пенообразователь для флотации руд цветных металлов и способ его получения

Формула изобретения

1. Пенообразователь для флотации руд цветных металлов, включающий диметил(изопропенилэтинил)карбинол и диизопропенилацетилен, отличающийся тем, что названные элементы содержатся при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Диметил(изопропенилэтинил)

карбинол 85-94

Диизопропенилацетилен 6-15

2. Способ получения пенообразователя по п.1, характеризующийся тем, что тетраметилбутиндиол обрабатывают водным раствором кислоты при температуре кипения реакционной смеси в присутствии ингибитора радикальной полимеризации, образующийся пар, представляющий собой смесь водяного пара и органической составляющей, отгоняют, конденсируют, органический слой отделяют и проводят ректификацию при атмосферном давлении, собирая фракцию, с температурой кипения 115-180С.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для обработки тетраметилбутиндиола используют 15%-ный раствор фосфорной кислоты.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве ингибитора радикальной полимеризации используют гидрохинон в количестве 0,15 мас.%.

Описание изобретения к патенту

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

В настоящее время при флотации руд цветных металлов, как правило, применяют композиции, состоящие из собирателя и пенообразователя. В качестве собирателя обычно используют гетерополярные серосодержащие органические соединения, например бутиловый аэрофлот, различные ксантогенаты, диметилкарбамат и т.д. В качестве пенообразователя иногда используют отходы различных химических производств, используется также сосновое масло.

Известно также (Предварительный патент Республики Казахстан №7383, бюл. №4, 15.04.99) использование в качестве пенообразователя диметил(изопропенилэтинил)карбинола (ДМИПЭК), что позволило несколько увеличить степень извлечения меди, свинца, цинка в процессе флотации.

В работе (патент РФ №2198034, опубл. 10.02.03, прототип) предложен пенообразователь, представляющий собой смесь (мас.%):

Диметил(изопропенилэтинил)

карбинол (ДМИПЭК) 95,0-98,0

Тетраметилбутиндиол (ТМБД) 0,1-1,5

Диизопропенилацетилен (ДИПА) 0,1-1,0

2,5-Диметил-1,4-гексадиен-3-он

(ДМГДО) 1,5-2,5

Пенообразователь-прототип получают следующим образом (патент РФ 2198034, опубл. 10.02.03, прототип). ТМБД обрабатывают водным раствором кислоты в присутствии ингибитора радикальной полимеризации при температуре кипения реакционной смеси. Образующийся пенообразователь отгоняют с водяным паром, затем экстрагируют из отгона органическим растворителем и выделяют из органического слоя перегонкой в вакууме. Выход продукта составляет 55-72%.

Использование пенообразователя-прототипа позволяет, по данным авторов, повысить степень извлечения цветных металлов и стабилизировать ее при различных температуре и значениях рН флотационной среды.

Однако при флотации полиметаллических руд, когда флотация проходит в два и более этапов, остро стоит задача разработать реагенты, избирательно влияющие на извлечение различных цветных металлов, т.е. позволяющие селективно увеличивать степень извлечения одного металла, не изменяя (или уменьшая) при этом степень извлечения другого.

Так, например, технологическая схема флотации медно-никелевой руды включает в себя первоначальную медную флотацию, хвосты от которой направляются на никель-пирротиновую флотацию. На медной флотации желательно максимально извлекать в концентрат медь, а никель извлекать в меньшей степени. На никель-пирротиновой стадии флотации желательно максимально извлечь как никель, так и медь.

Задачей настоящего изобретения является создание пенообразователя, оказывающего селективное действие на степень извлечения разных цветных металлов при флотации.

Для решения поставленной задачи предлагается пенообразователь для флотации руд цветных металлов, включающий ДМИПЭК и ДИПА при следующем соотношении компонентов (мас.%):

ДМИПЭК 85-94

ДИПА 6-15

Способ получения предложенного состава включает обработку ТМБД водным раствором кислоты в присутствии ингибитора радикальной полимеризации при температуре кипения реакционной смеси. Образующийся пар, представляющий собой смесь водяного пара и органической составляющей, отгоняют, конденсируют, органический слой отделяют и проводят ректификацию при атмосферном давлении, собирая фракцию с температурой кипения 115-180С.

В качестве водного раствора кислоты можно использовать любые кислоты, кислые соли или среды, обеспечивающие рН реакционной среды ниже 4, но для целевого получения заявляемой смеси предпочтительно в качестве водного раствора кислоты использовать 15%-ный раствор фосфорной кислоты, а в качестве ингибитора радикальной полимеризации - гидрохинон в количестве 0,15 мас.%.

Выход целевого продукта будет больше, если органический слой перед ректификацией направить на осушение, а дистилляцию проводить в присутствии ингибитора радикальной полимеризации.

Существенным для получения пенообразователя заявляемого состава является проведение ректификации при атмосферном давлении и в указанном интервале температур. При нарушении указанных условий получаемый пенообразователь имеет другой состав и не обладает селективным эффектом при флотации.

Примеры осуществления изобретения.

Пример 1.

В 140-литровый нержавеющий реактор с пропеллерной мешалкой на 140 об/мин загружают 80 литров воды, 1 литр 98% фосфорной кислоты, 0,14 грамм гидрохинона и 15 кг тетраметилбутиндиола. Включают перемешивание и нагрев. Отгонку азеотропа ведут со скоростью 60-70 литров в час. После начала отгонки азеотропа в реактор начинают подавать расплавленный тетраметилбутиндиол со скоростью 15 кг в час, а также оборотную воду.

Поток горячего азеотропа, проходя через теплообменник, охлаждается до температуры 50С и идет на разделение водного и органического слоев.

Водный слой со скоростью 80 кг в час направляется обратно в реактор.

Органический слой со скоростью 10 кг в час, проходя через колонну с сульфатом натрия, направляется в 200-литровую накопительную емкость. Из нее периодически, 1 раз в 15 часов, загружают 150 кг смеси в куб дистиллятора, добавляют 0,225 кг (0,15%) гидрохинона и отгоняют следующие фракции:

- легкая фракция (до 115С) - 4,5 кг;

- целевая фракция диметилизопропенилэтинилкарбинола и диизопропенилацетилена (115-180С) - 117 кг.

Кубовый остаток в количестве 28,5 кг направляется в емкость исходного тетраметилбутиндиола.

Легкая фракция направляется на утилизацию.

Методом газожидкостной хроматографии установлено, что целевая фракция имеет следующий состав:

- диметилизопропенилэтинилкарбинол - 88 мас.%;

- диизопропенилацетилен - 12 мас.%.

Эта фракция направляется в 200-литровую емкость с якорной мешалкой, куда добавляют 0,18 кг гидрохинона и перемешивают 2 часа. После окончания перемешивания смесь отправляют на участок разлива готового продукта и потом на склад.

Предложенный способ получения заявляемой смеси экономически выгоден, позволяет на выходе в качестве товарного продукта получить сразу смесь интересующего нас состава с достаточной степенью чистоты, что значительно более выгодно экономически, чем использовать смесь 2-х индивидуальных соединений.

Пример 2.

Флотация на исходном питании медного цикла обогатительной фабрики Норильского горно-металлургического комбината проводилась при следующих условиях и расходах компонентов (базовый опыт):

бутиловый аэрофлот - 16 г/тонну;

сосновое масло - 5 г/тонну;

время флотации - 22 минуты.

Результаты по базовому опыту представлены в таблице ниже:

При замене соснового масла на пенообразователь, полученный по предыдущему примеру (ДМИПЭК - 88 мас.%, ДИПА - 12 мас.%), взятый в количестве 3 г/тонну, и при тех же остальных условиях получены следующие результаты:

Сравнение полученных результатов показывает, что использование заявляемого пенообразователя позволяет:

- увеличить на 1,30% степень извлечения меди в концентрат,

- снизить на 0,35% степень извлечения никеля,

- увеличить на 1,41 ед. соотношение Ni:Cu,

- снизить расход пенообразователя на 40%.

Пример 3.

Базовый опыт по 2 этапу флотации - флотация на никель-пирротиновом цикле проводили при следующих условиях и расходах компонентов:

присадка ДП-4 - 20 г/тонну;

диметилдитиокарбамат (ДМДК) - 50 г/тонну;

ксантогенат (КХ) - 70+50+30+20+10 г/тонну;

сосновое масло - 5+5+5+5+5 г/тонну.

Результаты по базовому опыту представлены в таблице ниже:

При замене соснового масла на смесь, полученную по примеру 1, в указанных количествах и следующем составе применяемых реагентов:

ДП-4 - 20 г/тонну;

ДМДК - 50 г/тонну;

КХ - 35+25+15+10+5 г/тонн;

пенообразователь по примеру 1 - 35+25+15+10+5 г/тонну.

Получены следующие результаты:

Полученные результаты показывают, что на втором этапе флотации степень извлечения меди в концентрат увеличилась на 0,79%, а степень извлечения никеля - на 1,05%, при этом расход ксантогената уменьшился на 50%.

Таким образом, избирательность действия заявляемого пенообразователя позволяет уменьшить потери никеля с хвостами флотации на 0,07%.

Применение смеси при других соотношениях реагентов (выходящих за рамки заявленных интервалов) увеличивает степень извлечения цветных металлов, но не приводит к избирательности действия.

Селективность действия заявляемого пенообразователя проявляется и при флотации других цветных руд, например свинцово-цинковых.