Способ флотации руд редких металлов и олова Советский патент 1991 года по МПК B03D1/14 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых флотацией, в частности к процессу доизвлечения минералов редких металлов и олова из труднообогатимых руд и хвостов гравитационного обогащения.

Целью изобретения является повышение извлечения ценных компонентов, в частности вольфрамита, шеелита, касситерита, танталита, и их .содержания в концентратах.

Способ флотации руд редких металлов и олова включает обработку руды в виде пульпы реагентом-собирателем смесью алкоксиполиалкиленоксидных моно-, ди, и триэфиров

фосфорной кислоты или их солей формулы

а Мснгсн-о)п-(сн2-ск2-о)(OR)J-X ,

R

где R - углеводородный радикал п 0-45; т 45-0; п + т 9-45;

ю

I

R H. CH;

C,Hff;

k 1-3; R водород или щелолной металл, и выделение концентрата.

Реагент-собиратель представляет j смесь моно-, ди- и триэфиров фосфорной кислоты или ее солей с модифицированной структурой углеводородного радикала.

Физическая форма и цвет: вязкая 10 темно-коричневая жидкость. Степень ионизации: анионный. Плотность при 20ЙС около 1,01 г/см3; точка замерзания: ниже (-20)°С;. точка воелорода, взаимодействующих с минеральной поверхностью. Большее число атомов кислорода, участвующих в хелат- ном эффекте, усиливает возможность пояиалкиленоксидных составляющих развернуть клубочек углеводородного радикала меньшей длины (Ci-Cf)f чем у прототипа (), что увеличивает гидрофобизацию рудной частицы. Кроме того, донорные атомы кислорода по- лналкиленоксидных звеньев образуют большее число донорно-акцепторных связей с атомами и ионами тяжелых мепламенения: около 100°С, реакция силь-15 таллов, следовательно, более гидрофо

нокислая величина рН 1%-ного раствора: 1,8-2,0; растворимость: ХР в бензоле, толуоле, этаноле, р. в эфире, слабее растворим в воде)т кипения - разложения 150°С.

Токсичность: реагент относится к 3 классу умеренно токсичных соединений. Реагент чувствителен жесткой воде о Следовательно, для приготовления растворов надо пользоваться мягкой водой Во флотационный процесс подают в виде 1%-пого водного раствора.

Способ получения флотореагента основан на реакции;

ROH + P205- RO - РО(ОН)

где k 1-3.

Собиратель имеет углеводородный радикал небольшой длины (). Из практики флотации известно, что со- биратели с более коротким углеводородным радикалом обладают более высокой флотационной активностью, вследствие меньшей способности его при взаимодействии с минеральной поверхностью сворачиваться в клубочек в водной среде, а также вследствие лучт- шей ионизации и диссоциации, а следовательно, и большей растворимости самого реагента в воде.

При числе атомов углерода в радикале R более 7 размеры углеводородных радикалов велики, что не позволяет им достаточно прочно закрепиться на поверхности минерала, следствием чего является снижение степени гидро- фобизации рудной частицы и уменьшение извлечения и содержания металлов в , концентрате.

I Большое число полиалкиленоксидных составляющих (n+m 9-45) обеспечивает более высокий халатный эффект за счет большого числа атомов кислорода, взаимодействующих с минеральной поверхностью. Большее число атомов кислорода, участвующих в хелат- ном эффекте, усиливает возможность пояиалкиленоксидных составляющих развернуть клубочек углеводородного радикала меньшей длины (Ci-Cf)f чем у прототипа (), что увеличивает гидрофобизацию рудной частицы. Кроме того, донорные атомы кислорода по- лналкиленоксидных звеньев образуют большее число донорно-акцепторных связей с атомами и ионами тяжелых ме5 таллов, следовательно, более гидрофо0

5

0

505

50 ,5

бизированную поверхность частицы. Отсюда высокая флотационная активность предлагаемого реагента, способствующая повышению извлечения ценных компонентов и их содержания в концентратах.

Использование алкиленоксидных составляющих (п + т) . 9 при относительно коротком углеводородном радикале (C(j-C7) не обеспечивает высокие технологические показатели по флотации, так как образующееся низкомолекулярное соединение не обеспечивает достаточную гидрофобизацию минеральной поверхности. Кроме того, число алкиленоксидных составляющих (п + т)9 не способно полностью развернуть клубочек углеводородного радикала в водной среце что также снижает гидрофобизацию минеральной поверхности, а следовательно, извлечение и содержание ценных компонентов, уменьшается.

При использовании реагентов, содержащих более 45 алкиленоксидных составляющих ( m 45 или п + + m 45),т.е. когда степень полимеризации более 45, возникают сложности при синтезе реагента.

Пример 1. Редкометалльная руда содержит триоксида вольфрама 0,4% в виде минерала вольфрамита. Пустая порода до 70% .представлена кварцем. Руда содержит до 10% пирита. Присутствуют флюорит, рутил, слюда, магнетит и др.

Измельчение руды проводили в стержневой мельнице до содержания класса минус 71 мкм 75% при подаче соды 1 кг/т. Во флотомашине емкостью 1 л проводилась флотация руды (навеска 500 г). Время флотации 20 мин.

С целью удаления сульфидов перед вольфрамовой флотацией проводилась сульфидная флотация при следующем

реагентном режиме: керосин 0,1 кг/т; вспениватель Т-80 0,1 кг/т рН 8-9, время флотации 15 мин.

Вольфрамовая флотация осущеетвля- лась при следующих реагентных режимах.

Опыт 1. 2%-ный водный раствор бутоксиполипропиленоксидных моно-, ди, и триэфиров фосфорной кислоты

г

, L -OHCHj-CH-OjJ -POCOHb-j, СН3

где R С4Б9, , m 0, Rf СН5, R H, n + m 9, k 1-3 подавали во флотационный процесс из расчета 300 г/т питания.

Опыт 2. 2%-ный водный раствор бу- токсиполиэтиленбутиленоксидных моно-, ди-, и триэфиров фосфорной кислоты

с«н9-о-(отг-га-оНгаг-снг-о}в к-Мон)з-к, у

„ сгн5

где R;C4H9, R Сг%, R H; , n + подавали во флотационный процесс из расчета 300 г/т питания.

Опыт 3. 2%-ный водный раствор смеси моно-, ди-, и триэфиров метокси- полипропиленоксидных зфиров фосфорной кислоты

СН3- О (СН2-СН-С)45 к- РО (ОН)3-я СН3

где , , R H; ,11+111 45; k 1-3 подавали во флотационный процесс из расчета 300 г/т питания.

Опыт 4.2%-ный водный раствор Na-соли фосфата гептило ксиблоксополи-, мера окиси этилена и пропилена формулы

c7H15o-(all-CH-o)20-(CHl-CHlo)25 Jt-Po(oiia)3 ш,

где ,,R СНЬ; Rfr Na; n + m 45; подавали во флотационный процесс из расчета 300 г/т питания.

Для сопоставления результатов испытаний с применением собирателя по прототипу и по предлагаемому изобретению для вольфрамита проведены опыты с собирателем-прототипом.

Опыт 5. 2%-ный водный раствор смеси моно-, диэфиров фосфорной кислоты формулы

С8Н16-0(С2Н40)-Р-(ОН)

О

5

5

30

35

40

5

где среднее между 1 и 2, подавали во флотационный процесс из расчета 300 г/т питания.

Из сравнения показателей по опи- мываемому способу и по способу-прототипу следует: извлечение триоксида вольфрама составляет 85,34% при содержании 1,3%, а среднее извлечение триоксида вольфрама по данному способу 92,16% при среднем содержании 2,52%.

П р и м е рг2. Редкометалльная руда содержала вольфрам (0,49%) в виде минерала шеелита.

Измельчение руды проводилось в стержневой мельнице до содержания класса минус 71 мкм 75%. Во флото- машине емкостью 1 л проводилась флотация руды (навеска 500 г).

С целью удаления сульфидов перед вольфрамовой флотацией проводилась сульфидная при следующем реагентном режиме: сода в измельчение 1,5 кг/т; бутиловый ксантогенат 0,2 кг/т; Т-80 0,1 кг/т; время флотации 15 мин.

Вольфрадовую флотациго проводили с использованием собирателя по данному изобретению.

Опыт 1. 2%-ный водный раствор смеси бутоксиполипропиленоксидных моно-5 ди- и триэфиров фосфорной кислоты формулы

с4н9-о-(СНг-СН-0)25 K-PO(oH)3.fcT

СН3

Где R1 СНЭ; m 0; n + ш 25: k 1-3; R Н подавали во , флотационный процесс из расчета 300 г/т питания.

Опыт 2. 2%-ный водный раствор сме- си{ моно-, ди- и триэфира фосфорной кислоты формулы

с5нп-о-(сн- -сн-о)го-(снгсн1-о)(он) с,н.

г 5

где R С5Н„ ; п 20; m 15; n+m« f 35; k 1-3; R( R H подавали во флотационный процесс из расчета 300 г/т питания.

Опыт 3. 2%-ный водный раствор про- поксиполиэтиленоксидного моно- ди- и триэфира фосфорной кислоты

с3н7-о-(снгсн2-о)ф5 к - РО(ОН),К ,

Чг

.где п 0; R H; R « Н; 20 ю 45; п + m 45; k 1-3 подавали во флотационный процесс из расчета 300 г/т питания.

Опыт 4. 2%-ный водный раствор сме си моно-, ди- и триэфира фосфорной 25 кислоты формулы

свн1Го-(снг-снг-о),, k ),

где R H; n 0; tn 9;n+m 9; k 1-3 подавали во флотационный процесс из расчета 300 г/т питания

Для сопоставления результатов испытаний с применением собирателя по прототипу и по данному изобретению для вольфрамита авторами были проведены флотационные опыты с собирате- лем-прототипом - эфиром фосфорной. кислоты.

Опыт 5. Врали 2%-ный водный раствор эфира фосфорной кислоты формулы

V

С8Н16-0(С8Н1Б0}8 х-Р-(ОН)3-х

о

где R 8; п 4; m 8; Х 1-2 подвали во флотационный процесс из расчета 300 г/т питания,

Из полученных данных видно, что извлечение триоксида вольфрама в ви- де минерала шеелита в вольфрамовый концентрат с применением прототипа составляет 85,4% при содержании

5

0

5

0

5

0

1,5%, а с описываемым собирателем извлечения составляет 91,87-93,3% при содержании 2,2-2,96%.

Опыт 3. Для флотационного исследования использовали гравитационные шламы редкометалльной р.уды, содержащей тантал 33-34 г/т питания в виде минерала тантала и олова 128-145 г/т питания в виде минерала касситерита. Пустая порода представлена в основном слюдами, полевым шпатом и кварцем.

Крупность гравитационных шламов, поступающих на флотацию, составляла 70% класса минус 71 мкм. Во флотацион- ной машине емкостью 1 л проводили коллективную тантало-оловянную флотацию (навеска - 500 г) .Время флотации 8 мин. В результате основной флотации был получен коллективный тантало-оловянный концентрат.

Коллективная тантало-оловянная флотация осуществлялась с применением данного собирателя.

Опыт 1. 2%-ный водный раствор смеем фосфорнокислотного моно-, ди- и триэфира бутоксисополимера пропилен- оксида и этиленоксида со статическим распределением звеньев молекулярной массы 500 вводили во флотационный процесс из расчета 300 г/т питания.

c ttgOiCHrCH-0),-lCH,-CH1-0), К-РО(ОНЬ-К, Ш

где Rh H; Rf СН5; n 8; m 5; n+m 13; k 1-3.

Опыт 2. 2%-ный водный раствор нат риевой соли фосфата блоксополимера окиси пропилена и этилена

CrHis-olCItj-iJH-O) -(CHj-CHj-0) -F toNob-x, СН3

где Р H; R - СН3; п 15; m 20; п + m 35; k 1-2 подавали во флотационный процесс из расчета 300 г/т питания.

Опыт 3. 2%-ный водный раствор смеси фосфорнокислотного моно-, и ди- и триэфира бутоксиполиэтиленоксида

,о-(снг-снг-о) --РО(ОН)З

к

где Rf H; Rf H; n 0; m 30; n + та 30; k 1-3 подавали во флотационный процесс из расчета 300 г/т.5

Опыт 4. По способу-прототипу. Брали 2%-ный водный раствор эфира фосфорной кислоты, формулы

с8н17-о(с2н4о)(он) .

где ; n 4; m 8; Х 1-2. jРасход 300 г/т.

Из полученных данных следует, что в результате основной флотации гравитационных шламов с применением собирателя-прототипа извлечение тантала составляет 65,6% при содержании 220 г/т, а извлечение олова 79,5% при содержании 1050 г/т. С применением данного собирателя извлечение тантала в концентрат составляет 75,9-78,Ь% при содержании 350-330 г/т

Извлечение олова 85,3-88,0% при содержании 1650-1440 г/т. I Таким образом, в результате основной флотации руды, содержащей воль- фрам в виде минерала вольфрамита и шеелита, среднее извлечение триокси- да вольфрама по способу-прототипу составляет 85,4% при среднем содержании 1,4%J а по описываемому способу среднее извлечение триоксида вольфрама 92,5% при среднем содержании 2,5%. При этом извлечение триоксида вольфрама в среднем повышается на 7,1%, а содержание на 1,1%. .

5

o

5

0 5

о

В результате основной флотации гравитационных шламов, содержащих танталит и касситерит, извлечение тантала по способу-прототипу составляет 65,6% при содержании 220 г/т, извлечение олова 79,5% при содержании 1050 г/т. С применением описываемого собирателя среднее извлечение тантала составляет 77,3% при среднем содержании 340 г/т, а среднее извлечение олова 86,6% при среднем содержании 1540 г/т. При этом среднее извлечение тантала повышается на 11,7%, а олова на 7,1%.

Формула изобретенияСпособ флотации руд редких металлов и олова, включающий обработку руды в виде пульпы реагентом-собирателем - эфирами фосфорсодержащих соединений и выделение концентрата, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения ценных компонентов и их содержания в концентратах, в качестве собирателя вводят смесь алкоксиполиалкиленоксидных мо- но-, ди- и триэфиров фосфорной кислоты или ее солей, формулы

зо

35

йО-(шг CH-OjHCHrCH,- 0) PO(,.K , R

где R - углеводородный радикал n 0-45; m 45-0, n + m 9 -.45; R-i CH3i H; k Г- 3;

R В°Д°Р°Д или щелочной металл.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и предназначено для доизвлечения минералов ред- ких металлов и олова из труднообо- татимых руд и продуктов. Цель изобрег тения - повышение извлечения ценных компонентов и их содержания в концентратах. Сырье измельчают, пульпируют, обрабатывают собирателем - смесью алкоксиполиалкиленоксидных моно-, ди- и тризфиров фосфорной кислоты или ее солей формулы но-(снг-сп-о)п-(сн2-сн2- о) РО(ОЯ) , R у где R - углеводородный радикал п 0-45, т 45-0, п+т 9-45, К -Н; CHj; , k 1-3, R; - водород или щелочной металл, и флотируют. Собиратель обладает гидрофоби- зирующими свойствами, образует большое число донорно-акцепторных связей с атомами и ионами тяжелых металлов, следствием чего является его флотационная активность. При извлечении вольфрама и шеелита способ позволяет увеличить соответственно содержание триоксида вольфрама и его извлечение в концентрат на 1,1 и 7,1%. При флотации танталит- и касситеритсо- держащих продуктов извлечение повышается на 11,7 и 7,1% соответственно.