Сборщики алкилэфирных аминов для обратного флотационного обогащения кварца в железной руде

Для обогатительных фабрик железной руды, где содержание SiO₂ в конечном концентрате превышает предельные значения, установленные в контракте, катионные эфирные амины являются одним из основных вариантов реагентов для обратного пенной флотации кварца. Практическое решение о закупке определяется не тем, работает ли «эфирный амин» как класс реагентов в целом, а тем, какой конкретный сорт эфирного амина обеспечивает требуемое удаление SiO₂ при минимальных потерях извлечения железа на вашей руде, воде и в конкретной флотационной схеме.

В этом руководстве чётко разграничены утверждения, подтверждённые предоставленными источниками данных, и те сведения, которые команды по закупкам и технологического процесса обязаны получить самостоятельно — из технических паспортов (TDS) и паспортов безопасности (SDS) поставщиков, а также из лабораторных флотационных испытаний, проведённых непосредственно на объекте.

Ключевые моменты для покупателей:

• Алкильные эфирные амины и алкильные эфирные диамины давно применяются в качестве собирателей при удалении силикатов методом обратной пенной флотации железной руды.

• Эфирные амины действуют как собиратели кварца и одновременно обеспечивают пенообразование в ходе катионной обратной флотации.

• Эфирные амины-коллекторы используются по всему миру для отброса силикатов при обогащении железной руды, включая переработку более чем 80 миллионов тонн концентрата железной руды в Бразилии.

• Поставленный набор исходных данных не включает конкретную коммерческую марку, номер CAS, молекулярную формулу, норму дозирования, процент удаления SiO₂, значение извлечения Fe или сравнительные испытания эфирного амина и таллового амина. Эти значения должны быть получены из документации поставщика и лабораторных испытаний.

• Не принимайте единый обобщённый номер CAS для эфирного амина в качестве замены химической идентификации, специфичной для конкретной марки.

Первые данные запроса коммерческого предложения: таблица идентификации продукта

В предоставленных доказательствах отсутствует каталог поставщика. Следовательно, в данной статье не присваиваются торговому продукту фирменное наименование, номер CAS или молекулярная формула. Именно эти поля покупатель должен требовать от поставщика до сравнения эксплуатационных характеристик.

В представленном источнике эфирная группа описана как поликсиэтиленовая цепь. Однако в коммерческих собирателях для железной руды фактический продукт может представлять собой алкоксипропиламин или диамин с единственной эфирной связью либо содержать ограниченную степень алкоксилирования. Поэтому покупателям следует непосредственно уточнить у производителя молекулярную структуру, степень алкоксилирования, распределение по длине углеродной цепи и содержание активного вещества. Эти параметры могут влиять на силу собирания, диспергируемость в воде и поведение пены.

1. Катионный эфирно-аминный собиратель для обратной флотации кварца в железной руде

Эфирные амины стали важным классом катионных собирателей в процессах обогащения полезных ископаемых благодаря своей эффективности и селективности при флотационной переработке. При обратной флотации железных руд целевыми минералами являются кварц и другие силикатные пустые породы. Коллектор на основе эфирного амина адсорбируется на поверхности кварца, кварц переходит в пену, а железосодержащие минералы остаются в ячейке в виде концентрата.

Источниковые данные также указывают на критически важный момент для инженеров обогатительных фабрик: эфирные амины — это не только собиратели кварца. Они одновременно выступают в роли пенообразователей при катионной обратной флотации железных руд. Хотя адсорбция на кварце изучена достаточно широко, влияние пенообразующих и пенных свойств эфирных аминов на селективность флотации до сих пор не рассматривалось подробно. Поэтому покупателям следует оценивать поведение пены как отдельный параметр, а не как второстепенное побочное свойство.

Сборщики на основе эфирных аминов уже применяются в промышленных масштабах. Образующиеся амин-силикатные соединения обладают достаточной поверхностной активностью для обеспечения флотационного разделения силикатов, и сборщики на основе эфирных аминов используются по всему миру для отброса силикатов на заводах по переработке железной руды. Только в бразильской промышленности железной руды ежегодно перерабатывается более 80 миллионов тонн концентрата железной руды, где эти сборщики входят в технологическую цепочку отброса силикатов.

Применение хорошо зарекомендовало себя для силикатов в железных рудах, особенно в магнетитовых системах, однако в том же источнике отмечается, что применение эфирных аминов в карбонатно-силикатных системах, в частности в магнезитовых, изучено недостаточно. Покупатель не должен предполагать, что сборщик, доказавший свою эффективность на кварцсодержащей железной руде, будет работать одинаково эффективно на руде, содержащей карбонаты, без предварительных испытаний.

Какие параметры должен указать покупатель в запросе коммерческого предложения (RFQ) на катионный сборщик на основе эфирного амина?

Запросите как минимум следующее:

• Точное наименование продукта и код продукта.

• Номер CAS и молекулярная идентичность, специфичные для марки.

• Является ли продукт алкилэфирным амином, алкилэфирным диамином или другим эфирсодержащим ПАВ.

• Содержание активного вещества, растворитель, содержание воды и форма нейтрализации.

• Упаковка, температура замерзания, условия хранения и срок годности.

• Актуальный технический паспорт (TDS) и паспорт безопасности (SDS).

• Лабораторный образец массой от 1 до 5 кг для испытаний на флотационной установке.

• Письменное подтверждение поставки именно той марки, которая указана в коммерческом предложении.

Не принимайте решение о выборе поставщика на основе общего утверждения, что продукт — «эфирный амин для железной руды». Такое утверждение не определяет химический состав поставляемого продукта.

Почему один и тот же катионный эфирный амин может проявлять различную эффективность на разных предприятиях?

Поскольку эфирные амины влияют как на процесс сбора, так и на поведение пенной фазы. Селективность может меняться в зависимости от химического состава воды, типа флотационной ячейки и точки ввода реагента. Промышленный отбор проб в флотационной схеме компании Samarco включал отбор проб воды и пульпы из механических ячеек, резервуарных ячеек и флотационных колонн, что показало: место проведения процесса и источник воды также учитываются при оценке. Коллектор, эффективно работающий в одной конфигурации ячейки, может потребовать иной дозировки или иного управления пеной в другой конфигурации.

2. Дозировка эфирного амина для обратной флотации железной руды

В представленных исходных данных содержится лабораторная методика обратной катионной флотации железной руды с использованием коллектора на основе эфирного амина. Базовая подготовка руды включает следующие этапы:

• Дробление и измельчение железной руды до заданного размера частиц, обычно 80 % проходящих через сито с размером отверстий 150 микрометров.

• Подготовка представительной пробы измельчённой руды, например массой 1000 г.

• Помещение измельчённой руды в лабораторную флотационную ячейку, например ячейку типа Denver.

В исходном извлечении не указан универсальный расход эфирного амина. Это ожидаемо: расход зависит от минералогии руды, содержания SiO₂ в исходной руде, распределения частиц по размерам, жёсткости воды, типа и расхода депрессанта на основе крахмала, pH и времени флотации. Поставщик не может обоснованно указать единый расход реагента для конкретного предприятия без предварительного испытания руды.

Для сравнения при закупке расход следует оценивать в граммах активного собирателя на тонну руды. Если два поставщика указывают расход в виде поставляемого жидкого продукта, его необходимо нормализовать по содержанию активного вещества. В противном случае различия в содержании воды или растворителя приведут к ложному сравнению эффективности.

План испытаний зависимости отклика от дозы эфирного амина

Сравнение допустимо только при использовании одного и того же образца руды и одинаковых условий флотации для обоих продуктов.

Как следует выражать дозировку при сравнении поставщиков?

Запросите дозировку на основе активного компонента. Например, сравнивайте граммы активного собирателя на тонну, а не миллилитры разбавленного продукта. Также запросите содержание активного вещества, тип растворителя и рекомендуемую степень разбавления. Это предотвращает завышение оценки эффективности разбавленного продукта или занижение оценки более концентрированного.

Какие лабораторные условия должны быть строго зафиксированы перед сравнением заявленных дозировок?

Настройте размер частиц P80, партию руды, плотность пульпы, pH, тип и дозу депрессанта, химию воды, продолжительность флотации, расход воздуха и геометрию ячейки. Базовая лабораторная методика начинается с размера частиц P80 150 мкм и представительной пробы массой 1000 г в ячейке типа Denver. Если в одном испытании используется рециркуляционная вода с завода, а в другом — водопроводная вода, сравнение дозировок является ненадёжным, особенно потому, что химический состав воды в флотационных цепях может различаться в зависимости от точки отбора проб.

3. Эффективность удаления кремнезёма с использованием эфирных аминов-собирателей

Эффективность удаления кремнезёма не является неизменным свойством класса химических соединений — эфирных аминов. Это результат процесса, обусловленный взаимодействием собирателя, поверхности руды, химии воды, депрессанта и работы флотационной ячейки.

Предоставленные исходные данные не содержат процентного значения удаления SiO₂, специфичного для продукта, или показателя извлечения Fe. Следовательно, в данной статье не приводится универсальное значение «высокой эффективности». Покупатель должен рассматривать любое заявление о показателе эффективности, указанное в каталоге поставщика, как неподтверждённое до тех пор, пока его воспроизводимость не будет проверена на рудной пробе покупателя.

Промышленный опыт, упомянутый в исходных данных, показывает, что эфирные амины как собиратели применяются по всему миру для отброса силикатов на предприятиях по обогащению железных руд, в том числе в крупномасштабных концентраторах Бразилии. Однако это подтверждает лишь промышленное внедрение, а не гарантирует достижение конкретного показателя удаления кремнезёма на конкретном объекте.

Что вызывает снижение эффективности удаления кремнезёма при масштабировании процесса?

Исходные данные указывают на несколько технологических факторов, требующих проверки:

• Свойства пены: Эфирные амины также действуют как пенообразователи, поэтому стабильность и селективность пены могут изменяться в зависимости от дозировки и химического состава воды.

• Конфигурация ячеек: Промышленные пробы были отобраны из механических ячеек, резервуарных ячеек и флотационных колонн. Эффективность не является одинаковой для разных типов ячеек.

• Химический состав воды: Водные пробы, взятые в различных точках флотационной схемы обогащения железной руды, могут различаться по составу. Вода повторного использования и хвостовая вода могут влиять на селективность.

• Отклонение размера исходного материала: Если степень измельчения на комбинате выше или ниже лабораторного значения P80, равного 150 мкм, дозировка собирателя и извлечение могут измениться.

Снижение удаления SiO₂ не следует автоматически компенсировать увеличением дозировки собирателя. Избыточная дозировка может изменить поведение пены и снизить селективность, особенно потому, что эфирные амины обладают пенообразующим действием.

Что следует измерять при испытании эффективности удаления кремнезёма?

Зарегистрируйте содержание SiO₂ и Fe в исходном материале, содержание SiO₂ и Fe в концентрате, извлечение Fe, массовую долю концентрата, активную дозировку собирателя, pH, жёсткость воды, высоту пены, водосодержание пены и продолжительность флотации. Сравнение «до/после» на одной и той же руде более информативно, чем изолированное значение процента отброса кремнезёма.

4. Эфирные амины против талловых аминов при флотации железной руды

В имеющихся исходных материалах отсутствуют лабораторные или промышленные сравнения эфирных и талловых аминов в качестве собирателей. Нет данных о сравнительных дозировках, содержании SiO₂, извлечении Fe или показателях пенообразования. Следовательно, в данной статье не утверждается какое-либо преимущество эфирных аминов перед талловыми.

Алкилэфирные амины и алкилэфирные диамины — это хорошо зарекомендовавшие себя классы собирателей для обратной пенной флотации железной руды. Их детальные структуры не должны сводиться к обобщённому описанию полиоксиэтиленовой цепи без подтверждения, специфичного для конкретного сорта. Сравнение с талловым амином должно проводиться на одной и той же пробе руды.

План сопоставимых флотационных испытаний: эфирный амин против таллового амина

Поскольку в исходном наборе данных отсутствуют сопоставимые результаты испытаний, используйте следующий пустой план испытаний. Не рассматривайте его как доказательство эффективности.

Данная таблица представляет собой структуру для реального испытания, а не результат, основанный на источнике. Результаты на обогатительной фабрике могут отличаться от лабораторных результатов, а однократный пробный тест не является полноценной квалификацией в промышленном масштабе.

Следует ли фабрике перейти с таллоаминов на эфирные амины на основе технического паспорта поставщика?

Нет. Технический паспорт подтверждает идентичность продукта и его спецификацию, но не может подтвердить селективность на руде покупателя. Источниковые данные подтверждают, что эфирные амины являются собирателями кварца и пенообразователями, однако сравнение с таллоаминами в них отсутствует. Проведите сопоставимое лабораторное флотационное испытание с текущим эталонным таллоамином и кандидатом-эфирным амином при одинаковых условиях измельчения, воды, pH, депрессора и ячеек. Затем совместно оцените содержание SiO₂ в концентрате, извлечение Fe и поведение пены.

Какие полевые данные следует собирать во время заводского испытания?

Во время заводского испытания зафиксируйте содержание SiO₂ и Fe в исходном сырье, содержание SiO₂ и Fe в концентрате, извлечение Fe, расход активного собирателя, расход депрессора, глубину пены, унос воды с пеной, поведение при фильтрации, а также любые изменения химического состава воды по всей технологической схеме. Используйте ту же методику отбора проб, что и для механических ячеек, резервуарных ячеек и флотационных колонн.

Запросите ТДС, СДС и лабораторные образцы

Для оценки катионных эфирно-аминных собирателей в вашей схеме обратной флотации кварца при обогащении железных руд запросите у поставщика следующее:

• Действующие ТДС и СДС для точной указанной марки.

• Номер CAS и диапазон молекулярного состава, соответствующие конкретной марке.

• Содержание активного вещества, растворитель, pH и данные по хранению.

• Лабораторный образец массой от 1 до 5 кг для испытаний на флотационной установке.

• Письменный запрос коммерческого предложения (RFQ) с указанием дозировки на основе активного вещества и рекомендуемых условий предварительной обработки.

• Протокол заводского испытания, основанный на процедуре флотации, начиная с класса крупности 80 % проходящих через сито с размером ячеек 150 мкм, и с использованием репрезентативного лабораторного исходного сырья.

Направьте поставщику содержание железа в руде, целевое содержание SiO₂ в концентрате, тип и дозировку используемого собирателя, программу применения крахмала/подавителя, результаты анализа воды на обогатительной фабрике, а также схему флотации. Попросите их провести сравнительное испытание нового собирателя с вашим текущим собирателем до промышленного масштабирования.

Примечание: Приведённые выше данные получены на указанных образцах руды и в лабораторных условиях. Результаты на производстве могут отличаться в зависимости от минералогии, химического состава воды и параметров технологического процесса. Перед масштабированием до промышленного уровня рекомендуются испытания на объекте.