ФЛОТАЦИОННЫЙ РЕАГЕНТ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД, СОДЕРЖАЩИХ МАГНЕТИТ И/ИЛИ ГЕМАТИТ
FLOTATION AGENT FOR IRON ORE CONTAINING MAGNETITE AND/OR HAEMATITE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к применению собирателей (или коллекторов) в обогащении флотацией железной руды, которая содержит магнетит и/или гематит.
Уровень техники
Многие природные руды и минералы содержат силикат в качестве нежелательного сопровождающего минерала. В дополнение к железной руде последние включают кальцит, фосфатную руду и полевой шпат. В частности, в случае железной руды содержание силикатов снижает качество железной руды и служит препятствием в получении железа. Для получения высококачественной железной руды интерес представляет возможность снижения содержания силикатов в железной руде до <2%. Обычно силикат извлекается из железной руды не только магнитной сепарацией, но и обратной флотацией. С этой целью измельченную железную руду перемешивают во флотационной ячейке с водой и флотационными реагентами, при этом силикат извлекается вместе с пеной с помощью собирателя, в то время как железная руда остается в том, что обозначается термином "пульпа".
Собирателями силикатов, которые используются для указанной цели, являются, например, амины жирного ряда, алкилэфирамины и алкилэфирдиамины. Они известны под торговой маркой Flotigam.
Алкилэфирамины и алкилэфирдиамины применяются преимущественно в своих частично нейтрализованных формах как частичные ацетаты, что описано в US-4319987. Причиной этого служит более высокая растворимость этих форм в пульпе.
US-6076682 описывает комбинированное применение алкилэфирмоноамина и алкилэфирдиамина для флотации силикатов из железной руды.
В WO 00/62937 раскрывается применение четвертичных аминов для флотации железной руды.
В WO-93/06935 описано синергистическое действие эфираминов и анионных собирателей для флотации железной руды.
Флотация силикатов, в том числе из железной руды, с применением алкилоксиалканаминов описана в US-5 540 337.
DE-A-102006010939 раскрывает применение соединения формулы (I):
1
2
3
где R является углеводородной группой, имеющей от 1 до 40 атомов углерода, R - алифатической углеводородной группой, имеющей от 2 до 4 атомов углерода, R - алкокси-группой, n - числом от 1 до 50 и m-1 или 2,
в качестве флотационного реагента для флотации силикатов.
Собиратели, известные в предшествующем уровне техники как собиратели для флотации железной руды, показывают неадекватную избирательность и выход, в частности, в тех случаях, когда силикаты как сопровождающие минералы подлежат извлечению из железных руд, содержащих магнетит и/или гематит.
Поэтому цель настоящего изобретения заключается в нахождении улучшенного собирателя для обратной флотации железной руды, который более избирательно флотирует силикаты.
Раскрытие изобретения
Таким образом, настоящее изобретение относится к применению композиции, содержащей:
А) по меньшей мере один аминалкоксилатный сложный эфир формулы (1) или его соль:
2
5
где А, В являются, независимо один от другого, С- С-алкиленовым радикалом,
1
8
24
R - C-С-алкильным или -алкенильным радикалом,
2
3
4
2
3
4
8
24
8
24
R, R, R являются, независимо друг от друга, Н или C-С-ацильным радикалом при условии, что по меньшей мере один из радикалов R, R или R является C-С-ацильным радикалом, x, y, z являются, независимо друг от друга, целыми числами от 0 до 50 при условии, что x+y+z дает целое число от 1 до 100,
и
2
В) соединение формулы D-NH, где D - углеводородный радикал, имеющий от 1 до 50 атомов углерода, который может содержать либо атом кислорода, либо атом кислорода и атом азота,
в количествах от 10 до 5000 г/т в качестве собирателя при обратной флотации железной руды, которая содержит магнетит, гематит или оба компонента.
Изобретение относится также к способу обратной флотации железной руды, которая содержит магнетит, гематит или оба компонента, путем контактирования железной руды с композицией, содержащей:
А) по меньшей мере один аминалкоксилатный сложный эфир формулы (1) или его соль:
2
5
где А, В являются, независимо один от другого, С-С-алкиленовым радикалом,
1
8
24
R - C-С-алкильным или -алкенильным радикалом,
2
3
4
2
3
4
8
24
8
24
R, R, R являются, независимо друг от друга, Н или C-С-ацильным радикалом при условии, что по меньшей мере один из радикалов R, R или Rявляется C-С-ацильным радикалом,
x, y, z являются, независимо друг от друга, целыми числами от 0 до 50 при условии,
что x+y+z дает целое число от 1 до 100,
и
2
В) соединение формулы D-NH, где D - углеводородный радикал, имеющий от 1 до 50 атомов углерода, который может содержать либо атом кислорода, либо атом кислорода и атом азота, в количествах от 10 до 5000 г/т железной руды.
Композиция А) и В) в контексте описания обозначается также термином "собиратель согласно изобретению".
А) и/или В) могут использоваться, как описано выше, или в форме солей, получаемых реакцией А) и/или В) с кислотами, например с уксусной кислотой или соляной кислотой.
Массовое отношение компонентов собирателя А:В предпочтительно составляет от 98:2 до 2:98, в частности от 70:30 до 30:70.
2
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения собиратель согласно изобретению не содержит соединений четвертичного аммония, которые включают по меньшей мере один органический радикал, связанный с аммонийным атомом азота; необязательно содержит гетероатомы и имеет от 8 до 36 атомов углерода. Под "соединением четвертичного аммония" имеется в виду соединение, которое не несет атома водорода на атоме аммонийного азота, но в котором атом аммонийного азота связан с четырьмя углеродными атомами. Таким образом, под указанным особенно предпочтительным вариантом осуществления изобретения имеется в виду такой вариант, в котором либо соединение формулы 1, либо соединение В) формулы D-NH, либо оба этих соединения присутствуют в форме моно- или диаммонийных солей. Эти моно- или диаммонийные соли несут по меньшей мере один атом водорода на атоме аммонийного азота.
Компонент В) также может применяться в форме соли, например ацетата. Компонент В) собирателя согласно изобретению предпочтительно представляет собой одно или более соединений формул (II)-(IV).
Этими соединениями являются:
9
5
где R - углеводородная группа, имеющая от 1 до 40, предпочтительно от 8 до 32, атомов углерода, а R - алифатическая углеводородная группа, имеющая от 2 до 4 атомов углерода;
6
7
8
где R - углеводородная группа, имеющая от 1 до 40, предпочтительно от 8 до 32, атомов углерода, а R и R - одинаковые алифатические углеводородные группы или разные алифатические углеводородные группы, имеющие от 2 до 4 атомов углерода;
13
где R - углеводородная группа, имеющая от 1 до 40, предпочтительно от 8 до 32, атомов углерода.
1
1
1
R предпочтительно является линейной или разветвленной алкильной или алкенильной группой, которая содержит от 10 до 22 атомов углерода. Особенно предпочтительно, если R является изодецильным, изотридецильным, додецильным радикалом, алкильным радикалом жирной кислоты кокосового масла или алкильным радикалом жирной кислоты твердого животного жира (сала). В предпочтительном варианте осуществления изобретения R является частью алкильной и алкенильной цепи жирной кислоты кокосового масла, жирной кислоты пальмового масла, жирной кислоты твердого животного жира (сала), олеиновой кислоты, жирной кислоты таллового масла или жирной кислоты рапсового масла.
2
3
4
R, R, R являются, независимо друг от друга, ацильными радикалами, имеющими от 8 до 24 атомов углерода. Ацильные радикалы предпочтительно содержат от 10 до 18 атомов углерода. Они могут быть линейными или разветвленными. Ацильные радикалы могут быть насыщенными или ненасыщенными. Предпочтительными ацильными радикалами являются стеароильные и олеоильные радикалы.
6
9
13
6
9
13
R, R, R предпочтительно являются, независимо друг от друга, линейной или разветвленной алкильной или алкенильной группой, имеющей от 8 до 18 атомов углерода. Особенно предпочтительно, если R, R, R являются 2-этилгексильными, изононильными, изодецильными, изотридецильными и додецильным радикалами.
5
7
8
R, R, R предпочтительно являются, независимо друг от друга, алкиленовыми группами, имеющими 2, 3 или 4 атома углерода, в частности этиленовыми или пропиленовыми группами.
2
4
3
6
4
8
А, в частности, является либо этиленовой (-СН-) группой, пропиленовой (-СН-) группой, либо бутиленовой (-CH-) группой. Предпочтительно А является этиленовой группой.
3
4
3
б
4
8
В, в частности, является либо этиленовой (-СН-) группой, пропиленовой (-СН-) группой, либо бутиленовой (-CH-) группой. Предпочтительно В является изопропиленовой группой.
Сумма x, y и z предпочтительно дает целое число от 15 до 30, в частности от 20 до 25.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения амин-алкоксилатный сложный эфир, который составляет компонент А), присутствует в форме моно- или диаммонийных солей, полученных нейтрализацией либо органическими, либо минеральными кислотами.
Применение флотационного реагента согласно изобретению может также осуществляться в комбинации с пенообразователями и депрессорами, как известно из уровня техники. Во избежание совместного выделения железной руды вместе с сопровождающими минералами при обратной флотации добавляются депрессоры, предпочтительно гидрофильные полисахариды, такие как, например, модифицированный крахмал, карбоксиметилцеллюлоза или гуммиарабик, в дозировке от 10 до 1000 г/т.
Флотация силикатов предпочтительно проводится при рН от 7 до 12, в частности от 8 до 11, который регулируется, например, с помощью гидроксида натрия.
Осуществление изобретения
Примеры
В таблице 1 ниже представлены результаты флотации с применением собирателя согласно изобретению в сравнении со стандартным реагентом. Эксперименты по флотации проводились на железной руде, содержащей магнетит и гематит.
A) Состав железной руды:
магнетит
59% масс.
гематит
25% масс.
(другие компоненты)
16% масс.
B) Состав собирателей:
Собиратель 1 (взятый для сравнения)
10
9
5
С-алкилоксипропиламин-ацетат формулы (II), где R - децильная группа, а R - пропильная группа.
Собиратель 2 (взятый для сравнения)
1
2
3
4
Смесь из ди(кокоалкил)диметиламмонийхлорида и этоксилированного (кокоалкил)пропилендиамина, этерифицированного олеиновой кислотой (соответствующего формуле 1, где А = этилен, В = пропилен, R= алкил жирной кислоты кокосового масла, R, R, R = олеоил, сумма x, y, z равна 50), взятых в массовом соотношении 1:1.
Собиратель 3 (взятый для сравнения)
10
6
7
8
С-алкилоксидипропилендиамин-ацетат формулы (III), где R - децильная группа, a R и R - пропильные группы.
Собиратель 4 (согласно изобретению)
1
2
3
4
9
5
10
Смесь из 50% масс. соединения формулы 1, где А = этилен, В = пропилен, R = алкил жирной кислоты кокосового масла, R = олеоил, R = олеоил, R = олеоил, сумма x, y, z равна 50, и 50% масс. С-алкилоксипропиламин-ацетата формулы (II), где R - децильная группа, а R - пропильная группа.
Собиратель 5 (взятый для сравнения)
10
6
7
8
1
2
3
4
Смесь из 20% масс. ди(кокоалкил)диметиламмонийхлорида, 30% масс. С-алкилоксидипропилендиамина формулы (III), где R - децильная группа, а R и R -пропильные группы, и 50% масс. этоксилированного (кокоалкил)пропилендиамина, этерифицированного олеиновой кислотой (соответствующего формуле 1, где А = этилен, В - пропилен, R = алкил жирной кислоты кокосового масла, R, R, R = олеоилы, сумма x, y, z равна 50).
Таблица 1
Эффективность собирателя согласно изобретению в сравнении с собирателями предшествующего уровня техники
Пример
Собиратель
Дозировка [г/т]
Выход Fe [%]
Содержание Fe [%]
1 (С)
1
70
86,5
66,8
2 (С)
1
80
84,6
67,5
3 (С)
1
90
82,1
68
4 (С)
2
70
86,4
67,2
5 (С)
2
80
84,3
67,8
6 (С)
2
90
81,5
68,2
7 (0
3
70
85,7
67,6
8 (0
3
80
83,9
68,2
9 (0
3
90
82,1
68,5
10
4
70
86,8
67,5
11
4
80
84,9
68,3
12
4
90
81,9
68,8
13 (C)
5
70
86,2
67,5
14 (C)
5
80
84,6
68,1
15 (C)
5
90
82,3
68,6
Выход Fe=m(Fe в концентрате)/m(Fe в флотационной пульпе)·100% m(Fe в концентрате) = содержание Fe в концентрате · m(концентрата)/100% m(Fe в флотационной пульпе) = содержание Fe в флотационной пульпе · m(флотационной пульпы)/100%.
Содержание Fe в концентрате определялось анализом.