Способ отделения фосфатсодержащих минералов от фосфатной руды Советский патент 1989 года по МПК B03D1/02 

1

Изобретение относится к способу отделения фосфатсодержащих минералов от фосфатной (в особенности от фосфатно-карбонатной) руды путем флотации в присутствии реагента, избирательно взаимодействующего с фос- фатсодержащим минералом.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса флотации фосфатных руд.

Способ обеспечивает эффективное избирательное отделение фосфатсодержащих минералов, таких, как апатит,

от других минералов. В соответствии с изобретением используемый при флотации реагент является избирательным по отношению к фосфатному минералу и состоит из производных малеиновой и/или сульфоянтарной кислоты (использование их ранее с этой целью не было известно), которые повышают выход и избирательность, в особенности по отношению к карбонатсодержа- щим минералам. Реагент содержит одно или несколько соединений, имеющих общую формулу

Дь

00

о | ел

Јъ

f) О

II II о-ох-с

m

Ч

О

N-Y-C

;г-В

(i)

n

О

II его соли, или амид n

,

-СН-СН - ИЛИ -CH-CVV

NRR

3

SCM1

Y- JH-CH2- ИЛИ -ОН- 15

СООНСН2СООН

n - число от 0 до 40, причем в случае, если n выше 1, то группы

} Ч20

могут быть одинаковыми или разными;

m 0 или 1; г

В-группа - NRR или, когда m и п 0, группа

О и

25

II О

- группа НВ3 или -

I/

СНо-С

L II

О

R,, Rz, 1Ц, R и Ry - одинаковые или различные, каждый представляет ароматический, аралифатический углеводород или алифатический углеводород с прямой или разветвленной, цепью содержащей 1-30 атомов углерода, и при необходимости замещенный кислородной или азотной функциональной группой, за исключением моноалкил- амида сульфоянтарной кислоты согласно формуле (I)

Предпочтительные соли соединений формулы (I) - соли щелочных металлов и аммония.

Реагенты согласно изобретению действуют как на магматические, так и на седиментарные фосфатные руды.

Некоторые из рекомендуемых реагентов согласно изобретению представляю собой моноамид малеиновой кислоты формулы

О

НООС СН СН-С-Ш-ЕЦ (1а)

моноамид аминоянтарной кислоты формулыо

HOOC-CH-C%-C-NH-R7 (1Ь)

I

NH-R3

или

о

НООС-СН2-СН-С-Ш-Я2 (ibx) NHR3

комплекс соединений формул (Ib) и (Ib ), имид малеиновой кислоты формулы Q

, п (1с) N-R2

имид сульфоянтарной кислоты формулы

о

(Id)

H03S

и соединения следующих формул:

30

(Ie)

VKH о

N-%

0 R3 0 HOOC-CH CH-C-N-f% R (rf)

V

0 R3

HOOC-CH-CHo-C-N I г NH-R3

0 RS 0 HOOC-CHj-CH-fc-NV.

Ш-БЗ т J о

(ig()

комплекс соединений формул (Ig) и

ds )

(Ih)

0 % 0

HOOC-CH-CH2-C--N-/4N-R S03Nu V 2

0 Ro ц J

О

HOOC-CH -CrbC-NY T t Ih г II N- H2

so3Na Y

комплекс соединений формул (Ih) и (Ihl)

HOOC-CII-CH-C+N-CH- с

CHjCOOH

HJ 9

HOOO-CH- Ш«Pb 9 ft cH-cHj-c-j-N-cH-c - j- N-m-ai2-c - -ш-й

NN-RJ L cNjCooHkL ioon Ji

)

1480754.6

ставлял собой углеводородную группу, которая содержит 12-22 атома углерода, так же, как углеводородная груп- 5 па, полученная из твердого жира.

Опыты неожиданно показали, что моноамид малеиновой кислоты формулы (1а) дает лучшие результаты флотации, чем амидокарбоноаая кислота поч10 ти такой же структуры. Известный реагент моноамид малеиновой кислоты формулы (1а) можно получить из алкил- амина и ангидрида малеиновой кислоты, перемешивая их с растворением в

15 воде или расплавляя вместе. Реакция является следующей:

Изобретение касается флотации руды. Цель - повышение эффективности процесса. Отделение фосфатсодержащих минералов от фосфатной руды производят путем селективной флотации из фосфатно-карбонатной руды с использованием собирателя. В качестве собирающего реагента вводят одно или несколько соединений общей формулы [HOC(O)XC(O)]_M---[R₁NYC(O)]_N или их соль, или амид R₄NHC(O), где X-CH=CH, CH(NRR₃)CH₂ или CH(SO₃H)CH₂

Y-CH(COOH)CH₂ или CHCH₂COOH

N-число 0 до 40. Если N выше 1, то группы могут быть одинаковыми или различными. Таким образом, реагент состоит из производных малеиновой и/или сульфоянтарной кислоты. 4 з.п. ф-лы.

I П3 П

ПООС-CHf-CH-C 4-N-CH-C -4- NH-Rj I CHjCOOHjn

Ъ

К-СН-СНгС4-КН-Вг

СООН

О

ноос-снг-сн-с +N-CH-C - jR39

N-CH-СНг-с

-UH-RI

снгсоон|к соон

комплекс из соединений формул (Ik) и (Ik ), соли их щелочного металла или аммония, амиды R4NHC.

В формулах, представленных выше, Rz и R.J предпочтительно каждый - насыщенный или ненасыщенный алифатический углеводород, который содержит 1-22 атома углерода, и может быть замещен на один или несколько атомов кислорода, на фенил или бензил; k - целое число в интервале от 0 до 40

35

ST-OH

О la

о ф-В:

о

(2)

1с

Сульфосукцинамид формулы (Id) мож 40 но получить путем, сульфонирования мо ноамида малеиновой кислоты (1а) с помощью бисульфата натрия с последую щим проведением имидирования при нагревании в течение нескольких часов при условии, что . Предпоч- 45 при 100ffC. Реакции показаны в уравнении (3) :

тительнее, чтобы RЈ и Кэ каждый предоо

-NH-R2JL.NH-R2

О

-- IN-R

+NaHSOr-VNa03S-v- , „-И2

NQ°3S о

laИ

Моноамиды аминоянтарной кислоты формул (Ib) и (11/ ) можно получить, подвергая взаимодействию моноамид малеиновой кислоты (1а) с амином; а имид аминоянтарной кислоты формулы

(IJ)

О

X0+R2NH2

J-NH-R2

VOH о

(1)

la

Когда моноамид малеиновой кислоты (1а) нагревают при 100 С или используют агент имидирования, получают соответствующий нмид (1с). Через 6-12 ч нагревания продукт будет в основном имидом. Уравнение реакции (2) показывает, как образуется имид:

)

О

35

ST-OH

NH-R2

О la

о ф-В:

о

(2)

1с

Сульфосукцинамид формулы (Id) мож- 40 но получить путем, сульфонирования моноамида малеиновой кислоты (1а) с помощью бисульфата натрия с последующим проведением имидирования при нанении (3) :

О

-- IN-R

- , „-И2

NQ°3S о

(3)

(Iе) можно приготовить путем имндиро- вания полученного моноамида аминоянтарной кислоты (Ib и Ib , или их комплексные соединения). Реакция показана в уравнении (4).

-NH-R, (I QH +R3NHr- R NHla

Соединение формулы (If) можно получить по уравнению (J), подвергая соединение (1е) взаимодействию с ангидридом малеиновой кислоты.

Соединение формулы (Ii) можно получить по уравнению (1), подвергая соединение (Ib) и/или (Ib ) взаимодействию с ангидридом малеиновой кислоты.

Соединения формул (Ig) и (Ig ) или комплексы из этих соединений можно получить по уравнению (4) из соединения (If) .

Соединения формул (Ij) и (Ij ) и составы из них можно получить по уравнению (4) из соединения (Ii).

Соединения формул (Ih) и (Ih ) и составы из них можно получить по уравнению (3) путем сульфонирования соединения (If).

Соединения формул (Ik) и (Ik ) и комплексы из них можно получить по уравнению (3) путем сульфонирования соединения (Ii).

При использовании соединений формулы (I) или комплексов на их основе повышается избирательность, чистота, а также степень вспенивания. Дополнительно при флотации можно использовать общепринятые регулирующие агенты, известные в данной области как депрессанты, эмульгаторы, диспергирующие агенты и вспенивающие масла. Обычные физические условия (температуры и рН шлама) регулируют общеизвестными для процессов флотации способами. Способ согласно изобретению

ноос-сн сн-со-С3Н6ОС8Н17-N-CH-CHrr-COсоон

добавили со скоростью 200 r/t к шламу и выдержали шлам в течение 10 мин. рН шлама не регулировали (рН 10,3- 8,5). После этого провели предварительную флотацию в сосуде емкостью 3 л. Полученный предварительный концентрат трижды подвергли флотации в

йзмн

(4)

Ib.Ib

не требует ни контроля уровня рН,

ни вспомогательных химикалиев. Хорошие результаты были получены после одной флотации без контроля рН и без вспомогательных химикалиев.

Изобретение иллюстрируется примерами приведенными ниже.

Пример 1 . Фосфатно-карбонат- ную руду, которая содержала 11,5% фторапатита, 8,3% карбонатов (причем компенсатором являлись силикатные

минералы), измельчали до частиц

размером менее 3 мм. Затем порцию в 1 кг гомогенизированной руды измельчали с 0,7 л воды до степени измельчения 43,3% (74 мкм). Измельченный материал добавили к 3 л воды. Используя щелочь, довели рН шлама до 10, затем добавили к шламу углеводород из твердого жира со скоростью 200 r/t После выдержки шлама в течение

ю мин провели предварительную флотацию в сосуде емкостью 3 л. Полученный концентрат трижды подвергли флотации в сосуде емкостью 1,5 л. Получили следующие результаты: содержание

РУДа 4,8; апатитовый концентрат 28,2; выход 74,1%.

Пример 2. Фосфатно-карбона т- ную руду, которая содержала 9,6% фторапатита, 9,0% карбонатов (компенсатором были силикатные минералы), измельчали до частиц размером 3 мм, Порцию в 1 кг гомогенизированной руды измельчали с 0,7 л воды до степени измельчения 36,3% (74 мкм). Измельченную массу шламировали с 3 л воды. Соединение формулы

С3Н6ОС8Н17 --Ш

10

содержание Р20,%:

сосуде емкостью 1,5 л. Получили следующие результаты: руда 4,0; апатитовьй концентрат 30,6; выход 93,2%. Формула изобретения

путем селективной флотации из фосфат- но-карбонатной руды с использованием собирателя, отличающий ся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, в качестве собирающего реагента вводят одно или несколько соединений общей формулы

где X - СН СН -сн-сн2- или

NRR3

Y-CH-CH4-сн-сн,ISO,VI

или

-СНl

снгсоон

от 0 до 40, причем соон

п - число

чае, если п выше 1, то группы

1 У

- могут быть одинаков различными; или 1;

О

О

II

R,

%

У

HO-C-CH CH-C---N-CH-C---N-CH-CH2-C--NH-R2

где ные,

R4 и

R одинаковые или раэличкаждый - насыщенный или ненасыщенный углеводородный остаток, содержащий 12-22 атома углерода и возможно замещенный кислородной или азотной функциональной группой, или аралкил;

k - число от 0 до 40 при условии, что .

I СН2СООН СООН

25 ненасыщенный углеводородньй остаток, содержащий 12-22 атома углерода и возможно замещенный на кислородную или азотную функциональную группу, или аралкил.

40 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве собирателя вводят соединение формулы

о у HO-C-X-C-NH-R

а - со45

бирателя вводят соединение формулы О О PU О

12 V

HO-C-X-C-N-jA

V о

-RS

СН

или -СН-СН2- HR3

одинаковые или - насыщенный или

т- м я 1480754ю

3 - группа -NRR

О

I

/с

II о

R - группа Н, R- или -СН

Ш2-С L II

О

.

/

N-R,

R,, R2, R,, R , и

RS одинаковые или

различные, каждый - ароматический, аралифатический углеводород или алио фактический углеводород с прямой или разветвленной цепью, содержащей 1-30 атомов углерода, и возможно замещенный кислородной или азотной функциональной группой, за исключе5 нием моноалкиламида сульфоянтарной кислоты.

2, Способпоп. 1, отличающийся тем, что в качестве собирателя вводят соединение формулы

%

У

C---N-CH-CH2-C

где X - группа или-СН-СНг

NHR3

R2 и R - одинаковые или различные, каждый - насыщенный или ненасыщенный углеводородный остаток содержащий 12-22 атома углерода, возможно замещенный на кислородную или азотную функциональную группу, или аралкил.

II1480754 12

пК 2 и 1Ц - одинаковые или различУ Ifные, каждый - насыщенный или ненасыНО С Х С-МН Й2 щенный углеводородный остаток, содержащий 12-22 атома углерода, возгде X - группа или5 можно замещенный кислородной или .. СН СН2 леводородной функциональной группой,

NHR3 S03Na аралкил