Alkyleteraminer som samlerreagens for omvendt oppsvømning av kvarts i jernmalm

For jernmalm-konsentratorer der SiO₂-innholdet i det endelige konsentratet overstiger kontraktlige straffegrenser, er kationiske eteramin-innsamlere ett av de viktigste reagensvalgene for omvendt flotasjon av kvarts. Den praktiske kjøpsbeslutningen handler ikke om om «eteramin» som kategori virker, men hvilken spesifikk eteramin-type gir ønsket SiO₂-utslag med minst mulig tap av jernutvinning på ditt malm, vann og flotasjonsanlegg.

Denne veiledningen skiller mellom det som støttes av de leverte kildebevisene og det som innkjøps- og prosessgruppene må skaffe gjennom leverandørens TDS/SDS-dokumenter og laboratorietest for flotasjon på stedet.

Nøkkelpunkter for kjøpere:

• Alkyleteraminer og alkyleterdiaminer er etablerte samlerstoff for fjerning av silikat i omvendt skumflotasjon av jernmalm.

• Eteraminer virker som kvartsamlerstoff og bidrar også til skumdannelse i kationisk omvendt flotasjon.

• Eteraminer som samlerstoff brukes globalt for avvisning av silikat i jernmalmprosesser, inkludert behandling av mer enn 80 millioner tonn jernmalkonsentrat i Brasil.

• Det leverte settet med kilder inkluderer ikke en spesifikk kommersiell kvalitet, CAS-nummer, molekylformel, doseringsrate, prosentvis fjerning av SiO₂, verdi for Fe-gjenvinning eller sammenligningstester mellom et eraminer og tallowaminer. Disse verdiene må hentes fra leverandørdokumentasjon og laboratorietester.

• Ikke godta ett enkelt generisk CAS-nummer for et eraminer som erstatning for kjemisk identitet som er spesifikk for en bestemt kvalitet.

Første RFQ-data: Produktidentifikasjonstabell

Ingen leverandørkatalog er til stede i den leverte dokumentasjonen. Derfor tilordner denne artikkelen ikke et merkenavn, et CAS-nummer eller en molekylformel til et handlet produkt. Dette er nøyaktig de feltene en kjøper bør kreve fra leverandøren før sammenligning av ytelse.

Kilden beskriver eteryttergruppen som en polyoksyetenkjede. I kommersielle jernmalmflotasjonsmidler kan det imidlertid faktisk dreie seg om en alkoxypropylamin- eller diaminkomponent med én enkelt eterytterbinding, eller den kan inneholde en begrenset grad av alkoxylering. Kjøpere bør derfor verifisere molekylstrukturen, graden av alkoxylering, karbonkjededistribusjonen og innholdet av aktivt stoff direkte hos produsenten. Disse variablene kan påvirke flotasjonsstyrken, vannspredningsevnen og skumoppførselen.

1. Kationisk eteramin-innsamlingsmiddel for silika-reversflokulasjon i jernmalm

Eteraminer har blitt en betydelig klasse kationiske innsamlingsmidler i mineralbehandling på grunn av deres effektivitet og selektivitet i flotasjonsanvendelser. I reversflotasjon av jernmalm er målet kvarts og andre silikatavfallsmineraler. Eteramin-innsamlingsmidlet binder seg til kvartsoverflaten, kvartsen går til skummet, og jernmineralene blir igjen i cellen som konsentratstrømmen.

Kildebeviset viser også et avgjørende punkt for anleggsingeniører: Eteraminer er ikke bare innsamlingsmidler for kvarts. De virker også som skumdannere i kationisk reversflotasjon av jernmalm. Selv om adsorpsjon på kvarts er grundig studert, er effekten av skum- og skumegenskaper til eteraminer på flotasjonens selektivitet ikke behandlet detaljert. Kjøpere bør derfor vurdere skumoppførsel som et eget evalueringselement, ikke som en mindre sideegenskap.

Eteramin-samler brukes allerede i industriell skala. De dannede amin-silikat-speciesene er tilstrekkelig overflateaktive til å fremme flotasjonsskillelse av silikater, og eteramin-samler brukes globalt for utskillelse av silikater i jernmalmprosesseringsanlegg. Bare den brasilianske jernmalmindustrien behandler mer enn 80 millioner tonn jernmalkonsentrat der disse samlerne inngår i silikatutskillelsesrutinen.

Anvendelsen er vel etablert for silikater i jernmalm, spesielt i magnetittsystemer, men samme kilde påpeker at bruk av eteraminer i karbonat–silikatsystemer, særlig magnesitt, ikke er grundig studert. En kjøper bør ikke anta at en samler som har vist seg effektiv på kvartsrikt jernmalm vil overføres direkte til et karbonatholdig malm uten testing.

Hva bør en kjøper spesifisere i en RFQ for en kationisk eteramin-samler?

Be om minst følgende:

• Nøyaktig produktnavn og produktkode.

• Kjemisk identitet og CAS-nummer spesifikt for hver kvalitet.

• Om produktet er en alkyl-eteramin, alkyl-eterdiamin eller en annen eterfunksjonalisert overflateaktiv substans.

• Aktivt innhold, løsningsmiddel, vanninnhold og nøytraliseringstype.

• Emballasje, frysepunkt, lagringsbetingelser og holdbarhet.

• En gjeldende teknisk datablad (TDS) og sikkerhetsdatablad (SDS).

• Et laboratorieprøve på 1–5 kg for flotasjonsforsøk i laboratoriet.

• En skriftlig leveringsbekreftelse for nøyaktig den kvaliteten som er sitert.

Ikke baser en leverandørbeslutning på en generell uttalelse om at produktet er «en eteramin for jernmalm». Det definerer ikke den kjemiske produktvarianten du vil motta.

Hvorfor kan samme kationiske eteramin-kjemi gi ulike resultater i ulike anlegg?

Fordi etereaminer bidrar både til opptak og skumfaseoppførsel. Selektiviteten kan endre seg med vannkjemien, cellestypen og reagensdoseringens plassering. Industriell prøvetaking i Samarco-floatasjonskretsen har inkludert vann- og pulvprøver fra mekaniske celler, tankceller og floatasjonskolonner, og viser at prosessplassering og vannkilde er del av vurderingen. En samler som fungerer i én cellekonfigurasjon kan kreve annen dosering eller annen skumhåndtering i en annen.

2. Etteramin-dosering for revers flotasjon av jernmalm

Den leverte kildebeviset inkluderer en laboratorieprosedyre for revers kationisk flotasjon av jernmalm ved bruk av en etteramin-samler. Grunnleggende malmforberedelse er:

• Kross og formål jernmalmen til en målpartikkelstørrelse, vanligvis 80 % som passerer 150 mikrometer.

• Forbered et representativt utvalg av den formalte malmen, for eksempel 1000 g.

• Plasser den formalte malmen i en laboratorieflotasjonscelle, for eksempel en celle av Denver-typen.

Kildeutdraget angir ikke en universell doseringsrate for etylamin. Det er forventet: Doseringen avhenger av malmmineralogi, innmatt SiO₂, partikkelstørrelsesfordeling, vannhardhet, type og dose av stivelsesnedsettingsmiddel, pH og flotasjonstid. En leverandør kan ikke troverdig oppgi en enkelt anleggsdosering uten å ha testet malmen.

For innkjøpsammenligning bør doseringen vurderes som gram aktiv samler per tonn malm. Hvis to leverandører oppgir væskeformdoseringen som levert, skal dette normaliseres til aktivt stoff. Ellers vil vann- eller løsningsmiddelinnhold skape en feilaktig effektivitetssammenligning.

Testplan for dose-respons med etylamin

Sammenligningen er bare gyldig når samme malmprøve og samme flotasjonsbetingelser brukes for begge produktene.

Hvordan skal innsatsmengde uttrykkes i leverandørsammenligninger?

Be om innsatsmengde basert på aktivt virkestoff. For eksempel: sammenlign gram aktiv samler per tonn, ikke milliliter fortynnet produkt. Spør også om innholdet av aktivt stoff, løsningsmiddeltype og anbefalt fortynning. Dette unngår overestimering av ytelsen til et fortynnet produkt eller underestimering av et mer konsentrert produkt.

Hvilke laboratoriebetingelser må fastsettes før innsatsmengdeangivelser sammenlignes?

Juster kverning (P80), malmprøveparti, slurrytetthet, pH, depresorstype og -dose, vannkjemi, flotasjonstid, luftstrøm og cellegeometri. Standard laboratorieprosedyre starter med P80 på 150 µm og en representativ 1000 g prøve i en celle av Denver-type. Hvis én test bruker anleggsrentvann og en annen bruker springvann, er dose-sammenligningen ikke pålitelig, spesielt fordi vannkjemi i flotasjonskretser kan variere avhengig av prøvetakingspunkt.

3. Effektivitet ved fjerning av silika med etylamin-samlere

Effektiviteten ved fjerning av silika er ikke en fast egenskap ved etylamin-kjemikaliene som klasse. Den er et prosessresultat som oppstår gjennom samspillet mellom samlere, malmoverflate, vannkjemi, depresorer og drift av flotasjonscelle.

Den leverte kildebeviset inneholder ikke en produktspesifikk SiO₂-fjerningsprosent eller en Fe-gjenvinningverdi. Derfor oppgir denne artikkelen ikke et universelt «høyt effektivitets»-tall. En kjøper bør behandle alle effektivitetskrav i leverandørens katalog som usikre inntil de er bekreftet ved testing på kjøperens egen malmprøve.

Industriell erfaring referert i kildegruppen viser at etylamin-samlere brukes globalt for avskilling av silikater i jernmalmprosesseringsanlegg, med omfattende bruk i brasilianske konsentratorer. Dette dokumenterer imidlertid bare industriell aksept, ikke en garanti for silikafjerning på en spesifikk anleggslokasjon.

Hva fører til redusert silikafjerningseffektivitet under skalaoppbygging?

Kildebeviset peker på flere prosessfaktorer som bør undersøkes:

• Skumegenskaper: Etylaminer virker også som skumdannere, så skumstabilitet og selektivitet kan endres med dosering og vannkjemi.

• Cellekonfigurasjon: Industriell prøvetaking er gjennomført i mekaniske celler, tankceller og flotasjonskolonner. Effektiviteten er ikke identisk mellom ulike celletyper.

• Vannkemi: Vannprøver fra ulike punkter i en jernmalmflotasjonskrets kan variere i sammensetning. Gjenbruksvann og restvann kan påvirke selektiviteten.

• Avvik i fôrstørrelse: Hvis malingen i anlegget er grovere eller finere enn laboratoriets P80 på 150 µm, kan kollaktordoseringen og utbyttet endres.

En reduksjon i SiO₂-fjerning bør ikke automatisk løses ved å øke kollaktordoseringen. Overdosering kan endre skumoppførselen og redusere selektiviteten, spesielt fordi etylamin-derivater også har skumdannende funksjon.

Hva bør måles i en effektivitetstest for silikafjerning?

Registrer SiO₂-innhold i fôret, Fe-innhold i fôret, SiO₂-innhold i konsentratet, Fe-innhold i konsentratet, Fe-gjenvinning, masseutbytte, aktiv kollaktordosering, pH, vannhardhet, skumhøyde, skumvanninnhold og flotasjonstid. En før/etter-sammenligning på samme malm er mer nyttig enn en isolert prosentandel for silikavirkning.

4. Eteramin versus talgamin for flotasjon av jernmalm

Det tilgjengelige kildematerialet inneholder ikke en sammenligning fra laboratorium eller anlegg mellom eteramin- og talgamin-innsamlere. Ingen sammenligningsverdier for dosering, SiO₂-kvalitet, Fe-gjenvinning eller skumytelse er tilgjengelige. Derfor påstås ingen ytelsesfordel for eteramin fremfor talgamin i denne artikkelen.

Alkyl-eteraminer og alkyl-eterdiaminer er etablerte innsamlerfamilier for omvendt skumflotasjon av jernmalm. Deres detaljerte strukturer bør ikke reduseres til en generisk polyoksyeten-kjede-beskrivelse uten bekreftelse spesifikt for kvaliteten. En sammenligning mot talgamin må utføres på samme malmprøve.

Testplan for sammenligning av eteramin og talgamin

Siden det ikke finnes noen sammenlignbare testverdier i kildesettet, bruk følgende tomme testplan. Behandle den ikke som bevis for ytelse.

Tabellen er et rammeverk for en faktisk prøve, ikke et resultat basert på kilder. Anleggsresultater kan avvike fra laboratorieresultater, og én enkelt batchprøve er ikke en fullskala kvalifisering.

Bør et anlegg bytte fra tallowamin til etylenglykolamin basert på en leverandørs dataside?

Nei. En dataside kan bekrefte produktidentitet og spesifikasjon, men den kan ikke bevise valgsevne på kjøperens malm. Kildebeviset støtter at etylenglykolaminer er kvarts-kollektorer og skumdannere, men det gir ikke sammenligning med tallowamin. Utfør en kontrollert laboratoriefloatasjonsprøve med gjeldende tallowamin som referanse og den nye etylenglykolaminen som kandidat, ved identisk kverning, vann, pH, depresor og celleforhold. Vurder deretter SiO₂-innholdet, Fe-gjenvinning og skumoppførsel samlet.

Hvilke feltdata skal samles inn under en anleggsprøve?

Under en anleggsprøve skal følgende registreres: SiO₂- og Fe-innhold i råmaterialet, SiO₂- og Fe-innhold i konsentratet, Fe-gjenvinning, forbruk av aktivt samlermiddel, forbruk av nedbryter, skumdybde, vanntransport i skummet, filtreringsatferd og eventuelle endringer i vannkjemien gjennom hele prosessen. Bruk samme prøvetakingsdisiplin som referert for mekaniske celler, tankceller og flotasjonskolonner.

Be om TDS, SDS og laboratorieprøver

For å vurdere kationiske eteramin-samlermidler for din silika-reversflotasjonsprosess for jernmalm, be leverandøren om følgende:

• Gjeldende TDS og SDS for nøyaktig den graden som er sitert.

• CAS-nummer og molekylær sammensetningsområde spesifikt for graden.

• Innhold av aktivt stoff, løsningsmiddel, pH-verdi og lagringsdata.

• Et laboratorieprøve på 1–5 kg for flotasjonsforsøk i laboratoriet.

• En skriftlig RFQ med dosering basert på aktivt stoff og anbefalte betingelser for kondisjonering.

• En protokoll for feltprøve basert på flotasjonsprosedyren, startende ved 80 % passering av 150 µm og med en representativ laboratorieråstoffprøve.

Send leverandøren din malmhovedgrad, målkoncentratets SiO₂-innhold, gjeldende samlerstype og dosering, stivelse/nedtrykkingsprogram, vannanalyse fra anlegget og flotasjonsprosessflytdiagram. Be dem utføre en sammenlikningsprøve med din nåværende samler før industriell skalaoppgang.

Merknad: Dataene ovenfor er basert på de angitte malmprøvene og laboratoriebetingelsene. Resultater fra anlegget kan variere avhengig av mineralogi, vannkjemi og prosessinnstillinger. Feltforsøk anbefales før industriell skalaoppgradering.