Флотація силікатів із руд

Реферат: Даний винахід стосується способу флотації силікатів із руд в присутності збирача і ефективної кількості модифікатора піни/активатора збирання, який містить щонайменше одну із сполук загальної формули (І) або їх суміші, у якій X являє собою алкіл-С1-С3; R' являє собою прямоланцюгову або розгалужену гідрокарбілову групу, яка містить 8-22 атоми вуглецю; n - ціле число із 2-4; m може змінюватися від 0 до 2, a R' являє собою X або -(CH2)n-N(X)2, за умови, що коли R' являє собою -(CH2)n-N(X)2, то m дорівнює 1. UA 115679 C2 (12) UA 115679 C2 UA 115679 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь винаходу Даний винахід стосується флотації силікатів із руд із використанням третинних алкіламінів, третинних алкілдіамінів, алкілтриамінів і/або алкіламідоамінів як модифікаторів піни і колекторівактиваторів, зокрема, при використанні крупної флотаційної сировини. У міру того як флотаційна сировина стає крупнішою, в межах максимального розміру для флотації кожного типу руди, поліпшення селективності стає вищим, однак модифікація піни спостерігається при всіх діапазонах розмірів частинок. Передумови винаходу Карбонат кальцію, залізні руди і фосфатні руди часто містять значну кількість силікату. Присутність силікатів небажана при збагаченні цих руд. Тому суттєво, щоб вміст силікату в збагаченому мінералі був значною мірою знижений, наприклад, до рівня нижче, ніж 1 % по масі. Силікатвмісні мінерали звичайно видаляють із флотаційних систем із використанням методу зворотної флотації, в результаті чого силікати флотуються у діапазоні pH від природного pH до 10,5 11, а збагачена руда концентрується в нижній фракції. Для виконання цієї задачі до пульпи мінералу в чані підготовки пульпи додають катіонний збирач для того, щоб він прикріпився до поверхні силікатонесучих мінералів, що робить їх гідрофобними. Силікати потім видаляють із флотаційної камери за допомогою використання повітряних пухирців, які вводяться в пульпу мінералу. Піноутворення стало ключовою точкою в промислових флотаційних установках через множину проблем, які може викликати надлишок піни, від труднощів прокачування матеріалу, який містить піну, до екологічних питань із урядовими органами. Один загальний шлях вирішення проблеми надмірного піноутворення в великомасштабних флотаційних установках полягає в нанесенні на піну протиспінювачів. Протиспінювачі являють собою хімікати, які наносять окремо після флотації кожного разу, коли об'єм піни або стабільність піни стає проблемою. Звичайно це роблять відразу ж, як тільки її збирають у флотаційному кориті, або поки вона переміщується до збагачувальної установки. Із рівня техніки відомі різні збирачі, такі як колектори кремнезему. Наприклад, в WO94/26419 розкрите використання четвертинних амонієвих сполук і аддукту алкіленоксиду і сполуки аміну як флотаційного колектора кремнезему із карбонату кальцію. У патенті США № 4995965 розкрито, що кремнезем флотують із карбонату кальцію в присутності таких колекторів, як метосульфат метил-біс-(2-гідроксипропіл)кокоалкіламонію, хлорид диметилдидециламонію, хлорид диметил-ді(2-етилгексил)амонію, хлорид диметил(2етилгексил)кокоалкіламонію, хлорид дикокоалкілдиметиламонію і діацетат н-талового алкіл-1,3діамінопропану. У патенті США № 2857331 розкрите збагачення, наприклад, кальциту і фосфату шляхом використання флотаційного реагенту, який містить продукт реакції конденсації від 2,5 до 18 молекулярних еквівалентів промислового сирого продукту, вибраного із групи, яка складається із сирого талового масла і смоли талового масла, яка прореагувала із одним молекулярним еквівалентом промислового поліалкіленполіаміну при температурі від приблизно 300 до 4250 ºF. У WO2011147855A2 розкрите використання полімерного продукту четвертинного складного ефіру як колектора в процесі пінної флотації і способи отримання полімерного четвертинного складного ефіру. У патенті США № 6076682 розкрите використання поєднання простого ефіру моноаміну і простого ефіру поліаміну як колектора для видалення силікатвмісних мінералів із залізної руди шляхом пінної флотації у діапазоні pH від 8 до 11 у присутності пригнічувача для мінералу заліза. Похідні аміну повинні представляти групу аліфатичних вуглеводнів, які містять 6-22 атоми вуглецю, причому співвідношення простого ефіру моноаміну і простого ефіру поліаміну знаходиться у діапазоні приблизно 1:4-4:1. У патенті США № 7311206 розкрите застосування колекторів, які містять четвертинну амонієву сполуку, для видалення силікатів із залізної руди, привертаючи увагу до високої селективності, яка забезпечується такими хімікатами при видаленні силікатвмісних мінералів при пінній флотації у діапазоні pH 7-11. У WO 2012/139986A2 розкрите застосування алкілефіраміну або алкілефірдіамінів при збагаченні залізної руди шляхом видалення силікатонесучих мінералів. Зворотну флотацію залізної руди здійснюють шляхом використання колектора або складу колектора, який містить щонайменше одну із сполук: ROXNH2, ROXNH3+Y-, ROXNHZNH2 і ROXNHZNH3+Y-, де X являє собою аліфатичну алкіленову групу, яка містить 2-6 атомів вуглецю; Z являє собою аліфатичну алкіленову групу, яка містить 2-6 атомів вуглецю; Y являє собою аніон; і R являє собою аліфатичну групу, представлену спеціальною формулою. 1 UA 115679 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Задачею даного винаходу є забезпечення нового і вдосконаленого способу флотації силікатів із руд за рахунок використання нового модифікатора піни і колектора-активатора без збитку для характеристик флотації. Суть винаходу Даний винахід стосується способу флотації силікатів із руд в присутності збирача і ефективної кількості модифікатора піни/активатора збирання, який містить щонайменше одну із сполук загальної формули I або їх суміші: , у якій X являє собою алкіл C1-C3; R являє собою прямоланцюгову або розгалужену гідрокарбілову групу, яка містить 8-22 атоми вуглецю; n - ціле число із 2-4; m може змінюватися від 0 до 2, а R' являє собою X або -(CH2)n-N(X)2, за умови, що коли R' являє собою -(CH2)nN(X)2, то m дорівнює 1. Третинні алкілдіаміни, при їх додаванні до композиції колекторів для флотації, підвищують якість піни за рахунок запобігання надмірному піноутворенню, знижують стабільність піни і підвищують селективність флотації для видалення силікатів у флотаційних системам при обробці крупної флотаційної сировини. Навпаки, третинні алкіламіни, при їх додаванні до композиції колекторів для флотації, діють тільки як модифікатор піни. Винахід також стосується модифікатора піни/підсилювача збирання, який містить щонайменше одну із згаданих сполук загальної формули I або їх суміші. Короткий опис креслень Фігура 1 показує вплив третинного алкілдіаміну (Duomeen TTM) на селективність і витягання при флотації в системі із продуктом конденсації аміну як колектора. Фігура 2 показує вплив третинного алкілдіаміну (Duomeen TTM) на характеристики флотації в системі із четвертинною амонієвою сіллю як колектором. Фігура 3 показує вплив третинних алкілдіамінів (Duomeen TTM) і третинних алкіламінів (Armeen DMTD) на поведінку піни в композиції колекторів, яка містить або продукт конденсації аміну, або четвертинну амонієву сіль. Докладний опис винаходу Даний винахід стосується оберненої пінної флотації для видалення силікатвмісних мінералів, яка проводиться при pH 7-11, переважно 9-11, в присутності збирача і модифікатора піни за винаходом. У процесі флотації згідно з винаходом на першому етапі руду подрібнюють, разом із водою, до бажаного розміру частинок. Згідно із емпіричним правилом руда має розмір частинок нижче, ніж приблизно 250 мкм, однак, іноді вона може бути навіть крупнішою, як і у випадку, представленому в прикладах цього винаходу. Подрібнену руду потім суспендують у воді, а дрібні частинки знешламлюють традиційним способом, наприклад, шляхом фільтрації, відстоювання або центрифугування. Потім із цієї руди готують водну завись (пульпу). Після підготовки руди, як правило, додають збирач, якщо застосовно, частково нейтралізують, а суміш надалі доводять до необхідного стану протягом деякого періоду часу перед здійсненням пінної флотації. У доповнення до колектора можуть бути додані згадані вище інші добавки, добре відомі при флотації. Прикладами таких добавок є регулятори pH, такі як карбонат натрію і гідроксид натрію. Іншим прикладом є пригнічувачі, такі як гідрофільний полісахарид, наприклад, крохмаль, такий як крохмаль кукурудзи, активований шляхом обробки лугом. Іншими прикладами гідрофільних полісахаридів є декстрин, квебрахо і складні ефіри целюлози, такі як карбоксиметилцелюлоза і сульфометилцелюлоза; прості ефіри целюлози, такі як метилцелюлоза, гідроксіетилцелюлоза і етилгідроксіетилцелюлоза; гідрофільні камеді, такі як гуміарабік, камедь карайя, камедь трагакант і камедь гаті, альгінати; і похідні крохмалю, такі як карбоксиметиловий крохмаль і фосфатний крохмаль. Пригнічувач звичайно додають в кількості від приблизно 10 до приблизно 1000 г на тонну руди. Інші добавки являють собою поліелектроліти, такі як поліфосфат і рідке скло, які мають диспергуючий ефект, а також ефект пригнічувача. Іншими традиційними добавками є піноутворювачі, такі як метилізобутилкарбінол, триетоксибутан і поліпропіленоксид і його алкілові прості ефіри. Після завершення флотації збагачену силікатом фракцію флотують і відводять нижню фракцію, багату на цінний мінерал і бідну на силікат. У ході процесу флотації надмірна піна може викликати значні складнощі із точки зору функціонування, навколишнього середовища і вартості. Використання модифікатора піни, за 2 UA 115679 C2 даним винаходом, може значно поліпшити якість піни і підвищити характеристики процесу флотації. Модифікатор піни, за даним винаходом, містить щонайменше одну із сполук загальної формули I або їх суміші: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 , в якій X являє собою алкіл C1-C3, в одному варіанті здійснення – алкіл C1-C2; R являє собою прямоланцюгову або розгалужену гідрокарбілову групу, яка містить 8-22 атоми вуглецю, в одному варіанті здійснення - 12-22, в іншому варіанті здійснення - 16-20, а в ще одному варіанті здійснення - 16-18; n - ціле число із 2-4; m може змінюватися від 0 до 2, а R' являє собою X або (CH2)n-N(X)2, за умови, що коли R' являє собою (CH2) n-N(X)2, то m дорівнює 1. Модифікатори піни, за даним винаходом, можуть поділятися на третинні алкіламіни, третинні алкілдіаміни, алкілтриаміни і/або алкіламідоаміни. Приклади сполук, придатних для використання як модифікаторів піни/активаторів збирання, включають, але не обмежені ними, кокоалкілдиметиламін (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Armeen DMCD); таловий алкілдиметиламін (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Armeen DMTD); N, N,N-триметил-N'-таловий-1,3-діамінопропан (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Duomeen TTM); n, n,n'-триметилn'-таловий алкілтриметилендіамін; октадецилдиметиламін (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Armeen DM18D); олеїловий диметиламін (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Armeen DMOD); додецилдиметиламін (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Armeen DM12D); таловий N, Nбіс(3-диметиламінопропіл)амін (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Triameen YTM); метилований таловий триамін (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Triameen TM); N-3-диметиламіно-таловий пропіламід (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Armeen APA Т); і N-3диметиламіно-кокопропіламід (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Armeen APA C1). У одному варіанті здійснення модифікатор піни являє собою третинний алкілдіамін, наприклад, таловий триметилендіамін. У іншому варіанті здійснення модифікатор піни являє собою третинний алкіламін, наприклад, таловий алкілдиметиламін, третинний таловий алкілдіамін, кокоалкілдиметиламін, або їх суміші. У ще одному варіанті здійснення модифікатор піни являє собою алкілтриамін, наприклад, таловий алкілтриамін. У ще одному варіанті здійснення модифікатор піни являє собою амідоамін, наприклад, таловий або кокосовий алкіламідоамін. Модифікатор піни може бути доданий окремо від збирача або разом із збирачем у вигляді єдиного флотаційного реагенту. Загальний вміст двох сполук змінюється в широкому діапазоні, виходячи із типу руди, розміру частинок і інших параметрів процесу, але звичайно становить 501000 г/тонна флотованої руди. Збирач звичайно являє собою катіонний продукт або композицію катіонного і неіонного продукту. Катіонний продукт може бути одним із багатьох амінових продуктів. Наприклад, у деяких галузях промисловості використовують катіонний продукт, який містить продукт реакції конденсації жирної кислоти і поліаміну, який тут і далі називається продуктом конденсації аміну. У інших галузях промисловості використовують четвертинні амонієві сполуки самі по собі або у поєднанні із неіонними продуктами і/або продуктами конденсації аміну. Як колектори кремнезему також використовують алкілефіраміни. Модифікатор піни може бути доданий до пульпи в кількості від приблизно 5 до приблизно 70 % мас./мас. у розрахунку на збирач. Якщо використовується продукт конденсації аміну, то модифікатор піни може бути доданий до пульпи в кількості від приблизно 5 до приблизно 70 % мас./мас. у розрахунку на кількість продукту конденсації аміну, в одному варіанті здійснення від приблизно 5 до приблизно 40 % мас./мас., в іншому варіанті здійснення - від приблизно 10 до приблизно 70 % мас./мас., а в ще одному варіанті здійснення - від приблизно 10 до приблизно 40 % мас./мас. Якщо використовують четвертинну амонієву сполуку, то модифікатор піни може бути доданий до пульпи у кількості від приблизно 5 до приблизно 40 % мас./мас. у розрахунку на четвертинну амонієву сполуку, в одному варіанті здійснення - від приблизно 5 до приблизно 20 % мас./мас. Якщо використовують сполуку алкілефіраміну, то модифікатор піни може бути доданий до пульпи в кількості від приблизно 5 до приблизно 30 % мас./мас. у розрахунку на сполуку алкілефіраміну, в одному варіанті здійснення - від приблизно 5 до 3 UA 115679 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 приблизно 20 % мас./мас., в іншому варіанті здійснення - від приблизно 10 до приблизно 20 % мас./мас. При додаванні до композиції колекторів для флотації він підвищує якості піни за рахунок запобігання надмірного піноутворення шляхом зниження стабільності піни. Модифікатор піни, за даним винаходом, знижує кількість піни, яка утворюється, значно поліпшує якість піни шляхом зниження стабільності піни. Це дозволяє легко видаляти піну без необхідності в додаткових хімікатах. У доповнення до запобігання надмірного піноутворення в процесі флотації, для кпупної флотаційної сировини, модифікатор піни, згідно із даним винаходом, (наприклад, із загальною формулою I), при використанні із продуктами конденсації аміну, діє як активатор флотації, підвищує селективність флотації для видалення силікатів у флотаційних системах. Точніше кажучи, при використанні продуктів конденсації аміну як колектора для флотації або як його компонента, це звичайно приводить до утворення надмірної кількості піни. За рахунок додавання модифікаторів піни за винаходом стало можливо підвищити або якість піни, або селективність флотації, або те і інше, із забезпеченням тим самим позитивного посилюючого ефекту на характеристики флотації. Через цю синергетичну поведінку між модифікатором піни, згідно із даним винаходом, (наприклад, із загальною формулою I) і традиційними продуктами конденсації аміну, таких як продукти конденсації жирних кислот і поліамінів, які використовуються як співколектори при флотації кремнезему із крупними частками, модифікатор піни, згідно із даним винаходом, діє як модифікатор піни, і так і як активатор селективності флотації при видаленні крупних силікатів шляхом флотації. Типовими прикладами жирних кислот є капронова кислота, каприлова кислота, 2-етилгексанова кислота, капринова кислота, лауринова кислота, ізотридеканова кислота, міристинова кислота, пальмітинова кислота, пальмітолеїнова кислота, стеаринова кислота, ізостеаринова кислота, олеїнова кислота, елаїдинова кислота, петроселенова кислота, лінолеїнова кислота, ліноленова кислота, елеостеаринова кислота, арахінова кислота, гадолеїнова кислота, бегенова кислота і ерукова кислота і їх технічні суміші, отримані, наприклад, при гідролізі під тиском природних жирів і олій, при відновленні альдегідів із оксосинтезу Ролена або при димеризації ненасичених жирних кислот. Технічні жирні кислоти, які містять 12-18 атомів вуглецю, наприклад, олія кокосового горіха, пальмова олія, пальмоядрова олія або талові жирні кислоти. Поліаміни включають поліаміни, поліетиленполіаміни і їх суміші. Поліаміни включають сполуки, які містять три або більше атоми азоту. Фігура 1 показує вплив кількості реагенту Duomeen TTM (талового триметилендіаміну) в композиції із продуктом конденсації аміну (продуктом конденсації поліаміну і жирної кислоти) на флотоактивність видалення силікату із карбонатів. Навпаки, якщо як колектори для флотації (або співколектори) використовують інші традиційні колектори кремнезему, то додавання модифікаторів піни за винаходом не здійснює того ж синергічного ефекту на селективність, але воно ще вносить значний внесок в ефективний контроль надмірного піноутворення шляхом зниження стабільності піни. Інші традиційні колектори кремнезему включають, але не обмежені ними, такі хімічні речовини, як четвертинні сполуки діалкілу, алкілефіраміни і полімерні продукти четвертинних складних ефірів. Четвертинні сполуки діалкілу можуть бути представлені у вигляді R1R2R3R4N+X-, де R1 лінійний алкільний радикал, який містить 8-18 атомів вуглецю, R2 - алкільний радикал, який містить 8-18 атомів вуглецю, або бензильний радикал, R3 і R4 можуть бути однаковими або різними і являють собою кожний алкільний радикал, який містить 1-2 атоми вуглецю, а X галогенідний аніон, переважно, хлорид-іон. Алкілефіраміни являють собою ефірмоноаміни або ефірдіаміни, або їх суміші. Алкільна група являє собою аліфатичну вуглеводневу групу, прямоланцюгову або розгалужену, яка містить 6-22 атоми вуглецю. Приклади алкілефірамінів включають розгалужений C13 ефирдіамін, частково нейтралізований (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Lilaflot D817M) і лінійний C12-C14 ефірдіамін, частково нейтралізований (що виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Lilaflot D826M). Полімерні продукти четвертинних складних ефірів являють собою такі продукти, як полімерні естерквати, отримані реагуванням алканоламінів із сумішшю монокарбонових кислот і дикарбонових кислот і кватернізацією результуючих складних ефірів або четвертинних амонієвих сполук поліефірів, отриманих шляхом конденсації жирного спирту, необов'язково алкоксилованого, алканоламіду жирної кислоти, необов'язково алкоксилованого, або алкоксилованого повторного аміну, дикарбонової кислоти і алканоламіну, де продукт конденсації був кватернізований придатним алкілуючим реагентом. У таких системах концентрації третинних алкілдіамінів понад 20 % мас./мас. приводять до негативного впливу на характеристики флотації. Фігура 2 ілюструє поведінку при використанні третинних алкілдіамінів в композиції, яка містить четвертинну амонієву сіль, як колектор. 4 UA 115679 C2 5 10 15 20 25 Відповідно, дані показують, що додавання модифікаторів піни, згідно із даним винаходом, в композицію колектора для флотації має ефект регулювання утворення піни і її стабільності. Наприклад, якщо третинні алкілдіаміни додають до композиції, яка містить продукти конденсації аміну, її присутність сприяє як поліпшенню характеристик піни, так і флотоативності. У іншому прикладі, якщо в композицію колектора додають третинні алкіламіни, її присутність сприяє поліпшенню характеристик піни. Застосування технології, за даним винаходом, підвищує якість піни, створюючи менше піни у порівнянні із використанням однієї лише поверхнево-активної речовини (колектора) (у відсутності модифікатора піни за винаходом). Якість піни також включає в себе стабільність піни, яка означає, що додавання модифікатора піни за винаходом також робить внесок в модулювання гасіння піни. Наприклад, коли додають третинні алкілдіаміни, характеристики флотації також поліпшуються за рахунок підвищення селективності по видаленню силікатів із корисної копалини (цінного рудного мінералу). Винахід далі буде проілюстрований наступними необмежуючими прикладами. Приклад 1 Кальцитову руду тонко подрібнювали таким чином, щоб 58,73 % проходило через отвір 210 мкм (P85, що дорівнює 420 мкм). До складу флотаційної сировини входило приблизно 4,5 % кремнезему, 8,5 % MgO і 43,41 % CaO. Цю руду вміщували у флотаційну камеру і готували при 30 %-ому завантаженні твердої сировини протягом 1 (однієї) хвилини при діапазоні pH 9-9,5. Ніякого пригнічувача в систему не додавали. Як колектор використовували продукт конденсації аміну (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Redicote C471) при дозуванні 300 г/т і флотували матеріал при діапазоні pH 9-9,5 до повного завершення флотації. Здійснювали єдиний етап грубої флотації для видалення силікатвмісних мінералів. З метою порівняння виконували флотаційні дослідження, у яких третинний алкілдіамін і третинний таловий алкіламін (які випускаються компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC відповідно як Duomeen TTM і Armeen DMTD) були додані кожний до продукту конденсації аміну в пропорції 40 % по масі. Всі флотаційні процедури зберігали незміненими. Отримані в цих дослідженнях результати наведені в Таблиці 1. Таблиця 1 Вплив модифікаторів піни на флотоактивність із продуктом конденсації аміну як основного колектора Колектор 100 % продукту конденсації аміну 60 % продукту конденсації аміну +40 % третинного алкілдіаміну 60 % продукту конденсації аміну +40 % третинного алкіламіну 30 35 40 Концентрат Вміст компонента, % Металургічне витягання, % CaO SiO2 MgO CaO SiO2 MgO 47,4 0,76 6,25 88,46 12,56 59,59 48,0 0,25 5,97 81,92 4,29 52,75 47,7 0,98 6,26 88,89 16,83 61,30 Додавання третинного алкілдіаміну вело до приросту в селективності флотації шляхом зниження кількості кремнезему в концентраті. Витягання і SiO 2, і MgO у флотаційний концентрат були знижені, коли в композицію колектора введений третинний алкілдіамін. Нарівні із цим підвищенням селективності, це сильно вплинуло на якість піни (об'єм і стабільність), як видно із Таблиці 2 (і Фігури 3a-b), де також демонструється вплив талового алкілтриаміну як модифікатора піни в такій системі. Додавання третинного алкіламіну при такій концентрації (40 % мас./мас.) давало результати флотації, аналогічні отриманим із самим продуктом конденсації аміну. Однак, вплив на піну був суворо позитивним. Фактично, при такому рівні концентрації піна майже не утворювалася, як можна спостерігати в Таблиці 2 (і на Фігурі 3a-e), що також ілюструє вплив на піну алкілтриамінів у флотаційній системі, в якій як колектори використовують продукти конденсації аміну. 5 UA 115679 C2 Таблиця 2 Вплив модифікаторів піни на властивості піни (об'єм і стабільність) Час, хв 0 3 6 9 12 15 5 10 15 20 100 % продукту конденсації аміну 10,2 9,7 9,7 9,7 9,7 9,7 Висота піни, см 60 % продукту 60 % продукту 60 % продукту конденсації аміну конденсації аміну конденсації аміну +40 % третинного +40 % третинного +40 % алкілдіаміну талового алкіламіну алкілтриаміну 5,8 0,0 7,5 3,8 0,0 5,5 3,8 0,0 4,5 3,8 0,0 4,5 3,8 0,0 4,5 3,8 0,0 4,5 Із Таблиці 2 можна спостерігати, що був не тільки знижений об'єм піни (менша вихідна висота), але і здійснений позитивний вплив на стабільність піни, тобто піна була стабільною лише в достатній мірі для сприяння сепарації за допомогою флотації, лопаючись відразу після цього етапу. Приклад 2 Кальцитову руду тонко подрібнювали таким чином, щоб 58,73 % проходило через отвір 210 мкм (P85, що дорівнює 420 мкм). До складу флотаційної сировини входило приблизно 4,5 % кремнезему, 8,5 % MgO і 43,41 % CaO. Цю руду вміщували у флотаційну камеру і готували при 30 %-ому завантаженні твердої сировини протягом 1 (однієї) хвилини при діапазоні pH 9-9,5. Ніякого пригнічувача в систему не додавали. Як колектор використовували четвертинну амонієву сіль (яка виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Arquad 2C 75, при дозуванні 300 г/т) і флотували матеріал при природному pH до повного завершення флотації. Здійснювали єдиний етап грубої флотації для видалення силікатвмісних мінералів. З метою порівняння виконували флотаційні дослідження, використовуючи як колектор композицію, яка містила 60 % тієї ж четвертинної амонієвої солі і 40 мас. % третинного алкілдіаміну (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Duomeen TTM), при тому ж дозуванні 300 г/т. Ці результати потім порівняли з тими, коли як колектор використовували 100 % Duomeen TTM, слідуючи ідентичному способу дії. У Таблиці 3 наводяться результати, отримані при флотаційних дослідженнях. Таблиця 3 Вплив модифікаторів піни на флотоактивність із четвертинною амонієвою сіллю як основним колектором Колектор 100 % четвертинної амонієвої солі 60 % четвертинної амонієвої солі + 40 % третинного алкілдіаміну 100 % третинного алкілдіаміну (Duomeen TTM) 25 Вміст компонента, % CaO SiO2 MgO Концентрат Металургічне витягання, % CaO SiO2 MgO 49,9 4,80 0,74 88,78 46,53 8,66 49,4 5,10 0,96 91,01 52,08 12,25 43,8 8,39 4,08 97,83 94,95 87,62 Видно, що коли в систему колектора доданий третинний алкілдіамін, це не привело до кращої флотоактивності. Однак, він зміг дійсно покращити властивості піни шляхом зниження її кількості, стабільності і об'єму, як зображено на Фігурі 3 (с, d) і кількісно визначено в Таблиці 4. Третинний алкілдіамін не породжує ніякої піни при його використанні як колектора окремо. 6 UA 115679 C2 Таблиця 4 Вплив модифікаторів піни на властивості піни при використанні четвертинної амонієвої солі як основного колектора Час, хв 0 3 6 9 12 15 5 Висота піни, см 100 % четвертинної амонієвої 60 % четвертинної амонієвої солі +40 % солі третинного алкілдіаміну 14,5 3,0 12,5 0,5 10,5 0,0 8,0 0,0 6,0 0,0 4,0 0,0 Використовували третинний алкілдіамін, третинний алкіламін і алкілтриамін-алкілдіамін (які випускаються компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC відповідно як Duomeen TTM, Armeen DM18D і Triameen YTM) для перевірки їх впливу як модифікатора піни із іншим типом четвертинної амонієвої солі (яка виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Arquad 2HT-50), і в Таблиці 5 показані результати, із яких можна бачити вплив на об'єм і стабільність піни, що забезпечується модифікаторами піни за даним винаходом. Таблиця 5 Вплив модифікаторів піни на властивості піни при використанні як основного колектора четвертинної амонієвої солі (жирної) Час, хв 0 3 6 9 12 15 Висота піни, см 60 % четвертинної 60 % четвертинної 60 % четвертинної 100 % четвертинної амонієвої солі +40 % амонієвої солі +40 % амонієвої солі +40 % амонієвої солі третинного третинного алкіламіну алкілтриаміну алкілдіаміну 8,5 1,0 6,0 1,0 7,5 0,5 4,0 0,5 6,5 0,0 2,0 0,0 2,5 0,0 1,5 0,0 2,5 0,0 1,0 0,0 1,5 0,0 1,0 0,0 10 15 20 25 Приклад 3 Магнетитову руду тонко подрібнювали таким чином, щоб мати P80, що дорівнює 44 мкм. До складу флотаційної сировини входило приблизно 59,5 % Fe і 9,3 % SiO2. Цю руду вміщували у флотаційну камеру і готували при 33 %-ому завантаженню твердої сировини протягом двох хвилин при діапазоні pH 9-9,5. Ніякого пригнічувача в систему не додавали. Як колектор використовували хімічну сполуку - похідне ефіраміну (яке виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry як Lilaflot D826M, при дозуванні 200 г/т) і флотували матеріал при природному pH до повного завершення флотації. Здійснювали єдиний етап грубої флотації для видалення силікатвмісних мінералів. З метою порівняння виконували два інших флотаційних дослідження, у яких 10 % і 20 мас. % третинного алкіламіну (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry як Armeen DM18D) додавали в склад із колектором - похідним ефіраміну при загальному дозуванні 200 г/т. За виключенням складу досліджуваного колектора, усі флотаційні процедури виконували ідентично. У Таблиці 6 наведені результати, отримані у флотаційних дослідженнях. Зведені в таблицю 6 результати показують, що додавання третинного алкіламіну при співвідношенні 10 % (мас./мас.) продемонструвало такі ж характеристики, представлені класичним колектором - похідним ефіраміну. 7 UA 115679 C2 Таблиця 6 Вплив модифікаторів піни на флотоактивність із похідним ефіраміну як основного колектора Концентрат (камерний продукт) Колектор Хвости (пінний продукт) Металургічне витягання (концентрат) Вийн. Fe, Вийн. % SiO2, % Масовий вихід (концентрат), % %Fe 100 % похідного ефіраміну 80 % похідного ефіраміну +20 % третинного алкіламіну 90 % похідного ефіраміну +10 % третинного алкіламіну 5 %SiO2 %Fe %SiO2 59,90 8,91 56,40 12,50 89,27 84,82 88,68 60,00 9,07 54,90 13,60 92,82 88,75 92,20 60,60 9,07 56,00 12,70 88,04 82,92 87,18 При 20 % третинного алкіламіну результати трохи гірше відносно частинки кремнезему і витягання Fe в продукт-концентрат. Однак, в обох ситуаціях вплив додавання цього модифікатора піни на властивості піни було чітко помітно, як можна спостерігати в Таблиці 7, в якій приводиться безрозмірна висота піни (яка отримується розподілом фактичної висоти піни h на початкову висоту піни, Ho) як функція часу для всіх трьох досліджень, описаних вище. Таблиця 7 Вплив модифікаторів піни на властивості піни при похідному ефіраміну як основного колектора Безрозмірна висота піни, h/Ho Час, хв 15 20 25 80 % похідного ефіраміну +20 % третинного алкіламіну Ho=6,5 см) 0 3 6 9 12 15 10 100 % похідного ефіраміну (Ho=7,0 см) 1,00 1,00 1,00 1,00 0,71 0,64 1,00 1,00 0,85 0,85 0,85 0,46 90 % похідного ефіраміну +10 % третинного алкіламіну (Ho=8,0 см) 1,00 0,88 0,88 0,56 0,56 0,50 Приклад 4 Осадову фосфатну руду тонко подрібнювали таким чином, щоб 90 % проходило через отвір 210 мкм (P90, що дорівнює 210 мкм). До складу флотаційної сировини входило приблизно 26,8 % P2O5, 42,2 % CaO і 11,7 % кремнезему. Цю руду вміщували у флотаційну камеру і готували при 32 %-ому завантаженню твердої сировини протягом 1 (однієї) хвилини при діапазоні pH 7,5-8,5. Після цього етапу грубої флотації провели інший етап флотації (перечисної), із флотованим матеріалом, у якому в мінеральну пульпу було додано більше колектора. Ніякого пригнічувача в систему не додавали. Продукт конденсації аміну (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Redicote C450) використовували як колектор при дозуванні 500 г/т на грубому етапі і 250 г/т на перечисному етапі. Гідрофобні частинки потім флотували при природному pH до повного завершення флотації на кожному етапі. У цілях порівняння провели дослідження, слідуючи точно такому ж способу дій, що і раніше описане дослідження, за винятком того, що до складу колектора - продукту конденсації аміну додавали 15 мас. % третинного алкіламіну (який виготовляється компанією Akzo Nobel Surface Chemistry LLC як Armeen DM18D). Результат потім зіставили із тим, коли як колектор використовували 100 % продукти конденсації аміну. У Таблиці 8 наведені результати, отримані при флотаційних випробуваннях, де можна бачити, що додавання модифікатора піни (третинного алкіламіну) здійснювало невеликий вплив на флотоактивність (вміст компонентів і витягання). Навпаки, на поведінку піни додавання цих хімікатів впливало, як видно із Таблиці 9. 8 UA 115679 C2 Таблиця 8 Вплив модифікаторів піни на флотоактивність, коли як основний колектор при флотації фосфату використовують продукти конденсації амінів Колектор Концентрат Хвости Металургійне витягання (концентрат) P2O5, % SiO2, % Масовий вихід (концентрат), % %P2O5 100 % продукту конденсації аміну 85 % продукту конденсації аміну +15 % третинного алкіламіну %SiO2 %P2O5 %SiO2 30,4 4,45 7,24 51,94 95,88 32,22 84,73 29,8 5,71 6,51 53,94 97,91 37,5 86,15 Таблиця 9 Вплив модифікаторів піни на властивості піни, коли як основний колектор при флотації фосфату використовують продукти конденсації амінів Час, хв 0 3 6 9 12 15 100 % продукту конденсації аміну (Ho=14,5 см) 1,00 0,45 0,38 0,38 0,31 0,31 85 % продукту конденсації аміну +15 % третинного алкіламіну (Ho=14,5 см) 1,00 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 5 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 1. Спосіб збагачення мінералу із силікатвмісної руди шляхом здійснення пінної флотації в присутності колектора або співколектора - продукта конденсації аміну і модифікатора піни, причому згаданий модифікатор піни вибраний із групи, яка складається із щонайменше однієї із сполук загальної формули І або їх сумішей: R-[N-(CH2)n]m-N(X)2 R' 15 20 25 , (I) у якій X являє собою алкіл-С1-С3; R являє собою прямоланцюгову або розгалужену гідрокарбілову групу, яка містить 8-22 атоми вуглецю; n - ціле число із 2-4; m може змінюватися від 0 до 2, a R' являє собою X або -(CH2)n-N(X)2, за умови, що коли R' являє собою -(CH2)nN(X)2, то m дорівнює 1; і при цьому модифікатор піни додають до пульпи в кількості від приблизно 5 до приблизно 70 % мас./мас., в розрахунку на кількість продукту конденсації аміну. 2. Спосіб за п. 1, у якому X являє собою алкільну групу, яка містить від 1 до 2 атомів вуглецю. 3. Спосіб за п. 1, у якому згаданий модифікатор піни являє собою n,n,n'-триметил-n'-таловий алкілтриметилендіамін. 4. Спосіб за п. 1, у якому згаданий модифікатор піни являє собою третинний алкіламін і вибраний із групи, яка складається із талового алкілдиметиламіну, кокоалкілдиметиламіну і їх сумішей. 5. Спосіб за п. 1, у якому згаданий модифікатор піни являє собою таловий алкілтриамін. 6. Спосіб за п. 1, у якому модифікатор піни додають до отриманої із руди пульпи у формі водної суміші. 7. Спосіб модифікування піни в процесі збагачення мінералу із силікатвмісної руди, у якому використовують збирач силікатів, причому спосіб включає додавання в процес модифікатора 9 UA 115679 C2 піни, причому збирач вибраний з групи, яка складається з продукту конденсації аміну, четвертинної амонієвої сполуки, сполуки-похідного ефіраміну і їх поєднань, і при цьому згаданий модифікатор піни вибраний із групи, яка складається із щонайменше однієї із сполук загальної формули І або їх сумішей: R-[N-(CH2)n]m-N(X)2 5 10 R' , (I) у якій X являє собою алкіл-С1-С3; R являє собою прямоланцюгову або розгалужену гідрокарбілову групу, яка містить 8-22 атоми вуглецю; n - ціле число із 2-4; m може змінюватися від 0 до 2, a R' являє собою X або -(CH2)n-N(X)2, за умови, що коли R' являє собою -(CH2)nN(X)2, то m дорівнює 1. 8. Спосіб збагачення мінералу із силікатвмісної руди шляхом здійснення пінної флотації в присутності колектора або співколектора - четвертинної амонієвої сполуки і модифікатора піни, причому згаданий модифікатор піни вибраний із групи, яка складається із щонайменше однієї із сполук загальної формули І або їх сумішей: R-[N-(CH2)n]m-N(X)2 R' 15 20 , (I) у якій X являє собою алкіл-С1-С3; R являє собою прямоланцюгову або розгалужену гідрокарбілову групу, яка містить 8-22 атоми вуглецю; n - ціле число із 2-4; m може змінюватися від 0 до 2, a R' являє собою X або -(CH2)n-N(X)2, за умови, що коли R' являє собою -(CH2)nN(X)2, то m дорівнює 1; і при цьому модифікатор піни додають до пульпи в кількості від приблизно 5 до приблизно 20 % мас./мас., в розрахунку на кількість четвертинної амонієвої сполуки. 9. Спосіб збагачення мінералу із силікатвмісної руди шляхом здійснення пінної флотації в присутності колектора або співколектора - сполуки-похідного ефіраміну і модифікатора піни, причому згаданий модифікатор піни вибраний із групи, яка складається із щонайменше однієї із сполук загальної формули І або їх сумішей: R-[N-(CH2)n]m-N(X)2 25 30 R' , (I) у якій X являє собою алкіл-С1-С3; R являє собою прямоланцюгову або розгалужену гідрокарбілову групу, яка містить 8-22 атоми вуглецю; n - ціле число із 2-4; m може змінюватися від 0 до 2, a R' являє собою X або -(CH2)n-N(X)2, за умови, що коли R' являє собою -(CH2)nN(X)2, то m дорівнює 1; і при цьому модифікатор піни додають до пульпи в кількості від приблизно 5 до приблизно 30 % мас./мас., в розрахунку на кількість сполуки-похідного ефіраміну. 10 UA 115679 C2 11 UA 115679 C2 12 UA 115679 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 13