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EP0270018B1 - Verwendung von N-Alkyl- und N-Alkenylasparaginsäuren als Co-Sammler für die Flotation nichtsulfidischer Erze - Google Patents

Verwendung von N-Alkyl- und N-Alkenylasparaginsäuren als Co-Sammler für die Flotation nichtsulfidischer Erze

Info

Publication number
EP0270018B1
EP0270018B1 EP87117541A EP87117541A EP0270018B1 EP 0270018 B1 EP0270018 B1 EP 0270018B1 EP 87117541 A EP87117541 A EP 87117541A EP 87117541 A EP87117541 A EP 87117541A EP 0270018 B1 EP0270018 B1 EP 0270018B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
alkyl
flotation
collectors
alkenyl
aspartic acids
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP87117541A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0270018A2 (de
EP0270018A3 (en
Inventor
Beatrix Dr. Kottwitz
Wolfgang Von Rybinski
Rita Köster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Priority to AT87117541T priority Critical patent/ATE77262T1/de
Publication of EP0270018A2 publication Critical patent/EP0270018A2/de
Publication of EP0270018A3 publication Critical patent/EP0270018A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0270018B1 publication Critical patent/EP0270018B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/001—Flotation agents
    • B03D1/004—Organic compounds
    • B03D1/01—Organic compounds containing nitrogen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/001—Flotation agents
    • B03D1/004—Organic compounds
    • B03D1/008—Organic compounds containing oxygen
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/001—Flotation agents
    • B03D1/004—Organic compounds
    • B03D1/012—Organic compounds containing sulfur
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D2201/00—Specified effects produced by the flotation agents
    • B03D2201/02—Collectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D2203/00—Specified materials treated by the flotation agents; Specified applications
    • B03D2203/02—Ores
    • B03D2203/04—Non-sulfide ores

Definitions

  • the invention relates to the use of N-alkyl and / or N-alkenylaspartic acids as co-collectors in the flotation of non-sulfidic ores and a process for separating non-sulfidic ores by flotation.
  • Flotation is a generally used sorting process for the processing of mineral raw materials to separate valuable minerals from the gangue.
  • Non-sulfidic minerals such as apatite, fluorite, scheelite and other salt-like minerals, cassiterite and other metal oxides, such as titanium or zirconium oxides, as well as certain silicates and aluminosilicates can be prepared by flotation processes.
  • the ore is pre-crushed and dry, but preferably ground wet and suspended in water.
  • suspensions are usually added to collectors, often in conjunction with auxiliary reagents such as foaming agents, regulators, pushers (deactivators) and / or stimulants (activators), in order to support the separation of the valuable minerals from the gangue components of the ore during the subsequent flotation.
  • auxiliary reagents such as foaming agents, regulators, pushers (deactivators) and / or stimulants (activators)
  • these reagents are usually allowed to act on the finely ground ore for a certain time (conditioning). As a result, a foam is generated on the surface of the suspension, the collector ensuring that the surface of the minerals is rendered hydrophobic.
  • the mineral-containing foam is stripped off and worked up using known methods.
  • the aim of the flotation is to extract the mineral of value from the ores in the highest possible yield, while at the same time maintaining the best possible enrichment.
  • Anionic and cationic surfactants are mainly used as collectors in the flotative processing of non-sulfidic ores. These should adsorb as selectively as possible on the valuable mineral surface in order to achieve a high concentration in the flotation concentrate. In addition, the collectors should develop a stable, but not too stable, flotation foam. For ores containing gangue minerals from anionic collectors, e.g. Unsaturated and saturated fatty acids, especially tall oil fatty acids and oleic acids, alkyl sulfates or sulfonates, are not hydrophobicized, these are sufficient as collectors. For more difficult to float ores, such as tin ore, more selective collectors, such as Phosphonic acids (DD-C-76 974) or alkylsulfosuccinamides (US-A-3 830 366) are used.
  • Phosphonic acids DD-C-76 974
  • alkylsulfosuccinamides US-A
  • Suitable organic phosphonates are water-soluble salts of organic phosphonic acids, for example salts of styrene phosphonic acid, for the flotation of non-sulfidic ores, in particular tin ores. as for example in X. International Mineral Proc. Congress - IMM, E. Tmür, pages 626 to 627, London 1973 (0.S. Bogandow).
  • Collectors frequently used in the flotation of non-sulfidic ores are, for example, alkyl monocarboxylic acids, such as unsaturated long-chain fatty acids, such as the tall oil fatty acid mentioned above.
  • alkyl monocarboxylic acids such as unsaturated long-chain fatty acids, such as the tall oil fatty acid mentioned above.
  • di- and tricarboxylic acids are also used as flotation collectors (H. Schubert, H. Baldauf, A. Serrano, XII International Mineral Proc. Congress, Sao Paulo 1977).
  • the anionic and nonionic collectors used for the flotation of non-sulfidic ores do not lead to a satisfactory output of the valuable minerals with economically justifiable collector quantities.
  • the present invention was therefore based on the object of providing improved collectors in the sense of a more economical design of the flotation processes, with which larger yields of valuable minerals can be achieved either with constant collector quantities and constant selectivity, or constant mineral mineral yields with reduced collector quantities.
  • N-alkyl and / or N-alkenylaspartic acids can advantageously be used as co-collectors in the flotation of non-sulfidic ores.
  • the present invention relates to the use of N-alkyl and / or N-alkenylaspartic acids, the alkyl and / or alkenyl radicals of which are straight-chain or branched, have 8 to 18 carbon atoms and optionally a hydroxyl group and / or an ether bridge instead of a CH2 group own, or their salts as co-collectors in the flotation of non-sulfidic ores.
  • N-alkyl and N-alkenylaspartic acids their alkali or ammonium salts can also be used advantageously.
  • the corresponding potassium salts and preferably the corresponding sodium salts of N-alkyl and / or N-alkenylaspartic acids are advantageously used.
  • N-alkyl and / or N-alkenyl amino acids and their alkali or ammonium salts are generally known from the literature. It takes place on the one hand by means of the various alkylation reactions on the nitrogen of the amino acid, as described for example in Houben-Weyl Volume 11/2, and on the other hand by the addition of primary or secondary amines to unsaturated carboxylic acids (J. March "Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanism and Structure ", McGraw-Hill, 1977).
  • the latter process starting from maleic acid esters, is used to prepare the N-alkyl and / or N-alkenylaspartic acids and salts referred to here.
  • the maleic acid esters with the corresponding amine component can either be in a solvent (US Pat. No. 2,438,092) or solvent-free, optionally with the addition of a catalyst such as, for example, acetic acid, alkali metal thiocyanates or O, N-dialkylphosphocarbamates (SU-A-77 10 87) be implemented.
  • anionic and / or nonionic collectors can also be used.
  • N-alkyl and / or N-alkenyl aspartic acids used as anionic collector tallow alkyl sulfosuccinamides and / or oleic acid.
  • a reaction product of propylene glycol glucoside with ⁇ -dodecane epoxide can advantageously be used as the nonionic collector.
  • the amounts in which the co-collectors to be used according to the invention are used depend in each case on the type of non-sulfidic ores to be floated and on their content of valuable mineral. As a result, the amounts required can vary within wide limits.
  • the co-collectors according to the invention are used in collector mixtures in amounts of 50 to 2000 g / t crude ore.
  • the N-alkyl and / or N-alkenylaspartic acids to be used according to the invention are used in combination with anionic, cationic and / or nonionic collectors in the known flotation processes for non-sulfidic ores instead of the known collectors.
  • the customary reagents such as foaming agents, regulators, activators, deactivators, etc. are also added to the aqueous slurries of the ground ores.
  • the flotation is carried out under the conditions of the methods of the prior art.
  • N-alkyl and / or N-alkenylaspartic acids to be used according to the invention can be used, for example, as co-collectors in the flotative processing of Scheelite ore, Cassiterite ore and Fluorite ore.
  • Another object of the invention is a process for the separation of non-sulfidic ores by flotation, in which ground ore is mixed with water to form an ore suspension, air is introduced into the suspension in the presence of the collector mixture and the resulting foam is separated off together with the mineral contained therein.
  • This process is characterized in that N-alkyl and / or N-alkenylaspartic acids are used as co-collectors.
  • the ore sample has the following grain size distribution: 28% - 25 ⁇ m 43% 25-100 ⁇ m 29% 100-200 ⁇ m
  • Combinations of a sulfosuccinamide derived from a tallow amine with sodium salts of N-alkylaspartic acids in a weight ratio of 2: 1 were used as collector mixtures according to the invention.
  • the chain length of the N-alkylaspartic acids was C 16/18 (example 1) and C 12/14 (example 2).
  • the above-mentioned tallow alkyl sulfosuccinamide (Comparative Example 1) was used as a comparative collector.
  • the flotation experiments were carried out using a Humbold-Wedag laboratory flotation machine from KHD Industrieanlagen AG, Humbold-Wedag, Cologne (see Seifen-Fette-Wwachs 105) (1979), p. 248) in a 1 l flotation cell.
  • Deionized water was used to make the slurry.
  • the cloud density was 400 g / l.
  • Water glass with a dosage of 2,000 g / t was used as the pusher.
  • the conditioning time of the pusher was 10 min at a stirring speed of 2,000 l / min.
  • the type of collector dosage is shown in Table 1.
  • the conditioning time of the collector was 3 minutes.
  • a valuable South African cassiterite ore was floated, which essentially contains granite, tourmaline and magnetite as a gait.
  • the flotation task had the following grain size distribution: 49.5% - 25 ⁇ m 43.8% 25-63 ⁇ m 6.7% + 63 ⁇ m
  • the flotation experiments were carried out in a 1 1 laboratory flotation cell at room temperature. Water glass with a dosage of 2,000 g / t was used as the pusher, the pH of the slurry was adjusted to pH 5 with sulfuric acid before the addition of the collector. Flotation was carried out with a turbidity of 500 g ore per liter of tap water with a hardness of 16 ° dH. The flotation time of the pre-flotation was 4 min at a stirring speed of 1200 l / min.
  • the Na salt of N-tallow alkyl aspartic acid with a chain length of 16 to 18 carbon atoms was used as the co-collector according to the invention.
  • the mixing ratio of collector to co-collector was 1: 2 (example 3).
  • Technical styrenephosphonic acid was used for comparative example 2.
  • a Mexican fluorite ore was floated with predominantly silicates as gait.
  • the flotation task had the following grain size distribution: 35% - 25 ⁇ m 50% 25 - 80 ⁇ m 15% + 80 ⁇ m
  • the pre-flotation concentrate was further ground before the subsequent cleaning stages.
  • the grain size was then: 98% - 44 ⁇ m
  • the flotation experiments were carried out in a 1 1 Denver cell using extremely hard water (350 ° dH).
  • the trigger was alkaline-digested starch with a dosage of 1,000 g / t.
  • the Na salt of N-tallow alkyl aspartic acid with a chain length of 16 to 18 carbon atoms in combination with oleic acid in a ratio of 1: 9 was used as the co-collector according to the invention (example 4).
  • the standard collector was oleic acid (Comparative Example 3).

Landscapes

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung von N-Alkyl-und/oder N-Alkenylasparaginsäuren als Co-Sammler bei der Flotation von nichtsulfidischen Erzen und ein Verfahren zur Abtrennung von nichtsulfidischen Erzen durch Flotation.
  • Zur Abtrennung von Wertmineralen von der Gangart ist die Flotation ein allgemein angewandtes Sortierverfahren für die Aufarbeitung von mineralischen Rohstoffen. Nichtsulfidische Minerale, wie beispielsweise Apatit, Fluorit, Scheelit und andere salzartige Mineralien, Cassiterit und andere Metalloxide, wie Titan- oder Zirkonoxide, sowie bestimmte Silikate und Alumosilikate können durch Flotationsverfahren aufbereitet werden. Zur Flotation wird das Erz vorzerkleinert und trocken, vorzugsweise aber naß vermahlen und in Wasser suspendiert. Diesen Suspensionen werden üblicherweise Sammler, häufig in Verbindung mit Hilfsreagenzien wie Schäumern, Reglern, Drückern (Desaktivatoren) und oder Belebern (Aktivatoren) zugesetzt, um die Abtrennung der Wertminerale von den Gangartbestandteilen des Erzes bei der anschließenden Flotation zu unterstützen. Bevor in die Suspension Luft eingeblasen wird (Flotieren) läßt man diese Reagenzien üblicherweise eine gewisse Zeit auf das feingemahlene Erz einwirken (Konditionieren). Dadurch wird an der Oberfläche der Suspension ein Schaum erzeugt, wobei der Sammler für eine Hydrophobierung der Oberfläche der Minerale sorgt. Die Minerale haften an den während der Belüftung gebildeten Gasblasen, wobei die Hydrophobierung der Mineralbestandteile selektiv in der Weise erfolgt, daß die unerwünschten Erzbestandteile nicht an den Gasblasen haften. Der mineralhaltige Schaum wird abgestreift und nach bekannten Verfahren aufgearbeitet. Ziel der Flotation ist, das Wertmineral der Erze in möglichst hoher Ausbeute zu gewinnen, dabei aber gleichzeitig eine möglichst gute Anreicherung zu erhalten.
  • Bei der flotativen Aufbereitung nichtsulfidischer Erze werden überwiegend anionische und kationische Tenside als Sammler eingesetzt. Diese sollen an der Wertmineraloberfläche möglichst selektiv adsorbieren, um eine hohe Anreicherung im Flotationskonzentrat zu erzielen. Außerdem sollen die Sammler einen tragfähigen, aber nicht zu stabilen Flotationsschaum entwickeln. Für Erze, die Gangartminerale enthalten, die von anionischen Sammlern, wie z.B. ungesättigten und gesättigten Fettsäuren, insbesondere Tallölfettsäuren und Ölsäuren, Alkylsulfate oder -sulfonate, nicht hydrophobiert werden, genügen diese als Sammler. Für schwieriger zu flotierende Erze, wie beispielsweise Zinnerze, werden selektivere Sammler, wie z.B. Phosphonsäuren (DD-C-76 974) oder Alkylsulfosuccinamide (US-A-3 830 366) eingesetzt.
  • Als organische Phosphonate kommen wasserlösliche Salze von organischen Phosphonsäuren, beispielsweise Salze der Styrolphosphonsäure, zur Flotation von nichtsulfidischen Erzen, insbesondere Zinnerzen, in Betracht, wie sie beispielsweise in X. International Mineral Proc. Congress - IMM, E. Töpfer, Seite 626 bis 627, London 1973 (0.S. Bogandow) beschrieben sind.
  • Bei der Flotation nichtsulfidischer Erze häufig verwendete Sammler sind beispielsweise Alkylmonocarbonsäuren, wie beispielsweise ungesättigte langkettige Fettsäuren, wie die oben genannte Tallölfettsäure. Es werden aber auch Di- und Tricarbonsäuren als Sammler für die Flotation eingesetzt (H. Schubert, H. Baldauf, A. Serrano, XII International Mineral Proc. Congress, Sao Paulo 1977).
  • Aus Soviet Inventions Illustrated v. 24.3.82, Derwent Publications Ltd., London, Zusammenfassung 11362 und GB-A-2 037 619 ist die Verwendung von Asparaginsäure bzw. deren Salzen als Sammler bei der Flotation von nichtsulfidischen Erzen (Alunit, Cassiterit) bekannt.
  • Viele Sammler für nichtsulfidische Erze entwickeln wegen ihres Tensidcharakters selbst einen für die Flotation geeigneten Schaum. Es kann jedoch auch notwendig sein, durch spezielle Schäumer einen Schaum zu entwickeln oder den Schaum in geeigneter Weise zu modifizieren. Bekannte Schäumer für die Flotation sind Alkohole mit 4 bis 10 C-Atomen, Propylenglykole, Polyethylenglykol- oder Polypropylenglykolether, Terpenalkohole (Pine Oils) und Kresylsäuren. Soweit erforderlich, werden den zu flotierenden Suspensionen (Trüben) modifizierende Reagenzien zugegeben, beispielsweise Regler für den pH-Wert, Aktivatoren für das im Schaum zu gewinnende Mineral oder Drücker für die im Schaum unerwünschten Minerale und gegebenenfalls auch Dispergatoren.
  • Die für die Flotation von nichtsulfidischen Erzen eingesetzten anionischen und nichtionischen Sammler führen in vielen Fällen bei ökonomisch vertretbaren Sammlermengen nicht zu einem befriedigenden Ausbringen der Wertminerale.
  • Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, im Sinne einer wirtschaftlicheren Gestaltung der Flotationsprozesse verbesserte Sammler zur Verfügung zu stellen, mit denen entweder bei gleichbleibenden Sammlermengen und gleichbleibender Selektivität größere Ausbeuten an Wertmineralen, oder bei verminderten Sammlermengen gleichbleibende Wertmineralausbeuten erzielt werden.
  • Es wurde überraschend gefunden, daß N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren als Co-Sammler bei der Flotation von nichtsulfidischen Erzen in vorteilhafter Weise verwendet werden können.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren, deren Alkyl- und/oder Alkenylreste geradkettig oder verzweigt sind, 8 bis 18 Kohlenstoffatome besitzen und gegebenenfalls eine Hydroxylgruppe und/oder anstelle einer CH₂-Gruppe eine Etherbrücke besitzen, oder deren Salze als Co-Sammler bei der Flotation von nichtsulfidischen Erzen.
  • Neben den freien Säuren der N-Alkyl- und N-Alkenylasparaginsäuren können auch deren Alkali- bzw. Ammoniumsalze vorteilhaft verwendet werden. In vorteilhafter Weise werden die entsprechenden Kaliumsalze und vorzugsweise die entsprechenden Natriumsalze der N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren eingesetzt.
  • Die Herstellung von N-Alkyl- und/oder N-Alkenylaminosäuren sowie ihrer Alkali- bzw. Ammoniumsalze ist allgemein aus der Literatur bekannt. Sie erfolgt zum einen mittels der verschiedenen Alkylierungsreaktionen am Stickstoff der Aminosäure, wie beispielsweise beschrieben in Houben-Weyl Band 11/2, zum anderen durch die Addition von primären oder sekundären Aminen an ungesättigte Carbonsäuren (J. March "Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanism and Structure", McGraw-Hill, 1977).
  • Zur Darstellung der hier bezeichneten N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren und -salze wird das letztere Verfahren, ausgehend von Maleinsäureestern, angewandt. Dabei können die Maleinsäureester mit der entsprechenden Aminkomponente entweder in einem Lösungsmittel (US-A-2 438 092) oder lösungsmittelfrei, gegebenenfalls unter Zusatz eines Katalysators, wie beispielsweise Essigsäure, Alkalimetallthiocyanate oder O,N-Dialkylphosphocarbamate (SU-A-77 10 87) umgesetzt werden.
  • Erfindungsgemäß können neben N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren im Verhältnis von 20 : 1 bis 1 : 20 zusätzlich anionische und/oder nichtionische Sammler eingesetzt werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden neben N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren als anionische Sammler Talgalkylsulfosuccinamide und/oder Ölsäure eingesetzt.
  • Als nichtionischer Sammler kann beispielsweise ein Umsetzungsprodukt aus Propylenglykolglucosid mit α-Dodecanepoxid mit Vorteil eingesetzt werden.
  • Die Mengen, in denen die erfindungsgemäß zu verwendenden Co-Sammler eingesetzt werden, hängen jeweils von der Art der zu flotierenden nichtsulfidischen Erze und von deren Gehalt an Wertmineral ab. Demzufolge können die jeweils notwendigen Einsatzmengen in weiten Grenzen schwanken. Im allgemeinen werden die erfindungsgemäßen Co-Sammler in Sammlergemischen in Mengen von 50 bis 2000 g/t Roherz eingesetzt.
  • In der Praxis werden die erfindungsgemäß zu verwendenden N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren in Kombination mit anionischen, kationischen und/oder nichtionischen Sammlern in den bekannten Flotationsverfahren für nichtsulfidische Erze anstelle der bekannten Sammler eingesetzt. Demgemäß werden auch hier neben den Sammlergemischen die jeweils gebräuchlichen Reagenzien wie Schäumer, Regler, Aktivatoren, Desaktivatoren usw. den wäßrigen Aufschlämmungen der vermahlenen Erze zugesetzt. Die Durchführung der Flotation erfolgt unter den Bedingungen der Verfahren des Standes der Technik.
  • In diesem Zusammenhang sei auf die folgenden Literaturstellen zur Technologie der Erzaufbereitung verwiesen: A. Schubert, Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe, Leipzig 1967; B. Wills, Mineral Processing Technology, New York, 1978; D. B. Purchas (ed.), Solid/Liquid Separation Equipment Scale-Up, Croydon 1977; E. S. Perry, C. J. van Oss, E. Grushka (ed.), Separation and Purification Methods, New York 1973-1978.
  • Die erfindungsgemäß zu verwendenden N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren können beispielsweise als Co-Sammler eingesetzt werden bei der flotativen Aufarbeitung von Scheeliterz, Cassiteriterz und Fluoriterz.
  • Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Abtrennung von nichtsulfidischen Erzen durch Flotation, bei dem man gemahlenes Erz mit Wasser zu einer Erzsuspension vermischt, in die Suspension in Gegenwart des Sammlergemisches Luft einleitet und den entstandenen Schaum zusammen mit dem darin enthaltenen Mineral abtrennt. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Co-Sammler N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren einsetzt.
  • Die nachfolgenden Beispiele zeigen die Überlegenheit der erfindungsgemäß zu verwendenden Co-Sammler. Unter Laborbedingungen wurde teilweise mit erhöhten Sammlerkonzentrationen gearbeitet, die in der Praxis zum Teil erheblich unterschritten werden können. Die Anwendungsmöglichkeiten und Anwendungsbedingungen sind daher nicht auf die in den Beispielen beschriebenen Trennaufgaben und Versuchsbedingungen beschränkt. Alle Prozentangaben beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf Gewichtsprozent. Die Mengenangaben für Reagenzien beziehen sich jeweils auf Aktivsubstanz.
    • Herstellungsbeispiel
  • Zu 259 g technischen Talgamins (16 bis 18 C-Atome) und 6 g Eisessig wurden bei 60°C 172 g Maleinsäurediethylester getropft, wobei die Innentemperatur 70°C nicht überschritt. Die Reaktionslösung wurde 5 h bei 70°C belassen und dann auf 90°C erwärmt. Man fügte 80 g NaOH, gelöst in 970 ml Wasser, hinzu und hielt die Temperatur für 1 h bei 85 bis 90°C.
    • Flotationsversuche Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiel 1
  • Als Flotationsaufgabe wurde ein Scheeliterz aus Österreich mit der nachstehenden chemischen Zusammensetzung, bezogen auf die Hauptbestandteile, eingesetzt:
    WO₃ 0,3 %
    CaO 8,8 %
    SiO₂ 55,8 %
  • Die Erzprobe weist folgende Korngrößenverteilung auf:
    28 % - 25 µm
    43 % 25 - 100 µm
    29 % 100 - 200 µm
  • Als erfindungsgemäße Sammlergemische dienten Kombinationen eines von einem Talgamin abgeleiteten Sulfosuccinamids mit Natriumsalzen der N-Alkylasparaginsäuren im Gewichtsverhältnis 2 : 1. Die Kettenlänge der N-Alkylasparaginsäuren war C16/18 (Beispiel 1) bzw. C12/14 (Beispiel 2). Als Vergleichssammler wurde das oben genannte Talgalkylsulfosuccinamid (Vergleichsbeispiel 1) herangezogen.
  • Die Flotationsversuche wurden mit einer Humbold-Wedag-Laborflotationsmaschine der Firma KHD Industrieanlagen AG, Humbold-Wedag, Köln (s. Seifen-Fette-Wachse 105 (1979), S. 248) in einer 1 l-Flotationszelle durchgeführt. Zur Herstellung der Trübe wurde entionisiertes Wasser verwendet. Die Trübedichte betrug 400 g/l. Als Drücker wurde Wasserglas mit einer Dosierung von 2 000 g/t eingesetzt. Die Konditionierzeit des Drückers betrug 10 min bei einer Rührgeschwindigkeit von 2 000 l/min.
  • Es wurde bei dem sich aus der Wasserglaszugabe ergebenden pH-Wert von ca. 9,5 flotiert. Die Art der Sammlerdosierung ist aus der Tabelle 1 ersichtlich. Die Konditionierzeit des Sammlers lag bei 3 min.
  • Die Ergebnisse der Tabelle 1 zeigen, daß mit den erfindungsgemäßen Sammlerkombinationen eine deutlich höhere Anreicherung und ein besseres Ausbringen erzielt werden als mit dem Alkylsulfosuccinamid des Vergleichsbeispiels 1 allein.
    Figure imgb0001
    • Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 2
  • Flotiert wurde ein wertmineralarmes südafrikanisches Cassiteriterz, das im wesentlichen Granit, Turmalin und Magnetit als Gangart enthält. Die Flotationsaufgabe hatte folgende Korngrößenverteilung:
    49,5 % - 25 µm
    43,8 % 25 - 63 µm
    6,7 % + 63 µm
  • Die Flotationsversuche wurden in einer 1 1 Laborflotationszelle bei Raumtemperatur durchgeführt. Als Drücker wurde Wasserglas mit einer Dosierung von 2 000 g/t verwendet, der pH-Wert der Trübe wurde mit Schwefelsäure vor der Sammlerzugabe auf pH 5 eingestellt. Flotiert wurde mit einer Trübedichte von 500 g Erz pro Liter Leitungswasser mit einer Härte von 16 °dH. Die Flotationszeit der Vorflotation betrug 4 min bei einer Rührgeschwindigkeit von 1 200 l/min.
  • Als erfindungsgemäßer Co-Sammler wurde das Na-Salz der N-Talgalkylasparaginsäure mit einer Kettenlänge von 16 bis 18 C-Atomen eingesetzt. Als Sammler diente ein Propylenglykolglucosid, umgesetzt mit α-Dodecanepoxid. Das Mischungsverhältnis von Sammler zu Co-Sammler betrug 1 : 2 (Beispiel 3). Für das Vergleichsbeispiel 2 wurde technische Styrolphosphonsäure herangezogen.
  • Im Vergleich zur Styrolphosphonsäure kann mit dem erfindungsgemäßen Co-Sammler in Kombination mit dem Alkylglucosid ein höherer SnO₂-Gehalt im Konzentrat erzielt werden, wobei trotz niedrigerer Sammlerdosierung das Metallausbringen gleich bleibt (Tabelle 2).
    Figure imgb0002
    • Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 3
  • Flotiert wurde ein mexikanisches Fluoriterz mit überwiegend Silikaten als Gangart. Die Flotationsaufgabe hatte folgende Korngrößenverteilung:
    35 % - 25 µm
    50 % 25 - 80 µm
    15 % + 80 µm
  • Das Konzentrat der Vorflotation wurde vor den nachfolgenden Reinigungsstufen weiter aufgemahlen. Die Korngröße betrug dann:
    98 %   - 44 µm
  • Die Flotationsversuche wurden in einer 1 1-Denverzelle unter Verwendung von extrem hartem Wasser (350 °dH) durchgeführt. Der Drücker war alkalisch aufgeschlossene Stärke mit einer Dosierung von 1 000 g/t.
  • Verwendet wurde als erfindungsgemäßer Co-Sammler das Na-Salz der N-Talgalkylasparaginsäure mit einer Kettenlänge von 16 bis 18 C-Atomen in Kombination mit Ölsäure im Verhältnis 1 : 9 (Beispiel 4). Der Standardsammler war Ölsäure (Vergleichsbeispiel 3).
  • Aus den Ergebnissen in der Tabelle 3 ist ersichtlich, daß die Kombination des erfindungsgemäßen Co-Sammlers mit Ölsäure bei verringerter Dosierung ein besseres Fluoritausbringen und einen höheren Konzentratgehalt ergibt.
    Figure imgb0003

Claims (6)

  1. Verwendung von N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren, deren Alkyl- und/oder Alkenylreste geradkettig oder verzweigt sind, 8 bis 18 Kohlenstoffatome besitzen und gegebenenfalls eine Hydroxylgruppe und/oder anstelle einer CH₂-Gruppe eine Etherbrücke besitzen, oder deren Salze als Co-Sammler bei der Flotation von nichtsulfidischen Erzen.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kaliumsalze, Ammoniumsalze und vorzugsweise die Natriumsalze der N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren einsetzt.
  3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben den N-Alkyl- und N-Alkenylasparaginsäuren im Verhältnis 20 : 1 bis 1 : 20 zusätzlich anionische und/oder nichtionische Sammler eingesetzt werden.
  4. Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren als anionische Sammler Talgalkylsuccinamide und/oder Ölsäure eingesetzt werden.
  5. Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben N-Alkyl- und/oder N-Alkenylasparaginsäuren als nichtionischer Sammler ein Umsetzungsprodukt aus Propylenglykolglukosid mit α-Dodecanepoxid eingesetzt wird.
  6. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkyl- und/oder Alkenylasparaginsäuren in Sammlergemischen in Mengen von 50 bis 2.000 g/t Roherz eingesetzt werden.
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