Композиция для флотации полезных ископаемых

Композиция для флотации полезных ископаемых

Реферат

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при флотации руд цветных, драгоценных металлов и каменного угля.

В настоящее время известно применение для флотации углей, руд цветных и драгоценных металлов композиций, состоящих из пенообразователя и собирателя. В качестве собирателя при флотации руд цветных металлов обычно используют гетерополярные серосодержащие органические соединения - алкилксантогенаты и аэрофлоты. При флотации углей применяют аполярные углеводородные собиратели (Пиккат-Ордынский Г.А., Острый В.А. Технология флотационного обогащения углей. М.: Недра, 1972, с.7-8; Митрофанов С.П. Селективная флотация. М.: ГНТИ литературы по черной и цветной металлургии, 1958, с.73-75). В качестве пенообразователя обычно используют отходы химических производств, такие как отход производства бутилового спирта КОБС по ТУ 38-10717-77 или кубовый остаток ректификации диметилдиоксана Т-80 по ТУ 38-103243-74 (Абрамов А.А. Флотационные методы обогащения. М.: Недра, 1984, с.192-203). Известны также пенообразователи на основе индивидуального вещества - метилизобутилкар-бинола (Митрофанов С.М. Селективная флотация. М.: ГНТИ литературы по черной и цветной металлургии, 1958, с.157). Композиции на основе вышеуказанных пенообразователей, представляющих собой предельные спирты, не позволяют получать достаточно высокие показатели извлечения угля, цветных и драгоценных металлов.

В то же время известно успешное применение при флотации угля изоалкенилацетиленовых спиртов, содержащих 8, 11 атомов углерода (далее спирты C₈, С₁₁ соответственно): диметил(изопропенилэтинил)карбинола (ДМИПЭКа) (C₈) структурной формулы (СН₃)₂С(ОН)С≡СС(СН₃)=СН₂ (авторское свидетельство СССР №937024, 23.06.82) и 3,4,7-триметил-3-октен-5-ин-7-ола (С₁₁) структурной формулы (СН₃)₂С(ОН)С≡СС(СН₃)=С(С₂Н₅)СН₃ (авторское свидетельство СССР №810288, 26.03.79) в качестве собирателей-пенообразователей. Известна также композиция для флотации полезных ископаемых, включающая пенообразователь ДМИПЭК и собиратель (предварительный патент Республики Казахстан)№7383, 15.04.99).

Наилучшими показателями флотации и наиболее близкой к заявляемой композиции по технической сущности является композиция для флотации полезных ископаемых, состоящая из собирателя и пенообразователя на основе C₈-изоалкенилацетиленового спирта ДМИПЭКа (Пат. РФ №2190481 // 10.10.2002. Бюл. №28), имеющего следующий состав, мас.%:

Диметил(изопропенилэтинил)карбинол	95,0-98,0
Тетраметилбутиндиол (ТМБД)	0,1-1,5
Диизопропенилацетилен (ДИПА)	0,1-1,0
2,5-Диметил-1,4-гексадиен-3-он (ДМГДО)	1,5-2,5

В качестве собирателя при флотации руд цветных и драгоценных металлов в упомянутой композиции обычно используют гетерополярные серосодержащие органические соединения - алкилксантогенаты и аэрофлоты. При флотации углей применяют аполярные углеводородные собиратели. Недостатком композиции является относительно невысокий показатель извлечения целевого продукта.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи повышения уровня извлечения целевого компонента.

Для решения поставленной задачи предлагается композиция для флотации полезных ископаемых, включающая собиратель и пенообразователь на основе изоалкенилацетиленовых спиртов С₉-С₁₀ общей формулы RCH=CR'С≡СС(СН₂R")(СН₃)ОН (где R=Н, СН₃; R'=СН₃, С₂Н₅; R"=Н, СН₃) и собиратель, причем пенообразователь на основе вышеуказанных изоалкенилацетиленовых спиртов имеет следующий состав:

Изоалкенилацетиленовый спирт С₉-С₁₀ общей формулы RCH=CR'С≡СС(СН₂R")(СН₃)ОН: 80,0-99,0%

Диизоалкенилацетилены С₉-С₁₀ общей формулы RCH=CR'C≡CC(CH₂R")=CHR": 0-20%

α-Ацетиленовые третичные γ-диолы С₉-С₁₀ общей формулы (RCH₂)(СН₃)С(ОН)С≡С(СН₂R")(СН₃)ОН: 0-5%

(где R=Н, СН₃; R'=СН₃, С₂Н₅; R"=Н, СН₃; R"=Н, СН₃)

Ингибитор радикальной полимеризации: 0-1%

Предлагаемый пенообразователь может быть получен монодегидратацией соответствующих α-ацетиленовых третичных γ-диолов С₉-С₁₀ в условиях, аналогичных условиям получения диметил(изопропенилэтинил)карбинола взаимодействием изоалкенилацетиленов с кетонами в условиях реакции Фаворского (И.Л.Котляревский, М.С.Шварцберг, Л.Б.Фишер. Реакции ацетиленовых соединений. Новосибирск: Наука, 1967. С.86). Состав пенообразователя регулируется степенью очистки изоалкенилацетиленового спирта от исходных веществ и побочных продуктов.

В качестве ингибиторов радикальной полимеризации используются фенолы или 2-(фениламино)нафталин (неозон Д) в количестве 0,0-1,0 мас.% по отношению к пенообразователю.

Указанная композиция для флотации полезных ископаемых может содержать в качестве собирателя алкилксантогенат, при этом соотношение по массе между пенообразователем и собирателем составляет 1:2-15 при расходе композиции 20-200 грамм на тонну флотируемой руды, содержащей цветные или драгоценные металлы.

Заявляемая композиция для флотации может содержать в качестве собирателя бутиловый аэрофлот, при этом соотношение по массе между пенообразователем и собирателем составляет 1:1,5-20 при расходе композиции 15-150 грамм на тонну флотируемой руды, содержащей цветные металлы.

Заявляемая композиция может содержать в качестве собирателя аполярный собиратель на основе предельных углеводородов, а соотношение по массе между пенообразователем и указанным аполярным собирателем составляет 1:0,1-80,0 при расходе композиции 25-3500 грамм на тонну флотируемого угля.

Заявляемая композиция для флотации полезных ископаемых может дополнительно содержать пенообразователь на основе предельных спиртов в количестве 0,1-87,5% в расчете на общее количество пенообразователя.

Заявляемая композиция для флотации полезных ископаемых может в качестве пенообразователя на основе предельных спиртов содержать пенообразователь Т-80 - кубовые остатки ректификации диметилдиоксана.

Сущность настоящего технического решения иллюстрируется конкретными примерами его реализации.

Пример 1. Золотосодержащую руду Акбакайского ГОКа (Республика Казахстан) с содержанием золота 10,81 г/т измельчали до содержания частиц с диаметром менее 0,074 мм в количестве 85 мас.%. Содержание руды в пульпе составляет 20%, время флотации 3 минуты. В качестве собирателя используют бутилксантогенат. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Пример 2. Медно-никелевую руду Талнахской ОФ (Норильское месторождение) с содержанием меди 3,64%, никеля 2,52% подготавливают к медному циклу флотации и флотируют в течение 22 минут аналогично примеру 1, за исключением того, что содержание руды в пульпе составляет 10%, а в качестве собирателя используют бутиловый аэрофлот. Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Пример 3. Угольный шлам Беловской ОФ (Кузбасс) зольностью 14,1% и средним размером частиц 0,5 мм флотируют при плотности пульпы 100 г/л 10 минут. В качестве собирателя используют газойль. Результаты испытаний представлены в таблице 3.

Пример 4. Медную руду карьера "Итауз" (г.Жезказган, Республика Казахстан) с содержанием 0,90% меди (из них 25% в оксидной форме) измельчают аналогично примеру 1, сульфидизируют сульфидом натрия из расчета 400 г/т, обрабатывают машинным маслом в количестве 65 г/т. В качестве собирателя используют бутиловый ксантогенат. Пенообразователем является смесь Т-80 и изоалкенилацетиленовых спиртов. Время флотации - 15 минут. Расход композиции из пенообразователей и собирателя при соотношении по массе 2:1-60 г/т.

Результаты испытаний представлены в таблице 4.

Пример 5. Медную руду Анненского рудника (г.Сатпаев, Республика Казахстан) с содержанием 1,33% меди, 0,30% цинка измельчают аналогично примеру 1, сульфидизируют сульфидом натрия из расчете 50 г/т, обрабатывают карбонатом натрия и жидким стеклом в количестве 500 и 100 г/т соответственно. В качестве собирателя используют бутиловый ксантогенат. Время флотации - 14 минут.

Результаты испытаний представлены в таблице 5.

Как следует из результатов флотации, в которой были использованы композиции на основе изоалкенилацетиленовых спиртов С₉-С₁₀ для флотации руд цветных, драгоценных металлов и угля в соответствии с настоящим техническим решением, их применение позволяет увеличить селективное извлечение полезных ископаемых по сравнению с прототипом.

Таблица 1.
№пп/п	Пенообразователь	Соотношение пенообразователь:собиратель по массе	Расход композиции, г/т флотируемой руды	Степень извлечения Au, %
1	Композиция на основе ДМИПЭКа	1:2	20	82,3
2	А	1:2	20	82,5
3	Б	1:2	20	82,7
4	В	1:2	20	82,6
5	Г	1:2	20	82,7
6	Д	1:2	20	82,9
7	Е	1:2	20	82,7
8	Ж	1:2	20	82,8
9	З	1:2	20	82,6
10	Композиция на основе ДМИПЭКа	1:4	200	90,1
11	А	1:4	200	90,5
12	Б	1:4	200	90,7
13	В	1:4	200	90,8
14	Г	1:4	200	90,9
15	Д	1:4	200	90,8
16	Е	1:4	200	90,6
17	Ж	1:4	200	90,8
18	З	1:4	200	90,7
19	Композиция на основе ДМИПЭКа	1	15	160	87,2
20	А	1	15	160	87,8
21	Б	1	15	160	87,6
22	В	1	15	160	87,8
23	Г	1	15	160	87,6
24	Д	1	15	160	87,7
25	Е	1	15	160	87,6
26	Ж	1	15	160	87,9
27	З	1	15	160	90,0

Таблица 2.
№ п/п	Пенообразователь	Расход композиции, г/т флотируемой руды	Соотношение пенообразователь:собиратель по массе	Степень извлечения Ni, %	Степень извлечения Cu, %
1	Композиция на основе ДМИПЭКа	15	1:1,5	5,75	73,59
2	А	15	1:1,5	5,70	74,10
3	Б	15	1:1,5	5,71	74,31
4	В	15	1:1,5	5,69	74,01
5	Г	15	1:1,5	5,67	74,08
6	Д	15	1:1,5	5,68	74,45
7	Е	15	1:1,5	5,72	74,32
8	Ж	15	1:1,5	5,65	74,17
9	З	15	1:1,5	5,69	74,58
10	Композиция на основе ДМИПЭКа	100	1:9	6,12	75,42
11	А	100	1:9	6,01	75,82
12	Б	100	1:9	6,02	75,91
13	В	100	1:9	5,95	75,85
14	Г	100	1:9	5,89	76,10
15	Д	100	1:9	5,87	76,05
16	Е	100	1:9	5,93	76,20
17	Ж	100	1:9	5,92	76,22
18	З	100	1:9	5,92	76,20
19	Композиция на основе ДМИПЭКа	150	1:20	6,23	75,97
20	А	150	1:20	5,98	76,65
21	Б	150	1:20	5,92	76,76
22	В	150	1:20	5,96	76,97
23	Г	150	1:20	5,81	76,78
24	Д	150	1:20	5,92	76,83
25	Е	150	1:20	5,88	76,93
26	Ж	150	1:20	5,84	76,79
27	З	150	1:20	5,90	76,93

Таблица 3.
№ п/п	Пенообразователь	Соотношение пенообразователь:собиратель по массе	Расход композиции, г/т флотируемого угля	Степень извлечения угля, %
1	Композиция на основе ДМИПЭКа	1:0,1	25	74,9
2	А	1:0,1	25	75,3
3	Б	1:0,1	25	75,5
4	В	1:0,1	25	75,2
5	Г	1:0,1	25	75,5
6	Д	1:0,1	25	75,6
7	Е	1:0,1	25	75,5
8	Ж	1:0,1	25	75,2
9	З	1:0,1	25	75,1
10	Композиция на основе ДМИПЭКа	1:30	2500	91,6
11	А	1:30	2500	91,9
12	Б	1:30	2500	91,7
13	В	1:30	2500	92,5
14	Г	1:30	2500	92,1
15	Д	1:30	2500	92,3
16	Е	1:30	2500	92,1
17	Ж	1:30	2500	92,4
18	З	1:30	2500	92,3
19	Композиция на основе ДМИПЭКа	1:80	3500	86,5
20	А	1:80	3500	86,8
21	Б	1:80	3500	86,8
22	В	1:80	3500	87,2
23	Г	1:80	3500	86,9
24	Д	1:80	3500	87,3
25	Е	1:80	3500	87,1
26	Ж	1:80	3500	87,4
27	З	1:80	3500	87,2

Таблица 4.
№ п/п	Тип пенообразователя (соотношение по массе между компонентами)	Степень извлечения Cu, %
1	Т80:композиция на основе ДМИПЭКа (4:1)	91,0
2	Т80:А(4:1)	91,3
3	Т80:Б(4:1)	91,6
4	Т80:В(4:1)	91,6
5	Т80:Г(4:1)	91,8
6	Т80:Д(4:1)	91,7
7	Т80:Е(4:1)	91,5
8	Т80:Ж(4:1)	91,7
9	Т80:З(4:1)	91,7
10	Т80:композиция на основе ДМИПЭКа (7:1)	87,0
11	Т80:А(7:1)	87,7
12	Т80:Б(7:1)	87,6
13	Т80:В(7:1)	87,6
14	Т80:Г(7:1)	87,5
15	Т80:Д(7:1)	87,5
16	Т80:Е(7:1)	87,9
17	Т80:Ж(7:1)	87,6
18	Т80:З(7:1)	87,5
19	Т80:композиция на основе ДМИПЭКа (1:999)	90,5
20	Т80:А(1:999)	90,9
21	Т80:Б(1:999)	91,1
22	Т80:В(1:999)	91,2
23	Т80:Г(1:999)	90,9
24	Т80:Д(1:999)	91,4
25	Т80:Е(1:999)	91,2
26	Т80:Ж(1:999)	91,1
27	Т80:З(1:999)	91,2

Таблица 5
№ п/п	Пенообразователь	Соотношение пенообразователь:собиратель по массе	Расход композиции, г/т флотируемой руды	Степень извлечения Cu, %	Степень извлечения Zn, %
1	Композиция на основе ДМИПЭКа	1:2	20	76,5	77,4
2	А	1:2	20	77,1	78,9
3	Б	1:2	20	76,9	79,0
4	В	1:2	20	77,3	78,6
5	Г	1:2	20	77,3	78,7
6	Д	1:2	20	77,4	78,6
7	Е	1:2	20	77,1	78,9
8	Ж	1:2	20	77,2	79,3
9	З	1:2	20	77,2	78,7
10	Композиция на основе ДМИПЭКа	1:4	200	85,8	85,7
11	А	1:4	200	86,2	87,0
12	Б	1:4	200	86,1	86,7
13	В	1:4	200	86,5	86,8
14	Г	1:4	200	86,5	86,9
15	Д	1:4	200	86,4	86,7
16	Е	1:4	200	86,5	86,7
17	Ж	1:4	200	86,3	86,8
18	З	1:4	200	86,4	86,9
19	Композиция на основе ДМИПЭКа	1:15	160	81,9	82,5
20	А	1:15	160	82,4	83,3
21	Б	1:15	160	82,6	83,2
22	В	1:15	160	82,4	83,5
23	Г	1:15	160	82,6	83,3
24	Д	1:15	160	82,3	83,5
25	Е	1:15	160	82,4	83,2
26	Ж	1:15	160	82.4	83,4
27	З	1:15	160	82,5	83,3

Комментарии к таблицам 1-5:Композиция на основе ДМИПЭКа (прототип) - состав, мас.%: ДМИПЭК - 95,0; ТМБД - 1,5; ДИПА - 1,0; ДМГДО - 2,5.А-состав, мас.%: С9-изоалкенилацетиленовые спирты - 80,0; С9-диизоалкенилацетилены - 19,0; п-метоксифенол - 1,0.Б-состав, мас.%: С10-изоалкенилацетиленовые спирты - 80,0; С10-диизолалкенилацетилены - 20,0.В-состав, мас.%: С9-изоалкенилацетиленовые спирты - 85,0%; С9-диизоалкенилацетилены - 9,5%; С9 - ацетиленовые γ-диолы - 5,0%, неозон Д - 0,5%.Г-состав, мас.%: С10-изоалкенилацетиленовые спирты - 85,0%; С10-диизоалкенилацетилены - 10,0%; С10 - ацетиленовые γ-диолы - 4,5%, п-гидрохинон - 0,5%.Д-состав, мас.%: С9 - изоалкенилацетиленовые спирты - 99,0; п-гидрохинон - 1,0%.Е-состав, мас.%: С10 - изоалкенилацетиленовые спирты - 99,0; п-гидрохинон - 1,0%Ж-состав, мас.%: С9-изоалкенилацетиленовые спирты - 90,0; С9 - диизоалкенилацетилены - 9,0; неозон Д - 1,0%.З-состав, мас.%: С10-изоалкенилацетиленовые спирты - 90,0; С10-диизоалкенилацетилены - 9,0; п-гидрохинон - 1,0%.

1. Композиция для флотации полезных ископаемых, включающая пенообразователь на основе изоалкенилацетиленовых спиртов и собиратель, отличающаяся тем, что пенообразователь на основе изоалкенилацетиленовых спиртов С₉-С₁₀ общей формулы RCH=CR'С≡СС(СН₂R")(СН₃)ОН имеет следующий химический состав, мас.%:

Изоалкенилацетиленовый спирт С9-С10 общей формулы
RCH=CR'С≡СС(СН2R")(СН3)ОН	80,0-99,0
Диизоалкенилацетилены С9-С10 общей формулы
RCH=CR'C≡CC(CH2R")=CHR'"	0-20,0
α-Ацетиленовые третичные γ-диолы С9-С10 общей формулы
(RCH2)(СН3)С(ОН)С≡С(СН2R")(СН3)ОН	0-5,0
(где R=Н, СН3; R'=СН3, С2Н5; R"=Н, СН3; R'"=Н, СН3)
Ингибитор радикальной полимеризации	0-1,0

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве ингибитора радикальной полимеризации используют фенолы или неозон Д.

3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве собирателя она содержит алкилксантогенат, а соотношение по массе между пенообразователем и собирателем составляет 1:2-15 при расходе композиции 20-200 г на тонну флотируемой руды, содержащей цветные или драгоценные металлы.

4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве собирателя она содержит алкилаэрофлот, а соотношение по массе между пенообразователем и собирателем составляет 1:1,5-20,0 при расходе композиции 15-150 г на тонну флотируемой медьсодержащей руды.

5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве собирателя она содержит аполярный собиратель на основе углеводородов, а соотношение по массе между пенообразователем и указанным аполярным собирателем составляет 1:0,1-80,0 при расходе композиции 25-3500 г на тонну флотируемого угля.

6. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит пенообразователь на основе предельных спиртов в количестве 0,1-87,5% в расчете на общее количество пенообразователя.

7. Композиция по п.6, отличающаяся тем, что в качестве пенообразователя на основе предельных спиртов она содержит пенообразователь Т-80 - кубовые остатки ректификации диметилдиоксана.