PT79902B

PT79902B - A process for recovering copper minerals by improved flotation of upper zone copper sulfide ores

Info

Publication number: PT79902B
Application number: PT79902A
Authority: PT
Original assignee: Exxon Research Engineering Co
Priority date: 1984-01-30
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1986-11-18
Also published as: ES8605588A1; ZM685A1; ES539923A0; US4585549A; PT79902A; AU3819985A

Description

Descrição do objecto do invento que

EXXON RESEARCH AND ENGINEERING COMPANY, norte-americana, industrial, com sede em Florham Park, Nova Jérsia, Estados Unidos da America, pretende obter em Portu gal, para” PROCESSO PARA RECUPERAÇÃO DE MINERAIS DE COBRE MEDIante FLUTUAÇÃO APERFEIÇOADA DE MINÉRIOS DE SULIURETO DE COBRE DE ZONA SUPERIOR”

0 presente invento diz respeito a um processo para a recuperação de minerais de cobre mediante a flutuação de mi nerais de cobre, e mais particularmente, à flutuação de menérios de sulfureto de cobre, por exemplo minérios pórfíricos, que contêm menerais de sulfureto de cobre oxidado no minério.

Sabe-se que a taxa de flutuação e a recuperação total dos sufuretos de cobre, por exemplo os que se encontram em minérios pórfíricos, são sbstancialmente menores em minérios provenientes de zonas superiores de veios de minério. Esta diminuição da recuperação de cobre e da taxa de flutua ção afigura-se devida aos efeitos de desgaste causados pelo tempo junto da superfície do solo, que provocam oxidação parcial dos minerais de sulfureto, formando por este meio um minério misturado de sulfureto e óxido. De facto, pode haver uma forte oxidação da qual resulte, no veio de minério, a formação de zonas constituídas por óxidos, carbonatos, silicatos e hidróxidos de cobre.

Têm sido propostas várias técnicas para o tratamento de minérios de sulfureto de cobre que contêm óxidos, carbonatos e hidróxidos de cobre, a fim de se aumentar a recupe-

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ração total dos teores metálicos. Por exemplo, na Patente dos E.U. 3«θθ3·421, descreve-se um processo no qual se adicionam produtos químicos sulfuretizantes a uma pasta de minério em água, para proporcionar um potencial óptimo de oxidação-redução na pasta de minério durante a flutuação normal. Para minérios de cobre, por exemplo, esse potencial óptimo de oxidação-redução varia entre cerca de 125 β lóO milivoltios. Analogamente, na Patente dos E.U. 4.011.072, a recuperação de minerais de óxido e silicato de cobre com os minérios de sulfureto aumenta, segundo a descrição, se se juntar um agente sulfuretizante solúvel a uma massa do minério, sendo esta adição controlada de acordo com a FEM da massa. Especificamente, a adição do agente sulfuretizante segundo a descrição, é interrompida sempre que a FEM se torna menor que cerca de -30 milivóltios, medidos em relação a um eléctrodo padrão de prata, cloreto de prata.

E fácil de ver que além do aumento da quantidade total ae cobre que pode ser recuperada a partir de minérios de sul fureto, a taxa de recuperação ou cinética de flutuação tem também importância considerável. Por exemplo, na prática co_ mercial, obtém-se frequentemente uma recuperação aperfeiçoada de minérios pórfíricos de zona superior, se se aumentar o tempo de flutuação total para que os minerais de flutuação lenta acabem por flutuar. Este modo de proceder, infelizmen te, provoca maiores dispêndios de capital. No entanto, se não se proporcionar o tempo de flutuação adicional, a recuperação, total de cobre diminuirá de maneira significativa.

Desta maneira, mantém-se a necessidade de um processo que aumenta a cinética de flutuação para minerais de sulfureto oxidados de superfície e de flutuação lenta, por exemplo os minérios pórfíricos da zona superior, e que aumenta também a recuperação total de cobre.

Resumidamente, o presente invento compreende um processo para a recuperação de minerais de cobre a partir de minérios que contêm minerais de sulfureto de cobre e sulfureto de cobre oxidado, como os que se encontram, por exemplo, em menérios pórfíricos oxidados de superfície. Por conseguin

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te, uma forma de realização do presente invento compreende em primeiro lugar o condicionamento de uma massa de um minério que contém minerais de sulfureto de cobre e sulfureto de cobre oxidado em presença de um agente alcalino, submeter em seguida o minério assim condicionado a uma segunda fase de condicionamento em presença de um colector, adicionar depois um agente modificador de superfície ao minério assim tratado com um débito e em quantidade sufucientes para diminuir o potencial do electrodo de platina da massa quando medido em relação a um electrodo de calomelanos saturado para -100 mV, condicionar a seguir o minério apenas durante o tempo suficiente para se obter um contacto íntimo entre as partículas de minério, e submeter a seguir o minério assim tratado a flutuação convencional.

Noutra forma de realização do presente invento, trata-se um minério condicionado alcalino que contém minerais de sulfureto de cobre e sulfureto de cobre oxidado antes da flutuação, por meio da adição de um colector ou mistura de colectores, facultativamente um formador de espuma ou mistura de formadores de espuma, e um agente modificador de superfície, de maneira que o potencial de electrodo de platina do minério diminui para menos de cerca de -100 mV, Seguidamente, o minério é condicionado durante um tempo suficiente para se obter contacto íntimo entre as partículas de minério e o agente modificador de superfície. Depois de se condicionar o minério desta maneira, este é finalmente submetido a flutuação, pelo que os teores de cobre são recuperados a taxas melhoradas.

0 presente invento é particularmente apropriado para a recuperação de cobre a partir de minérios de sulfureto de cobre pórfíricos que provêm das zonas superiores de um veio de minério. No entanto, será fácil ver que o presente invento é também utilizável na recuperação de minerais de cobre provenientes de quaisquer minerais de sulfureto de cobre parcialmente oxidados.

Seguindo os processos convencionais de preparação de minério, os minérios de sulfureto de cobre pórfirico prove-3-

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nientes das zonas superiores de um veio de minério são primeiramente esmagados e moídos em água para diminuir a dimensão de partícula do minério a fim de proporcionar uma massa para ser utilizada numa operação de flutuação.

De acordo com a prática do presente invento, a massa assim preparada é primeiramente condicionada em presença de um agente alcalino ou análogo escolhido no grupo constituído por carbonatos de metal alcalino, hidróxido de amónio,hidórxidos de potássio e cálcio ou cal e misturas dos preceden tes. A quantidade desse agente alcalino utilizada para condicionar a massa esmagada é suficiente para proporcionar um pH de massa superior a cerca de 8,5 por exemplo um pH na gema de cerca de 8,5 a 11,0. De facto, no processo de acordo com o presente invento, é particularmente preferido utilizar cal como agente de condicionamento e utilizá-la numa quantidade suficiente para proporcionar um pH de cerca de 10,5.

Depois de feito o condicionamento da massa esmagada com cal, a massa é condicionada com um colector. Os colectores apropriados incluem xantatos, ditiofosfatos, tiocarbamato, mercaptobenzotiozol, etc. A quantidade de colector utilizada é convencional e não faz parte do presente invento.

Depois das operações de condicionamento precedentes, adiciona-se à massa um agente modificador de superfície. A quantidade de agente modificador adicionada depende da natureza do minério. Basta dizer que o agente modificador é adj. cionado com um débito e numa quantidade suficientes para diminuir o potencial do eléctrodo de platina da massa, quando medido em relação a um eléctrodo de calomelanos saturado, para menos de -100 mV, por exemplo na gama de cerca de -lOOmV a cerca de -300 mV. Entre os agentes modificadores de super fície que se observou serem apropriados na aplicação do presente invento estão os sulfureto de sódio, cal, hidróxido de sódio, etc. Na aplicação do presente invento, é particularmen te preferido utilizar sulfureto de sódio como agente modificador,

Ê particularmente importante condicionar o minério com

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o agente modificador. S também particularmente importante que o minério não seja sobrecondicionado. 0 sobrecondicionamento provoca oxidação do agente modificador de superfície e o seu efeito benéfico diminui. Basicamente, o minério é condicionado durante um tempo suficiente para se obter contacto íntimo entre as partículas e o agente modificador.

Em geral, são precisos menos de 4 minutos para condicionar o minério com agente modificador, e, de facto, esse condicio namento demora geralmente 1 a 2 minutos. Uma técnica para determinar se se fez condicionamento suficiente ou não é observar a variação do potencial do eléctrodo de platina depois da adição do agente modificador e durante o condicionamento. Inicialmente, o potencial de eléctrodo de platina diminui, isto é, torna-se mais negativo. No ponto em que o potencial começa a aumentar, o condicionamento é apropriado e deve terminar.

Depois de tratar os minérios conforme atrás resumido, a massa é imediatamente submetida a uma operação de flutuação de acordo com os processos de flutuação convencionais conhecidos dos técnicos da especialidade.

Numa variante de forma de realização do presente invento, os colectores, e mesmo os formadores de espuma, podem ser adicionados imediatamente depois da adição do agente modificador de superfície ou simultaneamente com este, seguindo-se o condicioanmento durante tempo suficiente para propor cionar contacto íntimo das partículas de minério com o agente modificador de superfície conforme atrás resumido. Imediatamente a seguir, o minério é submetido à operação de flutuação.

Para que os técnicos da especialidade possam apreciar facilmente as características e vantagens únicas do presente invento, apresentam-se os exemplos que se seguem, que são estritamente descritivos e não devem ser considerados limitações de âmbito.

EXEMPLO 1

Um minério pórfirico que continha um total de

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0,89$ em peso de cobre, 0,23$ ^em peso do qual estava na for· ma de minerais óxido, foi esmagado com água para proporcionar uma massa que apresentou 25$ de sólidos. Os sólidos foram depois esmagados em presença de 2,5 kg/t de cal de manei ra que cerca de 55$ ^em peso passaram por crivo 200 (dimensão de crivo padrão dos E.U.). Ajustou-se o pH para 10,5 com adição de mais cal. Em seguida, 0 minério foi condicionado com uma mistura de colector©s e formadores de espuma. Os colectores utilizados foram um xantato de amilo e um ditiofosfato de butilo secundário de sódio, vendidos respectivamente com a designação de Cyanamid 35θ ® Cyanamid 238 pela American Cyanamid Co., Wayne, NJ. Os formadores de espuma utilizados foram óleo de pinheiro, isobutil carbinol de metilo e um poliglicol vendido com a designação de Dow-250-por Dow Chemical Co., Midland, MI. Depois de condicionamento com os colectores e formadores de espuma, mediu-se o potencial do eléctrodo de platina (Pt^) relação a um eléctrodo de calomelanos saturado. 0 minério foi depois submetido a períodos de flutuação secessivos de 1 minuto, 2 minutos e 4 minutos. No início de cada período de flutuação, determinou-se o potencial do eléctrodo de platina do minério.

Além disso, determinou-se a quantidade de minério flutuado durante períodos de tempo sucessivos e determinou-se a quantidade de cobre no concentrado de flutuação. Os resultados estão indicados abaixo no Quadro I.

QUADRO I

Tempo	^ptS; mV	Vel. Flut.	Experiência	Dist.
Flut.,Min	$ Flut./min.	Flutuação,$ Cu	Concentrado, $
0-1	-50	59.9	13.6	59.9
1-3	-40	4.4	9.8	8.8
3-7	-25	1.1	5.1	4.6

EXEMPLO 2

Aplicando o processo exposto no Exemplo 1, a massa de minério foi primeiramente condicionada com uma pequena quan-656.091

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tidade de cal para levar o pH até 10, 5· Em seguida, a pasta foi condicionada com os colectores e formadores de espuma. λ pasta adicionaram-se 0,5 kg/t de sulfureto de sódio.

A massa foi depois condicionada durante 1 minuto, mediu-se o potencial redox e flutuou-se o minério durante 1 minuto. Repetiu-se o mesmo processo de adição de sulfureto de sódio, medição de potencial de redução-oxidação e flutuação ao fim de períodos de flutuação de 1 e 3 minutos. Os resultados

estão indicados no Quadro II.

QUADROU

Tempo	^PtE,	Vel.Flut.
Flut.,Min.	mV	%Flut./min
0-1	-385	69.9
1-3	-295	6.3
3-7	-300	0.8
Conforme se	pode	observar, a

Experiência Dist.

Flutuação,% Cu	Concentrado, %
14.2	69.9
6.4	12.6
2.5	3.3

cuperação total de cobre e a

taxa de flutuação são maiores quando se emprega um agente mo dificador de superfície, em comparação com o caso do Exemplo 1, no qual não se utilizou nenhum agente.

EXEMPLO 3

Aplicando o processo exposto no Exemplo 2, tratou-se o minério· utilizando-se exactamente o mesmo processo, excepto quanto ao facto de se utilizarem 6,0 kg/t de hidróxido de só dio como agente modificador de superfície, o que provocou um aumento do pH para 12,0 e do Pt_g para menos de -200 mV. Os resultados destas experiências estão no Quadro III. Indicadc

Tempo	^PtE,
Flut.,Min	mV
0-1	-215
1-3	-150
3-7	-I35

% Flut./.min.

62.7

7.1

1.0

QUADRO III Vel. Flut.

Experiência Flutuação,^ Cu

13.2

9,59

5.2

Dist.

Concentrado,^

62.7

14.1

4.1

Conforme se pode observar, a utilização de hidróxido de sódio para modificar a superfície de minerais de sulfureto oxidados é eficaz para aumentar a recuperação total e a cinética de flutuação.

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EXEMPLO 4

Aplicando o processo geral exposto no Exemplo 2, tratou-se o minério com sulfureto de sódio, excepto que só se empregou uma única adição de 0,5 kg/t de sulfureto de sódio. Os resultados desta experiência estão indicados no Quadro IV.

Tempo Pt™

E,

Flut. ,Min. mV

QUADRO IV

Vel. Flut. Experiência $Flut./min. Flutuação.% Cu

Dist.

Concentrado, %

0-1	-280	70.0	13.7	70.0
1-3	- 85	5.0	8.3	10.1
3-7	- 45	0.8	3.7	3.2

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I»

A comparação destes resultados com os do Quadro II mostra que embora a cinética de flutuação se mantivesse igual, a recuperação de cobre total é 2,5% menor que no caso em que se utiliza apenas uma só fase de adição de sulfureto de sódio.

EXEMPLO 5

Neste exemplo, apre senta-se uma descrição do efeito do período de condicionamento. Esta experiência foi executada da mesma maneira que no Exemplo 5, excepto o facto de se prolongar o condicionamento da massa para 5 minutos, em vez de 1 minuto. A recuperação de cobre total diminui para 71,2% com um conteúdo de 13,3% de Cu. Esta recuperação é menor que a obtida sem a utilização de sulfureto de sódio no Exemplo 1 e que a obtida com a utilização de sulfureto de sódio no Exemplo 2, o que mostra que condicionamento excessivo pode dar origem a efeitos prejudiciais.

0 depósito do primeiro pedido para o invento acima descrito foi efectuado nos Estados Unidos da América, em 30 de Janeiro de 1984 sob o n^s.574.717·

-

Claims

REIVINDICAÇÕESl^ft. - Processo para recuperação de minerais de cobre a

partir de minérios que contém minerais de cobre oxidados em associação com minerais contendo sulfuretos, caracterizado pelo facto de compreender:

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a

o

o

obtenção de uma massa do minério em água; condicionamento da massa com um agente alcalino; condicionamento ulterior da massa com um colector ou mistura de colectores;

a adição de um agente modificador de superfície com um débito e em quantidade suficientes para diminuir o potencial do eléctrodo de platina quando medido contra um eléctrodo de calomelanos saturado para menos de cerca de -100 mV;

0 condicionamento da massa apenas durante um tempo suficiente para proporcionar contacto íntimo entre a massa e o agente modificador de superfície; e

a sujeição ulterior do minério assim tratado a flutuação, mediante a qual se recuperam minerais de cobre.
2^a. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o agente alcalino ser escolhido do grupo constituído por carbonatos de metais alcalinos, amónio, potássio e hidróxido de cálcio, cal e suas misturas e pelo facto de o agente alcalino ser utilizado em quantidade suficiente para proporcionar um pH maior que 8,5·
3^a. - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de o agente alcalino ser cal.
4^a. - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de o colector ser escolhido do grupo constituído por xantatos, ditiofosfatos, tiocarbonatos e mer captobenzotiozóis.
5^a. - Processo de acordo com a reivindicação 4, caract£ rizado pelo facto de o agente modificador de superfície ser escolhido entre sulfureto de sódio, cal e hidróxido de sódio.
6^a. - Processo de acordo com a reivindicação 5, caracte rizado pelo facto de o agente modificador de superfície ser sulfureto de sódio.
7^Ô. - Processo de acordo com as reivindicações anteriores, abrangendo uma flutuação aperfeiçoada para a recuperação de teores de cobre a partir de minérios que contêm minerais de sulfureto de cobre oxidado em associação com minerais de sulfureto de cobre em que os referidos minérios são condi, cionados com colectores e formadores de espuma e ulteriormen

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ι»

te submetidos a flutuação para recuperar os referidos teores de cobre, caracterizado pelo facto de compreender a adição de um agente modificador de superfície a uma massa alcalina do referido minério, sendo o referido agente adicionado com um débito e em quantidade suficientes para diminuir o po tencial do electrodo de platina da referida massa quando medido em relação a um electrodo de calomelanos saturado para menos de -100 mV; sendo o condicionamento da referida massa efectuado apenas durante um periodo suficiente para proporcionar contacto intimo da referida massa com o referido agen te, e sendo a referida massa condicionada submetida imediataraente a seguir a uma operação de flutuação.
8®. - Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de a referida massa alcalina ter um pH na gama desde cerca de 8,5 até 11,0.
9⁸. - Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de o referido agente modificador de superfície ser escolhido do grupo constituído por sulfureto de sódio, cal e hidróxido de sódio.
10®. - Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de o referido agente ser 'adicionado com um débito e em quantidade suficientes para proporcionar um potencial de eléctrodo de platina de -lOOmV a -300 mV.