 33 масс.% сложного эфира фосфорной кислоты. Композицию коллектора разбавляли деионизированной водой до 1%-ного по массе раствора.
[0040] Величину pH флотационной смеси регулировали до 9,9 посредством 5%-ного водного раствора NaOH и 150 г/т композиции коллектора в качестве 1 масс.%-ного водного раствора добавляли во флотационную ячейку. Стадию кондиционирования выполняли при 1000 об/мин и комнатной температуре в течение двух минут. После стадии кондиционирования начинали флотацию (1000 об/мин и 3 л/мин грубой флотации; 1500 об/мин и 1,3 л/мин тонкой флотации 1; и 1500 об/мин и 0,6 л/мин тонкой флотации 2). Результаты флотации представлены в Таблице 2.
[0041] Таблица 2
[0042] Результаты Примера 1 и Примера 2 показывают, что при отсутствии вспомогательного средства для коллектора, композиция коллектора, в которой компоненты композиции были в отдельности добавлены к флотации, не показала значительных различий по отношению к такой же композиции коллектора, в которой компоненты были предварительно смешаны и добавлены к флотации все одновременно.
[0043] Пример 3 (Сравнительный): Вспомогательное средство для коллектора добавлено в качестве пенообразователя после кондиционирования
[0044] Величину pH флотационной смеси регулировали до 9,9 посредством 5% водного раствора NaOH и количества 1%-ных по массе растворов талловых масел и сложного эфира фосфорной кислоты (таких же как в Примере 1) смешивали и добавляли во флотационную ячейку, в качестве единственного исходного раствора, чтобы соответствовать 145,5 г/т композиции коллектора, содержащей 61,8 масс.% талловых масел и 38,2 масс.% сложного эфира фосфорной кислоты. Стадию кондиционирования выполняли при 1000 об/мин и комнатной температуре в течение двух минут. После стадии кондиционирования 4,5 г/т вспомогательного средства для коллектора (2,2,4-триметил-1,3-пентандиол моноизобутирата) добавляли и начинали флотацию (1000 об/мин и 3 л/мин грубой флотации; 1500 об/мин и 1,3 л/мин тонкой флотации 1; и 1500 об/мин и 0,6 л/мин тонкой флотации 2). Результаты флотации представлены в Таблице 3.
[0045] Таблица 3
[0046] Когда вспомогательное средство для коллектора добавляли в качестве пенообразователя после кондиционирования руды коллекторами, фракция P2O5 понижалась ниже приемлемого уровня 39,0%.
[0047] Пример 4: Вспомогательное средство для коллектора, предварительно смешанное с первичным коллектором
[0048] Приготавливали композицию коллектора, содержащую 60 масс.% талловых масел, 37 масс.% сложного эфира фосфорной кислоты и 3 масс.% вспомогательного средства для коллектора (2,2,4-триметил-1,3-пентандиол моноизобутирата). Композицию коллектора разбавляли деионизированной водой до 1%-ного по массе раствора.
[0049] Величину pH флотационной смеси регулировали до 9,9 посредством 5%-ного водного раствора NaOH и 150 г/т композиции коллектора в качестве 1 масс.%-ного водного раствора добавляли во флотационную ячейку. Стадию кондиционирования выполняли при 1000 об/мин и комнатной температуре в течение двух минут. После стадии кондиционирования начинали флотацию (1000 об/мин и 3 л/мин грубой флотации; 1500 об/мин и 1,3 л/мин тонкой флотации 1; и 1500 об/мин и 0,6 л/мин тонкой флотации 2). Результаты флотации представлены в Таблице 4.
[0050] Таблица 4
[0051] Фракция и отбор были улучшены по сравнению с композицией коллектора, имеющей сравнительные уровни других коллекторов, однако без вспомогательного средства для коллектора (Пример 2).
[0052] Как можно видеть из результатов, представленных выше, композиции коллектора, содержащие вспомогательное средство для коллектора, описанное в данном документе (например, 2,2,4-триметил-1,3-пентандиол моноизобутират) показали улучшенную фракцию и/или отбор от флотации по сравнению с композициями коллектора, которые не содержали вспомогательное средство для коллектора и композициями, в которых вспомогательное средство для коллектора добавляли (в качестве пенообразователя) на более поздней стадии при флотации, а именно, после кондиционирования руды. Результаты ясно показывают, что присутствие вспомогательного средства для коллектора в композиции коллектора в начале процесса флотации играет важную роль во флотации.
[0053] Пример 5: Вспомогательное средство для коллектора, добавленное для кондиционирования отдельным образом
Величину pH флотационной смеси регулировали до 9,9 посредством 5% водного раствора NaOH и количества 1%-ных по массе растворов талловых масел и сложного эфира фосфорной кислоты (такого же как в Примере 1) смешивали и добавляли во флотационную ячейку, чтобы соответствовать 145,5 г/т композиции коллектора, содержащей 61,8 масс.% талловых масел и 38,2 масс.% сложного эфира фосфорной кислоты. Вспомогательное средство для коллектора (2,2,4-триметил-1,3-пентандиол моноизобутират) добавляли к стадии кондиционирования отдельно от исходного раствора основного коллектора, чтобы соответствовать 4,5 г/т. Стадию кондиционирования выполняли при 1000 об/мин и комнатной температуре в течение двух минут. Начинали флотацию (1000 об/мин и 3 л/мин грубой флотации; 1500 об/мин, 1,3 л/мин тонкой флотации 1; и 1500 об/мин и 0,6 л/мин тонкой флотации 2). Результаты флотации представлены в Таблице 5.
Таблица 5
Этот Пример 5 показывает, что когда коллектор добавляли отдельно от раствора основного коллектора перед стадией кондиционирования руды, фракция P2O5 оставалась более высокой, чем в Примере 3, демонстрируя, что вспомогательное средство для коллектора, если присутствует во время стадии кондиционирования, улучшает результаты. Предварительное смешивание вспомогательного средства для коллектора с другими соединениями коллектора является тем не менее предпочтительным, как видно из результатов, полученных в Примере 4.
Предложенная группа изобретений относится к способу пенной флотации руды, чтобы извлекать фосфатсодержащие материалы из руды. Способ пенной флотации руды для извлечения фосфатсодержащих материалов из руды включает добавление первичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора к руде в виде одной композиции коллектора и затем выполнение стадии кондиционирования руды. Первичный коллектор выбран из группы, состоящей из амфотерного поверхностно-активного соединения, анионогенного поверхностно-активного соединения и их комбинаций. Вспомогательное средство для коллектора имеет формулу R3-CO-O-An-R4, где R3 является линейной или разветвленной, алкильной или гидроксиалкильной группой, имеющей от 3 до 8 атомов углерода, R4 является линейной или разветвленной, алкильной или гидроксиалкильной группой, имеющей от 3 до 10 атомов углерода, и по меньшей мере одна из R3 и R4 содержит гидроксильную группу; А является этоксильной, пропоксильной или бутоксильной группой, и n является 0-10. Отношение первичного коллектора к вспомогательному средству для коллектора по массе в композиции коллектора составляет от 99:1 до 95:5. Способ пенной флотации фосфатной руды включает добавление депрессанта к руде, добавление первичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора к руде, добавление к руде одного или нескольких дополнительных компонентов, выбранных из группы агентов для регулирования рН, дисперсантов и вторичного коллектора, кондиционирование руды в присутствии первичного коллектора, вторичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора, затем, добавление одного или нескольких дополнительных компонентов к кондиционированной руде, выбранных из группы агентов для регулирования рН, дисперсантов и пенообразователей и выполнение процесса пенной флотации для извлечения фосфатсодержащих материалов из руды. Первичный коллектор, вспомогательное средство для коллектора и вторичный коллектор добавляют один после другого или одновременно. Технический результат – улучшение результатов пенной флотации. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 табл., 5 пр.
1. Способ пенной флотации руды для извлечения фосфатсодержащих материалов из руды, который включает добавление первичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора к руде в виде одной композиции коллектора и затем выполнение стадии кондиционирования руды, где
первичный коллектор выбран из группы, состоящей из амфотерного поверхностно-активного соединения, анионогенного поверхностно-активного соединения и их комбинаций; и
вспомогательное средство для коллектора имеет формулу
R3-CO-O-An-R4,
где R3 является линейной или разветвленной, алкильной или гидроксиалкильной группой, имеющей от 3 до 8 атомов углерода, R4 является линейной или разветвленной, алкильной или гидроксиалкильной группой, имеющей от 3 до 10 атомов углерода, и по меньшей мере одна из R3 и R4 содержит гидроксильную группу; А является этоксильной, пропоксильной или бутоксильной группой, и n является 0-10,
где отношение первичного коллектора к вспомогательному средству для коллектора по массе в композиции коллектора составляет от 99:1 до 95:5.
2. Способ по п. 1, где первичный коллектор и вспомогательное средство для коллектора смешивают перед тем, как их добавляют к руде.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором первичный коллектор выбирают из группы, состоящей из:
соединения, имеющего формулу
где R1 является гидрокарбильной группой с 8-22, предпочтительно 12-18, атомов углерода; А является алкиленокси группой, имеющей 2-4, предпочтительно 2, атома углерода; р является числом 0 или 1; q является числом от 0 до 5, предпочтительно 0; R2 является гидрокарбильной группой, имеющей 1-4, предпочтительно 1, атома углерода, или R2 является группой
где R1, А, р и q имеют то же самое значение, что указано выше; Y- является СООН или SO3H, предпочтительно СООН; n является числом 1 или 2, предпочтительно 1; М является катионом, который может быть моновалентным или двухвалентным и неорганическим или органическим, и r является числом 1 или 2;
соединения, имеющего формулу
где R2 является гидрокарбильной группой с 8-22, предпочтительно 12-18, атомов углерода; D является -СН2- или -СН2СН2-; k является числом 0-4, предпочтительно 0-3 и наиболее предпочтительно 0-2, и М является водородом или катионом;
соединения, имеющего формулу
где R является гидрокарбильной группой, имеющей 7-23, предпочтительно 11-21, атомов углерода, необязательно замещенной; R1 является Н или СН3, предпочтительно Н; R2 является Н или алкильной группой, имеющей 1-4 атома углерода, предпочтительно Н; R3 является Н или СН3, предпочтительно СН3; n является числом 0-20; р является числом 1-3, предпочтительно 1; X является Н+ или катионом, органическим или неорганическим; и m представляет валентность катиона и является числом 1 или 2, предпочтительно 1;
сложного эфира фосфорной кислоты имеющего формулу
R2-(O-СН2-СН2)n-O-Р(О)(ОМ)-О-Р(О)(ОМ)-(O-CH2-CH2)n-O-R2, R2-(O-CH2-CH2)n-O-PO(OM)2 или (R2-(O-СН2-СН2)n-O)2-PO-OM или их комбинацию, где R2 является алкильной группой, имеющей от 6 до 22, предпочтительно 16-18 атомов углерода; n является числом от 0 до 10, предпочтительно 4; и М является моновалентным катионом или водородом;
жирной кислоты, имеющей от 8 до 24 атомов углерода; и их комбинаций.
4. Способ по любому из пп. 1-3, где первичный коллектор содержит соль натрия алкил глицината или алкил саркозината, данный алкил имеет от 12 до 20, предпочтительно от 12 до 16 атомов углерода.
5. Способ по любому из пп. 1-3, где первичный коллектор является N-[2-гидрокси-3-(С12-16-алкилокси)пропил]-N-метилглицинатом.
6. Способ по любому из пп. 1-3, где первичный коллектор является сложным эфиром фосфорной кислоты, имеющим формулу
R2-(O-СН2-СН2)n-O-РО(ОМ)2 или (R2-(O-СН2-СН2)n-O)2-РО-ОМ или их комбинацию,
где R2 является алкильной группой, имеющей 18 атомов углерода, n составляет 4, и М является натрием или водородом.
7. Способ по любому из пп. 1-3, где первичный коллектор является жирной кислотой таллового масла.
8. Способ по любому из пп. 1-7, где вспомогательное средство для коллектора является 2,2,4-триметил-1,3-пентандиолмоноизобутиратом.
9. Способ по любому из предшествующих пунктов, где отношение первичного коллектора к вспомогательному средству для коллектора по массе в композиции коллектора составляет от 99:1 до 96:4.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий растворитель, где растворитель предпочтительно является выбранным из группы, состоящей из этоксилированных спиртов, имеющих от 3 до 10 этиленоксидных звеньев, гликолей, неионогенных сурфактантов, С1-С15 спиртов, С1-С15 органических кислот, этаноламинов, воды, органических растворителей, алифатических углеводородов и их комбинаций.
11. Способ по п. 10, где отношение первичного коллектора к растворителю по массе составляет от 999:1 до 80:20.
12. Способ по любому из пп. 1-11, где пенообразователь добавляют во время стадии пенной флотации, на стадии после кондиционирования руды.
13. Способ пенной флотации фосфатной руды, способ включает:
добавление депрессанта к руде;
добавление первичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора к руде;
добавление к руде одного или нескольких дополнительных компонентов, выбранных из группы агентов для регулирования рН, дисперсантов и вторичного коллектора;
где первичный коллектор, вспомогательное средство для коллектора и вторичный коллектор добавляют один после другого или одновременно
кондиционирование руды в присутствии первичного коллектора, вторичного коллектора и вспомогательного средства для коллектора;
затем, добавление одного или нескольких дополнительных компонентов к кондиционированной руде, выбранных из группы агентов для регулирования рН, дисперсантов и пенообразователей; и
выполнение процесса пенной флотации для извлечения фосфатсодержащих материалов из руды;
где первичный коллектор выбран из группы, состоящей из амфотерного поверхностно-активного соединения, анионогенного поверхностно-активного соединения и их комбинаций; и
вспомогательное средство для коллектора имеет формулу
R3-CO-O-An-R4,
где R3 является линейной или разветвленной, алкильной или гидроксиалкильной группой, имеющей от 3 до 8 атомов углерода, R4 является линейной или разветвленной, алкильной или гидроксиалкильной группой, имеющей от 3 до 10 атомов углерода, и по меньшей мере одна из R3 и R4 содержит гидроксильную группу; А является этоксильной, пропоксильной или бутоксильной группой, и n является 0-10,
где отношение первичного коллектора к вспомогательному средству для коллектора по массе составляет от 99:1 до 95:5.
14. Способ по п. 13, где вторичный коллектор выбран из группы анионных соединений коллектора, неионных соединений коллектора или смесей двух их или более, где анионное соединение коллектора выбрано из группы жирных кислот, алкилсульфосукцинатов, алкилмалеатов, алкиламидокарбоксилатов, сложных эфиров алкиламидокарбоксилатов, алкилбензолсульфонатов, алкилсульфонатов и сульфонированных жирных кислот, и неионное соединение коллектора выбрано из группы этоксилатов, гликозидов и этаноламидов, предпочтительно неионное соединение коллектора выбрано из группы разветвленных и неразветвленных этоксилированных С11-С24 спиртов, этоксилированных С10-С24 алкиламинов, сахарных сурфактантов, этоксилированных С10-С24 жирных кислот.
15. Способ по п. 13 или 14, где пенообразователь выбран из группы хвойных масел, MIBC (метилизобутилкарбинола) и спиртов и их этоксилатов, предпочтительно С6-С10 спиртов и их этоксилатов.
| Автомобиль-сани, движущиеся на полозьях посредством устанавливающихся по высоте колес с шинами | 1924 |
|
SU2017A1 |
| Способ пенной флотации апатит-карбонатной руды | 1979 |
|
SU1309904A3 |
| RU 1453695 C, 30.11.1994 | |||
| Способ выделения фосфатных минералов из фосфатно-карбонатной руды | 1985 |
|
SU1537126A3 |
| DE 4016792 A1, 28.11.1991 | |||
| WO 2015050808 A1, 09.04.2015 | |||
| US 4789466 А, 06.12.1988 | |||
| ЛАВРИНЕНКО А.А | |||
| и др | |||
| "Флотируемость апатита из бадделеит-апатит-магнетитовой руды", "Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых", N5, | |||
