ES2642181A2 - Colector para la flotación con espuma de minerales arcillosos a partir de menas de potasa - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un procedimiento de flotación para la separación de lodos a partir de menas de potasa, en que se usa un colector que es una amina grasa propoxilada-etoxilada que tiene la fórmula {IMAGEN-01} en la que R1 es un grupo hidrocarbilo que tiene 8-24 átomos de C, la suma de todos los m es como media 2-6 y la suma de todos los n es como media al menos 15 y como máximo 100.
Description
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DESCRIPCION
Colector para la flotation con espuma de minerales arcillosos a partir de menas de potasa Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un procedimiento para separar lodos arcillosos a partir de menas de potasa mediante flotacion de al menos parte de dichos lodos, usando una o mas aminas grasas primarias propoxiladas-etoxiladas especlficas como colector.
Antecedentes de la invencion
La flotacion con espuma de menas de potasa es un procedimiento convencional para recuperar silvinita (KCl) de pastas de menas. Ejemplos de menas de potasa son silvinita, carnalita, langbeinita y kainita.
Los minerales de gangas comunes ademas de halita (NaCl) son diferentes tipos de minerales en granos finos insolubles en agua, como minerales arcillosos, minerales de silicato-carbonato, anhidrita, oxidos de hierro, etc., denominados a menudo colectivamente lodos. La ganga sillcea (arcilla) consiste en partlculas muy finas y esto supone un area superficial elevada, que afecta adversamente a la recuperation de silvinita (KCl) en el procedimiento de flotacion con espuma de menas de potasa. El colector usado durante la flotacion de potasa adsorbe normalmente la arcilla, lo que da lugar a un consumo elevado del colector y a escasos resultados metalurgicos. La arcilla interfiere tambien con otros procedimientos de enriquecimiento de silvinita, como los procedimientos de disolucion.
Diversos desarrollos tecnicos han abordado los problemas que surgen e la presencia de lodos. Las poliacrilamidas se usan principalmente como floculantes y diversos compuestos son se proponen como colectores. Ejemplos de colectores descritos en la bibliografla son aminas primarias oxietiladas (documentos US 3.805.951 y RU 2278739), mezclas de colectores no ionicos y anionicos (documento US 4.192.737), acidos grasos oxietilados (documento SU1304893) y alquil-fenol oxietilado (documento RU2237521).
El documento US 3.805.951 describe un procedimiento para desenlodar menas de silvinita mediante floculacion selectiva, seguida de flotacion con espuma de los lodos. El procedimiento incluye un tratamiento de la pasta de menas con un pollmero de carilamida de peso molecular elevado para flocular los lodos y seguidamente con un colector cationico que es, por ejemplo, un producto de condensation de 1 a 10 moles de oxido de etileno con un mol de una amina alifatica primaria o secundaria de C12-C18.
El documento DE 1068191 describe procedimientos de flotacion para menas de potasio usando aminas grasas etoxiladas.
El documento RU 2278739 describe un metodo para el enriquecimiento de menas de potasio que comprende disgregar la mena, separar impurezas de arcilla-carbonato 5 insolubles en agua mediante la formacion de una suspension de flotacion, seguido de flotacion de cloruro de potasio. Los compuestos usados para la formacion de la suspension de flotacion son aminas primarias oxietiladas con 15-50 grupos etoxi por mol de amina.
Sin embargo, hay todavla una necesidad de agentes colectores mas eficaces para desenlodar menas de potasa que no tengan un efecto negativo sobre la recuperacion de 10 potasio.
Descripcion de la invencion
Se ha encontrado ahora sorprendentemente que compuestos que tienen la formula
R1------N
CH2 CH O )m ( C^C^O-)^H
CH3
CH
2
CH----O )m ( CH2CH2O-)^H
CH3
(I)
en la que R1 es un grupo hidrocarbilo que tiene 8-24, preferentemente 12-22 y, lo mas 15 preferentemente, 16-22 atomos de C, la suma de todos los m es como media 2-6, preferentemente 2-5, y la suma de todos los n es como media al menos 15, preferentemente al menos 20 y como maximo 100, preferentemente como maximo 80, mas preferentemente como maximo 60, incluso mas preferentemente como maximo 50, todavla mas preferentemente como maximo 40 y, lo mas preferentemente, como maximo 35, son 20 colectores muy eficaces para separar lodos de menas de potasa. Debe apreciarse que los compuestos de formula (I) de la presente invencion contienen dos colas de oxialquileno, pero que estas dos colas no es necesario que sean iguales.
Ademas, debe apreciarse que estos compuestos se preparan mediante la posterior propoxilacion de una amina grasa con m equivalentes de reactivo de propoxilacion y
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etoxilacion con n equivalentes de reactivo de etoxilacion, estando los grupos oxipropilo mas cerca del atomo de nitrogeno que los grupos oxietilo. Tambien como las aminas grasas propoxiladas-etoxiladas pueden ser obtenidas mediante este procedimiento, no es necesario que sean productos puros de solamente un compuesto, sino que pueden ser tambien composiciones que contengan diferentes aminas grasas propoxiladas-etoxiladas que cumplan con la media de los valores anteriores para m y n.
En unos pocos documentos de la tecnica anterior se describen compuestos similares que tienen la formula (I). Por ejemplo, el documento GB 1.112.390 describe aminas propoxiladas-etoxiladas como un intermedio para reaccionar con acido hidroxietano- sulfonico o acido hidroxipropano-sulfonico con el fin de preparar sustancias tensioactivas con funcionalidad de acido sulfonico que se dice que pueden ser usadas en la flotation de menas, y el documento EP 2.444.527 A2 describe el uso de un tensioactivo de amina propoxilada-etoxilada, Ethopropomeen® C18/18 en revestimientos de estano. Ninguno de estos documentos de la tecnica anterior describe ni sugiere el uso de aminas propoxiladas- etoxiladas de formula (I) en la separation de lodos a partir de menas de potasa, y menos aun sugiere las ventajas de la misma.
Por tanto, la invention se refiere a un procedimiento para la flotacion de lodos de menas de potasa usando aminas g rasas propoxiladas-etoxiladas que tienen la formula (I) como colectores. En este procedimiento los colectores son anadidos a una suspension que contiene una mena en pasta que experimenta el procedimiento de flotacion.
Por tanto, en una primera realization, la invencion se refiere al procedimiento en el que los compuestos de formula (I) son usados como colectores.
Una realizacion preferida es un procedimiento en el que los compuestos segun la formula (I), en la que R1 es un grupo hidrocarbilo que tiene 16-22 atomos de carbono, la suma de todos los m es 2-5 y la suma de todos los n es 15-50, son usados como colectores. El grupo hidrocarbilo R1 en una realizacion preferida es un grupo alifatico que puede ser un grupo alquilo saturado o alquenilo insaturado y ser un grupo de cadena lineal o ramificado.
Mediante el uso de los nuevos colectores es posible conseguir una mejor recuperation de materia insolubles en agua (lodos) y la recuperacion de silvinita preferentemente no se ve adversamente afectada. Mas preferentemente, la recuperacion de silvinita es aumentada cuando se compara un procedimiento de la invencion con un procedimiento en el que se usa un colector de la tecnica anterior.
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El procedimiento de la presente invention comprende normalmente las etapas de
a) reducir a pasta una mena de potasa triturada que comprende un mineral de potasio y un componente arcilloso en un medio acuoso, que normalmente es salmuera saturada, preferentemente salmuera saturada con mena de potasa disuelta del deposito real de la mena;
b) acondicionar la mena reducida a pasta con un floculante y teniendo el colector la formula (I) como se definio anteriormente;
c) introducir aire en la mena reducida a pasta acondicionada; y
d) retirar la espuma formada.
El colector de la presente invencion es anadido a la suspension acuosa que contiene la mena en una cantidad eficaz para obtener la flotation de los lodos de la mena. Las cantidades eficaces comprenden habitualmente de 5 a 500 g de colector sobre 1.000 kg de mena solida total. Es preferido usar de 15 a 50 g de colector sobre 1.000 kg de mena solida. Durante la flotacion, el componente arcilloso es enriquecido en la espuma, conduciendo al agotamiento del componente arcilloso en el producto de la celda.
Los floculantes utiles en el procedimiento anteriormente descrito son los compuestos que se conoce por el experto en la tecnica que son capaces de flocular partlculas de mineral arcilloso en la pasta mineral como, pero sin limitation, poliacrilamidas y copollmeros de acrilamida con otros monomeros con insaturacion etilenica, como acido acrllico.
En la etapa de acondicionamiento, el floculante es anadido preferentemente a la mena reducida a pasta antes de la adicion del colector que tiene la formula (I).
El producto de la celda enriquecido en silvinita resultante sera normalmente purificado de forma adicional mediante una segunda etapa de flotacion, en la que la silvinita es sometida a flotacion.
Por tanto, en una realization adicional la presente invencion se refiere tambien al procedimiento en el que un primer tratamiento de acuerdo con la invencion esta seguido de una etapa adicional que comprende una flotacion de silvinita usando otro colector. Este otro colector es preferentemente una amina grasa.
La presente invencion se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos y en referencia a los dibujos anejos.
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Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es una representation grafica de los resultados del Ejemplo anteriormente descrito, con la recuperation de materias insolubles en agua (W.I.) en el producto de la espuma (%) representado graficamente frente al numero de unidades de oxido de propileno para los colectores.
Ejemplos
Parte experimental general Procedimiento de flotation Metodo
En la practica de la invention, la mena de potasa es triturada hasta un tamano de flotacion deseable y depurada con agua que esta saturada con mena de potasa disuelta del deposito de menas real. La pasta es seguidamente introducida en una maquina de flotacion y diluida hasta una concentration apropiada. La maquina se pone en marcha y se anade la cantidad necesaria de un pollmero floculante en forma de solution en agua de 0,1 a 0,5%; se usan 20 g de poliacrilamida por 1.000 kg de mena en los ejemplos. El colector diluido en agua es seguidamente anadido y la pasta es acondicionada durante unos pocos minutos. Se apaga el aire y la espuma resultante que contiene los lodos (materias insolubles en agua) se retirada en forma de un producto de cola.
El producto de la celda (no flotado), tambien conocido como producto de fondo, contiene la mena de potasa concentrada lista para ser adicionalmente tratada.
Las muestras de la fraction de espuma que contienen principalmente producto de lodos y el producto de la celda se secan y se analizan en cuanto a KCl y materias insolubles en agua (W.I.) presentes en ambas fracciones. El resto de material, es decir, recuperacion de W.I. y KCl, se calcula para la evaluation de resultados. El contenido de W.I. y KCl en la alimentation de la flotacion (la muestra de menas que fue sometida a flotacion) se calcula como la suma del contenido encontrado tanto del producto de las espumas como del producto de la celda para cada ensayo. Esto difiere en alguna medida si se compara con el analisis global, lo que puede ser explicado como pequenas variaciones en la muestra de mena y variaciones entre los analisis. Los resultados de los ensayos se presentan en las tablas siguientes.
En el producto de la espuma, el contenido y recuperacion de KCl debe ser bajo y el
contenido y recuperacion de W.I. deben ser elevados. Si se cumple esta condition, esto significa que la flotation es eficaz y selectiva, y las perdidas de mineral valioso KCl son bajas. El producto de la celda debe contener una baja proportion de W.I. El Indice de selectividad (Recuperacion KCl/Recuperacion W.I. para el producto de espuma) se calcula 5 para ilustrar la selectividad, y este valor debe ser bajo. Todos los porcentajes presentados son porcentajes en peso.
Ejemplo
En este ejemplo los lodos se someten a flotacion a partir de una mena de potasa que comprende como media 30,5% en peso (% p/p) de KCl y 5,0-5,5% p/p de materias 10 insolubles en agua (W.I.) de poliacrilamida (Accofloc A110, peso molecular 1,9x106 D) esta presente como floculante en una cantidad de 20 g/1.000 kg de mena.
Los colectores usados se recogen en la Tabla 1.
Tabla 1
- Colector
- Compuesto A (Comparacion)
- alquilamina de sebo - 30 EO
- Compuesto B
- alquilamina de sebo - 2 PO - 30 EO
- Compuesto C
- alquilamina de sebo - 4 PO - 30 EO
- Compuesto D
- alquilamina de sebo - 4 PO - 35 EO
- Compuesto E
- alquilamina de sebo - 4 PO - 40 EO
- Compuesto F
- alquilamina de sebo - 5,2 PO - 30 EO
- Compuesto G
- alquilamina de sebo - 5,2 PO - 35 EO
- Compuesto H
- alquilamina de sebo - 5,2 PO - 40 EO
15
La dosificacion de colector (A-H) es de 35 g/1.000 kg de mena en todos los ensayes.
Se determino el contenido de KCl y W.I. en el producto de la espuma y en el producto de la celda. A partir de estos valores y de la recuperacion en peso de los productos de la espuma y de la celda, se calculo el contenido total de KCl y W.I. de la muestra de mena usada en la 20 flotacion (vease la Tabla 2B). Seguidamente se calculo la recuperacion de KCl y W.I. en el producto de la espuma, determinando el Indice de selectividad para el producto de la espuma para todos los experimentos de flotacion. Los resultados se recogen en la Tabla 2A.
Tabla 2A
- Ensayo n°
- PO1) eo2) Producto de espuma de flotacion de lodos Kselec- tividad Producto de celda de flotacion de lodos
- Recuperacion de peso, %
- Contenido, % Recuperacion, % Contenido, %
- KCl
- W.I. KCl W.I. KCl W.I.
- 1 (Comparacion A)
- 0 30 10,8 26,1 28,8 9,1 61,5 0,148 31,5 2,20
- 2 (Compuesto B)
- 2 30 11,8 24,7 27,2 9,5 62,9 0,151 31,7 2,15
- 3 (Compuesto C)
- 4 30 11,4 23,6 29,0 8,8 63,5 0,138 31,4 2,15
- 4 (Compuesto D)
- 4 35 12,8 25,5 26,8 10,7 64,9 0,165 31,1 2,10
- 5 (Compuesto E)
- 4 40 12,7 25,1 26,6 10,5 64,2 0,163 31,3 2,15
- 6 (Compuesto F)
- 5,2 30 10,6 23,9 30,4 8,2 62,0 0,133 31,4 2,20
- 7 (Compuesto G)
- 5,2 35 11,8 24,4 28,2 9,5 62,5 0,151 31,3 2,25
- 8 (Compuesto H)
- 5,2 40 11,2 24,1 29,2 8,9 62,1 0,144 31,0 2,25
1) PO en moles anadido por mol de alquilamina de sebo
2) EO en moles anadido por mol de alquilamina de sebo o alquilamina de sebo propoxilada Tabla 2B 5 * * * * 10 * * * * 15
- Ensayo n°
- Muestra de mena, contenido calculado (%)
- KCl
- W.I.
- 1 (Comparacion)
- 30,9 5,1
- 2
- 30,9 5,1
- 3
- 30,5 5,2
- 4
- 30,4 5,3
- 5
- 30,5 5,3
- 6
- 30,6 5,2
- 7
- 30,5 5,3
- 8
- 30,2 5,2
5 Cuando se usa la misma dosificacion, la recuperacion de W.I. fue superior para el
experimento de flotation realizado con la amina primaria propoxilada y etoxilada (sebo-
alquilo) segun la invention que la de la amina primaria etoxilada (30 EO) que se uso como
un ejemplo de la tecnica anterior.
El Indice de selectividad indica que la selectividad es similar para los ensayos, tanto de
10 comparacion como los ejemplos de la invencion. Esto significa que el producto segun la
invencion es mas eficaz que el compuesto de comparacion en la separation por flotacion del
producto de lodos a partir de la mena de potasa, sin dar lugar a grandes perdidas de KCl.
La recuperacion mejorada se ilustra tambien el la Figura 1, en la que se representan
graficamente los resultados para la recuperacion de materias insolubles (W.I.) en el producto
15 de la espuma (%) frente al numero de unidades de oxido de propileno (PO) para los
colectores.
Es evidente que los resultados son mejorados en comparacion con el producto que contiene 0 PO y 30 moles de EO por mol de amina. Sorprendentemente, la introduction de PO segun la invention proporciona una mejora de la recuperation de materias insolubles en agua a 5 una dosis dada del colector.
Claims (7)
- REIVINDICACIONES1. Uso de una amina grasa propoxilada-etoxilada, que tiene la formulaR1--------NXX,CH2 CH O )m ( C^C^O-)^HCH3n(I)CH2-------CH O—)m(CH2CH2O-)n- HCH3en la que R1 es un grupo hidrocarbilo que tiene 8-24, preferentemente 12-22 y, lo mas 5 preferentemente, 16-22 atomos de C, la suma de todos los m es como media 2-6, preferentemente 2-5, y la suma de todos los n es como media al menos 15, preferentemente al menos 20 y como maximo 100, preferentemente como maximo 80, mas preferentemente como maximo 60, incluso mas preferentemente como maximo 50, todavla mas preferentemente como maximo 40 y, lo mas preferentemente, como maximo 35, como un 10 colector en un procedimiento de flotation con espuma para la separation de lodos a partir de menas de potasa.
- 2. Uso segun la reivindicacion 1, en el que la amina grasa propoxilada-etoxilada tiene la formula (I) en la que R1 es un grupo hidrocarbilo que tiene 12-22 atomos de carbono, la suma de todos los m es 2-5 y la suma de todos los n es 15-50.15 3. Uso segun la reivindicacion 2, en el que la amina grasa propoxilada-etoxilada tiene laformula (I) en que R1 y la suma de todos los m son como se definen en la reivindicacion 2 y la suma de todos los n es 20-40.
- 4. Uso segun la reivindicacion 3, en el que la amina grasa propoxilada-etoxilada tiene la formula (I) en que R1 es un grupo hidrocarbilo que tiene 16-22 atomos de C.20 5. Uso segun las reivindicaciones 1-4, en el que la separacion de los lodos esta seguida deuna etapa adicional que comprende una flotacion de silvinita usando otro colector.
- 6. Uso segun la reivindicacion 5, en el que dicho colector en la etapa adicional es una amina grasa.
- 7. Un procedimiento de flotacion con espuma para la separacion de lodos a partir de menas de potasa usando un colector como se define en las reivindicaciones 1-4.
- 8. Un procedimiento segun la reivindicacion 7, que comprende las etapas dea) reducir a pasta una mena de potasa triturada que comprende un mineral de potasio y un 5 componente arcilloso en un medio acuoso;b) acondicionar la mena reducida a pasta con un floculante y teniendo el colector la formula (I) como se define en las reivindicaciones 1-4;c) introducir aire en la mena reducida a pasta acondicionada; yd) retirar la espuma.10 9. Un procedimiento segun la reivindicacion 8, en el que la separacion de arcilla estaseguida de una etapa adicional que comprende una flotacion de silvinita usando otro colector.
- 10. Un procedimiento segun la reivindicacion 9, en el que dicho colector para la flotacion de silvinita en la etapa adicional es una amina grasa.15
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