DE19910712C1

DE19910712C1 - Vorbereitung eines Flotationsmittels für die Erzflotation und Anlage zu seiner Vorbereitung

Info

Publication number: DE19910712C1
Application number: DE19910712A
Authority: DE
Inventors: Albin Dobersek; Viktor Faidel; Vladimir Vigdergaouz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-09-07
Anticipated expiration: 2019-03-11

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Vorbereitung eines als Sammler wirkenden Flotationsmittels für die Erzflotation beschrieben. Ein metallhaltiger nichtwasserlöslicher Oxidationskatalysator wird mit einem thermoplastischen Polymer gemischt. Der Sammler wird in Wasser gelöst und die Sammlerwasserlösung mit dem beschriebenen Gemisch durchmischt. Die Sammlerwasserlösung wird von dem Gemisch wieder getrennt, bevor sie dem Flotationsprozeß zugeführt wird. Es wird weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbereitung eines als Sammler wirkenden Flotationsmittels für die Erzflotation sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Mit Hilfe der Erzflotation können erzarme Lagerstätten oder auch Haldenerze od. dgl. ausgebeutet werden. Aufgrund der fortschreitenden Erschöpfung der hochwertigen Erzlager ge winnt die Erzflotation immer mehr an Bedeutung. So werden schon Kupfererze mit sehr niedrigem, etwa ab 0,3% Metallge halt abgebaut. Dieses Erz wird zu einem Konzentrat aufberei tet, das die Metalle in weit höheren, vorgegebenen Gehalten enthält. So sollen beispielsweise Kupfererze in Kupfer- Aufbereitungsfabriken zu einem Konzentrat mit einem Kupfer gehalt von wenigstens 18% aufbereitet werden. Üblicherweise werden durch Flotation Sammelkonzentrate erzeugt, die neben dem erwähnten Mindestgehalt an Kupfer auch hinsichtlich der Anteile sonstiger Metalle, wie z. B. Molybdän, Gold, Silber, Schwefel, Rhenium, vorgegebene Anforderungen erfüllen. Ein Konzentrat, das weniger als 18% Kupfer enthält, gehört übli cherweise zum Ausschuß. Durch eine Weiterverarbeitung dieses Konzentrats würde nämlich die Qualität des Schmelzproduktes gesenkt und der Schmelzausschuß erhöht und somit die Produk tion von Metallen beeinträchtigt werden.

Die Flotation wird in mehreren Schritten durchgeführt. Zu nächst wird in einer Hauptflotation ein grobes Konzentrat mit einem Kupfergehalt von 3,5 bis 6% erzeugt. In einer sich anschließenden 1. Bereinigungsflotation erhöht sich der Kupfergehalt auf 7 bis 14%. Erst in einer 2. Bereinigungs flotation wird ein Kupfergehalt von 18% und mehr erreicht.

Die Qualität des Flotationsverfahrens, d. h. das Erreichen vorgegebener Kennzahlen des Flotationsprozesses, und damit die Qualität des erzeugten Konzentrates wird außer durch Faktoren, wie zum Beispiel die Korngröße des zerkleinerten Erzes, die Dichte der Suspension vor der Flotation, auch im wesentlichen Maße durch die Bearbeitung der Suspension mit Flotationsmitteln beeinflußt.

Ein Verfahren für die Flotationsaufbereitung von Mineraler zen unter Verwendung eines Thiolsammlers ist aus der US 5 772 042 bekannt.

Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Auf gabe zugrunde, die Konzentratausbringung eines Flotations prozesses zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art durch folgende Schritte erreicht:

a) Mischen eines metallhaltigen, nicht wasserlöslichen Oxi dationskatalysators mit einem thermoplastischen Polymer,
b) Lösen eines Sammlers in Wasser,
c) Mischen des im Schritt a) erhaltenen Gemisches mit der Sammlerwasserlösung und
d) Trennen der Sammlerwasserlösung von dem im Schritt a) er haltenen Gemisch, bevor die Sammlerwasserlösung dem Flo tationsprozeß zugeführt wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die Metallgehal te in den erzeugten Konzentraten deutlich erhöht werden. Der metallhaltige, nichtwasserlösliche Oxidationskatalysator ka talysiert den Sammler mittels Sauerstoff bis zum Erreichen des entsprechenden Disulfides. Die partielle Oxidation der Sammlerlösung erlaubt es, das verlangsamte Stadium der Di sulfidbildungreaktion auf der Mineraloberfläche bei normalen Bedingungen zu kompensieren und ein optimales Verhältnis der Sammlersorptionform auf der Oberfläche der Flotationsmate rialien zu sichern. Dadurch, daß ein nichtwasserlöslicher Oxidationskatalysator eingesetzt wird, wird die Auflösung des Oxidationskatalysators ausgeschlossen und die Anwesen heit des Oxidationskatalysators in der Flotation verhindert.

Da der Oxidationskatalysator im Flotationsprozeß nicht vor handen ist, findet keine überschüssige Sammleroxidation statt, wodurch eine Verschlechterung der technologischen Kennzahlen - insbesondere der Ausbringung - vermieden wird.

Vorzugsweise ist der Oxidationskatalysator heterogen. Hier durch kann die Auflösung des Oxidationskatalysators leichter ausgeschlossen und das Vorhandensein des Oxidationskatalysa tors in der Flotation einfacher verhindert werden.

In günstiger Weiterbildung der Erfindung wird als Oxidati onskatalysator Cobaltphtalocyanin eingesetzt. Eine wirksame und effektive Oxidation des Sammlers wird hierdurch gewähr leistet.

Vorteilhafterweise wird als thermoplastisches Polymer Polye thylen eingesetzt. Polyethylen bewirkt eine gute Anbindung an den Oxidationskatalysator, wodurch dessen Eintritt in die Flotation leichter verhindert werden kann.

In einer günstigen Ausführungsform der Erfindung wird als Sammlerwasserlösung eine Thiolsammlerwasserlösung mit einer Konzentration bis 10% eingesetzt, wobei besonders bevorzugt als Thiol Butylkaliumxanthogenat eingesetzt wird. Thiole und insbesondere Butylkaliumxanthogenat zeigen sehr gute Samm lereigenschaften und verbessern vor allem bei sulfidischen Erzen die Anreicherung. Zudem ist ihre partielle Oxidation relativ leicht und sicher steuerbar, so daß eine überschüs sige Sammleroxidation weitestgehend vermieden werden kann.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird beim Schritt c) 100 ml einer Thiolsammlerwasserlösung mit einer Konzentration bis 10% in Anwesenheit von 1,25 g Oxidationskatalysator mit 25 cm² Oberfläche durchmischt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auch eine Vorrichtung mit einem Gehäuse vorgeschlagen, an dessen Oberseite ein Einlaß für die Sammlerwasserlösung und an des sen Unterseite ein Auslaß für die Sammlerwasserlösung ange ordnet ist und das eine Kammer sowie einen diese bis zu ei nem vorgegebenen Abstand zum Einlaß umgebenden Behälter ent hält, wobei die Kammer mit dem Einlaß verbunden ist, den me tallhaltigen, nichtwasserlöslichen Oxidationskatalysator enthält und in ihrem Boden Öffnungen aufweist, durch die die Sammlerwasserlösung in den Behälter austritt und die den Oxidationskatalysator zurückhalten, und wobei der Behälter flüssigkeitsdicht ist und die Sammlerwasserlösung durch Überströmen des oberen Randes der Behälterwand zum Auslaß der Vorrichtung gelangt. Mit dieser erfindungsgemäßen Vor richtung ist bei geringem Raum- bzw. Platzbedarf eine einfa che Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens möglich. Insbesondere wird durch die Lage des oberen Randes der Be hälterwand der Flüssigkeitspegel in der Kammer festgelegt.

Vorzugsweise ist der Boden des Behälters mit Abstand ober halb des Auslasses der Vorrichtung angeordnet. Auf diese Weise kann die Sammlerwasserlösung längs des Bodens des Be hälters zum Auslaß der Vorrichtung strömen, wodurch der Raumbedarf weiter verringert wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das mit dem Einlaß der Vorrichtung verbundene offene Ende der Kammer mit einem Netz überspannt, durch das die Sammlerwas serlösung eintreten kann und das den Oxidationskatalysator zurückhält. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß der Oxidationskatalysator in der Kammer verbleibt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuse einen Stutzen zum Einsaugen von Luft in das Gehäuse auf. Hierdurch kann eine Sauerstoffdiffusion und das Vermischen des Katalysators beschleunigt werden. Vor zugsweise ist dabei der Stutzen an eine Druckluftquelle an geschlossen.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielshalber näher erläu tert. Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Das in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer er findungsgemäßen Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 auf, in dem eine Kammer 2 und ein die Kammer 2 umgebender Behälter 3 an geordnet sind.

Das Gehäuse 1 ist aus einem becherförmigen Unterteil 4 und einem Deckel 5 zusammengesetzt. Das becherförmige Unterteil 4 weist einen Boden 6 auf, dessen Innenfläche 7 zur Mitte und zur Außenseite, d. h. zur vom Gehäuse 1 abgewandten Sei te, hin geneigt ist. In Bodenmitte ist eine Auslaßöffnung 8 ausgebildet, die von einem Auslaßstutzen 9 umschlossen wird, der an der Außenseite des Bodens 6 einstückig angeformt ist und sich vom Gehäuse 1 weg erstreckt. Im dargestellten Bei spiel verläuft der Auslaßstutzen 9 längs der Längsachse der Vorrichtung bzw. des Gehäuses 1 nach unten.

Das offene, in der Figur oben liegende Ende des becherförmi gen Unterteils 4 ist von einem Deckel 5 verschlossen, der die Umfangswand des Unterteils 4 übergreift. Zwischen Unter teil 4 und Deckel 5 ist eine flüssigkeitsdichte Dichtung 10 angeordnet. In der Mitte des Deckels 5 ist eine Einlaßöff nung 11 ausgebildet, die von einem auf der Außenseite, d. h. der Oberseite, des Deckels 5 einstückig angeformten Einlaß stutzen 12 umschlossen wird. Der Einlaßstutzen 12 erstreckt sich längs der Längsachse des Gehäuses 1 von diesem weg, d. h. in der Figur nach oben. Auf der Innenseite des Deckels ist zwischen dessen Einlaßöffnung 11 und dessen Außenrand ein umlaufender Steg bzw. Bund 13 ausgebildet.

Die Kammer 2 wird durch einen ebenfalls becherförmigen Kam merkörper 14 gebildet, der mit der Außenseite seines oberen Randes 15 an der Innenseite des Bundes 13 anliegt. Die Um fangswand des Kammerkörpers 14 springt unterhalb des oberen Randes 15 radial nach außen vor, so daß ihre Außenseite mit der Außenseite des Bundes 13 fluchtet und die Stirnfläche des Bundes 13 an der durch den Vorsprung ausgebildeten Schulter 16 des Kammerkörpers 14 anliegt, wobei zwischen Stirnfläche und Schulter 16 ebenfalls eine flüssigkeitsdich te Dichtung 17 eingesetzt ist. In der Kammer 2 sind Flocken 18 enthalten, die aus einem thermoplastischem Polymer, bei spielsweise Polyethylen, und einem metallhaltigen, heteroge nen, wasserunlöslichen Oxidationskatalysator, beispielsweise Cobaltphtalocyanin, bestehen.

Das der Einlaßöffnung 11 zugewandte und zu dieser ausgerich tete offene Ende des Kammerkörpers 14 ist mit einem Netz 19 überspannt, dessen Außenrand zwischen der Stirnseite des oberen Randes 15 des Kammerkörpers 14 und der Innenseite des Deckels 5 verklemmt ist. Die Maschenweite 20 des Netzes 19 ist so ausgelegt, daß Sammlerwasserlösung 21 hindurchströmen kann, die Flocken 18 aber nicht hindurchtreten können und somit in der Kammer 2 zurückgehalten werden. Der Boden 22 der Kammer 2 weist Öffnungen 23 auf, deren Weite ebenso aus gelegt ist.

Zwischen der Außenseite der Kammer 2 und der Innenseite des Gehäuses 1 ist ein flüssigkeitsdichter Behälter 3 angeord net, der ebenfalls becherförmig ausgebildet ist und sich entlang der Umfangswand der Kammer 2 in Richtung Einlaßöff nung 11 des Gehäuses 1 bis zu einem vorgegebenen Abstand 24 von der Innenseite des Gehäusedeckels 5 erstreckt. Die Lage des oberen Randes 25 des Behälters 3 bestimmt den Flüssig keitsstand bzw. -pegel in der Kammer 2. Zwischen der Um fangswand des Behälters 3 und der der Kammer 2 einerseits sowie der des Gehäuses 1 andererseits und auch zwischen dem Boden 26 des Behälters 3 und dem 22 der Kammer 2 sowie dem 6 des Gehäuses 1 ist jeweils ein Abstand angeordnet.

Eine Sammlerwasserlösung 21, vorzugsweise eine Thiolsammler wasserlösung, tritt durch die Einlaßöffnung 11 des Gehäuses 1 in die Kammer ein und kommt dort mit dem Oxidationskataly sator 18 in Kontakt. Nachdem die Sammlerwasserlösung 21 die in der Kammer 2 vorhandenen Flocken 18 aus dem Oxidationska talysator durchströmt hat, tritt sie durch die Öffnungen 23 im Boden 22 der Kammer 2 in den Behälter 3 ein. Dort strömt sie zwischen der Außenwand der Kammer 2 und der Innenwand des Behälters 3 nach oben, d. h. in Richtung der Einlaßöff des Gehäuses 1, bis sie den oberen Rand 25 der Umfangswand des Behälters 3 überströmt und zwischen der Außenseite der Behälter-Umfangswand und der Innenseite der Gehäuse- Umfangswand wieder nach unten in Richtung des Auslasses 8 des Gehäuses 1 strömt. Die Sammlerwasserlösung 21 strömt schließlich zwischen dem Behälterboden 26 und dem geneigten Gehäuseboden 6 zur Auslaßöffnung 8 und schließlich durch den Auslaßstutzen 9 aus dem Gehäuse 1 heraus.

In dem Gehäusedeckel 5 ist neben der Einlaßöffnung 11 des Gehäuses 1 eine Bohrung 27 angeordnet, die mit einer Durch gangsbohrung in einem auf der Außenseite des Deckels 5 ange brachten Stutzen 28 fluchtet. Durch diese Öffnung kann Luft, insbesondere auch Druckluft, in die Kammer 2 hinein einge saugt werden.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Beispiels näher erläutert:

Beispiel

Eine Ausgangssuspension von Kupfersulfiderz mit einer Korn größe von 2,0 mm und der Masse 1 kg wurde 18 min lang in ei ner Kugelmühle bis 56-57% Klasse 0,074 mm zerkleinert. Die Flotation fand in einer mechanischen Labormaschine, die ein Volumen von 3 l aufwies, statt. Die Versuche wurden in einem offenen Kreis durchgeführt, wobei folgender Reaktantver brauch vorlag:

Regulator-Natriumsulfid	62 g/t
Sammler-Butylkaliumxanthogenat	73 g/t
Schaumerzeuger T-80	75 g/t

Die Aktivierung der 9%-Xanthogenatlösung (V = 100 ml) wurde im Beisein von 1,25 g eines heterogenen Oxidationskatalysators, im vorliegenden Fall Cobaltphtalocyanin, mit der Oberfläche 25 cm² durchgeführt. Das Cobaltphtalocyanin wurde seinerseits zuvor mit Polyethylen gemischt bzw. auf dieses aufgetragen. Es wurden mehrere Versuche mit unterschiedlichen Aktivie rungs- bzw. Durchmischungszeiten gefahren. In der Tabelle sind Austrag, Metallgehalt und die Kupferausbringung für ausgewählte Konzentrationen der Xanthogenatlösung angegeben.

Tabelle

Das Diagramm in Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit der Konzentratausbrin gung (in %) von der Konzentration der Xanthogenatlösung (in %).

Das Durchmischen des Thiolsammlers bzw. des Butylkalium xanthogenat mit dem heterogenen Oxidationskatalysator Cobaltphtalocyanin verbessert die Flotationskinetik. Die Ge winnung bzw. Ausbringung sinkt beim Überschreiten der für das Durchrühren notwendigen Zeit. Eine untere Grenze wird durch die ungenügende Geschwindigkeit der Dixanthogenbildung bedingt, während eine obere Grenze durch einen Dixanthogen überschuß hervorgerufen wird. Wenn die Xanthogenatoxidation das optimale Niveau übersteigt, sinkt die Kupfergewinnung.

Claims

1. Verfahren zur Vorbereitung eines als Sammler wirkenden Flotationsmittels für die Erzflotation, mit den folgenden Schritten:

a) Mischen eines metallhaltigen nichtwasserlöslichen Oxi dationskatalysators mit einem thermoplastischen Poly mer,
b) Lösen eines Sammlers in Wasser,
c) Mischen des im Schritt a) erhaltenen Gemisches mit der Sammlerwasserlösung und
d) Trennen der Sammlerwasserlösung von dem im Schritt a) erhaltenen Gemisch, bevor die Sammlerwasserlösung dem Flotationsprozeß zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidationskatalysator heterogen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationskatalysator Cobaltphtalocyanin eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß als thermoplastisches Polymer Polyethy len eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß als Sammlerwasserlösung eine Thiolsamm lerwasserlösung mit einer Konzentration bis 10% einge setzt wird.

6. verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Thiol Butylkaliumxanthogenat eingesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, in Verbindung mit An spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt c) die Sammlerwasserlösung durch eine Flächeneinheit der Ober fläche des Oxidationskatalysators fließt.

8. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
einem Gehäuse (1), an dessen Oberseite ein Einlaß (11, 12) für die Sammlerwasserlösung (21) und an dessen Unter seite ein Auslaß (8, 9) für die Sammlerwasserlösung (21) angeordnet ist und das eine Kammer (2) sowie einen diese bis zu einem vorgegebenen Abstand (24) zum Einlaß (11, 12) umgebenden Behälter (3) enthält, wobei
die Kammer (2) mit dem Einlaß (11, 12) verbunden ist, den metallhaltigen, nichtwasserlöslichen Oxidationskatalysator (18) enthält und in ihrem Boden (22) Öffnungen (23) auf weist, durch die die Sammlerwasserlösung (21) in den Be hälter (3) austritt und die den Oxidationskatalysator (18) zurückhalten, und wobei
der Behälter (3) flüssigkeitsdicht ist und die Sammler wasserlösung (21) durch Überströmen des oberen Randes (25) der Behälterwand zum Auslaß (8, 9) der Vorrichtung ge langt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (26) des Behälters (3) mit Abstand oberhalb des Auslasses (8, 9) der Vorrichtung angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich net, daß das mit dem Einlaß (11, 12) der Vorrichtung verbundene offene Ende der Kammer (2) mit einem Netz (19) Überspannt ist, durch das die Sammlerwasserlösung (21) eintreten kann und das den Oxidationskatalysator (18) zurückhält.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) einen Stutzen (28) zum Einsaugen von Luft in das Gehäuse (1) aufweist.