Alkyléteraminové zbieracie činidlá pre reverznú flotáciu kremičitanov v železnej rúde

Pre koncentračné závody železnej rudy, kde obsah SiO₂ v konečnom koncentrátu presahuje dohodnuté pokutové limity, sú katómové éterové aminové zbieracie prostriedky jednou z hlavných možností činidiel pre reverznú flotáciu kremičitanov. Praktické rozhodnutie o nákupe nie je, či „éterový amin“ ako kategória funguje, ale ktorá konkrétna trieda éterového aminu dosiahne požadované odstránenie SiO₂ s najmenšou stratou železa v danej rúde, vode a flotačnom okruhu.

Tento sprievodca rozdeľuje to, čo podporujú poskytnuté zdrojové dôkazy, od toho, čo musia získať tímy pre nákup a procesy prostredníctvom technických údajových listov (TDS) a bezpečnostných listov (SDS) dodávateľa a laboratórnych flotačných testov konkrétneho miesta.

Kľúčové body pre nákupcov:

• Alkyl-eter-amíny a alkyl-eter-diamíny sú osvedčenými zbieracími činidlami na odstraňovanie silikátov pri reverznej pennej flotácii železnej rudy.

• Eter-amíny pôsobia ako zbieracie činidlá pre kremeň a zároveň prispievajú k tvorbe peny pri katiónovej reverznej flotácii.

• Zbieracie činidlá na báze ether-amínov sa používajú po celom svete na odmietanie silikátov pri spracovaní železnej rudy, vrátane spracovania viac ako 80 miliónov ton koncentrátu železnej rudy v Brazílii.

• Poskytnutá sada zdrojov neobsahuje špecifickú komerčnú triedu, číslo CAS, molekulárny vzorec, dávkovaciu mieru, percentuálnu hodnotu odstránenia SiO₂, hodnotu obnovy Fe ani porovnávací test ether-amínu a tallow-amínu. Tieto údaje musia pochádzať z dokumentácie dodávateľa a skúšok na laboratórnom stolíku.

• Neprijímajte jediné všeobecné číslo CAS pre ether-amín ako náhradu za chemickú identitu špecifickú pre danú triedu.

Prvá žiadosť o ponuku: Tabuľka identifikácie výrobku

V poskytnutých dôkazoch nie je prítomný žiadny katalóg dodávateľa. Preto tento článok nepripisuje obchodnému výrobku žiadne značkové meno, registračné číslo CAS ani molekulárny vzorec. Práve tieto položky by mal nakupujúci od dodávateľa vyžadovať pred porovnaním výkonu.

Dodaný zdroj popisuje éterovú skupinu ako reťazec polyoxyetylénu. V komerčných zbierach železnej rudy však skutočný produkt môže byť namiesto toho alkoxyporpylamín alebo diamín s jedinou éterovou väzbou, alebo môže obsahovať obmedzený stupeň alkoxylácie. Nakupujúci by preto mali priamo u výrobcu overiť molekulárnu štruktúru, stupeň alkoxylácie, rozloženie uhlíkových reťazcov a obsah aktívnej zložky. Tieto premenné môžu ovplyvniť zbieraciu silu, dispergovateľnosť vo vode a správanie penového vrstva.

1. Katiónový éterový amínový zbierač pre reverznú flotáciu kremičitanov pri ťažbe železnej rudy

Éterové aminy sa stali významnou triedou katiónových zbieračov v procese úpravy minerálov vďaka ich účinnosti a selektivite v aplikáciách flotácie. Pri reverznej flotácii železnej rudy je cieľom kremeň a iné kremičitanové prímesi. Éterový amínový zbierač sa viaže na povrch kremňa, kremeň sa presunie do penového vrstva a železné minerály zostanú v bunky ako koncentrát.

Zdrojové dôkazy tiež ukazujú kľúčový bod pre inžinierov závodu: etylamíny nie sú len zbieracie činidlá pre kremeň. Zároveň pôsobia ako peniace prostriedky pri katiónovej reverznej flotácii železných rúd. Hoci sa adsorpcia kremena už intenzívne skúmala, vplyv penivosti a vlastností peny etylamínov na selektivitu flotácie nebol podrobne prešetrený. Preto by mali kupujúci správať sa s chovaním peny ako s osobitnou položkou hodnotenia, nie ako s vedľajšou, menej významnou vlastnosťou.

Etylamínové zbieracie činidlá sa už používajú v priemyselnom meradle. Vzniknuté amín-silikátové špecifické zlúčeniny sú dostatočne povrchovo aktívne na podporu separácie silikátov flotáciou a etylamínové zbieracie činidlá sa používajú celosvetovo pri odstraňovaní silikátov v závodoch na spracovanie železných rúd. Samotný brazílsky priemysel železných rúd spracuje viac ako 80 miliónov ton koncentrátu železných rúd, pričom tieto zbieracie činidlá sú súčasťou technológie odstraňovania silikátov.

Aplikácia je dobre zavedená pre silikáty v železných rudách, najmä v magnetitových systémoch, avšak rovnaký zdroj uvádza, že aplikácia éterových aminov v karbonátovo-silikátových systémoch, najmä v magnezitových, nebola podrobne skúmaná. Kupujúci by nemal predpokladať, že zbieracia látka overená na kremičitanovo bohatej železnej rade sa priamo prenáša na karbonátovo obsahujúcu rudu bez predchádzajúcich skúšok.

Čo by mal kupujúci špecifikovať v požiadavke na ponuku (RFQ) pre katiónovú éterovú aminovú zbieraciu látku?

Požiadajte aspoň nasledovné:

• Presný názov výrobku a kód výrobku.

• CAS číslo a molekulárna identita špecifické pre danú triedu.

• Či ide o alkyléterový amín, alkyléterový diamín alebo iný éterovo funkčný tenzid.

• Obsah účinnej látky, rozpúšťadlo, obsah vody a forma neutralizácie.

• Balenie, bod mrazu, limity skladovania a trvanlivosť.

• Aktuálny technický list (TDS) a bezpečnostný list (SDS).

• Laboratórny vzorku veľkosti 1–5 kg na stolnú flotáciu.

• Písomné potvrdenie dodávky pre presnú uvedenú triedu.

Rozhodnutie o dodávateľovi nesmie byť založené na všeobecnom vyhlásení, že ide o „eterový amin pre železné rudy“. Takéto vyhlásenie neurčuje chemický produkt, ktorý skutočne dostanete.

Prečo môže rovnaká katiónová chemikália s eteroxidovým aminom vykazovať odlišné výsledky v rôznych závodoch?

Pretože eteroxidové aminy ovplyvňujú nielen zbieranie, ale aj správanie pene v pennej fáze. Selektivita sa môže meniť v závislosti od zloženia vody, typu flotačnej bunky a miesta pridaní činidla. Pri priemyselnom odberi vzoriek v flotačnom okruhu Samarco boli odobraté vzorky vody a pulpu z mechanických buniek, nádobových buniek a flotačných stĺpcov, čo ukázalo, že poloha v technologickom procese a zdroj vody patria do hodnotiaceho kritériá. Zbierací prostriedok, ktorý funguje v jednom type bunky, môže vyžadovať iné dávkovanie alebo iné riadenie peny v inom type bunky.

2. Dávkovanie eteroxidového aminu pri reverznej flotácii železných rúd

Dodané zdrojové dôkazy obsahujú laboratórny postup reverznej katiónovej flotácie železnej rudy s použitím zbieradla na báze éteraminu. Základná príprava rudy je nasledovná:

• Rudu rozdrviť a pomlieť na cieľovú veľkosť častíc, zvyčajne 80 % prechádza cez sitá s veľkosťou otvorov 150 mikrometrov.

• Pripraviť reprezentatívny vzorku mletej rudy, napríklad 1000 g.

• Vložiť mletú rudu do laboratórnej flotačnej bunky, napríklad typu Denver.

Zdrojový výpis neuvádza univerzálnu dávkovaciu mieru éteraminu. To je očakávané: dávkovanie závisí od minerálnej zložky rudy, obsahu SiO₂ vo vstupnej rúde, rozdelenia veľkosti častíc, tvrdosti vody, typu a dávkovania škrobu ako depresanta, pH a doby flotácie. Dodávateľ nemôže spoľahlivo uviesť jedinú dávkovaciu mieru pre prevádzku bez predchádzajúceho testovania rudy.

Pre porovnanie pri nákupnom procese by sa dávkovanie malo vyhodnotiť ako gramy aktívneho zbieradla na tonu rudy. Ak dvaja dodávatelia uvádzajú dávkovanie kvapalného produktu v dodanom stave, je potrebné ho normalizovať na obsah aktívnej látky. Inak by obsah vody alebo rozpúšťadla viedol k falošnému porovnaniu účinnosti.

Plán testu dávkovania éteraminu podľa odpovede

Porovnanie je platné len vtedy, ak sa pre obidva výrobky používa rovnaký vzorka rudy a rovnaké podmienky flotácie.

Ako sa má dávkovanie uvádzať pri porovnávaní dodávateľov?

Požiadajte o uvádzanie dávkovania na základe účinnej zložky. Napríklad porovnajte gramy účinnej zbieracej látky na tonu, nie mililitre zriedeného výrobku. Tiež požiadajte o údaj o obsahu účinnej zložky, type rozpúšťadla a odporúčanej koncentrácii zriedenia. Tým sa zabráni nadhodnoteniu výkonu zriedeného výrobku alebo podhodnoteniu výkonu viac koncentrovaného výrobku.

Aké laboratórne podmienky je potrebné pred porovnaním tvrdení o dávkovaní pevne stanoviť?

Upraviť zrnnosť P80, dávku rudy, hustotu pulpy, pH, typ a dávkovanie depresora, chemické zloženie vody, dobu flotácie, prietok vzduchu a geometriu bunky. Základný laboratórny postup začína zrnnosťou P80 150 µm a reprezentatívnym vzorkou 1000 g v bunky typu Denver. Ak sa v jednom teste používa recirkulovaná voda z výroby a v druhom voda z kohútika, porovnanie dávkovania nie je spoľahlivé, najmä preto, lebo chemické zloženie vody v flotačných okruhoch sa môže líšiť podľa miesta odberu vzoriek.

3. Účinnosť odstraňovania kremičitanov pomocou éteraminových zbieracích činidiel

Účinnosť odstraňovania kremičitanov nie je pevnou vlastnosťou triedy éteramínových chemikálií. Je to výsledok procesu, ktorý vzniká interakciou zbieracieho činidla, povrchu rudy, chemického zloženia vody, depresora a prevádzky flotačnej bunky.

Dodané zdrojové dôkazy neobsahujú výrobok-špecifické percento odstránenia SiO₂ ani hodnotu obnovy Fe. Preto tento článok neuvádza univerzálne číslo „vysoká účinnosť“. Kupujúci by mal akýkoľvek údaj o účinnosti uvedený v katalógu dodávateľa považovať za neoverený, kým sa nepodarí jeho opätovné dosiahnutie na rudy kupujúceho.

Priemyselné skúsenosti uvedené v zdrojovom súbore ukazujú, že éteraminové zbieracie prostriedky sa používajú globálne na odmietanie silikátov v závodoch na spracovanie železnej rudy, najmä v brazílskych koncentrátoroch v komerčnom meradle. To však potvrdzuje len priemyselné prijatie, nie záruku odstránenia kremičitanov pre konkrétnu lokalitu.

Čo spôsobuje pokles účinnosti odstránenia kremičitanov pri zväčšovaní mierky?

Zdrojové dôkazy uvádzajú niekoľko technologických faktorov, ktoré je potrebné skontrolovať:

• Vlastnosti penového vrstvy: Éteramíny majú tiež účinok penivých prostriedkov, preto sa stabilita a selektivita penového vrstvy môžu meniť v závislosti od dávkovania a chemického zloženia vody.

• Konfigurácia bunky: Priemyselné odber vzoriek sa uskutočnil v mechanických bunkách, nádobových bunkách a flotačných stĺpcoch. Účinnosť nie je rovnaká pre všetky typy buniek.

• Chemické zloženie vody: Vzorky vody z rôznych miest v obvode flotácie železnej rudy sa môžu líšiť v zložení. Recyklovaná voda a voda z vyplavenín môžu ovplyvniť selektivitu.

• Odchýlka veľkosti príkrmu: Ak je mletie na výrobe hrubšie alebo jemnejšie ako laboratórne P80 150 µm, dávkovanie zbieradla a výtěžok sa môžu zmeniť.

Pokles odstraňovania SiO₂ by sa nemal automaticky riešiť zvyšovaním množstva zbieradla. Prebytok zbieradla môže zmeniť správanie pены a znížiť selektivitu, najmä preto, že éteraminové zlúčeniny majú aj funkciu penivadiel.

Čo sa má merať v pokuse o efektívnosť odstraňovania kremičitanov?

Zaznamenajte obsah SiO₂ a Fe v príkrmu, obsah SiO₂ a Fe v koncentrátu, výtěžok Fe, hmotnostný podiel koncentrátu, aktívnu dávku zbieradla, pH, tvrdosť vody, výšku peny, obsah vody v pene a dobu flotácie. Porovnanie pred a po úprave na rovnakej rude je užitočnejšie než izolované percento odmietnutia kremičitanov.

4. Eterové aminy versus tallowové aminy pri flotácii železnej rudy

Dostupný zdrojový materiál neobsahuje laboratórnu ani prevádzkovú porovnávaciu štúdiu medzi etherovými aminami a tallowovými aminami ako zbieracími činidlami. Nie sú k dispozícii žiadne porovnávacie údaje o dávkovaní, obsahu SiO₂, výťažku Fe alebo výkone pennej fázy. Preto tento článok nepredkladá žiadne tvrdenie o výhode etherových amínov oproti tallowovým aminom.

Alkyl-etherové aminy a alkyl-etherové diaminy sú uznávané skupiny zbieracích činidiel pre reverznú penu flotácie železnej rudy. Ich podrobné štruktúry nesmú byť zjednodušené na všeobecný popis polyoxyetylénového reťazca bez potvrdenia konkrétneho stupňa čistoty. Porovnanie s tallowovou aminou musí byť vykonané na rovnakom vzorke rudy.

Plán porovnávacej flotačnej skúšky: etherové aminy versus tallowové aminy

Keďže v zdrojovom súbore nie sú k dispozícii žiadne zhodné testovacie hodnoty, použite nasledujúci prázdny plán skúšky. Nepovažujte ho za dôkaz výkonnosti.

Táto tabuľka je rámcom pre skutočný pokus, nie výsledkom založeným na zdrojoch. Výsledky z výrobného zariadenia sa môžu líšiť od výsledkov laboratórnych testov a jeden jednorazový test nepredstavuje plnohodnotnú kvalifikáciu v priemyselnom meradle.

Mala by sa výrobná prevádzka prepnúť z tallow amínu na éter amín na základe technického listu dodávateľa?

Nie. Technický list môže potvrdiť identitu a špecifikáciu výrobku, avšak nedokáže preukázať jeho selektivitu na rudy kupujúceho. Zdrojové údaje potvrdzujú, že éter amíny sú zbieradlá a peniace prostriedky pre kremeň, avšak neposkytujú porovnanie s tallow amínom. Vykonajte porovnávací laboratórny flotačný test s aktuálnym referenčným tallow amínom a kandidátom éter amínu za rovnakých podmienok mletia, vody, pH, potláčača a flotačných buniek. Potom spoločne vyhodnoťte obsah SiO₂, výťažok Fe a správanie peny.

Aké poľné údaje sa majú zozbierať počas skúšobného prevádzkovania na výrobe?

Počas skúšobného prevádzkovania na výrobe zaznamenajte obsah SiO₂ a Fe vo vstupnej surovine, obsah SiO₂ a Fe v koncentrátu, výťažok Fe, spotrebu aktívneho zbieradla, spotrebu potláčača, hĺbku penového vrstvy, prenos vody cez penovú vrstvu, správanie sa pri filtrácii a akékoľvek zmeny vo vodnej chémii v rámci celého technologického okruhu. Použite rovnakú disciplínu odberu vzoriek, ktorá sa uvádza pre mechanické bunky, nádobové bunky a flotačné stĺpce.

Požiadajte o TDS, SDS a laboratórne vzorky

Ak chcete vyhodnotiť katiónové éter-amínové zbieradlá pre váš technologický okruh reverznej flotácie železnej rudy s kremičitanmi, požiadajte dodávateľa o nasledujúce položky:

• Súčasné technické údajové listy (TDS) a bezpečnostné údajové listy (SDS) presne pre ponúkaný druh výrobku.

• Číslo CAS a rozsah molekulárneho zloženia špecifické pre daný druh výrobku.

• Obsah účinnej látky, rozpúšťadlo, pH a údaje o skladovanie.

• Laboratórny vzorku veľkosti 1–5 kg na stolnú flotáciu.

• Písomnú žiadosť o ponuku (RFQ) s uvedením dávkovania na základe obsahu účinnej látky a odporúčaných podmienok predspracovania.

• Protokol pre skúšobné prevádzkovanie na mieste, ktorý je založený na postupe flotácie začínajúcom pri zrnitosti 80 % prechádzajúcej cez sitové oko 150 µm a reprezentatívnej laboratórnej vstupnej surovine.

Pošlite dodávateľovi obsah železného ruda v vašej surovine, požadovaný obsah SiO₂ vo výslednom koncentrátu, typ používaného kolektora a jeho dávkovanie, program škrobu a depresantov, analýzu vody z vašej výrobnej prevádzky a schému flotačného procesu. Požiadajte ich, aby pred priemyselným zväčšením mierky vykonali porovnávací test s vaším aktuálnym kolektorom.

Poznámka: Vyššie uvedené údaje sú založené na uvedených vzorkách rudy a laboratórnych podmienkach. Výsledky z prevádzky sa môžu líšiť v závislosti od minerálneho zloženia, chemického zloženia vody a nastavení technologického procesu. Pred rozšírením na priemyselnú úroveň sa odporúčajú skúšky na mieste.