Применение оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью в качестве реагента-вспенивателя для обогащения апатитсодержащих руд

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационным методам обогащения, и может быть использовано при переработке апатитсодержащих руд.

Известен способ обогащения апатитсодержащих руд, включающий измельчение руды, ее обесшламливание, обработку содой, депрессором, модификатором, собирателем на основе таллового масла и флотацию апатита с использованием основной, перечистных и контрольных флотаций (Авторское свидетельство СССР №984494 от 30.12.1982).

Известен способ обогащения апатитовых руд, включающий измельчение руды, последовательную обработку пульпы содой, сульфит-спиртовой бардой, модификатором, собирателем, содержащим ацилированные аминогидроксамовые кислоты, флотацию с использованием основной и перечистных флотации. Перед кондиционированием пульпу обрабатывают этилидендиаминтетраацетатом (патент RU № 2164824 С2 от 10.04.2001).

Известен способ обогащения апатитсодержащих руд, включающий измельчение руды, обработку ее содой, депрессором (окиси нитрилотриметиленфосфоновой кислоты), собирателем на основе таллового масла, флотацию пульпы до получения апатитового концентрата с использованием основной, перечистных и контрольных флотаций (Авторское свидетельство СССР № 988344 от 15.01.1983).

Известен способ флотации фосфорсодержащих руд, в котором пульпу кондиционируют с карбонатом, силикатом натрия и лигносульфонатом. Затем вводят собиратель и выделяют в пенный продукт фосфорсодержащие минералы. В кондиционирование дополнительно вводят хлориды кальция и/или магния, при этом содержание ионов кальция и/или магния в фазе пульпы составляет от 20 до 60 мг/л (Авторское свидетельство СССР № 1559506 от 20.07.1995).

Известно применение в качестве органического регулятора для флотации апатитовых руд полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов с числом углеродных атомов, равным 9 – изононил и числом оксиэтильных групп от 6 до 12 включительно. Данный способ включает последовательную обработку пульпы едким натром, жидким стеклом, органическим регулятором, кондиционирование и последующую флотацию оксигидрильным собирателем (патент RU 2207915 С2 от 07.09.2001).

Известен способ обогащении апатит-штаффелитовых руд методом флотации апатит-штаффелитового (фракалитового) концентрата включающий обесшламливание - отмывку, измельчение, выделение магнитной сепарацией магнетитового концентрата и флотацию жирнокислотным собирателем с получением фосфатного концентрата. Перед флотацией в операцию сгущения подают анионный флокулянт на основе полиакриламида (патент RU № 2317858 С2 от 05.05.2004).

Наиболее близким к заявляемому, выбранным в качестве прототипа, является способ, который включает измельчение руды, обесшламливание, сгущение, контактирование пульпы с содой, депрессором, собирателем на основе таллового масла, оксиэтилированными моноалкилфенолами, основную, две перечистные и две контрольные флотации. В качестве оксиэтилированных моноалкилфенолов используют смесь α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при их массовом соотношении 1:1. В качестве собирателя используют жирные кислоты талловых масел. Указанную смесь и жирные кислоты талловых масел подают совместно в основную и в две контрольные флотации, а в качестве депрессора используют сульфит-спиртовую барду, которую подают в основную и две перечистные флотации (патент RU № 2342199 С1 от 16.08.2007).

Недостатком известных способов является то, что они позволяют получить апатитовый концентрат с относительно невысоким содержанием Р₂О₅.

Основная задача изобретения заключается в расширении сырьевой базы при высокой эффективности процессов флотации при обогащении апатитсодержащих руд замещенными фенолами.

Технический результат - повышение эффективности процессов флотации при обогащении апатитсодержащих руд замещенными фенолами.

Поставленная задача решается применением в процессе флотации реагентов-вспенивателей (флотореагентов), получаемых оксиэтилированием жидкости скорлупы орехов кешью (далее по тексту -ЖСОК). В частности, в качестве эффективных реагентов для флотации могут быть использованы следующие продукты со степенью оксиэтилирования от 1 до 100: натуральная ЖСОК, декарбоксилированная ЖСОК, анакардиновая кислота, карданол, кардол, метилкардол, а также резидол, представляющий собой кубовый остаток вакуумной перегонки ЖСОК.

Заявляемый реагент-вспениватель относится к замещенным фенолам. Структурные формулы оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью: A - оксиэтилированный карданол, B - оксиэтилированный кардол, C – оксиэтилированная анакардиновая кислота, D - оксиэтилированный метилкардол:

Заявляемые реагенты-вспениватели (флотореагенты) могут быть идентифицированы также по ИК спектрам. Например, ИК спектр оксиэтилированного карданола (Рис. 1) содержит полосы поглощения (3474 см^-1, 2882 см^-1, 2695 см^-1, 1584 см^-1, 1468 см^-1, 1412 см^-1, 1360 см^-1, 1344 см^-1, 1279 см^-1, 1234 см^-1,1148 см^-1, 1115 см^-1,1061 см^-1, 988 см^-1, 947 см^-1, 843 см^-1, 781 см^-1, 696 см^-1, 530 см^-1). Карданол (химическая формула-HO-C₆H₄-C₁₅H_31-2n, где n – число двойных связей в алкильном заместителе) получают экстракцией или термической обработкой скорлупы орехов кешью (Anacardium occidentale) и производят в промышленном масштабе преимущественно в виде смеси алкилфенолов с насыщенной боковой цепью (5,4 масс. %), ненасыщенной боковой цепью, содержащей одну двойную связь (48,5 масс.%), ненасыщенной боковой цепью, содержащей две двойных связи (16.8 масс.%), ненасыщенной боковой цепью, содержащей три двойные связи (29,3 масс.%). Карданол представляет собой смесь алкилфенолов, состоящую преимущественно из 3-пентадецилфенола, 3-(8(Z)-пентадеценил)фенола, 3-(8(Z),11(Z)-пентадекадиенил)фенола и 3-(8(Z),11(Z),14-пентадекатриенил)фенола.

Натуральная жидкость скорлупы орехов кешью (далее по тексту ЖСОК-Н) - жидкость, полученная холодной экстракцией или выжимкой скорлупы орехов кешью. ЖОСК–Н содержит 60-75% анакардиновой кислоты (I), 15-25% кардола (II) и 3-5% карданола (III) и 1-2% 2-метилкардола (IV).

Декарбоксилированная ЖСОК (далее по тексту ЖСОК-Д) получается путем термической обработки ЖСОК-Н. При термической обработке, происходит декарбоксилирование анакардиновой кислоты, в результате чего получается карданол. Остальные компоненты ЖСОК-Н при этом не изменяются.

Достигаемый технический результат- повышение эффективности процесса флотации при обогащении апатитсодержащих руд.

Отличием предлагаемого способа флотационного обогащения апатитсодержащих руд от прототипа является использование в качестве реагента-вспенивателя оксиэтилированных натуральной ЖСОК, декарбоксилированной ЖСОК, анакардиновой кислоты, карданола, кардола, метилкардола и резидола со степенью оксиэтилирования от 1 до 100.

Предлагаемый способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд испытывали в лабораторных условиях, которые проиллюстрированы следующими примерами.

Пример 1 – по прототипу

Обогащали апатитсодержащую руду (апатит-карбонат-силикатные пески) техногенного месторождения (преимущественно лежалые хвосты магнитной сепарации, полученные при извлечении из комплексной руды магнетитового концентрата) со следующим содержанием основных компонентов:

С содержанием класса -0,071 мм 63,2%

После промывки данные апатит-карбонат-силикатные пески измельчали на шаровой мельнице с целью обновления минеральной поверхности и раскрытия апатита. Далее подвергали магнитной сепарации, после которой немагнитная фракция, содержащая 63,0-67,0% класса -0,071 мм, поступала на вторую стадию обесшламливания и сгущение. Немагнитную фракцию сгущали до содержания твердого 40,0-45,0%.

Флотационная схема включала основную флотацию, две контрольные и две перечистные флотации.

На основную флотацию последовательно подавали следующие реагенты в следующих количествах:

На первую перечистную флотацию дополнительно подавали:

На вторую перечистную флотацию дополнительно подавали:

На первую контрольную флотацию дополнительно подавали:

На вторую контрольную флотацию дополнительно подавали:

Смесь реагентов Кемира М-246 и Неонол АФ 9-10 готовилась предварительно смешением указанных реагентов в массовом соотношении 1:1.

Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 2 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 1. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 3 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 5. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 4 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 10. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 5 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 20. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 6 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 30. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 7 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 8 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 50. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 9 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 75. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 10 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 100. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 11 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированную натуральную ЖСОК со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 12 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированную декарбоксилированную ЖСОК со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 13 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированную анакардиновую кислоту со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 14 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный кардол со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 15 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный метилкардол со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Пример 16 – (по изобретению)

Способ флотационного обогащения апатитсодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но вместо смеси α-(изононилфенил)-ω-гидроксиполиокси-1,2-этандиола и продукта реакции одного моля нонилфенола с двумя молями этиленоксида при массовом соотношении 1:1 используют оксиэтилированный резидол со степенью оксиэтилирования 40. Результаты флотации представлены в таблице 1.

Результаты испытаний по примерам 1-16 приведены в таблице 1.

Из данных, представленных в Таблице 1, видно, что заявляемый способ является эффективным, т.к. все представленные реагенты по изобретению могут быть использованы в процессе флотационного обогащения апатитсодержащих руд, при этом более предпочтительны реагенты-вспениватели на основе оксиэтилированных карданола, кардола и метилкардола со степенью оксиэтилирования 1-100, при этом самые предпочтительные реагенты на основе оксиэтилированного карданола со степенью оксиэтилирования 30-75.