[0001] Die Erfindung betrifft die Verwendung von endgruppenverschlossenen Fettalkoholpolyethylenglykolethern
als Co-Sammler zu kationischen und/oder ampholytischen Tensiden bei der Flotation
nichtsulfidischer Erze.
[0002] Zur Abtrennung von Wertmineralien von der Gangart ist die Flotation ein allgemein
angewandtes Sortierverfahren für die Aufbereitung von mineralischen Erzen. Nichtsulfidische
Minerale im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise Apatit, Fluorit,
Scheelit, Baryt, Eisenoxide und andere Metalloxide, z.B. die Oxide des Titans und
Zirkons, sowie bestimmte Silikate und Alumosilikate. Üblicherweise wird bei flotativen
Aufbereitungsverfahren das Erz zunächst zerkleinert und trocken, vorzugsweise aber
naß vermahlen und in Wasser suspendiert. Anschließend gibt man normalerweise Sammler,
häufig in Verbindung mit Schäumern und gegebenenfalls weiteren Hilfsreagenzien wie
Reglern, Drückern (Desaktivatoren) und/oder Belebern (Aktivatoren), zu, die die Abtrennung
der Wertminerale von den Gangartmineralen des Erzes bei der anschließenden Flotation
unterstützen. Bevor in die Suspension Luft eingeblasen wird (Flotieren), um an ihrer
Oberfläche Schaum zu erzeugen, läßt man diese Reagenzien üblicherweise eine gewisse
Zeit auf das feingemahlene Erz einwirken (Konditionieren). Der Sammler sorgt für eine
Hydrophobierung der Oberfläche der Minerale, so daß ein Anhaften dieser Minerale an
den während der Belüftung gebildeten Gasblasen bewirkt wird.
[0003] Die Hydrophobierung der Mineralbestandteile erfolgt selektiv in der Weise, daß die
unerwünschten Bestandteile des Erzes nicht an den Gasblasen haften bleiben. Der mineralhaltige
Schaum wird abgestreift und weiterverarbeitet. Es ist das Ziel der Flotation, das
Wertmineral der Erze in möglichst hoher Ausbeute zu gewinnen und dabei gleichzeitig
eine möglichst gute Anreicherung des Wertminerals zu erhalten.
[0004] Bei der flotativen Aufarbeitung von Erzen werden vor allem anion-aktive, kationaktive
und ampholytische Tenside als Sammler eingesetzt. Im Unterschied zu anionaktiven,
kationaktiven und ampholytischen Tensiden werden nichtionische Tenside in der Flotation
kaum als Sammler eingesetzt. A. Doren, D. Vargas und J. Goldfarb berichten in Trans.
Inst. Met. Min. Sect. C
84 (1975), Seiten 34 bis 39 über Flotationsversuche an Quarz, Cassiterit und Chrysocolla,
die mit einem Anlagerungsprodukt von 9 bis 10 Mol Ethylenoxid an Octylphenol als
Sammler durchgeführt wurden. In der einschlägigen Literatur werden auch vereinzelt
Kombinationen aus ionischen und nichtionischen Tensiden als Sammler beschrieben. So
berichten A. Doren, A. van Lierde und J. A. de Cuyper in Dev. Min. Proc.
2 (1979), Seiten 86 bis 109 über Flotationsversuche, die an nichtsulfidischem Zinnerz
mit einer Kombination aus einem Anlagerungsprodukt von 9 bis 10 Mol Ethylenoxid an
Octylphenol und einem Octadecylsulfosuccinat durchgeführt wurden. V. M. Lovell beschreibt
in A. M. Gaudin Memorial Volume, herausgegeben von M. C. Fuerstenau, AIME, New York,
1976 Vol. 1, Seiten 597 bis 620 Flotationsversuche, die an Apatit mit einer Kombination
aus Tallölfettsäure und Nonylphenoltetraglykolether durchgeführt wurden.
[0005] Die für die Flotation eingesetzten kationaktiven und ampholytischen Sammler führen
in vielen Fällen bei ökonomisch vertretbaren Sammlermengen zu keinem befriedigenden
Ausbringen der Wertminerale.
[0006] Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, im Sinne einer wirtschaftlichen
Gestaltung der Flotationsprozesse verbesserte Sammler aufzufinden, mit denen entweder
bei gleichbleibenden Sammlermengen und gleichbleibender Selektivität größere Ausbeuten
an Wertmineralen, oder, bei verminderten Sammlermengen, zumindest gleichbleibende
Wertmineralausbeuten erzielt werden.
[0007] Es wurde gefunden, daß bestimmte endgruppenverschlossene Fettalkoholpolyethylenglykolether
sehr wirkungsvolle Zusätze zu kationischen und ampholytischen Tensiden, die als Sammler
für die Flotation von nichtsulfidischen Erzen bekannt sind, im Sinne von Co-Sammlern
darstellen.
[0008] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Gemischen aus
a) mindestens einem Alkyl-oder Alkenylpolyethylenglykolether, der durch hydrophobe
Reste endgruppenverschlossen ist, und
b) mindestens einem kationischen oder ampholytischen Tensid
als Sammler bei der Flotation von nichtsulfidischen Erzen.
[0009] Als Komponente a) kommen insbesondere Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether
der Formel I in Betracht,
R¹ - O - (CH₂CH₂O)
n - R² I
in der R¹ einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis
22 Kohlenstoffatomen, R² einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis
8 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest und n eine Zahl von 1 bis 30 bedeutet.
[0010] Die vorstehend definierten endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether
stellen eine literaturbekannte Substanzklasse dar; sie können nach bekannten Methoden
der organischen Synthese erhalten werden (siehe beispielsweise US-PS 2 856 434, DE-AS
15 20 647, DE-OS 25 56 527, DE-OS 30 11 237, EP-A-00 30 397 und DE-OS 33 15 951).
Diese endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether sind vor
allem in alkalischem Medium chemisch beständiger als die entsprechenden Polyglykolether
mit freier Hydroxylgruppe. Da solche blockierten Alkyl- oder Alkenylpolyglykolether
in wässrigen Lösungen auch weniger schäumen als ihre Ausgangsverbindungen, haben sie
eine gewisse Bedeutung für (alkalische) Reinigungsprozesse mit starker Beanspruchung
(siehe beispielsweise DE-OS 33 15 951).
[0011] Als Ausgangsmaterialien für die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden endgruppenverschlossenen
Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether können bekannte Fettalkohole verwendet werden.
Die Fettalkoholkomponente kann aus geradkettigen und verzweigten gesättigten und
ungesättigten Verbindungen dieser Kategorie mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen bestehen,
beispielsweise aus n-Octanol, n-Decanol, n-Dodecanol, n-Tetradekanol, n-Hexadecanol,
n-Octadecanol, n-Eikosanol, n-Docosanol, n-Hexadecenol, n-Octadecenol, Isotridecanol
und Isooctadecanol. Die genannten Fettalkohole können einzeln die Basis für die endgruppenverschlossenen
Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether bilden. In der Regel werden jedoch Produkte
auf der Basis von Fettalkoholgemischen eingesetzt, die aus dem Fettsäureanteil von
Fetten und Ölen tierischen oder pflanzlichen Ursprungs abstammen. Solche Fettalkoholgemische
lassen sich bekanntlich aus den nativen Fetten und Ölen, u.a. über die Umesterung
der Triglyceride mit Methanol und nachfolgende katalytische Hydrierung der Fettsäuremethylester,
gewinnen. Hier können sowohl die herstellungsmäßig anfallenden Fettalkoholgemische
als auch geeignete Fraktionen mit einem be grenzten Kettenlängenspektrum als Basis
für die Herstellung der endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether
dienen. Neben den aus natürlichen Fetten und Ölen gewonnenen Fettalkoholgemischen
sind auch synthetisch gewonnene Fettalkoholgemische, beispielsweise die bekannten
Ziegler- und Oxofettalkohole als Ausgangsmaterial für die Herstellung geeignet.
[0012] In den erfindungsgemäß zu verwendenden Tensidgemischen werden als Komponete a) vorzugsweise
Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether auf Basis von Fettalkoholen mit 12 bis
18 Kohlenstoffatomen, d. h. solche Verbindungen der Formel I eingesetzt, in denen
R¹ einem Alkyl- oder Alkenylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen entspricht.
[0013] Bei der Herstellung der endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether
werden an die genannten Fettalkohole 1 bis 30, vorzugsweise 2 bis 15 Mol Ethylenoxid
pro Mol Fettalkohol angelagert. Die Umsetzung mit Ethylenoxid erfolgt dabei unter
den bekannten Alkoxylierungsbedingungen, vorzugsweise in Gegenwart von geeigneten
alkalischen Katalysatoren.
[0014] Die für den Endgruppenverschluß der Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether erforderliche
Veretherung der freien Hydroxylgruppen kann nach den aus der Literatur (beispielsweise
aus US-PS 2 856 434, DE-AS 15 20 647, DE-OS 25 56 527, DE-OS 30 11 237, EP-A-00 30
397 und DE-OS 33 15 951) bekannten Verfahren durchgeführt werden. Bevorzugt wird
die Veretherung der freien Hydroxylgruppen unter den bekannten Bedingungen der Williamsonschen
Ethersynthese mit geradkettigen oder verzweigten C₁ bis C₈-Alkylhalogeniden oder Benzylhalogeniden
durchgeführt, beispielsweise mit n-Propyljodid, n-Butylchlorid, sec.-Butylbromid,
tert.-Butylchlorid, Amylchlorid, tert.-Amylbromid, n-Hexylchlorid, n-Heptylbromid,
n-Octylchlorid und Benzylchlorid. Dabei kann es zweckmäßig sein, organisches Halogenid
und Alkali im stöchiometrischen Überschuß, beispielsweise von 100 bis 200 %, über
die zu verethernden Hydroxylgruppen einzusetzen. Ein entsprechendes Verfahren ist
in der DE-OS 33 15 951 beschrieben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt
Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether eingesetzt, die mit n-Butylgruppen endgruppenverschlossen
sind.
[0015] In den erfindungsgemäß zu verwendenden Tensidgemischen kommen als Komponenten b)
kationische und ampholytische Tenside in Betracht, die an sich als Sammler für die
Flotation von nichtsulfidischen Erzen bekannt sind.
[0016] Wenn erfindungsgemäß kationische Tenside als Komponente b) eingesetzt werden sollen,
so kommen insbesondere primäre aliphatische Amine, mit α-verzweigten Alkylresten
substituierte Alkylendiamine, hydroxyalkylsubstituierte Alkylendiamine und wasserlösliche
Säureadditionssalze dieser Amine sowie quartäre Ammoniumverbindungen in Betracht.
[0017] Als primäre aliphatische Amine eignen sich vor allem die von den Fettsäuren der nativen
Fette und Öle abstammenden Fettamine mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, beispielsweise
n-Octylamin, n-Decylamin, h-Dodecylamin, n-Tetradecylamin, n-Hexadecylamin, n-Octadecylamin,
n-Eicosylamin, n-Docosylamin, n-Hexadecenylamin und n-Octadecenylamin. Die genannten
Amine können einzeln als Komponente b) verwendet werden. Normalerweise werden jedoch
Amingemische eingesetzt, deren Alkyl- und/oder Alkenylreste aus dem Fettsäureanteil
von Fetten und Ölen tierischen oder pflanzlichen Ursprungs herstammen. Solche Amingemische
lassen sich bekanntlich aus den durch Fettspaltung gewonnenen Fettsäuren der nativen
Fette und Öle über die zugehörigen Nitrile durch Reduktion mit Natrium und Alkoholen
oder durch katalytische Hydrierung gewinnen. Beispiele hierfür sind Talgamine oder
Hydrotalgamine, wie sie aus den Talgfettsäuren bzw. den hydrierten Talgfettsäuren
über die entsprechenden Nitrile und deren Hydrierung zugänglich sind.
[0018] Die für die Verwendung als Komponente b) geeigneten alkylsubstituierten Alkylendiamine
entsprechen der Formel V,

in der R und R
, gesättigte oder ungesättigte, geradkettige oder verzweigte Alkylreste bedeuten und
in der n = 2 bis 4 ist. Die Herstellung dieser Verbindungen und ihre Verwendung bei
der Flotation ist in der DDR-PS 64 275 beschrieben.
[0019] Die für die Verwendung als Komponente b) geeigneten hydroxyalkylsubstituierten Alkylendiamine
entsprechen der Formel VI,

in der R¹ und R² Wasserstoff und/oder unverzweigte Alkylreste mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen
darstelln, wobei die Summe der Kohlenwasserstoffatome in R¹ und R² 9 bis 18 beträgt
und n = 2 bis 4 ist. Die Herstellung der Verbindungen der Formel V und ihre Verwendung
bei der Flotation ist in der DE-OS 25 47 987 beschrieben.
[0020] Die vorgenannten Aminverbindungen können als solche oder in Form ihrer wasserlöslichen
Salze verwendet werden. Die Salze werden im gegebenen Fall durch Neutralisation, die
sowohl mit äquimolaren Mengen als auch mit einem Überschuß oder Unterschuß an Säure
durchgeführt werden kann, erhalten. Geeignete Säuren sind beispielsweise Schwefelsäure,
Phoshporsäure, Essigsäure und Ameisensäure.
[0021] Die für die Verwendung als Komponente b) geeigneten quartären Ammoniumverbindungen
entsprechen der Formel VII,

in der R¹ einen vorzugsweise geradkettigen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen,
R˝ einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest, R³ und R⁴
jeweils einen Alkylrest mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen, die gleich oder verschieden
sein können, und X ein Halogenidanion, insbesondere ein Chloridion darstellen. In
bevorzugten quartären Ammoniumverbindungen ist R¹ ein Alkylrest mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen;
R² , R³ und R⁴ sind gleich und entweder Methyl- oder Ethylreste; X ist ein Chloridion.
[0022] Bei den ampholytischen Tensiden, die erfindungsgemäß als Komponente b) eingesetzt
werden, handelt es sich um Verbindungen, die im Molekül mindestens eine anionenaktive
und eine kationenaktive Gruppe enthalten, wobei die anionenaktiven Gruppen vorzugsweise
aus Sulfonsäure- oder Carboxylgruppen und die kationenaktiven Gruppen aus Aminogruppen,
vorzugsweise aus sekundären oder tertiären Aminogruppen, bestehen. Als ampholytische
Tenside kommen insbesondere Sarkoside, Tauride, N-substituierte Aminopropionsäuren
und N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-alkylsulfosuccinamate in Betracht.
[0023] Die für die Verwendung als Komponente b) geeigneten Sarkoside entsprechen der Formel
VIII,

in der R einen Alkylrest mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 11 bis 17
Kohlenstoffatomen, bedeutet. Diese Sarkoside stellen bekannte Verbindungen dar, die
nach bekannten Verfahren hergestellt werden können. Bezüglich ihrer Verwendung bei
der Flotation wird auf H. Schubert, Aufbereitung fester mineralischer Rohstoffe, 2.
Aufl., Leipzig 1977, S. 310-311, und die darin zitierten Literaturstellen verwiesen.
[0024] Die für die Verwendung als Komponente b) geeigneten Tauride entsprechen der Formel
IX,

in der R eine Alkylrest mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 11 bis 17 Kohlenstoffatomen,
bedeutet. Diese Tauride stellen bekannte Verbindungen dar, die nach bekannten Verfahren
erhalten werden können. Die Verwendung von Tauriden bei der Flotation ist bekannt,
siehe H. Schubert, loc. cit.
[0025] N-substituierte Aminopropionsäuren, die sich für die Verwendung als Komponente b)
eignen, entsprechen der Formel X,
R - (NH - CH₂ -CH₂)
n -

₂ - CH₂CH₂ - COO
⊖ X
in der n Null oder eine Zahl von 1 bis 4 sein kann, während R einen Alkyl- oder Acylrest
mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, bedeutet. Bei den genannten N-substituierten Aminopropionsäuren
handelt es sich ebenfalls um bekannte und auf bekanntem Weg herstellbare Verbindungen.
Bezüglich ihrer Verwendung als Sammler bei der Flotation wird auf H. Schubert, loc.
cit. und auf Int. J. Min. Proc. 9 (1982), S. 353-384, insbesondere S. 380, verwiesen.
[0026] Die für die Verwendung als Komponente b) in den erfindungsgemäßen Sammlergemischen
geeigneten N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-alkylsulfosuccinamate entsprechen der Formel
XI,

in der R einen Alkylrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 12 bis 18
Kohlenstoffatomen, und M ein Wasserstoffion, ein Alkalimetallkation oder ein Ammoniumion,
vorzugsweise ein Natriumion, bedeutet. Die genannten N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-alkylsulfosuccinamate
stellen bekannte Verbindungen dar, die nach bekannten Methoden hergestellt werden
können. Die Verwendung dieser Verbindungen als Sammler bei der Flotation ist ebenfalls
bekannt, siehe H. Schubert, loc. cit.
[0027] In den erfindungsgemäß zu verwendenden Gemischen aus endgruppenverschlossenen Alkyl-
oder Alkenylpolyethylenglykolethern und kationischen und/oder ampholytischen Tensiden
liegt das Gewichtsverhältnis der Komponenten a) : b) im Bereich von 1 : 20 bis 3
: 1, vorzugsweise im Bereich von 1 : 10 bis 1 : 1.
[0028] Zur Erzielung wirtschaftlich brauchbarer Ergebnisse bei der Flotation nichtsulfidischer
Erze muß das Tensidgemisch in einer gewissen Mindestmenge eingesetzt werden. Es darf
aber auch eine Höchstmenge an Tensidgemsich nicht überschritten werden, da sonst die
Schaumbildung zu stark wird und die Selektivität gegenüber den Wertmineralien abnimmt.
[0029] Die Mengen, in denen die erfindungsgemäß zu verwendenden Sammlergemische eingesetzt
werden, hängen jeweils von der Art der zu flotierenden Erze und von deren Gehalt an
Wertmineralien ab. Demzufolge können die jeweils notwendigen Einsatzmengen in weiten
Grenzen schwanken. Im allgemeinen werden die erfindungsgemäßen Sammlergemische in
Mengen von 50 bis 2000, vorzugsweise 100 bis 1500 g pro Tonne Roherz eingesetzt.
[0030] In der Praxis werden die erfindungsgemäß zu verwendenden Gemische in den bekannten
Flotationsverfahren für nichtsulfidische Erze anstelle von bekannten Sammlern eingesetzt.
Dementsprechend werden auch hier neben den beschriebenen 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 zum technologischen Hintergrund
der Erzaufbereitung verwiesen: H. Schubert, Aufbereitung fester mineralischer Stoffe,
Leipzig 1967; B. Wills, Mineral Processing Technology Plant Design, 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 bis 1978.
[0031] Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Abtrennung von nichtsulfidischen
Mineralien aus einem Erz durch Flota tion, bei dem man gemahlenes Erz mit Wasser
zu einer Suspension vermischt, in die Suspension in Gegenwart eines Sammlersystems
Luft einleitet und den entstandenen Schaum zusammen mit dem darin enthaltenen Mineral
abtrennt. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man als Sammler Gemische
aus
a) mindestens einem Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether, der durch hydrophobe
Reste endgruppenverschlossen ist, und
b) mindestens einem kationischen oder ampholytischen Tensid
einsetzt.
[0032] Ein bevorzugtes Einsatzgebiet für die erfindungsgemäß zu verwendenden Sammlergemische
ist die Aufbereitung von Erzen wie Scheelit, Baryt-, Apatit- oder Eisenerzen.
[0033] Die nachfolgenden Beispiele zeigen die Überlegenheit der erfindungsgemäß zu verwendenden
Gemische aus endgruppenverschlossenen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether und
kationischen oder ampholytischen Tensiden im Vergleich zu bekannten Sammlerkomponenten
aus dem Stand der Technik.
[0034] Unter Laborbedingungen wurde teilweise mit erhöhter Sammlerkonzentration gearbeitet,
die in der Praxis zum Teil erheblich unterschritten werden kann. Die Anwendungsmöglichkeiten
und Anwendungsbedingungen sind daher nicht auf die in den Beispielen beschriebenen
Trennaufgaben und Versuchsbedingungen beschränkt. Alle Prozentangaben sind, sofern
nicht anders angegeben in Gewichtsprozent. Die Mengenangaben für Reagenzien beziehen
sich jeweils auf Aktivsubstanz.
Beispiele
Beispiel 1
[0035] Als Flotationsaufgabe wurden Abgänge einer Eisenerzaufbereitung verwendet, die bezüglich
der Hauptbestandteile nachfolgende chemische Zusammensetzungen hatten:

Eingesetzt wurde eine Siebfraktion der Korngröße 100 bis 200 µm. Bei der Flotation
sollte der als Apatit vorliegende Phosphor angereichert werden.
[0036] Als Sammler wurden folgende Substanzen oder Substanzgemische eingesetzt:
Sammler A bis C
[0037] Die Sammler A bis C bestanden aus Gemischen von
a) Ölsäuresarkosid und
b) einem Fettalkoholpolyethylenglykol-n-butylether auf der Basis eines Anlagerungsproduktes
von 5 Mol Ethylenoxid an ein Fettalkoholgemisch der Kettenlänge C₁₂-C₁₈
im Gewichtsverhältnis a : b = 3 : 1 (A), 2 : 1 (B) und 1 : 1 (C).
Sammler D (Vergleichssubstanz)
Ölsäuresarkosid
[0038] Die Flotationsversuche wurden in einer modifizierten Hallimond-Röhre (Mikroflotationszelle)
nach B. Dobias, Colloid & Polymer Science, 259 (1981), Seiten 775 bis 776, bei Raumtemperatur
durchgeführt. Für die einzelnen Versuche wurden jeweils 2 g Erz eingesetzt. Zur Herstellung
der Trübe wurde destilliertes Wasser verwendet. Die Konditionierzeit betrug jeweils
15 Minuten. Während der Flotation wurde ein Luftstrom mit einer Durchflußgeschweindigkeit
von 4 ml/min durch die Trübe geleitet. Die Flotationsdauer betrug in allen Versuchen
12 Minuten. Der pH-Wert lag bei 9,5. Die Sammler A bis D wurden jeweils in einer Gesamtdosierung
von 150 g/t eingesetzt.
[0039] Die Ergebnisse der Flotationsversuche sind in der Tabelle I wiedergegeben.
TABELLE I
Flotation von Apatit aus Abgängen der Eisenerzaufbereitung |
Sammler |
Verhältnis a : b |
P₂O₅-Ausbringen % |
P₂O₅-Gehalt im Konzentrat (%) |
A |
3 : 1 |
91 |
27,1 |
B |
2 : 1 |
102* |
24,2 |
C |
1 : 1 |
94 |
27,5 |
D** |
1 : 0 |
57 |
29 |
*) der geringfügig über 100 % liegende Ausbringenswert ist durch die Ungenauigkeit
der Analysenmethode bedingt. |
**) Vergleichssammler |
Ergebnis
[0040] Durch den Zusatz des Fettalkoholpolyethylenglykol-n-butylethers zu dem bekannten
Sammler Ölsäuresarkosid wird bei gleichbleibender Sammlerdosierung die Selektivität
zwar leicht verringert, das Ausbringen jedoch sehr stark erhöht.
Beispiel 2
[0041] Als Flotationsaufgabe wurde die in Beispiel 1 beschriebene Siebfraktion aus den
Abgängen der Eisenerzaufbereitung eingesetzt.
[0042] Als Sammler wurden folgende Substanzgemische eingesetzt:
Sammler E bis G
[0043] Die Sammler E bis G bestanden aus Gemischen von
a) N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-octadecylsuccinamat (handelsüblich) und
b) einem Fettalkoholpolyethylenglykol-n-Butylether auf der Basis eines Anlagerungsproduktes
von 5 Mol Ethylenoxid an ein Fettalkoholgemisch der Kettenlänge C₁₂-C₁₈
im Gewichtsverhältnis a : b = 3 : 1 (E), 2 : 1 (F) und 1 : 1 (G).
Sammler H (Vergleichssubstanz)
N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-octadecylsuccinamat (handelsüblich)
[0044] Die Flotationsversuche wurden in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise durchgeführt
mit der Abänderung, daß hier die Sammlergemische jeweils in einer Gesamtdosierung
von 100 g/t eingesetzt wurden.
[0045] Die bei den Flotationsversuchen erhaltenen Daten sind der Tabelle II zu entnehmen.
TABELLE II
Flotation von Apatit aus Abgängen der Eisenerzaufbereitung |
Sammler |
Verhältnis a : b |
P₂O₅-Ausbringen % |
P₂O₅-Gehalt im Konzentrat (%) |
E |
3 : 1 |
90 |
29,7 |
F |
2 : 1 |
82 |
29,8 |
G |
1 : 1 |
85 |
29,5 |
H* |
1 : 0 |
71 |
31 |
Ergebnis
[0046] Bei gleichbleibender Gesamtdosierung führen die erfindungsgemäßen Sammlergemische
im Vergleich zu der allein eingesetzten Vergleichssubstanz bei nur wenig veränderter
Selektivität zu einer deutlichen Erhöhung des P₂O₅-Ausbringens.
Beispiel 3
[0047] Als Flotationsaufgabe diente die in Beispiel 1 beschriebene Siebfraktion aus den
Abgängen der Erzaufbereitung.
[0048] Als Sammler wurden folgende Substanzen und Substanzgemische eingesetzt:
Sammler I bis K
[0049] Die Sammler I bis K bestanden aus Gemischen von
a) N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-octadecylsuccinamat und
b) einem Fettalkoholpolyethylenglykol-n-Butylether auf der Basis eines Anlagerungsproduktes
von 7 Mol Ethylenoxid an ein Mol eines Fettalkoholgemisches der Kettenlänge C₁₂-C₁₈.
[0050] Die Flotationsversuche wurden in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise durchgeführt
mit der Abwandlung, daß hier die Sammlergesamtdosierung jeweils 100 g/t betrug.
[0051] Die Ergebnisse der Flotationsversuche sind in der Tabelle III wiedergegeben. Zum
Verlgeich sind die mit dem Sammler H in Beispiel 2 erzielten Werte in der Tabelle
III angegeben.
TABELLE III
Flotation von Apatit aus Abgängen der Eisenerzaufbereitung |
Sammler |
Verhältnis a : b |
P₂O₅-Ausbringen % |
P₂O₅-Gehalt im Konzentrat (%) |
I |
3 : 1 |
98 |
29,1 |
J |
2 : 1 |
99 |
29,0 |
K |
1 : 1 |
96 |
29,0 |
H* |
1 : 0 |
71 |
31,0 |
Ergebnis
[0052] Im Vergleich zu dem allein eingesetzten N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-octadecylsuccinamat
(H*) führen die erfindungsgemäßen Gemische bei gleichbleibender Gesamtdosierung zu
einer deutlichen Erhöhung des P₂O₅-Ausbringens bei nur wenig verminderter Selektivität.
Beispeil 4
[0053] Als Modell für ein Erz, das mit kationischen Tensiden flotiert werden kann, wurde
reiner Quarzsand eingesetzt. Die Korngröße der Flotationsaufgabe lag unterhalb von
250 µm.
[0054] Als erfindungsgemäßer Sammler wurde ein Gemisch aus
a) Lauryltrimethylammoniumchlorid und
b) einem Fettalkoholpolyethylenglykol-n-Butylether auf der Basis eines Anlagerungsproduktes
von 5 Mol Ethylenoxid an ein Mol eines Fettalkoholgemisches der Kettenlänge C₁₂-C₁₈
[0055] Im Gewichtsverhältnis von a : b = 2 : 1 (Sammler L) eingesetzt. Als Vergleichssubstanz
diente Lauryldimethylammoniumchlorid ohne Zusatz (Sammler M).
[0056] Die Flotationsversuche wurden in der in Beispiel 1 angegebenen Weise durchgeführt
mit der Abwandlung, daß hier das Sammlergemisch bzw. der Sammler jeweils in einer
Gesamtdosierung von 100 g/t eingesetzt wurde. Die Flotationsdauer betrug 2 bzw. 12
Minuten.
[0057] Die gefundenen Ergebnisse sind in der Tabelle IV wiedergegeben.
TABELLE IV
Flotation von reinem Quarzsand |
Sammler |
Verhältnis a : b |
Ausbringen an Quarzsand |
|
|
nach 2 Min. |
nach 12 Min. |
L |
2 : 1 |
42 |
62 |
M* |
1 : 0 |
16 |
43 |
Ergebnis
[0058] Das erfindungsgemäße Sammlergemisch bewirkt gegenüber dem allein eingesetzten Lauryltrimethylammoniumchlorid
bei der gleichen Sammlerdosierung eine starke Erhöhung des Gesamtausbringens, insbesondere
bei kurzen Flotationszeiten. Die Zumischung des Fettalkoholpolyethylenglykol-n-butylethers
hat damit auch einen positiven Einfluß auf die Flotationskinetik.
1. Verwendung von Gemischen aus
a) mindestens einem Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether, der durch hydrophobe
Reste endgruppenverschlossen ist, und
b) mindestens einem kationischen oder ampholytischen Tensid
als Sammler bei der Flotation von nichtsulfidischen Erzen.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente a) mindestens
einen Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether der Formel I einsetzt,
R¹ - O - (CH₂CH₂O)n - R² I
in der R¹ einen geradkettigen oder verzweigten Alkyl- oder Alkenylrest mit 8 bis 22
Kohlenstoffatomen, R² einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 8
Kohlenstoffatomen oder einen Benzylrest, und n eine Zahl von 1 bis 30 bedeutet.
3. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel I R¹ einen
Alkyl- oder Alkenylrest mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet.
4. Verwendung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel
I n eine Zahl von 2 bis 15 ist.
5. Verwendung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel
I R² einen n-Butylrest bedeutet.
6. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente
b) mindestens ein kationisches Tensid aus der aus primären aliphatischen Aminen, mit
α-verzweigten Alkylresten substituierten Alkylendiaminen, hydroxyalkylsubstituerten
Alkylendiaminen und wasserlöslichen Säureadditionssalzen dieser Amine sowie quartären
Ammoniumverbindungen bestehenden Gruppe einsetzt.
7. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente
b) mindestens ein ampholytisches Tensid aus Sarkosiden, Tauriden, N-substituierten
Aminopropionsäuren und N-(1,2-Dicarboxyethyl)-N-alkylsulfosuccinamaten bestehenden
Gruppe einsetzt.
8. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis
der Komponenten a) : b) im Bereich von 1 : 20 bis 3 : 1, vorzugsweise im Bereich von
1 : 10 bis 1 : 1 liegt.
9. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gemische
aus a) und b) in Mengen von 50 bis 2000 g, vorzugsweise 100 bis 1500 g pro Tonne Roherz
einsetzt.
10. Verfahren zur Abtrennung von nichtsulfidischen Mineralien aus einem Erz durch
Flotation, bei dem man gemahlenes Erz mit Wasser zu einer Suspension vermischt, in
die Suspension in Gegenwart eines Sammlersystems Luft einleitet und den entstandenen
Schaum zusammen mit dem darin enthaltenen Mineral abtrennt, dadurch gekennzeichnet,
daß man als Sammler Gemische aus
a) mindestens einem Alkyl- oder Alkenylpolyethylenglykolether, der durch hydrophobe
Reste endgruppenverschlossen ist, und
b) mindestens einem kationischen oder ampholytischen Tensid
einsetzt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gemische aus a)
und b) in Mengen von 50 bis 2000 g pro Tonne Roherz einsetzt.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß man als
Erz Scheelit, Baryt-, Apatit- oder Eisenerz einsetzt.