Патент на изобретение №2346751

(54) КОМПОЗИЦИЯ, ПОЛУЧАЕМАЯ ИЗ МЕРКАПТАНОВ, КОТОРАЯ МОЖЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬСЯ В СПОСОБЕ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ РУД

(57) Реферат:

Изобретение относится к области флотации руд, в частности руд на основе оксидов и сульфидов. Композиция содержит от 70 до 95% комбинации (A) н-додецилмеркаптана (NDM) и трет-додецилмеркаптана (TDM), где массовое отношение NDM/TDM находится в пределах между 0,5-1,5, и от 5 до 30% продукта (B), состоящего из одного или нескольких ароматических или алифатических соединений, содержащих от 4 до 100 атомов углерода, предпочтительно от 5 до 40, и имеющего одну или две -OH группы. Композиция используется в способе извлечения металлов, методом флотации, включающим введение в камеру, по меньшей мере, одного флотационного реагента, представляющего собой ксантат щелочного металла алкильного радикала, имеющего менее чем 6 атомов углерода или дитиофосфат щелочного металла. Дополнительно включает введение указанной композиции. Технический результат – повышение эффективности флотации. 2 н. и 9 з.п. ф-лы.

Настоящее изобретение относится к области извлечения металлов, и более конкретно к флотации руд, в частности руд на основе оксидов и сульфидов. Более конкретно оно относится к новой композиции на основе меркаптанов, которая может использоваться, в частности, в сочетании с флотационным реагентом, и к способу извлечения полезных соединений металлов путем флотации.

Флотация является хорошо известным способом, имеющим целью извлечение металла из бедных руд с помощью стадии обогащения. Эта стадия осуществляется перед последующей обработкой, включающей термическую обработку (также известную как плавка) или выщелачивание и аффинаж. В частности, это относится к случаю с рудами оксидов и/или сульфидов свинца, цинка, меди, серебра, золота, молибдена и металлов, принадлежащих к платиновой группе: платины, палладия, родия, рутения, иридия и осмия.

Руды включают в себя соединения (такие как оксиды или сульфиды) металлов, которые должны извлекаться (или соединений металлов) в форме кристаллов, которые диспергированы в рудной породе, состоящей из различных примесей, в частности, кремнистых примесей. Следовательно, руды после извлечения из шахты измельчают, а затем перемалывают во влажной среде, с получением частиц, которые являются достаточно мелкими, для высвобождения кристаллов требуемых соединений.

Во время флотации, высоко гетерогенная смесь, с одной стороны, кристаллов требуемых соединений и, с другой стороны, частиц рудной породы вводится в воду, содержащую соответствующие добавки, в частности флотационные реагенты, также известные как средства для флотационного сбора. Воздух вводится в полученную таким образом водную суспензию, помещенную в соответствующее устройство (как правило, во флотационную камеру), с тем, чтобы создавать пузырьки, которые прилипают к кристаллам соединений (таких как оксиды и/или сульфиды), содержащих требуемый металл. Прилипание этих пузырьков к указанным кристаллам промотируется действием используемого флотационного реагента или реагентов. Затем кристаллы соединений металлов поднимаются к поверхности и извлекаются в форме пены, также известной как флотационный концентрат. Частицы рудной породы извлекаются в нижней части флотационной камеры.

Флотационный концентрат имеет содержание требуемого металла, которое, следовательно, является значительно более высоким, чем в исходной руде. Это содержание зависит от его начального содержания в руде и от селективности флотационного процесса. Количество металла, извлеченного в форме флотационного концентрата, частично зависит от производительности этого способа.

Флотационные реагенты, обычно используемые в промышленности для извлечения металлов, включают, например, ксантаты щелочных металлов с алкильными радикалами, имеющими менее чем 6 атомов углерода, в частности, калий этил, амил или изобутил ксантат, меркаптобензотиазолы, тиокарбаматы, дитиокарбаматы и дитиофосфаты.

После стадии сушки путем фильтрования флотационные концентраты, например в случае меди, затем вводятся для стадии термической обработки (или плавки) в печь при температурах, которые могут превосходить 1500°C. Во время этой стадии требуемый металл отделяется в расплавленном состоянии от других веществ, в частности, от примесей, происходящих из пустой породы, которые должны удаляться в форме шлака.

Таким образом, понятно, в частности по этой причине, что на практике является очень важным получение, в результате стадии флотации, в дополнение к высокому выходу, концентрата, который имеет содержание требуемого металла, которое является настолько высоким, насколько это возможно, для того, чтобы облегчить последующие операции обработки указанного концентрата и конечного выделения металла. Это техническое преимущество для флотационных концентратов с высоким содержанием требуемого металла также отражается на увеличении содержания металла и стоимости таких концентратов, которые добывающие компании продают компаниям, ответственным за извлечение металла и его очистку (или аффинаж). Этот аспект содержания металла в концентрате, полученного при флотации, является особенно критичным в случае платины, содержание которой в рудах является исключительно низким и обычно составляет порядка 2-15 м.д.

Использование меркаптанов в качестве флотационного реагента уже является известным.

Заявка на патент Франции FR 2371967, таким образом, описывает использование при производстве флотационных концентратов раствора н-додецилмеркаптана в полигликоле. Однако этот документ раскрывает такое использование при производстве флотационных концентратов с повышенным содержанием меди.

Патент Южной Африки ZA 8405787 описывает использование в качестве средства для флотационного сбора раствора трет-додецилмеркаптана в крезиловой кислоте. Этот документ также описывает применение таких средств при обработке медных руд.

На самом деле, промышленность извлечения платины, и более конкретно, обогащения платиновых руд путем флотации, по причинам, указанным выше, всегда ищет новые средства, которые делают возможным повышение содержания платины во флотационных концентратах (или селективности) и выхода (производительности) флотации.

Целью настоящего изобретения является облегчение таких средств, описание которых приводится по тексту. Далее, проценты, которые указаны, представляют собой, в отсутствие противоположных указаний, проценты, соответствующие массовому содержанию.

Первым объектом настоящего изобретения, таким образом, является композиция, предназначенная для флотации руд, содержащая

– от 70 до 95% комбинации (A) н-додецилмеркаптана (или NDM) и трет-додецилмеркаптана (или TDM), в котором массовое отношение NDM/TDM находится в пределах между 0,5 и 1,5, и

– от 5 до 30% продукта (B), состоящего из одного или нескольких ароматических или алифатических соединений, содержащих от 4 до 100 атомов углерода, предпочтительно, от 5 до 40, и имеющих одну или две -OH группы.

Это связано с тем, что обнаружено, что эта конкретная композиция делает возможным значительное повышение содержания платины в фильтрационных концентратах, которые получаются из руд путем использования обычных реагентов для сбора, и, возможно, производительности операции флотации.

Н-Додецилмеркаптан представляет собой тиольное производное алкильного радикала, содержащее линейную цепь, имеющую 12 атомов углерода формулы н-C₁₂H₂₅-SH. Он представляет собой коммерчески доступный продукт.

Трет-додецилмеркаптан понимается как обозначение смеси соединений формулы

,

в которой R представляет собой алкильный радикал, имеющий от 9 до 15 атомов углерода и имеющий, по меньшей мере, один третичный атом углерода, который присоединен к SH-группе.

Среднее количество атомов углерода в алкильном радикале равно 12. Содержание в смеси соединения формулы (I), в которой R представляет собой додециловый радикал, является большим, чем 50%, предпочтительно равным или большим, чем 60 мас.%.

Такая смесь также коммерчески доступна и может быть получена с помощью способа, описанного в патентной заявке EP 0 101 356.

Не ограничивая себя каким-либо образом относительно конкретной роли продукта (B) в композиции в соответствии с настоящим изобретением, видимо, продукт (B) действует в качестве диспергирующего и/или пенообразующего реагента.

В соответствии с первой предпочтительной альтернативной формой, продукт (B) выбирается из группы, состоящей из фенолов, необязательно замещенных одним или несколькими C₁-C₄ алкильными радикалами, крезолов, нафтолов, ксиленолов, инданолов и смесей этих соединений. Указанные смеси, в которых соединения, как правило, присутствуют в форме их различных изомеров, обозначаются в данном тексте термином “крезиловая кислота”.

В соответствии с другой предпочтительной альтернативной формой, продукт (B) выбирается из группы, состоящей из:

– олигомера пропиленоксида с молекулярной массой от 50 до 2000, предпочтительно между 100 и 800; и

– 2-метил-4-пентанола, соединения, известного также как метилизобутилкарбинол, или MIBC, формулы

CH₃-CH(OH)-CH₂-CH(CH₃)-CH₃.

Композиция в соответствии с настоящим изобретением преимущественно содержит 75-85% комбинации (A) NDM и TDM и 15-25% продукта (B).

В соответствии с предпочтительной альтернативной формой, взятой в сочетании с одной из предыдущих альтернативных форм, в качестве продукта (B) используется крезиловая кислота.

В соответствии с другой предпочтительной альтернативной формой в качестве продукта (B) используется MIBC или олигомер пропиленоксида с молекулярной массой между 50 и 2000, предпочтительно между 100 и 800.

В соответствии с еще одной предпочтительной альтернативной формой, композиция в соответствии с настоящим изобретением представляет собой раствор.

Композиция в соответствии с настоящим изобретением, в которой отношение NDM/TDM находится в области 1, является особенно преимущественной.

Другим объектом настоящего изобретения является способ извлечения соединений металлов путем флотации, присутствующих в рудах, включающий введение в соответствующую камеру, по меньшей мере, одного средства для флотационного сбора, отличающийся тем, что он дополнительно включает введение в указанную камеру эффективного количества композиции, как определено выше.

Является предпочтительным использование, в качестве средства для флотационного сбора (или реагента), соединения, выбранного из ксантатов щелочных металлов с алкильными радикалами, имеющими менее чем 6 атомов углерода, и меркаптобензотиазолов, и из тиокарбаматов, дитиокарбаматов и дитиофосфатов щелочных металлов.

Конкретным преимущественным средством для флотационного сбора является ксантат щелочного металла алкильного радикала, имеющего менее чем 6 атомов углерода, или дитиофосфат щелочного металла.

Является предпочтительным использование в качестве флотационного реагента этил, амил или изобутил ксантата калия или натрия.

В способе в соответствии с настоящим изобретением, количество композиции на основе NDM и TDM, как определено выше, которое должно вводиться в процесс, может легко быть определено специалистом в данной области из предварительных исследований, соответствующих различным параметрам, таким как содержание требуемого металла в руде. Это количество, как правило, соответствует массовому отношению, выраженному на основе массы обрабатываемой руды, в пределах между 2 г/тонна и 150 г/тонна, предпочтительно, между 5 и 50 г/тонна. Отношение массы композиции в соответствии с настоящим изобретением к общей массе флотационного реагента может изменяться в очень широких пределах, например, между 0,5 и 200%, предпочтительно, между 15 и 125%.

Способ в соответствии с настоящим изобретением может быть пригодным для извлечения соединений металлов, таких как оксиды и/или сульфиды, содержащих один или несколько металлов, выбранных из группы, состоящей из свинца, цинка, меди, молибдена, никеля, кобальта, палладия, осмия, рутения, родия, иридия и платины. Указанный способ может также быть пригодным для извлечения указанных металлов в природном состоянии.

Однако предпочтительно использовать его при извлечении соединений платины.

Введение композиции в соответствии с настоящим изобретением и средства или средств для флотационного сбора может быть одновременным или последовательным. Как правило, последовательное введение средства или средств для флотационного сбора с последующим введением композиции на основе NDM и TDM в соответствии с настоящим изобретением, является предпочтительным.

Наконец, композиция в соответствии с настоящим изобретением может вводиться как на стадии первичной флотации, так и на стадии вторичной флотации (осуществляемой на фракции отходов, соответствующей частицам, отделенным во время первичной флотации путем осаждения в нижней части камеры).

Далее настоящее изобретение иллюстрируется с помощью следующих примеров, которые никоим образом не являются ограничивающими.

Пример 1 (ссылочный): Флотация платиновой руды с ксантатом и дитиофосфатом в качестве флотационных реагентов

Данный флотационный тест осуществляется на сульфидсодержащей платиновой руде типа UG2, полученной из шахты в Южной Африке, в области Рустенбурга (Rustenburg), имеющей содержание платины 2,5 м.д.

Стадия 1: Получение водной суспензии руды путем перемалывания и просеивания

1150 г этой руды смешивают с 572 г воды и вводят в шаровую мельницу. Руду перемалывают таким образом в течение 30 минут. Суспензию просеивают через сито с размером ячейки 0,1 мм и, таким образом, извлекают водную суспензию A, содержащую 933 г сухой руды, частицы которой имеют средний диаметр (измеренный с помощью лазерного определения размеров частиц) 40 мкм.

Стадия 2: Введение флотационных добавок в водную суспензию руды

4,5 мл 10,3 г/л раствора сульфата меди добавляют к суспензии A в качестве депрессора (способствующего выпадению частиц пустой породы в нижнюю часть флотационной камеры).

Приблизительно через 2 минуты добавляют 79,3 мг натрия изобутил ксантата и 42 мг тиофосфата, эти продукты находятся в форме водного раствора.

Приблизительно через 4 минуты добавляют 56 мг крезиловой кислоты, продаваемой Rutgers-Huiles Goudrons et Derives.

Добавляют количество воды, необходимое для получения общего объема 2,5 л.

Стадия 3: Первичная флотация

После отстаивания в течение приблизительно 1 минуты смесь, полученную на стадии 2, подвергают флотации в течение 5 минут при значении pH в области 8 в 2,5-литровой лабораторной камере типа Wemco.

73 г концентрата собирают путем снятия пены с поверхности флотационной камеры.

Этот концентрат имеет содержание платины 18 м.д. (что соответствует селективности) и содержит 51,2% Pt, присутствующей в обрабатываемой руде (последний процент соответствует выходу).

Стадия 4: Вторичная флотация

Фракция отходов, соответствующая частицам, отделенным путем оседания в нижней части флотационной камеры, извлекается и обрабатывается с помощью 13 мг натрий изобутил ксантата и 9,7 мг дитиофосфата натрия.

После смешивания в течение 4 минут добавляют 5,6 мг крезиловой кислоты и доводят объем воды до 2,5 л.

Полученный продукт подвергают флотации в течение 3 минут, при таких же условиях, как и на стадии 3.

Извлекают 26,5 г флотационного концентрата, имеющего содержание платины 6,6 м.д., что соответствует выходу Pt 6,8%.

Общая степень извлечения платины (или общий выход), следовательно, равен 58%.

Пример 2:

Следующий раствор получают путем простого смешивания:

NDM: 40%;

TDM: 40%;

Крезиловая кислота: 20%.

Используемые NDM и TDM являются продуктами, продаваемыми Atofina. Используемая крезиловая кислота также поставляется Rutgers-Huiles Goudrons et Derives.

Пример 3:

Ссылочный пример 1 повторяют, при этом вводя на стадии 2 в дополнение к флотационным реагентам 28 мг раствора, полученного в соответствии с примером 2.

После первичной флотации на стадии 3 собирают 67 г концентрата, имеющего содержание платины 26,6 м.д., что соответствует выходу 66,4%.

Повторяют также вторичную флотацию стадии 4 ссылочного примера 1, при этом добавляя 28 мг раствора из примера 2. Извлекают 5 г флотационного концентрата, имеющего содержание платины 10 м.д., что соответствует выходу 1,9%.

Общий выход, следовательно, составляет 68,3%.

Пример 4 (ссылочный): Флотация платиновой руды с ксантатом и дитиофосфатом в качестве флотационных реагентов:

Данный флотационный тест осуществляют на сульфидсодержащей платиновой руде типа UG2, полученной из шахты в Южной Африке, в области Рустенбурга, имеющей содержание платины 2 м.д.

Стадия 1: Получение водной суспензии руды путем перемалывания и просеивания

1000 г этой руды смешивают с 508 г воды и вводят в шаровую мельницу. Руду перемалывают таким образом в течение 50 минут. Суспензию просеивают через сито с размером ячейки 0,1 мм, отбирают для анализа 20-30 г руды и, таким образом, получают водную суспензию A, содержащую приблизительно 945 г сухой руды, частицы которой имеют средний диаметр (измеренный путем лазерного определения размеров частиц) приблизительно 30 мкм.

Стадия 2: Введение флотационных добавок в водную суспензию руды

50 г (выраженных как эквивалентное количество на одну тонну измельченной руды) сульфата меди в водном растворе добавляют к суспензии A во флотационной камере, перемешивают при скорости 1200 об/мин, в качестве депрессора (способствующего выпадению частиц пустой породы в нижней части флотационной камеры).

Приблизительно через 2 минуты добавляют 85 г (на тонну перемолотой руды) натрия изобутил ксантата и 45 г (на тонну перемолотой руды) дитиофосфата натрия, эти два продукта находятся в форме водного раствора.

Приблизительно через 4 минуты добавляют 60 г (на тонну перемолотой руды) крезиловой кислоты, содержащей приблизительно 25% смеси мета- и паракрезола, 27% смеси 2,4-ксиленола и 2,5-ксиленола, и приблизительно 30% смеси метил(этил)фенола и пропил(этил)фенола. Такая крезиловая кислота продается Merisol.

Добавляют количество воды, необходимое для получения общего объема 2,5 л.

Стадия 3: Первичная флотация

После приведения ингредиентов в контакт в течение приблизительно 1 минуты смесь, полученная на стадии 2, подвергается флотации в течение 5 минут при значении pH в области 8 в 2,5-литровой лабораторной камере типа Wemco. Объем раствора поддерживается при значении 2,5 литра путем добавления воды в течение всей флотации.

Масса концентрата, полученного путем сбора пены с поверхности флотационной камеры, равна 124 г. Содержание платины в указанном концентрате (соответствует селективности) равно 12,2 м.д., и количество извлеченной платины (выраженное как процент количества, присутствующего в обрабатываемой руде, соответствующий выходу) равно 80%.

Пример 5:

Пример 2 повторяют, при этом используя в качестве крезиловой кислоты ту, которую используют на стадии 2 примера 4.

Пример 6:

Ссылочный пример 4 повторяют, при этом вводя на стадии 2 в дополнение к флотационным реагентам 30 г (на тонну руды) раствора, полученного в соответствии с примером 5.

Масса собранного концентрата равна 88,7 г для селективности 14 м.д. и выхода 65,9%.

Пример 7:

Пример 2 повторяют, при этом заменяя крезиловую кислоту олигомером пропиленоксида со средней молекулярной массой 425, продаваемым Bayer под торговым наименованием Arcol® PPG-425.

Пример 8:

Ссылочный пример 4 повторяют, при этом вводя на стадии 2 в дополнение к флотационным реагентам 30 г (на тонну руды) раствора, полученного в соответствии с примером 7.

Масса собранного концентрата равна 115,6 г для селективности 12,6 м.д. и выхода 76,4%.

Пример 9:

Пример 2 повторяют, при этом заменяя крезиловую кислоту MIBC.

Пример 10:

Ссылочный пример 4 повторяют, при этом вводя на стадии 2 в дополнение к флотационным реагентам 30 г (на тонну руды) раствора, полученного в соответствии с примером 9.

Масса собранного концентрата равна 104,8 г для селективности 12,8 м.д. и выхода 70,5%.

Эти примеры показывают, что добавление композиции в соответствии с настоящим изобретением к средствам для флотационного сбора, обычно используемым для обогащения платины, значительно увеличивает содержание платины во флотационном концентрате и/или выход.

Формула изобретения

1. Композиция, предназначенная для флотации руд, содержащая

от 70 до 95% комбинации (А) н-додецилмеркаптана (или NDM) и трет-додецилмеркаптана (или TDM), где массовое отношение NDM/TDM находится в пределах между 0,5 и 1,5, и

от 5 до 30% продукта (В), состоящего из одного или нескольких ароматических или алифатических соединений, содержащих от 4 до 100 атомов углерода, предпочтительно от 5 до 40, и имеющих одну или две ОН- группы.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что продукт (В) выбирается из группы, состоящей из фенолов, необязательно замещенных одним или несколькими C₁-C₄ алкильными радикалами, крезолов, нафтолов, ксиленолов, инданолов и смесей этих соединений.

3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что продукт (В) выбирается из группы, состоящей из:

олигомера пропиленоксида с молекулярной массой от 50 до 2000, предпочтительно, между 100 и 800; и

– 2-метил-4-пентанола (или MIBC).

4. Композиция по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что она содержит от 75 до 85% комбинации (А) NDM и TDM и от 15 до 25% продукта (В).

5. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве продукта (В) используется крезиловая кислота.

6. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в качестве продукта (В) используется MIBC или олигомер пропиленоксида с молекулярной массой от 50 до 2000, предпочтительно между 100 и 800.

7. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она представляет собой раствор.

8. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что отношение NDM/TDM находится в области 1.

9. Способ извлечения соединений металлов, присутствующих в рудах, путем флотации, включающий введение в соответствующую камеру, по меньшей мере, одного средства для флотационного сбора, отличающийся тем, что дополнительно включает введение в указанную камеру эффективного количества композиции в соответствии с одним из пп.1-8.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что флотационный реагент представляет собой ксантат щелочного металла алкильного радикала, имеющего менее 6 атомов углерода или дитиофосфат щелочного металла.

11. Способ по любому пп.9 и 10, отличающийся тем, что он используется при извлечении соединений платины.

Приоритет по пунктам:

08.04.2004 по пп.1-11.