Alkileter-amin gyűjtőszerek vasérc szilícium-dioxid-ellenes úszófolyamataihoz

Azokban a vasérc-koncentrátorokban, ahol a végső koncentrátum SiO₂-tartalma meghaladja a szerződéses büntetési határértékeket, a kationos éter-amin gyűjtőszerek a kvarc fordított úszásának egyik fő reagensválasztása. A gyakorlati vásárlási döntés nem az, hogy az „éter-amin” mint kategória működik-e, hanem az, hogy melyik konkrét éter-amin fokozat biztosítja a szükséges SiO₂-elutasítást a legkisebb vasveszteséggel a saját ércén, vízén és úszási környezetén.

Ez az útmutató elkülöníti a megadott forrásalapú bizonyítékok által támogatott információkat attól, amit a beszerzési és folyamatcsapatoknak a szállítók TDS/SDS dokumentumai és helyszíni laboratóriumi úszáspróbái alapján kell megszerezniük.

A vásárlók számára fontos megjegyzések:

• Az alkil-éter-aminok és az alkil-éter-diaminok jól ismert gyűjtőszerek a szilikátok eltávolítására a vasérc fordított habosításos feldolgozása során.

• Az éter-aminok kvarcgyűjtőként működnek, és egyben hozzájárulnak a habképzéshez a kationos fordított habosításban.

• Az éter-amin gyűjtőszereket világszerte használják a szilikátok elutasítására a vasérc-feldolgozás során, többek között több mint 80 millió tonna vasérc-koncentrátum feldolgozásánál Brazíliában.

• A megadott forráskészlet nem tartalmaz konkrét kereskedelmi minőséget, CAS-számot, molekulaképletet, adagolási arányt, SiO₂-eltávolítási százalékot, Fe-visszanyerési értéket vagy összehasonlított éter-amin–tallow-amin tesztet. Ezeket az értékeket a szállító dokumentációjából és laboratóriumi próbatestekből kell megszerezni.

• Ne fogadjon el egyetlen általános éter-amin CAS-számot a minőség-specifikus kémiai azonosság helyettesítéseként.

Első RFQ-adat: Termékazonosítási táblázat

A benyújtott bizonyítékokban nem szerepel beszállítói katalógus. Ezért ebben a cikkben nem rendelünk márkanevet, CAS-számot vagy molekulaképletet a kereskedelmi termékhez. Éppen ezek azok a mezők, amelyeket egy vevőnek meg kell követelnie a beszállítótól a teljesítményösszehasonlítás előtt.

A forrásban szereplő leírás szerint az étercsoport polioxietilén lánc. A kereskedelmi vasérc-gyűjtőanyagokban azonban a tényleges termék inkább egyetlen éterkapcsolattal rendelkező alkoxypropil-amin vagy -diamin lehet, vagy korlátozott mértékű alkoxilációt tartalmazhat. A vásárlóknak ezért közvetlenül a gyártóval kell ellenőrizniük a molekuláris szerkezetet, az alkoxilációs fokot, a szénlánc-eloszlást és a hatóanyag-tartalmat. Ezek a változók befolyásolhatják a gyűjtőhatást, a vízben való eloszthatóságot és a habviselkedést.

1. Kationos éter-amin gyűjtő szilícium-dioxid ellen-flotáláshoz vasércekben

Az éter-aminok jelentős kationos gyűjtőanyag-csoportként váltak ismertté ásványfeldolgozásban hatékonyságuk és szelektivitásuk miatt a flotálási alkalmazásokban. A vasérc-ellen-flotálás célja a kvarc és egyéb szilikátos salakanyagok eltávolítása. Az éter-amin gyűjtőanyag a kvarcfelületre kötődik, a kvarc a habba kerül, míg a vas-tartalmú ásványok a koncentrátumáramként maradnak vissza a cellában.

A forrásadatok egy további, kritikus pontot is kiemelnek a gyári mérnökök számára: az éter-aminok nem csupán kvarc-gyűjtők. Ugyanakkor habképzőként is működnek a vasércek kationos ellen-flotálásában. Bár a kvarcra való adszorpciót széles körben tanulmányozták, az éter-aminok hab- és habtulajdonságainak hatása a flotálási szelektivitásra eddig nem került részletesen vizsgálatra. A vásárlóknak ezért a habviselkedést külön értékelési tényezőként kell kezelniük, nem pedig mellékhatásként.

Az éter-amin gyűjtőanyagok már ipari méretekben kerülnek alkalmazásra. Az így keletkező amin-szilikát fajták elegendően felületaktívak ahhoz, hogy elősegítsék a szilikátok úszóválasztását, és az éter-amin gyűjtőanyagokat világszerte használják a vasércek feldolgozóüzemeiben a szilikátok elutasítására. Csak Brazíliában több mint 80 millió tonna vasérc-koncentrátumot dolgoznak fel, ahol ezek a gyűjtőanyagok részét képezik a szilikátok elutasításának folyamatának.

Az alkalmazás jól ismert a vasércekben található szilikátok esetében, különösen a magnetitrendszerekben, de ugyanez a forrás megjegyzi, hogy az éter-aminok alkalmazását karbonát–szilikát rendszerekben – különösen a magnézitban – nem vizsgálták alaposan. Egy vevő ne feltételezze, hogy egy kvarcban gazdag vasércnél bizonyított gyűjtőanyag közvetlenül átvihető egy karbonátot tartalmazó ércre tesztelés nélkül.

Mit kell egy vevőnek megadnia egy kationos éter-amin gyűjtőanyagra szóló ajánlatkérésben (RFQ)?

Kérjen legalább az alábbiakat:

• Pontos terméknév és termékkód.

• A minőség szerinti CAS-szám és molekuláris azonosság.

• A termék alkil-éter-amin, alkil-éter-diamin vagy egyéb éter-funkcionalizált felületaktív anyag-e.

• Hatóanyag-tartalom, oldószer, víztartalom és semlegesítési forma.

• Csomagolás, fagyáspont, tárolási korlátozások és szavatossági idő.

• Egy aktuális technikai adatlap (TDS) és biztonsági adatlap (SDS).

• Egy 1–5 kg-os laboratóriumi minta a laboratóriumi úszóválasztáshoz.

• Írásos szállítási megerősítés a megadott minőség pontos típusáról.

Ne alapozza a beszállító kiválasztását általános megállapításra, hogy a termék „éter-amin vasérchez”. Ez nem határozza meg azt a kémiai terméket, amelyet kapni fog.

Miért működhet ugyanaz a kationos éter-amin-kémia eltérően különböző üzemekben?

Mert az éteraminok mind a gyűjtési, mind a habfázis-viselkedéshez hozzájárulnak. A szelektivitás megváltozhat a víz kémiai összetételétől, a cellatípustól és a reagens adagolási pontjától függően. Az ipari mintavétel a Samarco úszóként történő feldolgozásánál mechanikai cellákból, tartálycellákból és úszóoszlopokból vett víz- és zagy-mintákat is tartalmazott, amelyek azt mutatták, hogy a folyamat helye és a vízforrás részei a kiértékelésnek. Egy olyan gyűjtőreagens, amely egy adott cellakonfigurációban jól működik, más adagolási mennyiséget vagy habkezelést igényelhet egy másik konfigurációban.

2. Éteramin-adagolás vasérc fordított úszóként történő feldolgozásához

A szolgáltatott forrásadatok között szerepel egy laboratóriumi eljárás vasérc fordított kationos úszóként történő feldolgozására éteramin-gyűjtőreagenssel. Az alapvető érc-előkészítés a következő:

• Zúzzuk és őrjük a vasércet egy célzott részecskeméretre, általában 80%-os átmenet 150 mikrométernél.

• Készítsünk egy reprezentatív mintát az őrölt ércből, például 1000 g-ot.

• Helyezzük az őrölt ércet egy laboratóriumi úszócellába, például egy Denver-típusú cellába.

A forrás kivonat nem ad meg univerzális éter-amin adagolási arányt. Ez elvárható: az adagolás függ az érc ásványtanától, a tápanyag SiO₂-tartalmától, a részecskeméret-eloszlástól, a víz keménységétől, a keményítő depresszáns típusától és adagjától, a pH-tól, valamint a flotálási időtől. Egy szállító nem tud megbízhatóan egyetlen gyári adagolási értéket megadni az érc tesztelése nélkül.

Beszerzési összehasonlításhoz az adagolást gramm aktív gyűjtőanyag / tonna érc egységben kell értékelni. Ha két szállító az előállított folyadék adagolását adja meg, akkor normalizálni kell az aktív anyagra. Ellenkező esetben a víz vagy oldószer tartalom hamis hatékonysági összehasonlítást eredményez.

Éter-amin adag–válasz teszt terv

Az összehasonlítás csak akkor érvényes, ha ugyanazt az érct mintát és ugyanazokat a úszófolyamat-körülményeket használják mindkét termék esetében.

Hogyan kell kifejezni az adagolást a szállítói összehasonlításokban?

Kérje az adagolást az aktív hatóanyag alapján. Például hasonlítsa össze a gyűjtő aktív hatóanyagának grammját tonnánként, ne a hígított termék milliliterjeit. Kérje továbbá az aktív anyagtartalmat, az oldószer típusát és a javasolt hígítást. Ez megakadályozza, hogy túlbecsüljük egy hígított termék teljesítményét, vagy alábecsüljük egy koncentráltabb termékét.

Milyen laboratóriumi körülményeket kell rögzíteni az adagolási állítások összehasonlítása előtt?

A zúzás finomságát (P80), az ércadagot, a pép sűrűségét, a pH-értéket, a lecsendesítő típusát és adagolási mennyiségét, a víz kémiai összetételét, a flotálási időt, a levegő áramlási sebességét és a cella geometriáját kell rögzíteni. A kiindulási laboratóriumi eljárás P80 értéke 150 µm és egy reprezentatív 1000 g-os minta használatával kezdődik Denver-típusú cellában. Ha az egyik teszt gyári újrahasznosított vizet, a másik pedig csapvizet használ, az adagolási összehasonlítás nem megbízható, különösen mert a flotálási körökben a víz kémiai összetétele eltérő mintavételi pontokon eltérő lehet.

3. Szilícium-dioxid-eltávolítási hatékonyság éter-amin gyűjtőszerekkel

A szilícium-dioxid-eltávolítási hatékonyság nem a éter-amin vegyü osztály fix tulajdonsága. Ez egy folyamateredmény, amelyet a gyűjtőszerek, az érc felülete, a víz kémiai összetétele, a lecsendesítők és a flotálási cella működése közötti kölcsönhatás eredményez.

A megadott forráshivatkozás nem tartalmaz termékspecifikus SiO₂-eltávolítási százalékot vagy vas-visszanyerési értéket. Ezért a cikk nem tüntet fel univerzális „nagyon hatékony” számot. Egy vevőnek bármely szállítói katalógusban szereplő hatékonysági állítást ellenőrizetlenként kell kezelnie, amíg azt a vevő saját érctermékén nem igazolják.

A forráshalmazban hivatkozott ipari tapasztalatok szerint az éter-amin gyűjtőszerek világszerte használatosak szilikát-elutasításra vasércek feldolgozóüzemeiben, nagy méretű alkalmazásuk Brazíliában a koncentrátorokban figyelhető meg. Azonban ez csak az ipari elfogadottságot igazolja, nem pedig garanciát nyújt a helyszínspecifikus szilícium-dioxid-eltávolításra.

Mi okozza a szilícium-dioxid-eltávolítási hatékonyság csökkenését a léptéknövelés során?

A forráshivatkozás több folyamatparamétert említ, amelyeket ellenőrizni érdemes:

• Habtulajdonságok: Az éter-aminok egyben habképzők is, így a hab stabilitása és szelektivitása változhat a dózistól és a víz kémiai összetételétől függően.

• Cellakonfiguráció: Ipari mintavétel történt a mechanikai cellák, tartálycellák és úszófolyamat-oszlopok egészén. Az efficiencia nem azonos a különböző cellatípusok között.

• Vízminőség: Különböző pontokból vett vízminták egy vasérc-úszófolyamat-körben eltérő összetételűek lehetnek. A visszanyert víz és a maradék víz befolyásolhatja a szelektivitást.

• A táp anyag szemcseméretének eltérése: Ha a gyári őrlés durvább vagy finomabb, mint a laboratóriumi P80 érték (150 µm), a gyűjtő szer adagolása és a kinyerés megváltozhat.

A SiO₂-eltávolítás csökkenését nem szabad automatikusan több gyűjtő szer hozzáadásával megoldani. A túladagolás megváltoztathatja a hab viselkedését, és csökkentheti a szelektivitást, különösen mert az éteraminok habképző funkcióval is rendelkeznek.

Milyen paramétereket kell mérni egy szilícium-dioxid-eltávolítási hatékonysági kísérlet során?

Rögzítsük a táp SiO₂-tartalmát, a táp Fe-tartalmát, a koncentrátum SiO₂-tartalmát, a koncentrátum Fe-tartalmát, a Fe-kinyerést, a tömegkivonást, a gyűjtő szer aktív adagolását, a pH-értéket, a vízkeménységet, a habmagasságot, a hab víztartalmát és az úszófolyamat idejét. Ugyanazon az ércre végzett „előtte–utána” összehasonlítás hasznosabb, mint egy izolált szilícium-dioxid-elutasítási százalék.

4. Éteramin versus zsíramin a vasérc úszófolyamatos feldolgozásában

A rendelkezésre álló forrásanyag nem tartalmaz laboratóriumi vagy gyári összehasonlítást az éteramin és a zsíramin gyűjtőanyagok között. Nincsenek elérhető összehasonlító adagolási, SiO₂-fokozati, Fe-kinyerési vagy habteljesítmény-értékek. Ezért ebben a cikkben nem állítunk éteramin versus zsíramin teljesítményelőnyt.

Az alkiléteraminok és az alkiléter-diaminok jól ismert gyűjtőanyag-családok a vasérc fordított habos feldolgozásához. Részletes szerkezetüket nem szabad általános polioxietilén-lánc-leírássá egyszerűsíteni fokozatspecifikus megerősítés nélkül. A zsíraminnal való összehasonlítást ugyanazon a vasércmintán kell elvégezni.

Éteramin versus zsíramin egyeztetett feldolgozási tesztterv

Mivel a forrásadatok között nem szerepelnek egyeztetett tesztértékek, használja az alábbi üres teszttervet. Ne tekintse teljesítménybizonyítéknak.

Ez a táblázat egy tényleges kísérlet keretét jelöli, nem forrásalapú eredményt. A gyári eredmények eltérhetnek a laboreredményektől, és egyetlen törzspróba nem minősül teljes méretű minősítésnek.

Váltson-e a gyár a zsírsav-aminnról éter-aminra egy szállítói adatlap alapján?

Nem. Egy adatlap megerősítheti a termék azonosságát és specifikációját, de nem igazolhatja a vevő ércére vonatkozó szelektivitást. A forrásbeli bizonyítékok azt támasztják alá, hogy az éter-aminok kvarc-gyűjtőszerek és habképzők, de nem tartalmaznak összehasonlítást a zsírsav-aminokkal. Hajtson végre egy összehasonlítható laboros úszófröccs-kísérletet a jelenleg használt zsírsav-amin referenciaanyaggal és az éter-amin jelölttel azonos őrlési fokozat, víz, pH, gátlószer és cellafeltételek mellett. Ezután együttesen értékelje a SiO₂-tartalmat, a Fe-kinyerést és a habviselkedést.

Milyen mezőadatokat kell gyűjteni egy üzempróba során?

Egy üzempróba során rögzítse a táp SiO₂- és Fe-tartalmát, a koncentrátum SiO₂- és Fe-tartalmát, az Fe-kinyerést, az aktív gyűjtőszerek fogyasztását, a gátlószerek fogyasztását, a habmélységet, a habban átjutó víz mennyiségét, a szűrési viselkedést, valamint bármely vímkémiai változást a folyamat egészén keresztül. Ugyanazt a mintavételi eljárást alkalmazza, amelyet a mechanikus cellákra, tartálycellákra és úszóképző oszlopokra is hivatkoztak.

Kérje a TDS-t, az SDS-t és a laboratóriumi mintákat

Ahhoz, hogy értékelni tudja a vasérc-szilícium-dioxid fordított úszóképző folyamatához ajánlott kationos éter-amin gyűjtőszereket, kérje a szállítótól a következőket:

• A pontosan megadott minőséghez tartozó jelenlegi TDS és SDS dokumentumok.

• Minőségspecifikus CAS-szám és molekuláris összetétel-tartomány.

• Aktív anyag, oldószer, pH és tárolási adatok.

• Egy 1–5 kg-os laboratóriumi minta a laboratóriumi úszóválasztáshoz.

• Írásos beszerzési kérelmet (RFQ) az aktív alapon számított adagolással és a javasolt kondicionálási feltételekkel.

• Egy helyszíni próba protokollt, amely a 80%-os 150 µm-nél finomabb részecskeméretből indul ki, és egy reprezentatív laboratóriumi tápanyagot használ.

Küldje el a szállítónak az érctartalmat, a célszennyeződési fokot (SiO₂), a jelenleg használt gyűjtőszert és annak adagolását, a keményítő/lecsendesítő programot, a gyári vízelemzést és a úszóválasztás folyamatábráját. Kérje meg őket, hogy futtassanak egy összehasonlító tesztet a jelenleg használt gyűjtőszerrel szemben, mielőtt ipari méretű bevezetésre kerülne sor.

Megjegyzés: A fenti adatok a megadott ércmintákra és laboratóriumi körülményekre vonatkoznak. A gyári eredmények eltérhetnek a mineralógia, a vízkémia és a folyamatbeállítások függvényében. Az ipari méretarányú bevezetés előtt ajánlott helyszíni próbaverziókat végezni.