углефосфатный реагент и способ обогащения баритосодержащих руд

Формула изобретения

1. Углефосфатный реагент для модификации поверхности флотационного баритового концентрата, содержащий натрий-фосфатсодержащее соединение, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гуматсодержащее соединение.

2. Реагент по п.1, отличающийся тем, что он в качестве натрий-фосфатсодержащего соединения содержит триполифосфат натрия и/или тринатрий фосфат, а в качестве гуматсодержащего соединения содержит натриевые или калиевые соли гуминовых кислот.

3. Реагент по п.2, отличающийся тем, что он содержит триполифосфат натрия и/или тринатрий фосфат и натриевые или калиевые соли гуминовых кислот в пределах соотношения 1/15-1/20.

4. Реагент по п.2 или 3, отличающийся тем, что натриевые соли гуминовых кислот получены из бурого угля с содержанием гуматов не менее 50%, гидроксида натрия или гидроксида калия и воды.

5. Способ обогащения баритсодержащих руд путем пенной флотации в присутствии жирно-кислотного собирателя, в котором флотационный баритовый концентрат дополнительно обрабатывают реагентом для модификации поверхности частиц барита, отличающийся тем, что обработку осуществляют на стадии сгущения баритового концентрата, а в качестве модифицирующего реагента используют углефосфатный реагент по п.1.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что для обработки используют водный раствор модифицирующего реагента, взятого в соотношении 3-5 кг углефосфатного реагента на 1 т концентрата.

7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что обработку осуществляют в течение прохождения процесса сгущения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к процессам флотационного обогащения баритосодержащих руд, а именно к вспомогательным процессам для дополнительного обогащения флотационного баритового концентрата.

Известны реагенты-регуляторы для подавления барита при извлечении флюорита [US 2407641 А, 1967], [US 4136019 А, 1979], например фтористый натрий, являющийся ядовитым и относительно дорогим химикатом.

Известна предварительная обработка пульпы реагентом-подавителем флотируемого минерала [US 3830366 A, 1974] для получения высококачественного концентрата при последующей флотации или одновременная обработка собирателем и подавителем в определенном соотношении.

В данном изобретении тип и количество реагента-подавителя предлагается подбирать в зависимости от вида извлекаемой руды и неоднократно проводить обратную флотацию для получения желаемого качества концентратов.

В качестве прототипа реагента-регулятора выбран [US 3331505 А, 1967], в котором для десорбции флотационного реагента, а именно жирнокислотного собирателя в одном из вариантов исполнения в качестве реагента-регулятора используют комбинацию кальцита и натрийфосфатсодержащего соединения, а именно тетранатрийпирофосфата.

В данном изобретении фосфатсодержащее соединение используется как диспергирующий реагент в щелочной среде.

Способ по прототипу, для полной десорбции флотационного реагента-собирателя, включает операцию нагрева с агитацией в присутствии кальцита и диспергатора - тетранатрийпирофосфата в пульпе, с последующей флотацией кальцита.

К недостаткам данного способа можно отнести операцию нагрева, в прототипе она необходима в связи с используемым реагентом-регулятором.

Задачей настоящего изобретения является разработка углефосфатного реагента (УФР) как регулятора-модификатора поверхности частиц флотационного баритового концентрата и способа обогащения баритосодержащих руд с использованием такого реагента.

Технический результат - получение концентрата более высокого класса (КБ-1) за счет частичной десорбции реагента собирателя с поверхности частиц барита в результате избирательного действия предлагаемого реагента.

Дополнительно, за счет увеличения скорости седиментации модифицированного барита и диспергирования частиц пустой породы под действием гуматсодежащего компонента и их сброса со сливом сгустителя происходит получение высокачественного баритового концентрата (КБ-1).

Поставленная задача решается тем, что, как и известный, предлагаемый углефосфатный реагент для модификации поверхности флотационного баритового концентрата содержит натрийфосфатсодержащее соединение.

Новым является то, что дополнительно он содержит гуматсодержащее соединение.

Кроме того, в качестве натрийфосфатсодержащего соединения он содержит триполифосфат натрия и/или тринатрийфосфат, а в качестве гуматсодержащего соединения он содержит натриевые или калиевые соли гуминовых кислот.

Кроме того, он содержит триполифосфат натрия и/или тринатрийфосфат и натриевые или калиевые соли гуминовых кислот в пределах соотношения 1/15-1/20.

Кроме того, натриевые или калиевые соли гуминовых кислот получены из бурого угля, с содержанием гуматов не менее 50%, гидроксида натрия или гидроксида калия и воды.

Поставленная задача решается также тем, что, как и в известном, в предлагаемом способе обогащения баритосодержащей руды, путем пенной флотации в присутствии жирнокислотного собирателя, флотационный баритовый концентрат дополнительно обрабатывают реагентом для модификации поверхности частиц барита.

Новым является то, что обработку осуществляют на стадии сгущения баритового концентрата, а в качестве модифицирующего реагента используют предлагаемый в настоящем изобретении углефосфатный реагент.

Кроме того, водный раствор углефосфатного реагента подается в соотношении 3-5 кг углефосфатного реагента на 1 тонну концентрата.

Кроме того, обработку осуществляют в течение всего процесса сгущения. Несмотря на значительное количество реагентов, известных и широко использующихся в процессах обогащения баритсодержащих руд, все еще остаются проблемы требующие решения. Улучшение методов селекции минералов связано с получением высококачественных концентратов (коммерческий продукт). Барит, как источник солей бария, широко используемых в химической промышленности при производстве стекла, окрашивающих пигментах и в нефтегазовой отрасли для утяжеления буровых растворов, должен обладать определенными свойствами, определяемыми областью его использования.

Например, для использования его как утяжелителя буровых растворов, он должен обладать соответствующим гидрофильно-гидрофобным балансом, который может быть обеспечен нейтрализацией (десорбцией) с поверхности частиц барита флотационного реагента - жирнокислотного собирателя (ЖКС). В то же время процесс десорбции (нейтрализации) позволяет получить более чистый баритовый концентрат, свободный от пустой породы, и делает возможным увеличить максимальное качества барита (до 98%).

В настоящем изобретении для модифицирования поверхности частиц сырого флотационного баритового концентрата предлагается использовать композицию, состоящую из известных реагентов, таких как натрийфосфатсодержащее соединение, в частности триполифосфат натрия и/или тринатрийфосфат, и гуматсодержащее соединение с общим названием углефосфатный реагент. Также предлагается его применение, новизна которого заключается в использовании УФР на одной из технологических стадий обогащения, а именно на этапе сгущения флотационного баритового концентрата.

Триполифосфат натрия и тринатрийфосфат - реагенты узконаправленного действия, самостоятельное применение которых приводит к эффективной десорбции остаточного флотореагента и обеспечивает полную гидрофилизацию поверхности барита, однако обработанный таким образом барит, например, не пригоден для использования в качестве бурового утяжелителя. Так, в результате чрезмерных гидрофильных свойств поверхность частиц барита полностью смачивается, и утяжелитель активно седиментирует. Гуматсодержащие реагенты в процессах флотационного получения барита не использовались. Однако известно, что гуматосодержащие реагенты являются активными пенообразователями и при использовании их оказывают нежелательное влияние на процесс обогащения.

В настоящем изобретении предлагается использовать композицию триполифосфата натрия и/или тринатрийфосфата, предпочтительно с натриевыми и калиевыми солями гуминовых кислот в пределах соотношения 1/15-1/20. Это оптимальное соотношение выбрано на основе экспериментальных исследований. Для образования натриевых или калиевых солей гуминовых кислот предлагается использовать следующие ингредиенты: бурый уголь с содержанием гуматов не менее 50%, гидрооксид натрия или гидроксид калия и вода.

Введение УФР на стадии сгущения, т.е. когда барит, после процесса пенной флотации, все еще находится в пене (на поверхности адсорбирован ЖКС), позволяет предлагаемому в настоящем изобретении реагенту-регулятору десорбировать ЖКС с поверхности частиц барита, тем самым обеспечивая равномерную гидрофилизацию всей ее поверхности. Модификация поверхности происходит постоянно в течение всего процесса сгущения, а это составляет 4-6 часов. Этого времени достаточно для полной модификации всех частиц баритового концентрата.

Требуемое количество УФР зависит от природы и количества, использованного в процессе пенной флотации флотореагента-собирателя, а также объема извлеченного барита, и предпочтительно составляет 3-5 кг на тонну.

УФР получают следующим образом.

Пример 1.

В термореактор, снабженный мешалкой, наливают 100 литров воды, добавляют 22 кг 46%-ного раствора гидроксида натрия технического по ГОСТ 2263, насыпают 60 кг бурого угля, с содержанием гуматов 75%. Включают нагрев и механическую мешалку. После достижения температуры 90°С добавляют 3 кг триполифосфата натрия технического. В процессе обработки поддерживают температуру 80-100°С. Время обработки 4 часа.

Получают пастообразное вещество черного цвета.

Пример 2.

В термореактор, снабженный мешалкой, наливают 100 литров воды, добавляют 22 кг 46%-ного раствора гидроксида натрия технического по ГОСТ 2263, насыпают 60 кг бурого угля, с содержанием гуматов 75%. Включают нагрев и механическую мешалку. После достижения температуры 90°С добавляют тринатрийфосфат и триполифосфат натрия технические в произвольном соотношении, всего 3,7 кг. В процессе обработки поддерживают температуру 80-100°С. Время обработки 4 часа.

Получают пастообразное вещество черного цвета.

Пример 3.

В термореактор, снабженный мешалкой, наливают 100 литров воды, добавляют 22 кг 46%-ного раствора гидроксида калия технического и насыпают 60 кг бурого угля, с содержанием гуматов 75%. Включают нагрев и механическую мешалку. После достижения температуры 90°С добавляют 2,8 кг тринатрийфосфата технического. В процессе обработки поддерживают температуру 80-100°С. Время обработки 4 часа.

Получают пастообразное вещество черного цвета.

Для дальнейшего его использования пастообразное вещество высушивают до сухого сыпучего порошка и подготавливают 10% водный раствор УФР.

рН 10% водного раствора 11±1, определяют по ГОСТ 18481.

Водоотдача 10% водного раствора предлагаемого УФР не более 6 см³ /30 мин, определяют по ТУ 25-04.2547.

Условная вязкость 10% водного раствора предлагаемого УФР не менее 17 с, определяют по ТУ 25-1604.003-82.

Способ осуществляют следующим образом.

Измельченную баритсодержащую руду (крупностью 80%, класса -0,074 мм) Салаирского ГОК (BaSO₄ 30%, SiO₂ 25%, CaCO₃ 20% и др.) перемешивали в течение 3-х минут в присутствии депрессора - жидкого стекла в количестве 400 г/т, через 1 мин после агитации проводили основную флотацию в присутствии флотореагента собирателя - жирнокислотной фракции талового масла (ЖКФТМ). Количество ЖКФТМ составляло 0,5 кг на тонну руды. После проведения двух перечисток готовый продукт (качеством соответствующий КБ-3) направляется в сгуститель с одновременной подачей 10% раствора УФР, дозатором реагентов в количестве 3-5 кг (в расчете на сухой продукт) на тонну концентрата.

Идет осаждение баритового концентрата в течение 4-6 часов с постоянным сбросом шламовой фракции пустой породы через слив сгустителя.

В таблице приведены данные, показывающие зависимость качества баритового концентрата в зависимости от количества УФР на тонну концентрата.

Таблица
№п/п	Расход УФР,кг/т	Содержание BaSO4,%	Содержание SiO2,%	Содержание СаСО3,%
1	0	91,3	3,2	3,1
2	1	91,5	2,5	2,2
3	3	95,7	0,93	0,8
4	5	95,5	1,17	1,0
5	7	92,5	2,2	2,1