Способ обогащения железных руд Советский патент 1984 года по МПК B03D1/02 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотационном обогащении железных руд для отделения силикатных минералов (кварц,амфиболы, куммингтонит, пироксены и др в частности при получении магнатитовых концентратов высокой чистоты. Известен способ получения магнетитовых концентратов высокой чистоты (суперконцентратов) из товарных магн титовых концентратов (доводка магнетитовых концентратов), включающий доизмельчение до 92-95% класса 0,05 мм, обратйую анионную флотацию, последующую .мокрую магнитную сепарацию флотационного концентрата, фильтрацию, сушку, сухую магнитную сепарацию, химическую доводку автоклавное выщелачивание СО. Недостаткам данного способа являются сложность технологической схе мы, невозможность получения высоких результатов механическими методами обогащения, необходимость применения трудоемкой дорогостоящей операции автоклавного вьпцелачивания. Известно применение аминов жирног ряда в качестве реагентов-собирателей при флотационной доводке магнеТИТОВЫХ концентратов (обратная катионная флотация). При использовании аминов жирного ряда возможно получение суперконцентратов, пригодных для Электрометаллургиии (содержание крем незема до ,0%) и производства желез ного порошка низших сортов (0,50,3% кремнезема)С2 . Недостатком известного способа яв ляется недостаточная селективность, что не позволяет получать суперкон-центраты высших сортов (1-го и 2-го) пригодные для производства высокосортных железных порошков. Известен способ флотационной доводки магнетитовых концентратов, включающий обработку руды катионным собирателем - солями высокомолеку лярных четвертичных аммониевых оснований (ЧАО) и последующую флотацию силикатных минералов t3J. Флотационной доводке подвергают магнетитовые концентраты крупностью 90% класса -0,04 мм с содержанием 0,9% кремнезема, полученные по четырехстадиальной схеме мокрой магнит ной сепарации из руд Куксунгурского месторождения Приазовья. Расход собирателя составляет 250-300 г/т. продолжительность флотации 1,72,2 мин. При использовании в качест- ве собирателя солей четвертичных аммониевых оснований - триметилалкиламмонийхлорида (алкил С.- ) , дийлкшвдиь етиламмонийхлорида и диметилбензилалкиламмонийхлорида получены суперконцентраты с содержанием кремнезема менее 0,3% (0,21; 0,26; 0,25% соответственно). Соли четвертичных аммониевых оснований являются наиболее селективными из известных катионных собирателей при флотационной доводке магнетитовых концентратов, однако их использование все же не позволяет получать суперконцентраты высоких сортов с содержанием железа 71,9-72% и кремнезема ниже 0,15%, пригодные для производства порошков высших сортов . Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ обогащения железных руд, включающий кондиционирование пульпы, с катионным собирателем, например, бисчетвертичные аммониевые соли на основе тетраметилэтилендиаминов, содержащие в боковых цепях сложноэфирные радикалы С, и последующую флотацшо силикатных минералов t4l. Применение указанных солей в качестве реагентов-собирателей при флотационной доводке магнетитовых концентратов позволяет по сравнению с солями четвертичных аммониевых оснований снизить содержание кремнезема на 0,03-0,1% в зависимости от исходного содержания кремнезема в концентрате и длины сложноэфирного радикала в молекуле соли, а также уменьшить расход собирателя в полтора-два раза. Однако селективность бисчетвертичных солей производньк этилендиаминов, содержащих в боковых цепях сложноэфирные радикалы, недостаточная и не позволяет получить суперконцентраты с содержанием кремнезема 0,15% и ниже, пригодные для производства высокосортных железных порошков. Цель изобретения - повышение качества и выхода концентрата и снижение расхода собирателя. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обогащения железных руд, включающему кондиционирование пульпы катионными собирателями и последующую флотацию силикатных минералов, катионный собиратель предварительно смешивается со СЛОЖНЫМИ эфирами монохлоруксусной кислоты и первичных спиртов нормального строения общей формулы , где R С,. При этом соотношение сложных эфиров монохлоруксусной кислоты и кати онного собирателя составляет от 1:10 1:50. В предлагаемом способе используют совместно с катионным собирателем сложных эфнров монохлрруксусную кислоту, ранее при флотации не применявшихся, а также условия подачи реагентов. Пример 1. Флотационной доводке подвергают магнетитовый концентрат I, полученный из руд Тарынахского месторождения Южной Якутии (трасса БАМ) по 4-х стадиальной схене мокрой магнитной сепарации.Концентрат крупностью 92% класса-0,04 м содержит 70,3% железа и 0,9% кремнезема. Руды, из которых получен концентрат, представляют собой тонковкрапленные магнетитовые кварциты, породообразующими силикатными минералами я ляются кварц, куммингтонит, роговая , обманка, грюнерит, актинолит, антофиллит, биозгит, мусковит, гиперстен, альбит и др. Схема флотации включает одну операцию, в которой пенный продукт,обо гащенный. кремнеземом, удовлетворяет требованиям на доменный концентрат камерный продукт - на суперконцентрат. Опыты проводят в открытом цикле на лабораторной флотомашине ФМ-Ж с камерой емкостью 150 мл. навеска материала 40 г, продолжительность ко диционирования с собирателем 3 мин, продолжительность флотации 2 мин. В качестве собирателей испытывают следующие катионные реагенты: соль четвертичного аммониевого основания апкилтриметиламмонийхлорид (алкил С,.), соли (хлориды) бисчетвертич ных аммониевых оснований на основе тетраметилзтилендиаминов, содержащие в боковых цепях сложноэфирные ра дикалы (фракции Сд, С и моносоль ) , а также смеси перечисленных выще четвертич149 ных и бисчетвертичных солей со слож-, ными эфирами монохлоруксусной кисло-I ты и первичных спиртов,содержащими углеводородные радикалы QJ.JВ том числе отход производства медицинского препарата зтоний. Отход производства содеряит 75% бисчетвертичной соли на основе тетраметилзтилендиаминов со сложноэфирными радикалами в боковых цепях зтилен 1,2-бис(диметилкарбалкоксиметиламмоний) дихлорид, где алкил С С и 4% сложного эфира монохлоруксусной кислоты с такой же длиной радикала. Состав отхода производства приводится по данным опытного производства института органической химии АН УССР, где производится этоний. Количество бисчетвертичной соли в отходе может колебаться от 73-75%, количество сложного эфира монохлоруксусной кислоты от 1-10%. Бисчетвертичные соли готовят в виде 0,5% водных растворов, водонерастворимые зфиры добавляют к ним в чистом виде. Реагенты смешивают перед подачей в кондиционирование путем ) встряхивания вручную или перемешиванием мешалкой. Для полного растворения эфира достаточно перемешивание в течение 3-5 мин. Результаты обогшцения известными и описываемым способами приведены в табл.1 (средние из 3-5 опытов). Пример 2. По схеме, описанной выше, обогащают магнетитовый концентрат 2, полученный из руд Куксунгурского месторождения Приазовья (участок 4), крупностью 90% класса -0,04 мм с содержанием 71,4% железа и 0,45% кремнезема. Руды Куксунгурского месторождения средневкрапленйые, в качестве породообразующих силикатных минералов содержат кварц, куммингтонит, амфиболы, роговую обман ку, моноклинные пироксены, гиперстен. . Результаты обогащения приведены ,в табл.2. Результаты исследований, полученные в лабораторных условиях, на концентрата 2 (аьщеленном из руд Куксунгурского месторождения участка 4), подтверждены испытаниями способа на опытном производстве института Меха-, нобрчермет при получении опытных партий суперконцентратов. I Результаты проведенных исследова ннй (табл. 1 и 2) свидетельствуют .о том, что при доводке магнетитовых концентратов по предлагаемому спосо бу могут быть получены суперконцент раты более высокого качества, чем п доводке по известным способам. Из концентрата 1 по известному способу с применением четвертичной аммоние вой соли получен суперконцентрат с держанием кремнезема 0,, с применением бисчетвертичных солей указанного выше состава получены суперконцентраты с содержанием крем незема 0,30-0,25%. Все эти концентраты отвечают по содержанию кремнезема требованиям на суперконцентраты третьего dbpTa, пригодные для получения низкосортного железного порошка 11Ж4. .По предлагаемому способу из этого же концентрата получен суперкон центрат с содержанием кремнезема 0,20%, отвечакщий требованиям на суперконцентраты 2-го сорта, пригод ный для производства железного порощка марки ПЖЗ. Из концентрата 2 по известным сп собам получены суперконцентраты с держанием кремнезема О,2-0,16%,отвечающие требованиям на с/к 2-го сорта, а по предлагаемому способу с содержанием 0,15-0,10% кремнезема отвечакицие требованиям на суперконцентраты первого сорта, пригодны для производства железных порошков высших сортов ПЖ1 и ПЖ2. Применяемая в предлагаемом способе собирательная смесь наиболее селективна при добавке к катинному собирателю сложных эфиров монохлоруксусной кислоты при соотношении от 50:1-10:1. Добавка сложных эфиров монохлоруксусной кислоты и четвертичной амм ниевой соли - алкилтриметиламмонийхлориду позволяет по сравнению с известным способом увеличить выход суперконцентратов на 1,0-6,3%, Доба ка сложных эфиров к бисчетвертичньм солям названного выше состава позво ет увеличить выход концентрата на 0,8-5,3%. При этом расход четвертич 96 ной соли снижается в полтора-два раза, расход бисчетвертичных солей снижается в 1,2-1,7 раза в зависимости от длины углеводородных радикалов в сложноэфирных группах солей. Таким образом, проведенные исследования показали, что при использовании предлагаемого способа качество суперконцентратов и соответственно их сортность по сравнению с бисчетвертичными солями на основе тетраметилэтилендиаминов, содержащими в боковых цепях сложноэфирные радикалы С-- С.я(прототип), могут быть повьшгены в зависимости от типа руд и содержания кремнезема сШ-П до П-1 сор тов. При этом выход суперконцентрата возрастает на 0,5-5,3%, расход собирателя снижается в 1,2-1,7 раза. Технико-экономический эффект от применения предлагаемого способа при флотационной доводке магнетитовых концентратов до суперконцентратов может быть определен сравнением с базовьш объектом, за который принята технология, разработанная для получеш1Я суперконцентратов из руд Оленегорского месторояздения. Технология включает обратную флотацию с использованием анионных собирателей и дальнейшую доводку флотационного концентрата для удаления кремнезема химическим : автоклавным выщелачиванием. Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает получение более высоких технологических показателей в процессе флотации, вследствие чего могут быть включены- дорогостоящие операции химического автоклавного выщелачивания . Кроме того, можно использовать отходы производства лекарственного препарата этония. Годовой экономический эффект от использования предлагаемого Д13обретения на доводочной фабрике производительностью 10000 TOHri суперконцентрата составляет CBbmie 373 тыс.руб. в год. . . ;

Расход собирателей,

Таблица 1

Суперконцантрат

Содержание Сорт, г/т

Выход, кремнезема.

1.СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД, включакмций кондиционирование пульпы с катионным собирателем и последующую флотацию силикатных минералов, отл. ичающийся тем, что, с целью повьппения качества и выхода концентрата и снижения расхода собирателя, катионный собиратель предварительно смешивают со сложными эфирами монохлоруксусной кислоты и первичных спиртов нормального строения общей формулы ClCHjCOOR, где R - углеводородный радикал с 10I 13 атома ц1 углерода. 2. Способ по п. 1,отлича ю- щ и и с я тем, что соотношение сложных эфиров монохлоцуксусной кислоты и катионного собирателя составляет от 1:10 до 1:50.

f По известному спо Четвертичная аммониевая соль - алкилтриметиламмонийхпорид (алкил С - Q )

То же То же

Бисчетвертичные соли на основе тетраметилэтилендиаминов, содержащие сложноэфирные радикалы разной длины:

R C,-.Cg

То же

R СкГ C,j То же Индивидуальная соль,

R с,о

То же То же

Бисчетвертичная соль на основе тетраметилэтилендиами 16По предлагаемому способу Четвертичная соль - алкил триметиламмонийхлорид, алкил сложный эфир монохлоруксусной кис лоты (R С) Четвертичная соль Сложный эфир, R С Четвертичная соль Сложный эфир. 10 13 Четвертична 1 соль Сложный эфир f

85,5

0,60 0,35 73,9 68,4 0,32

Ш

Ш Ш Ш Ш

Ш Ш

0,30

300

Ш 0,25 400

Ш Ш 0,25 500 400 (8(50:1) 16(25:1) 40(10:1) 400 80(5:1)

соль на лэтиленащая сложлы,

охлоруксусC f С-,3 соль,

So S3

соль,

соль,

соль,

олоты,

соль, соль, соль, соль,

онолотысоль,

400

83,6

0,25

Ш 8(50:1)

400

0,20

82,4 16(25:1)

400

78,0 0,20 32(12,5:1)

II

III

74,0 0,3

64(6,2:1)

0,20

5(50:1)

II

85,9 250

II

10(25:1)

0,20

82,0 250

25(10:1)

0,20

II

80,8

40(6,25:1)

0,25

III

80,2

й2,5(100:1)

0,30 0,25

III

250 5,0(50:1)

Ш Бисчетвертичная соль, 250 jR и 10(25:1) Дециловый эфир Бисчетвертичная соль, R С и 25(10:1) Дециловый эфир Бисчетвертичная соль Дециловый эфир Бисчетвертичная соль. Децилоный эфир Бисчетвертичная соль, R %и сложный эфир монохлорук6(50:1) V SP сусной кислоты (R Бисчетвертичная соль, -Ь 1« Сложный ,R V S3 Бисчетвертичная соль, R 18 И Сложный эфир, R С 3 i Отход производства лекарственного препарата этоний, содержащий 75% бисчетвертичной соли, (содержащей радикалы Qj) и 4% сложного эфира монохлоруксусной кислоты

Сорт определен по ТУ, составленным для суперконцеитратов из руды Оленегорского ;месторождения,утвержденным Минчерметом 1980 г. на срок с 1981 по 1985 г.г. 40(6,2: 1) 75(3,3:1) 12(25:1Г 24(12,5:1

Таблица2 . 84,4 3,8 2,0 9,2 5,5 3,9 9,3

13

Бисчетвертичные соли на основе тетраметил-этилендиамина, содержаоще сложноэфиршле радикалы разной длины: R Сд

То же

R С,

10

То же

R 0,То же

То же

По предлагаемому сп

Четвертичная соль - алкнлтриметиламмонийхлорид

(R С CJIQ) и сложный

эфир монохлоруксусной кислоты

,(0,0- 0,з)

Четвертичная соль и

Сложный эфир

Бисчетвертичная соль на основе тетраметилэтилендиамина, содержащая сложноэфирные радилы, R Сд и

сложный эфир монохлоруксусной

кислоты, ( R С.)

Бисчетвертичная соль,

R Сд и

Сложный эфир

Бисчетвертичная соль

R и

Дециловый эфир монохлоруксусиой кислоты

Бисчетвертичная соль,

R

Дециловый Эфир

Бисчетвертичная соль,

R

,Дециловый эфир

Бисчетвертичная соль (R )

i4

1090449 Продолжение табл. 2

86,3 0,15

84,8 0,13

85,8 0,15

83,6 0,12

84,8 0,15

82,9 0,12

82,0 0,10

79,2 0,15

Этиловьй эфир стеариновой кислоты

Бисчетвертичная соль,

R f

Продолжение .табл. 2

0,18

П

81,7

Гентиловый пропионовой

Продолжение табл. 2