Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОЙ ФЛОТАЦИИ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ РУД - Патент РФ 2048922
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОЙ ФЛОТАЦИИ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ РУД
СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОЙ ФЛОТАЦИИ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ РУД

СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОЙ ФЛОТАЦИИ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ РУД

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: обогащение полезных ископаемых, переработка тонкодисперсных руд и шламов, в частности при флотации ниобиевых, редкоземельных и апатитовых руд. Сущность изобретения: пульпу подвергают последовательному кондиционированию с регуляторами ионного состава, модификатором, собирателем и пенообразователем и выделяют ценный компонент в пенный продукт; в кондиционирование дополнительно вводят гидрофобное кремнийорганическое соединение ГКЖ-94, которое подают с пенообразователем в смеси в виде эмульсии, стабилизированной сульфонолом; при флотации ниобиевых руд в качестве собирателя вводят ИМ-50, а в качестве пенообразователя сосновое масло, при этом соотношение ИМ-50, соснового масла, ГКЖ-94 и сульфонола составляет от 1 0,1 0,02 0,0005 до 1 0,3 0,12 0, 006; при флотации редкоземельных руд в качестве собирателя вводят аспарал, а в качестве пенообразователя сосновое масло, при этом соотношение аспарала, соснового масла, ГКЖ-94 и сульфонола составляет от 1 0,5 0,05 0,00125 до 1 1 0,25 0,0125; при флотации апатитовых руд в качестве собирателя вводят флотол7,9, в качестве пенообразователя - сосновое масло, при этом соотношение флотола 7,9, соснового масла, ГКЖ-94 и сульфонола составляет от 1 0,25 0,1 0,0025 до 1 0,5 0,3 0,015, 3 з. п. ф-лы, 11 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2048922
Класс(ы) патента: B03D1/004, B03D1/018
Номер заявки: 5032698/03
Дата подачи заявки: 18.02.1992
Дата публикации: 27.11.1995
Заявитель(и): Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им.М.М.Федоровского
Автор(ы): Лифиренко В.Е.; Волова М.Л.; Кузнецов В.П.; Летунова Н.Г.
Патентообладатель(и): Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им.М.М.Федоровского
Описание изобретения: Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при переработке тонкодисперсных руд и шламов, в частности при флотации ниобиевых, редкоземельных и апатитовых руд.
Известны способы селективной флотации тонкодисперсных материалов, например шламов гравитационного обогащения оловянных, редкометалльных и др. руд, включающий кондиционирование пульпы с регуляторами ионного состава, модификатором и собирателем [1]
Недостатком таких способов являются низкие технологические показатели обогащения из-за необходимости предварительного удаления наиболее тонких частиц (класс -20, -15 мкм).
Наиболее близким к предложенному является способ селективной флотации тонкодисперсных руд, включающий последовательное кондиционирование пульпы с регуляторами ионного состава, модификатором, собирателем и пенообразователем и выделение ценного компонента в пенный продукт [2]
Недостатком способа являются низкие технологические показатели при флотации тонкодисперсных руд, содержащих более 50-80% класса -20 мкм. При таком содержании тонких частиц для эффективной флотации необходимы не только предварительное агрегирование частиц и развитая поверхность тонких воздушных пузырьков, но и определенные поверхностные свойства воздушных пузырьков и агрегатов частиц, создаваемые специально вводимыми реагентами.
Цель изобретения повышение технологических показателей за счет усиления аэрофлокуляции тонких частиц и их агрегатов с тонкими воздушными пузырьками.
Цель достигается тем, что в способе селективной флотации тонкодисперсных руд, включающем последовательное кондиционирование пульпы с регуляторами ионного состава, модификатором, собирателем и пенообразователем и выделение ценного компонента в пенный продукт, в кондиционирование дополнительно вводят смесь гидрофобного кремнийорганического соединения ГКЖ-94 и пенообразователя в виде эмульсии, стабилизированной сульфонолом.
В качестве собирателя при флотации ниобиевых руд вводят ИМ-50, а в качестве пенообразователя сосновое масло, при этом соотношение ИМ-50, соснового масла, ГКЖ-94 и сульфонола составляет от 1:0,1:0,02:0,0005 до 1:0,3:0,12: 0,006.
В качестве собирателя при флотации редкоземельных руд вводят аспарал, а в качестве пенообразователя сосновое масло, при этом соотношение аспарала, соснового масла, ГКЖ-94 и сульфонола составляет от 1:0,5:0,05:0,00125 до 1: 1:0,25:0,0125.
В качестве собирателя при флотации апатитовых руд вводят флотол-7,9, в качестве пенообразователя сосновое масло, при этом соотношение флотола-7,9, соснового масла. ГКЖ-94 и сульфонола составляет от 1:0,25:0,1:0,0025 до 1: 0,5:0,3:0,015.
Совместное введение ГКЖ-94 и пенообразователя в виде эмульсии, стабилизированной сульфонолом, обеспечивает получение потока воздушных пузырьков с развитой поверхностью и благодаря высокой поверхностной активности ГКЖ-94 на границе жидкость-газ способствует образованию агрегатов, состоящих из тонких воздушных пузырьков и тонких частиц (и их агрегатов). Агрегированию тонких частиц способствует адсорбция ГКЖ-94 на поверхности минералов после их обработки собирателем. При приготовлении эмульсии ГКЖ-94 и пенообразователя расход стабилизатора-сульфонола определяется природой и концентрациями эмульгируемых веществ. Сульфонол способствует стабилизации эмульсии и соответственно сохранению ее в диспергированном виде в течение достаточно длительного времени.
Селективность агрегирования и флотации обеспечивается тем, что собиратель, а также смесь ГКЖ-94 и пенообразователя вводят в пульпу, когда предварительно достигнута высокая степень физико-химического диспергирования тонкодисперсной пульпы за счет удаления или связывания ионов пульпы в труднорастворимые соединения и введения модификатора.
Реагенты, использованные в способе флотации.
Для регулирования ионного состава пульпы применены сода и едкий натр, либо их сочетания для связывания ионов жидкой фазы в труднорастворимые соединения, а также обменная сорбция на катионите Ку-2-8 в Н+ форме.
Сода Na2CO3 карбонат натрия, порошок, применяется в виде водного раствора.
Едкий натр NaOH гидроксид натрия выпускается в виде кристаллов и гранул, применяется в виде водного раствора.
КУ-2-8 относится к монофункциональным сильнокислотным катионитам поляризационного типа. Содержит один вид ионогенных групп SO3H. Использование катионита в Н+ форме дало возможность одновременно регулировать значение рН пульпы и ее ионный состав.
В качестве модификаторов использованы гексаметафосфат натрия Na6P6O18 представитель конденсированных полифосфатов, образует комплексные соединения с ионами многовалентных металлов, выпускается в виде плава, используется в виде водного раствора.
Жидкое стекло Na2O ˙ mSiO2 растворимый силикат натрия, m модуль жидкого стекла, выпускается в виде 40%-ных растворов, наиболее эффективно жидкое стекло с модулем 2,6-2,8
В качестве собирателя использованы аспарал, талловое масло, флотол-7,9, ИМ-50, бутиловый ксантогенат калия.
Аспарал тетранатриевая соль N-алкил-N-сульфосукциноиласпаргиновой кислоты на основе смеси технических аминов, выпускается в виде 36%-ных коллоидизированных растворов.
Талловое масло, в основном, смесь карбоновых и смоляных кислот, а также нейтральных веществ. Из карбоновых кислот содержит олеиновую, линолевую, линоленовую, стеариновую, пальмитиновую кислоты. Используется в виде мыла или водной эмульсии.
Ксантогенаты калиевые или натриевые соли ксантогеновой кислоты, твердый порошок, используется в виде водных растворов.
ИМ-50 смесь алкилгидроксамовых кислот С79 или их солей. Выпускается промышленностью со следующим составом: 72-75% гидроксамовых, 8-12% карбоновых кислот, 10-15% влаги и 2,5-4% неорганических примесей. Используется во флотации в виде натриевых солей после омыления. Обладает сильными пенообразующими свойствами.
Флотол-7,9 смесь дифосфоновых кислот, выпускается в виде пасты.
В качестве пенообразователя использованы сосновое масло, Т-80, ОП-7.
Сосновое масло наиболее активной частью является терпинеол. Прозрачная жидкость.
Т-80 смесь диоксановых спиртов. Состав: одно- и многоатомные спирты 30-50% простые эфиры 40-50% сложные эфиры щавелевой кислоты 1-10% легколетучие компоненты 5-10% Прозрачная нерасслаивающаяся жидкость.
ОП-7 моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля, выпускается в виде пасты или порошка.
Для повышения эффективности флотации тонких частиц использовано кремнийорганическое соединение гидрофобизирующая жидкость ГКЖ-94 моноэтилсилоксан [-C2H5Si(H)O-] n-, где n 9-14. Не смешивается с водой. В процесс вводится в виде водной эмульсии, приготовленной в присутствии сульфонола.
Сульфонол натрийбензолсульфонат на основе тетрамеров пропилена, порошок, хорошо растворим в воде.
П р и м е р 1 (по прототипу). Флотации подвергают тонкодисперсную оловосодержащую руду, содержание Sn 0,9% Олово представлено касситеритом, минералы породы кварц, полевой шпат, гидроксиды железы. Гранулометрический состав измельченной руды приведен в табл. 1.
В классе -20 мкм сосредоточено 62,4% олова. Измельченную руду кондиционируют с катионитом Ку-2-8 в Н+ форме (рН среды 5,0-5,5) в течение 10 мин, жидким стеклом, собирателем аспаралом, техническими изоспиртами и пенообразователями ОП-7.
Флотацию осуществляют во флотационной машине механического типа с объемом камеры 3 л, твердого в пульпе 25. Проводится одна перечистка пенного продукта основной флотации, промежуточный продукт перечистки объединяется с хвостами основной флотации.
Реагентный режим прототипа: Ку-2-8 в Н+ форме 1,2˙10-3 кг/кг,
рН 4,0-4,5 Жидкое стекло 0,5˙10-3 кг/кг Аспарал 0,2˙10-3 кг/кг Технические изоспирты С1216 0,1˙10-3 кг/кг ОП-7 0,5˙10-4 кг/кг Общая жесткость 0,42 мгэкв/л
Степень дисперсности по классу -5 мкм 89,2%
Результаты флотации оловянной руды приведены в табл. 2.
По способу-прототипу получен концентрат, содержащий 6,3% олова при извлечении 48,4% Седиментационный анализ продуктов флотации показал, что извлечение олова из классов +20, -20+5 и -5 мкм соответственно составляет 70, 51,0 и 25,2% т.е. низкое извлечение олова в концентрат определяется слабой флотируемостью частиц -20+5 и -5 мкм.
П р и м е р 2 (по предложенному способу). Флотации подвергают оловянную руду (пример 1), измельченную в тех же условиях, гранулометрический состав приведен в табл. 1.
Реагентный режим предложенного способа: Ку-2-8 в Н+ форме 1,2˙ 10-3 кг/кг
рН 4,0-4,5 Жидкое стекло 0,5˙ 10-3 кг/кг Аспарал 0,2˙ 10-3 кг/кг ователь 0г
В качестве пенообразователя могут быть использованы ОП-7, сосновое масло, Т-80.
Остаточная общая жесткость пульпы 0,4 мгэкв/л; степень дисперсности по классу -5 мкм 88,6%
Результаты флотации оловосодержащей руды по предложенному способу приведены в табл. 3.
По предложенному способу получены концентраты, содержащие 7,9-8,22% олова при извлечении 81,3-84,2% (опыты 1-3). В отсутствие ГКЖ-94 (опыт 4) извлечение олова в концентрат резко снижается, если же эмульсия ГКЖ-94 и пенообразователя готовится без стабилизатора сульфонола (опыт 5), наблюдается низкое извлечение олова в концентрат.
Предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет повысить извлечение полезного компонента на 35,8% при этом качество концентрата повышается на 1,8%
Эффективность предложенного способа флотации подтверждается и на других типах тонкодисперсных руд флюоритовых и сульфидных (примеры 3 и 4).
П р и м е р 3. Флотации подвергали тонкодисперсную флюоритовую руду, содержащую 12,1% СaF2. Минералы породы кварц, полевой шпат и другие силикаты. В классе -20 мкм сосредоточено около 52% СaF2.
Измельченную руду кондиционируют с содой и жидким стеклом, собирателем талловым мылом, после чего дополнительно вводят смесь гидрофобного кремнийорганического соединения ГКЖ-94 и пенообразователя Т-80 в виде эмульсии, стабилизированной сульфонолом.
Реагентный режим предложенного способа, кг/кг: Сода 3,5˙ 10-3 Жидкое стекло 2,0˙ 10-3 Талловое масло 0,2˙ 10-3 ГКЖ-94 2˙ 10-5 Т-80 1˙ 10-4 Сульфонол 2,5˙ 10-6
Результаты флотации приведены в табл. 4.
По предложенному способу получен флюоритовый концентрат, содержащий 95,3% CaF2 при извлечении 86,1%
П р и м е р 4. Флотации подвергали тонкодисперсную медную руду. Основным полезным минералом является халькопирит. В классе -20 мкм сосредоточено 56,3% Cu.
Реагентный режим предложенного способа, кг/кг: NaOH 2˙ 10-4 Na2S 1,5˙ 10-5 Жидкое стекло 1˙ 10-4 Бутиловый ксантогенат калия 2˙ 10-5 масло
Результаты флотации приведены в табл. 5.
По предложенному способу получен медный концентрат, содержащий 33,8% Cu при извлечении 91,2%
Таким образом приведенные данные экспериментальных исследований показывают, что высокие показатели флотации тонкодисперсных руд различных типов получены в условиях, когда после кондиционирования пульпы с регуляторами ионного состава, модификатором и собирателем в кондиционирование дополнительно вводят смесь гидрофобного кремнийорганического соединения ГКЖ-94 и пенообразователя в виде эмульсии, стабилизированной сульфонолом.
П р и м е р 5. Флотации подвергали тонкодисперсную ниобиевую руду, содержание пентаксида ниобия 1,34% Ниобий представлен пирохлором. Основные минералы пород: сидерит, франколит, силикаты, гидроксиды железа. Гранулометрический состав измельченной руды (Т:Ж:Ш 1:1:6) приведен в табл. 6. В классе -20 мкм сосредоточено 76,2% пентаксида ниобия.
Реагентный режим предложенного способа, кг/кг: Сода 4˙ 10-3 Едкий натр 1˙ 10-3 Гексаметафосфат натрия 0,8˙ 10-3 ИМ-50 0,8˙ 10-3 масло
Остаточная общая жесткость жидкой фазы пульпы после обработки содой и едким натром составила 0,6 мгэкв/л.
Степень дисперсности пульпы по классу -5 мкм составила 89,7%
Результаты флотации руды по предложенному способу с доказательством выбранного диапазона изменений расхода реагентов приведены в табл. 7.
Опыты 1-3 показывают результаты флотации по предложенному способу в пределах оптимальных соотношений дополнительных реагентов. Извлечение пентаксида ниобия в концентраты, содержащие 9,25-10,3% Nb2O5, составило 78,4-83,4%
При выходе за пределы заявленного соотношения дополнительно вводимых реагентов (опыты 4 и 5) показатели флотации снижаются.
Если соотношение реагентов ниже заявленного, извлечение Nb2O5 резко падает (опыт 4). Если, наоборот, соотношение выше заявленного, существенно падает качество концентрата (опыт 5). При исключении одного из дополнительных реагентов падает извлечение пентаксида ниобия в концентрат (опыты 6-8). При этом в отсутствие стабилизатора эмульсии снижается также и качество концентрата (опыт 6). Снижение извлечения определяется низкой эффективностью флотации тонких частиц в отсутствии реагентов, способствующих аэрофлокуляции тонких частиц и тонких воздушных пузырьков.
Таким образом приведенные данные экспериментальных исследований показывают, что оптимальные результаты селективной флотации тонкодисперсных ниобиевых руд получены в условиях, когда после введения в пульпу регуляторов ионного состава, модификатора, собирателя ИМ-50 дополнительно в кондиционирование вводят смесь гидрофобного кремнийорганического соединения ГКЖ-94 и соснового масла в виде эмульсии, стабилизированной сульфонолом, при этом соотношение ИМ-50, соснового масла, ГКЖ-94 и сульфонола составляет от 1:0,1: 0,002:0,0005 до 1:0,3:0,12:0,006.
П р и м е р 6. Флотации подвергали тонкодисперную редкоземельную руду, содержание Σ ТR2O3 10,8% Редкоземельные минералы представлены монацитом, ксенотимом и др. Минералы породы кальцит, силикаты, гидроксиды железа.
Гранулометрический состав измельченной руды (Т:Ж:Ш 1:1:6) приведен в табл. 8.
В классе -20 мкм сосредоточено 81,1% TR2O3.
Реагентный режим предложенного способа, кг/кг: Сода 4˙ 10-3 Жидкое стекло 3˙ 10-3 Аспарал 2˙ 10-4
Остаточная общая жесткость жидкой фазы пульпы составила 0,6 мгэкв/л, степень дисперсности по классу -5 мкм 84,7%
Результаты флотации руды по предложенному способу с доказательствами выбранного диапазона реагентов приведены в табл. 9.
Опыты 1-3 показывают результаты флотации по предложенному способу в пределах оптимальных соотношений реагентов. Извлечение ТR2O3 в концентраты, содержащие 26,9-28,4% TR2O3, составляет 80-85,1%
При выходе за пределы заявленного соотношения дополнительно вводимых реагентов (опыты 4 и 5) показатели флотации снижаются. Если соотношение реагентов ниже заявленного, извлечение ТR2O3 существенно снижается и составляет 66,3% (опыт 4). Если, наоборот, соотношение реагентов выше заявленного, снижается качество концентрата (опыт 5) за счет флотации минералов, близких по своим поверхностным свойствам к редкоземельным минералам. При исключении одного из дополнительных реагентов падает извлечение ТR2O3 в концентрат (опыты 6-8).
Снижение извлечения определяется низкой эффективностью флотации тонких частиц в отсутствии реагентов, способствующих аэрофлокуляции тонких частиц и тонких воздушных пузырьков.
Таким образом, приведенные данные экспериментальных исследований показывают, что оптимальные результаты селективной флотации тонкодисперсных редкоземельных руд получены в условиях, когда после кондиционирования пульпы с регуляторами ионного состава, модификатором и собирателем дополнительно вводят смесь гидрофобного кремнийорганического соединения ГКЖ-94 и соснового масла в виде эмульсии, стабилизированной сульфонолом, а в качестве собирателя аспарал, при этом соотношение аспарала, соснового масла, ГКЖ-94 и сульфонола составляет от 1:0,5: 0,05:0,00125 до 1:1:0,25:0,0125.
П р и м е р 7. Флотации подвергали тонкодисперсную апатитовую руду, содержание Р2O5 19,3% Основные минералы апатит, франколит. Минералы породы кальцит, сидерит, силикаты, гидроксиды железа. Гранулометрический состав измельченной руды (Т:Ж:Ш 1:1:6) приведен в табл. 10.
В классе -20 мкм сосредоточено 72,3% Р2O5.
Реагентный режим предложенного способа, кг/кг: Сода 3˙10-3 Едкий натр 1,5˙10-3 Жидкое стекло 2˙10-3 Флотол-7,9 4˙10-4 масло
Остаточная общая жесткость жидкой фазы пульпы после обработки содой и едким натром составила 0,58 мгэкв/л. Степень дисперсности пульпы по классу -5 мкм составила 96,4%
Результаты флотации руды по предложенному способу с доказательством выбранного диапазона изменений расхода реагентов приведены в табл. 11.
Опыты 1-3 показывают результаты флотации по предложенному способу в пределах оптимальных соотношений дополнительных реагентов. Извлечение Р2O5 в концентраты, содержащие 38,0% P2O5, составило 82,1-85,9% При выходе за пределы заявленного соотношения дополнительно вводимых реагентов (опыты 4 и 5) показатели флотации снижаются.
Если соотношение реагентов ниже заявленного, извлечение P2O5существенно снижается и составляет 67,2% (опыт 4). Если, наоборот, соотношение реагентов выше заявленного, значительно снижается качество концентрата (опыт 5) за счет флотации минералов, близких по поверхностным свойствам к апатиту (карбонаты и др.). При исключении одного из дополнительных реагентов падает извлечение P2O5 в концентрат (опыты 6-8). В отсутствие стабилизатора эмульсии (опыт 8) снижается качество концентрата (опыт 8). Снижение извлечения определяется низкой эффективностью флотации тонких частиц в отсутствии реагентов, способствующих аэрофлокуляции тонких частиц и тонких воздушных пузырьков.
Таким образом приведенные данные экспериментальных исследований показывают, что оптимальные результаты селективной флотации тонкодисперсных апатитовых руд получены в условиях, когда после введения в пульпу модификатора в щелочной среде, собирателя флотола-7,9 дополнительно вводят смесь гидрофобного кремнийорганического соединения ГКЖ-94 и соснового масла в виде эмульсии, стабилизированной сульфонолом, при этом соотношение флотола-7,9, соснового масла, ГКЖ-94 и сульфонола составляет от 1:0,25:0,1:0,0025 до 1:0,5: 0,3:0,015.
В целом предложенный способ селективной флотации тонкодисперсных руд позволяет на 25-30% повысить извлечение ценных компонентов благодаря эффективной флотации частиц менее 20 мкм.
Формула изобретения: 1. СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОЙ ФЛОТАЦИИ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ РУД, включающий последовательное кондиционирование пульпы с регуляторами ионного состава, модификатором, собирателем и пенообразователем и выделение ценного компонента в пенный продукт, отличающийся тем, что при кондиционировании дополнительно вводят гидрофобное кремнийорганическое соединение ГКЖ-94, которое подают с пенообразователем в смеси в виде эмульсии, стабилизированной сульфонолом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при флотации ниобиевых руд в качестве собирателя вводят ИМ-50, а в качестве пенообразователя сосновое масло, при этом соотношение ИМ-50, соснового масла, ГКЖ-94 и сульфонола составляет 1 0,1 0,02 0,0005 1 0,3 0,12 0,006.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при флотации редкоземельных руд в качестве собирателя вводят аспарал, а в качестве пенообразователя сосновое масло, при этом соотношение аспарала, соснового масла, ГКЖ-94 и сульфонола составляет 1 0,5 0,05 0,00125 1 1 0,25 0,125.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при флотации апатитовых руд в качестве собирателя вводят флотол-7,9, а в качестве пенообразователя - сосновое масло, при этом соотношение флотола-7,9, соснового масла, ГКЖ-94 и сульфонола составляет 1 0,25 0,1 0,0025 1 0,5 0,3 0,015.