PL108859B1 - Method of recovering metals from mineral ores - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyski¬ wania metali w postaci koncentratu z rud zawie¬ rajacych te metale.Zwykle odzyskiwanie metali w postaci koncen¬ tratów z rud zawierajacych te metale polega na flotacji pianowej, dzieki której oddziela sie cenne metale w postaci siarczków i/lub tlenków od skaly plonnej.Typowa flotacja pianowa polega na tym, ze rude najpierw sie rozdrabnia i miele na mokro w celu zmniejszenia wielkosci ziarna, nastepnie rozciencza -woda, do tak wytworzonej zawiesiny dodaje sie rózne srodki pianotwórcze i kolektory, po czym calosc poddaje sie napowietrzaniu. Podczas napo¬ wietrzania w zawiesinie tworza sie pecherzyki powietrza, które przedostaja sie na powierzchnie, gdzie tworza piane zawierajaca koncentrat poza- -danych czastek rudy, który dalej bedzie okreslany jako koncentrat metalu lub metali.Zaproponowano juz wiele kolektorów do tego rodzaju procesów, jednakze na ogól stosuje sie merkaptany i ksantogeniany, których niekorzystna, przykra cecha jest nieprzyjemny zapach. Obecnie stwierdzono, ze mozna otrzymywac koncentraty metali przy uzyciu 'kolektorów nie zawierajacych siarki.Wedlug wynalazku sposób odzyskiwania metali w postaci koncentratu z rud mineralnych zawie¬ rajacych metal lub metale w postaci siarczków i/lub tlenków jest znamienny tym, ze rozdrobniona 10 15 20 25 30 rude poddaje sie flotacji pianowej w srodowisku wodnym przy uzyciu w charakterze kolektora al- doksynu alifatycznego zawierajacego 8 lub wiecej atomów wegla, przy pH srodowiska wodnego co najmniej 6.Grupa alifatyczna aldoksynu moze miec lancuch prosty lub rozgaleziony lub moze stanowic grupe alicykliczna. Grupa ta moze takze zawierac wia¬ zanie nienasycone miedzy atomami wegla.Korzystne aldoksymy alifatyczne do stosowania w sposobie wedlug wynalazku przedstawia wzór ogólny CnHiriNOH, w którym n wynosi od 8 do 16.Mozna takze stosowac mieszanine oksymów alifa¬ tycznych o innej wartosci n. Przykladami korzyst¬ nych aldoksymów sa zwlaszcza nonanoaldoksyni (n = 9), dodekamioalldoksym (n = 12), 2Hmetylodo- dekanoaldoksym (n = 13) oraz mieszanina trideka- no- i pentadekanoaldoksymów (n = 13 i 15).Aldoksymy otrzymuje sie latwo przez dzialanie hydroksylamina na odpowiedni aldehyd alifatycz¬ ny. Szczególnie nadaja sie do tego celu aldehydy wytworzone na drodze karbonylowania olefin. Al¬ doksymy te sa latwo dostepne w dowolnie duzych ilosciach.Sposób wedlug wynalazku moze byc stosowany do rud mineralnych zawierajacych jeden lub wie¬ cej metali, np. miedz, cynk, platyne, molibden, nikiel, olów, antymon, arsen, srebro i zloto. Sposób ten nadaje sie zwlaszcza do otrzymywania kon¬ centratów miedzi. 108 8593 Na ogól ruda do takiej obróbki zawiera od 0,02% do 1% wag. metalu luib metali, lecz i bogatsze rudy mozna obrabiac sposobem wedlug wynalazku.Ilosc uzytego aldoksymu moze wynosic od np. 0,01 kg do 1 kg na tone rudy, w zaleznosci od zawar¬ tosci w niej metalu i warunków prowadzenia sposobu.Aidoksymy na ogól dodaje sie badz w postaci stalej badz w postaci wodnej emulsji do zawiesiny rudy rozdrobnionej uprzednio do wielkosci ziarna ponizej 300 ^m, korzystnie 50—150 ^m, przy tym zawartosc substancji stalych w tej zawiesinie wy¬ nosi od 20% do 40% wagowych. Aldoksym do zawiesiny mozna takze dodawac w postaci ste¬ zonego roztworu w rozpuszczalniku organicznym lub, jesli to wskazane, w jednym z dodawanych skladników.Sposób otrzymywania koncentratu metalu(i) o- bejmuje kilka stopni flotacji, przy tym w kazdym z nich mozna stosowac wyzej okreslone kolektory stanowiace istote wynalazku. Mozna je takze do¬ dawac przed lub po operacjach, w których obróbke prowadzi sie dodajac inne kolektory. Piane za¬ wierajaca koncentrat metalu(i) mozna zebrac z po¬ wierzchni zawiesiny,-przesaczyc i stala pozostalosc koncentratu wysuszyc.Metal lub metale z koncentratu tak otrzyma¬ nego mozna wydzielic dowolna znana metoda ekstrakcyjna lub rafinacyjna, wlacznie z metoda¬ mi pirometalurgicznymi. Sposób wedlug wynalaz¬ ku nadaje sie zwlaszcza do flotacji pianowej rud zawierajacych siarczki metali. Tablica 1 zawiera przyklady odpowiednich rud siarczkowych do ob¬ róbki sposobem wedlug wynalazku.Tablica 1 Metal miedz antymon kobalt olów molibden nikiel cynk Ruda mineralna bornit chalkopiryt chalkocyt kowelin antymonit Wzór empiryczny Cu5FeS4 CuFeS2 CujS CuS Sb^Sj kobaltyn CoAsS galena PbS molibdenit mileryt sfaleryt MoSa NiS ZnS Sposób wedlug wynalazku nadaje sie takze do obróbki rud zawierajacych tlenki metali.Przyklady takich rud zawiera tablica 2.Tablica 2 Metal miedz olów | molibden Ruda ? mineralna kupryt chryzocolla azuryt malachit Wzór empiryczny CugO CuSiO82H*0 Cu8(C08)2(OH)2 ' CU2CO*(OH)2 cerusyt | PbC08 wulfenit PbMoC4 859 4 cyna | cynk kasyteryt SnC2 smitsonit | ZnC08 5 Uzyty termin „tlenki metali" obejmuje takze tlenki kompleksowe i tlenki uwodnione, np. we¬ glany i wodorotlenki.Sposób wedlug wynalazku nadaje sie równiez do obróbki rud, które nie zawieraja ani siarczków io ani tlenków.Przyklady takich rud podano w tablicy 3.Tablica 3 Metal zloto platyna srebro nikiel Ruda mineralna sylwanit kalaweryt / sperylit hesyt nikoiit Wzór empiryczny (AuAg)Te2 AuTe2 PtAs2 AgTe2 Ni-As Optymalna wartosc pH obrabianej zawiesiny za- 25 lezec bedzie od aktualnych warunków prowadze¬ nia sposobu i wobec tego powinna byc tak do¬ brana, by otrzymac optymalne stezenie i odzysk tego metalu wystepujacego w rudzie, który jest najbardziej pozadany, rzecz jasna przy spelnieniu warunku, ze pH zawiesiny zawsze wynosi co naj¬ mniej 6.Wynalazek ilustruja nizej przytoczone przykla¬ dy. 35 Przyklady I—V. Opis ogólnego postepowa¬ nia. Przygotowano próby rud syntetycznych przez zmielenie i przesianie, oddzielnie, rudy mineralnej, która ma byc poddana flotacji, mp. chalkopiryitu 40 lub malachitu, oraz skaly plonnej granitu, zebra¬ nie frakcji o wielkosci czastek w zakresie 53— —150 jbim i wymieszanie w wymaganym stosunku.Tak otrzymana próbe rudy umieszczono w 3-litro- wej laboratoryjnej komorze flotacyjnej i dopel- 45 niono do objetosci woda zawierajaca roztwór wo¬ dorotlenku sodu (50 ml 0,1 m), tak aby pH wyno¬ silo 10,5. Nastepnie dodano roztwór kolektora w minimalnej ilosci metanolu, a po nim roztwór spieniacza (1 ml 1% eteru metylowego glikolu pro- pylenowego) i tak otrzymana zawiesine przez 10 minut kondycjonowano przez mieszanie przy 1000 obrotach na minute. Nastepnie przez 1 minute doprowadzano powietrze w ilosci 5 litrów na mi- 55 nute, po czym wytworzona piane zebrano, odsa¬ czono, wysuszono i analizowano na zawartosc mie¬ dzi.Do komory, po zebraniu pierwszej piany, do¬ dano druga porcje kolektora i spieniacza po czym 60 wytworzona piane zebrano. Pozostalosci w komo¬ rze równiez analizowano. Wyniki zestawiono w ta¬ blicy 4, w której procentowosc Cu w koncentracie oznacza wartosc srednia z dwóch zebranych pian, 65 a odzysk miedzi oznacza wartosc sumaryczna.108 859 Tablica 4 Przy klad I II III IV V Ruda mineralna CuFeS2 Cu2COa(OH)2 Cu2C03(OiH)2 Cu2CO^(OH)2 Cu2COs(OH)2 Kolektor dodekano- aldoksym nonano- aldoksym nonano- aldoksym* dodekano- aldoksym 2-metylo- dodekano- aldoksym Dawka© g/kg Cu 18,2 18,2 18,2 18,2 18,2 % wag. Cu Z 2,75 5,5 5,5 5,5 5,5 K 27,9 15,8 16,5 32,7 25,2 O nw 0,2 0,22 0,17 1,7 Odzysk Cu, % 97 •97 92 97 96 Gdy badanie powtórzono z kolektorem ksanto- genianowym, otrzymano podobne wyniki.+ = Nie podano spieniacza Z = Zawiesina wyjsciowa K = Koncentrat O = Odpady nw = Nie wykrywalne © = Dawka dla pierwszej piany. Takie same daw¬ ki kolektorów stosowano dla dalszych flota¬ cji we wszystkich przykladach Przyklad VI. 700 g rudy mineralnej zawie¬ rajacej miedz z kopalni Palalbora w Poludniowej Afryce rozdrobniono i przesiano, otrzymujac frak¬ cje o wielkosci czastek ponizej 300 /im. 500 g z tej frakcji poddano flotacji, postepujac jak opisano na wstepie w przykl. I—V. Jako kolektor stoso¬ wano dodekanoaldoksym, a pH zawiesiny w ko¬ morze flotacyjnej uretulowano do wartosci 10,65- Wyniki zawiera tablica '"5." Tablica 5 Tablica 6 Dawka kolektora g/kgCu 11,3 kg/tone rudy 0,035 % wag. Cu Z 0,44 K 4,1 O 0,2 Odzysk Cu % 57,6 Jak wynika z tych danych, koncentrat zawieral okolo 10 razy wiecej Cu niz ruda wyjsciowa.Przyklady VII—IX. 500 g rudy z kopalni Graspe w Kanadzie rozdrobniono w kruszarce szczekowej na czastki ponizej 2 mm i mielono w mlynie pretowym z 400 ml wody do uzyskania czastek ponizej 75 ^m. Otrzymana zawiesine pod¬ dano flotacji w 2,5-litrcwej komorze, postepujac jak opisano na wstepie przykladów I—V, z ta róznica, ze zawiesine kondycjonowano przez 3 mi¬ nuty, jako spieniacz stosowano izobutylckarbinol metylowy dodany po mieszaniu, oraz pH srodo¬ wiska wodnego, którego nie regulowano, wynosilo 7,8. W przykladach VII—VIII zebrano tylko pierw¬ sza piane. Wyniki zawiera ponizsza tablica: 20 45 50 55 60 .. Przykl.VII VIII IX por.Kolektor nonanoa] doksym dodekano aldoksym dodekano aldoksym ksantoge- nian amylowo potasowy Dawka kg/tone rudy 0,25 0,25 0,25 0,25 % wag. Cu Z 0,830 0,815 0,815 0,864 K 15,23 13,63 12,12 14,04 O 0,55 0,67 0,61 0,62 Odzysk Cu % 35,1 19,0 26,5 26,3 Dla porównania ostatnie doswiadczenie (por.) przeprowadzono z. równowazna iloscia ksantoge- nianu; amylowo-potasowego. Z zestawionych da- , nych liczbowych widac, ze ogólnie sposobem we¬ dlug wynalazku otrzymuje sie porównywalne wy¬ niki, a w przykl. VII lepszy przebieg procesu i wyzsza wydajnosc.Przyklady X—XII. Próbke 500 g rudy z Cyprus Pima Mine (USA), o zawartosci Cu okolo 0,6%, rozdrobniono w kruszarce szczekowej do wielkosci ziarna ponizej 2 mm, a nastepnie mie¬ lono w mlynie pretowym z 500 ml wody, do uzy¬ skania 90% czastek o wymiarach ponizej 212 pm i 60% czastek ponizej 45 tum. Tak otrzymana za¬ wiesine poddano flotacji w 3-litrowej komorze^ (jak opisano na wstepie przykl. I—V). Tym razem wytworzono i zebrano trzy kolejne piany. W kaz¬ dej flotacji stosowano 2 ml 1% srodka pianotwór¬ czego. Wyniki zawiera tablica 7. W nawiasach po¬ dano wyniki tylko dla pierwszej flotacji.Izodekancaldoksym wytworzono z aldehydu o- trzymanego przez karbonylowanie trymeru propy- lenowego a mieszany C13/C15-aldoksym przez kar¬ bonylowanie strumienia mieszaniny olefin C1S (66,6%) i C15 (33,3%).Wyniki w przedstawionych przykladach nie zo¬ staly w pelni zoptymalizowane, gdyz wiele para¬ metrów, takich jak zakres wielkosci czastek, pH,108 859 Tablica 7 Przykl.X XI XII Kolektor nonanoaldoksym izodekanoaldoksyim Cia/Cjs-aldoksym Dawka kg/tone rudy 0,01 0,01 0,01 Koncentrat % wag. Cu 3,1 (8,1) 2,9 (5,9) 5,1 (9,7) Odzysk Cu % 56,8 (40,2) 70,0(49,8) 66,3(48,8) stezenie kolektora, szyibkosc mieszania, zmiana ste¬ zenia mieszaniny flotacyjnej (np. przez dodatek depresantów ze sikaly plonnej) maja wyrazny wplyw na odzysk i stezenie koncentratu.Jednakze czynniki te w ogromnym stopniu zmieniaja sie w zaleznosci od konkretnej rudy poddawanej flotacji i od typu flotacji stosowanej w danej kopalni. Z tego powodu najlepiej jest koncowa optymalizacje przeprowadzic na miejscu w zakladzie przy danej kopalni.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odzyskiwania metali z rud mineral¬ nych zawierajacych metal lulb metale w postaci siarczków i/lub tlenków, znamienny tym, ze roz¬ drobniona rude poddaje sie flotacji pianowej w srodowisku wodnym przy uzyciu, jako kolektora, 20 30 aldoksymu alifatycznego posiadajacego 8 lulb wie¬ cej atomów wegla, przy tym pH srodowiska wod¬ nego wynosi co najmniej 6. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie aldoksym o wzorze ogólnym CnH2nNOH, w którym n oznacza liczbe calkowita od 8 do 12. 3. Sposób wedlug zastrz. 2,. znamienny tym, ze stosuje sie nonanoaldoksym, dodekanoaldoksym, 2-metylododekanoaldoksym, oktanoaldoksym lub mieszanine tridekano- i pentadekano-aldoksymów. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze aldoksym stosuje sie w ilosci od 0,01 kg do 1 kg w przeliczeniu na 1 tone obrabianej rudy. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do srodowiska wodnego dodaje sie srodek piano¬ twórczy. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze obróbce poddaje sie rude zawierajaca miedz.RSW ZjG. W-wa, Srebrna 16, z. 416-80/O — 105 + 20 egz.Cena 45 zl PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób odzyskiwania metali z rud mineral¬ nych zawierajacych metal lulb metale w postaci siarczków i/lub tlenków, znamienny tym, ze roz¬ drobniona rude poddaje sie flotacji pianowej w srodowisku wodnym przy uzyciu, jako kolektora, 20 30 aldoksymu alifatycznego posiadajacego 8 lulb wie¬ cej atomów wegla, przy tym pH srodowiska wod¬ nego wynosi co najmniej 6.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie aldoksym o wzorze ogólnym CnH2nNOH, w którym n oznacza liczbe calkowita od 8 do 12.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 2,. znamienny tym, ze stosuje sie nonanoaldoksym, dodekanoaldoksym, 2-metylododekanoaldoksym, oktanoaldoksym lub mieszanine tridekano- i pentadekano-aldoksymów.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze aldoksym stosuje sie w ilosci od 0,01 kg do 1 kg w przeliczeniu na 1 tone obrabianej rudy.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do srodowiska wodnego dodaje sie srodek piano¬ twórczy.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze obróbce poddaje sie rude zawierajaca miedz. RSW ZjG. W-wa, Srebrna 16, z. 416-80/O — 105 + 20 egz. Cena 45 zl PL