Результат интеллектуальной деятельности: Применение оксиэтилированных производных жидкости скорлупы орехов кешью в качестве реагента-вспенивателя для обогащения алмазосодержащих руд

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

Известно применение в качестве собирателя для флотации шламов оксиэтилированных алкилфенолов с длиной углеводородного радикала C2 и количеством оксиэтильных групп в радикале 12-20, получаемых на основе тримеров пропилена (Патент RU 2165797 С1 от 01.09.1999).

Известен способ флотационного обогащения алмазосодержащей руды с применением флотореагента «Аэрофлот-25», представляющего собой производные дитиофосфорной кислоты, получаемые при обработке крезола пятисернистым фосфором, обладающего пенообразующими свойствами и относящегося по классификации Годэна к группе вспенивателей-собирателей, совместно с крезиловой кислотой в качестве вспенивателя и с керосином, который играет роль вспомогательного реагента в качестве стабилизатора пены. (Брагина В.И. Технология обогащения и переработки неметаллических полезных ископаемых: учеб. Пособие Красноярск: ИПК СФУ, 2009).

Известен способ обогащения алмазосодержащего сырья (патент РФ RU 2071836 C1, от 29.07.1993.), включающий обработку пульпы реагентами (аэрофлот-25 и мазут), подачу воды и пенообразователя в сепаратор и пенную сепарацию в присутствии электролизных газов, причем в процессе применяется предварительно электрохимически обработанная технологическая вода.

Известен способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд с использованием аполярного собирателя на основе мазута, гетерополярного собирателя и пенообразователя, в качестве аполярного собирателя на основе мазута применяется мазутная фракция, полученная в процессе прямой перегонки нефти при температуре 280°С и обработанная депрессорной присадкой в соотношении 99,6:0,4, причем в качестве депрессорной присадки используют многофункциональную присадку МПК-3 (патент RU 2333801 C2, от 19.06.2006).

Наиболее близким к предложенному способу является способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд, включающий предварительную обработку материала аполярным и гетерополярным собирателями и подачу пенообразователя ОПСБ, представляющего собой смесь монобутиловых эфиров пропиленгликоля С₄Н₉(ОС₃Н₆)_nОН, полученных взаимодействием окиси пропилена с бутиловым спиртом в присутствии щелочного катализатора, где в качестве основного реагента-собирателя используется мазут флотский Ф-5 (Мелик-Гайказян В.И. и др. О реальности гистерезисного и капиллярного механизмов действия реагентов при пенной сепарации. - Пенная сепарация (вып.2.), М., 1976 г.)

Недостатками известных способов являются недостаточно высокая эффективность извлечения алмазов в концентрат, обусловленная, в том числе, применением неэффективных реагентов-вспенивателей.

Основная задача изобретения заключается в расширении сырьевой базы реагентов - вспенивателей для проведения флотации алмазосодержащих руд при высокой эффективности процессов флотации при обогащении алмазосодержащих руд замещенными фенолами.

Технический результат -повышение эффективности процессов флотации при обогащении алмазосодержащих 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 (Рисунок 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).

Декарбоксилированную ЖСОК (далее по тексту ЖСОК-Д) получают 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.

Процесс флотации алмазов основан на том, что чистые алмазы гидрофобны и при размере до 1,65 мм быстро всплывают на поверхность, в то время как минералы пустой породы, при условии очищенной поверхности, гидрофильны и остаются в воде.

Отличием заявляемого изобретения от известных в науке и технике является применение в качестве реагента-вспенивателя оксиэтилированных натуральной ЖСОК, декарбоксилированной ЖСОК, анакардиновой кислоты, карданола, кардола, метилкардола и резидола со степенью оксиэтилирования от 1 до 100.

Заявляемое изобретение осуществляется следующим образом.

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд с применением заявляемых реагентов-вспенивателей испытывали в лабораторных условиях, которые проиллюстрированы следующими примерами конкретного выполнения. Для всех примеров конкретного выполнения был использован одинаковый материал - алмазосодержащая руда.

Пример 1 - (по прототипу).

Пенная сепарация осуществлялась на лабораторной флотационной машине ФМП-Л с объемом камеры 0,3 л с использованием алмазосодержащей руды, имеющей в составе алмазы различной размерности (в пределах фракции от 0,5-до 1,2 мм) в количестве 20 шт. В качестве реагента -собирателя использовался мазут флотский Ф-5 по ГОСТ 10585-75 (производства ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез», характеристики представлены в таблице 2), в качестве вспомогательного реагента - стабилизатора пены использовался аэрофлот (флотореагент БТФ марки «А» - 60% водный раствор натриевой соли дибутилдитиофосфорной кислоты выпускаемый в промышленном масштабе по ТУ 6-00-04691277-201-97). В качестве вспенивателя - ОПСБ, выпускаемый в промышленном масштабе по ТУ 2452-011-53081079-2015.

Реагенты загружались в пульпу в следующих количествах:

Пример 2- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 1 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 3- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 5 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 4- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 10 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 5- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 20 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 6- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 30 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 7- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 8- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 50 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 9- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 75 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 10- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный карданол со степенью оксиэтилирования 100 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 11- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя используют оксиэтилированную натуральную ЖСОК со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 12- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя используют оксиэтилированную декарбоксилированную ЖСОК со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 13- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя используют оксиэтилированную анакардиновую кислоту со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 14- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный кардол со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 15- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный метилкардол со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Пример 16- (по изобретению)

Способ флотационного обогащения алмазосодержащих руд осуществляют также, как описано в примере 1, но качестве вспенивателя - оксиэтилированный резидол со степенью оксиэтилирования 40 в количествах, как описано в примере 1.

Результаты флотационного обогащения алмазосодержащих руд по примерам 1-16 приведены в таблице 1.

Из представленных данных видно, что применение заявляемого реагента-вспенивателя повышает эффективность флотации. Все представленные реагенты-вспениватели могут быть использованы в процессе флотационного обогащения алмазосодержащих руд, при этом более предпочтительны реагенты на основе оксиэтилированных карданола, кардола и метилкардола, при этом самые предпочтительные реагенты -вспениватели на основе оксиэтилированного карданола со степенью оксиэтилирования 30-75.

Таблица 1

Результаты флотационного обогащения алмазосодержащих руд по примерам конкретного выполнения

Таблица 2

Показатели качества мазута флотского Ф-5