Збирачі на основі алкіл-етер-амінів для зворотної флотації кварцу в залізних рудах

Для збагачувальних фабрик залізних руд, де вміст SiO₂ у кінцевому концентраті перевищує граничні значення, встановлені в контракті, катіонні етерамінові збирачі є одним із основних реагентів для зворотньої флотації кварцу. Практичне рішення щодо закупівлі полягає не в тому, чи «ефект етераміну» працює загалом, а в тому, який саме клас етераміну забезпечує потрібне відхилення SiO₂ при мінімальній втраті заліза у вашій руді, воді та флотаційному контурі.

Цей посібник розмежовує те, що підтверджує наданий первинний матеріал, і те, що команди з закупівель та процесів повинні отримати за допомогою документів постачальника (TDS/SDS) та лабораторних флотаційних випробувань на конкретному об’єкті.

Ключові моменти для покупців:

• Алкіл-етер-аміни та алкіл-етер-діаміни є затвердженими збирачами для видалення силікатів у зворотній пінній флотації залізної руди.

• Етер-аміни діють як збирачі кварцу й одночасно забезпечують пінотворну поведінку в катіонній зворотній флотації.

• Збирачі на основі етер-амінів використовуються по всьому світі для відхилення силікатів у процесі переробки залізної руди, у тому числі для переробки понад 80 мільйонів тонн концентрату залізної руди в Бразилії.

• Наданий набір первинних даних не містить конкретного комерційного сорту, номера CAS, молекулярної формули, норми дозування, відсотка видалення SiO₂, значення відновлення Fe або порівняльних випробувань етер-аміну й талового аміну. Ці дані мають бути отримані з документації постачальника та лабораторних випробувань.

• Не приймати єдиний загальний номер CAS для етер-аміну замість хімічної ідентифікації, специфічної для певного сорту.

Перші дані RFQ: таблиця ідентифікації продукту

У наданих доказах відсутній каталог постачальника. Отже, у цьому документі не призначаються торговельна назва, номер CAS або молекулярна формула для товарного продукту. Саме ці поля покупець має вимагати від постачальника до порівняння характеристик.

У наданому джерелі етерна група описана як поліоксиетиленовий ланцюг. Однак у комерційних збирачах для залізної руди фактичний продукт може бути алкоксипропіламіном або алкоксипропілдіаміном із єдиним етерним зв’язком або мати обмежений ступінь алкоксилювання. Тому покупцям слід безпосередньо уточнювати молекулярну структуру, ступінь алкоксилювання, розподіл вуглецевих ланцюгів та вміст активної речовини у виробника. Ці параметри можуть впливати на збирачну здатність, здатність до розсіювання у воді та поведінку піни.

1. Катіонний етераміновий збирач для зворотньої флотації кварцу в залізних рудах

Етераміни стали важливою групою катіонних збирачів у процесах збагачення корисних копалин через їхню ефективність та селективність у флотаційних застосуваннях. У зворотній флотації залізних руд цільовим мінералом є кварц та інші силікатні породи. Етераміновий збирач прикріплюється до поверхні кварцу, кварц потрапляє у піну, а залізосодержащі мінерали залишаються в камері як концентрат.

Джерельні дані також вказують на критичний аспект для інженерів збагачувальних фабрик: етераміни — це не лише збирачі кварцу. Вони також виступають як піноутворювачі у катіонній зворотній флотації залізних руд. Хоча адсорбція етерамінів на кварці досліджена досить широко, вплив пінних та пінних властивостей етерамінів на селективність флотації детально не вивчався. Тому покупцям слід розглядати поведінку піни як окремий параметр оцінки, а не як незначну побічну властивість.

Колектори етер-аміну вже використовуються в промислових масштабах. Утворені аміно-силікатні сполуки достатньо поверхнево-активні, щоб сприяти флотаційному виділенню силікатів, і колектори етер-аміну використовуються по всьому світу для видалення силікатів на заводах з переробки залізної руди. Лише бразильська галузь залізної руди переробляє понад 80 мільйонів тонн концентрату залізної руди, де ці колектори є частиною технологічного маршруту видалення силікатів.

Застосування добре встановлене для силікатів у залізних рудах, зокрема в магнетитових системах, але те саме джерело зазначає, що застосування етер-амінів у карбонатно-силікатних системах, особливо в магнезитових, не було досліджено в достатній мірі. Покупець не повинен припускати, що колектор, який доведено ефективним для кварцових залізних руд, автоматично підійде й для руд, що містять карбонати, без попереднього тестування.

Що має вказати покупець у запиті на пропозицію (RFQ) щодо катіонного колектора етер-аміну?

Запитайте принаймні таке:

• Точну назву продукту та код продукту.

• Номер CAS та молекулярна ідентичність, специфічні для класу.

• Чи є продукт алкіл-етер-аміном, алкіл-етер-діаміном чи іншим етер-функціоналізованим поверхнево-активним речовиною.

• Вміст активної речовини, розчинник, вміст води та форма нейтралізації.

• Упаковка, температура замерзання, обмеження зберігання та термін придатності.

• Актуальний технічний паспорт (TDS) та безпечний паспорт (SDS).

• Лабораторний зразок масою від 1 до 5 кг для пробного флотаційного випробування.

• Письмове підтвердження поставки саме того класу, який було запропоновано.

Не приймайте рішення щодо постачальника на основі загального твердження, що продукт — «етер-амін для залізної руди». Це не визначає хімічний продукт, який ви отримаєте.

Чому одна й та сама катіонна етер-амінна хімія може по-різному працювати на різних заводах?

Оскільки ефіраміни впливають як на збірну, так і на пінну фазу. Селективність може змінюватися залежно від хімічного складу води, типу флотаційної комірки та точки додавання реагентів. Промислові відбори проб у флотаційному контурі компанії Samarco включали проби води й пульпи з механічних комірок, резервуарних комірок і флотаційних колонок, що показало: місце процесу та джерело води є частиною оцінки. Збирач, який працює в одному типі комірки, може вимагати іншої дози або іншого управління піною в іншому типі.

2. Дозування ефіраміну для зворотної флотації залізної руди

Наданий доказовий матеріал включає лабораторну методику зворотної катіонної флотації залізної руди із застосуванням збирача на основі ефіраміну. Базова підготовка руди передбачає:

• Дроблення й подрібнення залізної руди до заданого розміру частинок, зазвичай 80 % проходять крізь сітку з розміром отворів 150 мікрометрів.

• Підготовка репрезентативної проби подрібненої руди, наприклад масою 1000 г.

• Поміщення подрібненої руди в лабораторну флотаційну комірку, наприклад типу Denver.

У вихідному уривку не вказано універсальну дозу етераміну. Це очікувано: доза залежить від мінералогії руди, вмісту SiO₂ у живленні, розподілу частинок за розміром, твердості води, типу та дози депресанта на основі крохмалю, pH та тривалості флотації. Постачальник не може достовірно навести єдину дозу для підприємства без випробування руди.

Для порівняння закупівель дозу слід оцінювати в грамах активного збирача на тонну руди. Якщо два постачальники наводять дозу в рідкому стані «як є», її слід нормалізувати до активної речовини. Інакше вміст води або розчинника призведе до хибного порівняння ефективності.

План випробування залежності ефекту від дози етераміну

Порівняння є коректним лише за умови використання одного й того самого зразка руди та однакових умов флотації для обох продуктів.

Як слід виражати дозування під час порівняння постачальників?

Запитуйте дозування на основі активної речовини. Наприклад, порівнюйте грами активного збирача на тонну, а не мілілітри розведеного продукту. Також запитуйте вміст активної речовини, тип розчинника та рекомендоване розведення. Це запобігає переоцінці ефективності розведеного продукту або недооцінці більш концентрованого.

Які лабораторні умови мають бути зафіксованими до порівняння заявлених дозувань?

Відкоригувати дрібність подрібнення P80, партію руди, щільність пульпи, pH, тип та дозу депресанта, хімічний склад води, тривалість флотації, швидкість подачі повітря та геометрію комірки. Базова лабораторна процедура починається з P80 на рівні 150 мкм і репрезентативної проби масою 1000 г у комірці типу Denver. Якщо в одному тесті використовується рециркуляційна води з цеху, а в іншому — водопровідна вода, порівняння дозування є ненадійним, особливо через те, що хімічний склад води в флотаційних контурах може відрізнятися залежно від точки відбору проб.

3. Ефективність видалення кремнезему за допомогою колекторів етераміну

Ефективність видалення кремнезему не є постійною властивістю хімічного класу етерамінів. Це результат процесу, який виникає внаслідок взаємодії колектора, поверхні руди, хімічного складу води, депресанта та роботи флотаційної комірки.

Наданий джерельний матеріал не містить відсотка видалення SiO₂ або значення відновлення Fe, специфічного для продукту. Отже, у цій статті не наводиться універсальне число «високої ефективності». Покупець має розглядати будь-яке твердження про ефективність у каталозі постачальника як неверифіковане, доки його не буде підтверджено на зразку руди покупця.

Промисловий досвід, згаданий у джерельному наборі, показує, що етерамінові збирачі використовуються по всьому світу для відокремлення силікатів на заводах з переробки залізної руди, зокрема в концентраторах Бразилії в масштабі промислового виробництва. Однак це підтверджує лише промислове впровадження, а не гарантію видалення кремнезему на конкретному об’єкті.

Що призводить до зниження ефективності видалення кремнезему під час масштабування?

Джерельні дані вказують на кілька технологічних чинників, які слід перевірити:

• Властивості піни: Етераміни також виступають як піноутворювачі, тому стабільність і селективність піни можуть змінюватися залежно від дози та хімічного складу води.

• Конфігурація елементів: Промислове відбір проб було проведено в механічних комірках, резервуарних комірках та флотаційних колонках. Ефективність не є однаковою для різних типів комірок.

• Хімічний склад води: Водні зразки, узяті в різних точках флотаційного контуру залізної руди, можуть відрізнятися за складом. Вода для повторного використання та вода з хвостів можуть впливати на селективність.

• Відхилення розміру живлення: Якщо ступінь подрібнення на підприємстві є грубішою або дрібнішою, ніж лабораторне значення P80 — 150 мкм, дозування збирача та вилучення можуть змінюватися.

Зниження видалення SiO₂ не слід автоматично усувати шляхом збільшення дози збирача. Надлишкове дозування може змінити поведінку піни та зменшити селективність, особливо тому, що етераміни мають функцію піноутворювача.

Що слід вимірювати в експерименті з ефективності видалення кремнію?

Фіксуйте вміст SiO₂ та Fe у живленні, вміст SiO₂ та Fe у концентраті, вилучення Fe, масове вилучення, активну дозу збирача, pH, жорсткість води, висоту піни, вміст води в піні та тривалість флотації. Порівняння «до/після» на одній і тій самій руді є більш корисним, ніж ізольоване значення відхилення кремнію.

4. Етерамін проти таловаміну для флотації залізної руди

Доступний вихідний матеріал не містить лабораторного чи промислового порівняння етераміну та таловаміну як збирачів. Порівняльні дані щодо дозування, вмісту SiO₂, вилучення Fe або показників пінної фази відсутні. Отже, у цій статті не стверджується жодна перевага етераміну над таловаміном.

Алкильний етерамін та алкильний етердіамін — це встановлені сімейства збирачів для зворотної пінної флотації залізної руди. Їх детальні структури не слід спрощувати до загального опису поліоксиетиленового ланцюга без підтвердження, специфічного для конкретного класу руди. Порівняння з таловаміном має проводитися на одному й тому самому зразку руди.

План порівняльних флотаційних випробувань: етерамін проти таловаміну

Оскільки в наборі вихідних даних відсутні порівняльні результати випробувань, скористайтеся наведеним нижче порожнім планом випробувань. Не вважайте його доказом ефективності.

Ця таблиця — це структура для фактичного випробування, а не результат, заснований на даних. Результати на збагачувальній фабриці можуть відрізнятися від лабораторних результатів, а одне партійне випробування не є повноцінною кваліфікацією в промислових умовах.

Чи має підприємство перейти від талового аміну до етер-аміну на основі технічного опису постачальника?

Ні. Технічний опис може підтвердити ідентичність продукту та його специфікацію, але не може довести його селективність щодо руди покупця. Вихідні дані підтверджують, що етер-аміни є збирачами та піноутворювачами кварцу, але не містять порівняння з таловим аміном. Проведіть порівняльне лабораторне флотаційне випробування з поточним референтним таловим аміном та кандидатом на основі етер-аміну за однакових умов: ступеня подрібнення, води, pH, депресанта та умов у флотаційній комірці. Потім одночасно оцініть вміст SiO₂ у концентраті, вилучення Fe та поведінку піни.

Які дані з об’єкта слід збирати під час випробування на заводі?

Під час випробування на заводі фіксуйте вміст SiO₂ та Fe у живленні, вміст SiO₂ та Fe у концентраті, вилучення Fe, споживання активного збирача, споживання депресанта, глибину піни, перенесення води з піною, поведінку фільтрації та будь-які зміни у водній хімії по всьому контуру. Застосовуйте ту саму методику відбору проб, що й для механічних комірок, резервуарних комірок і флотаційних колон.

Запитайте TDS, SDS та лабораторні зразки

Щоб оцінити катіонні етерамінові збирачі для вашого контуру зворотної флотації кварцу в залізних рудах, запитайте в постачальника наступне:

• Поточні TDS та SDS для точно вказаного класу.

• Номер CAS та діапазон молекулярного складу, специфічні для класу.

• Вміст активної речовини, розчинник, pH та дані щодо зберігання.

• Лабораторний зразок масою від 1 до 5 кг для пробного флотаційного випробування.

• Письмовий запит пропозиції (RFQ) із вказівкою дозування на основі активної речовини та рекомендованих умов кондиціонування.

• Протокол випробування на місці, заснований на процедурі флотації, яка починається з 80 % проходження через сітку з розміром отворів 150 мкм та репрезентативного лабораторного живлення.

Надішліть постачальнику вміст залізної руди у руді, бажаний вміст SiO₂ у концентраті, тип і дозування збирача, програму крохмалю/депресанта, аналіз води на підприємстві та схему флотації. Запитайте їх про проведення порівняльного тесту з вашим поточним збирачем перед промисловим масштабуванням.

Примітка: Наведені вище дані отримано за умов використання вказаних зразків руди та лабораторних умов. Результати на підприємстві можуть відрізнятися через особливості мінералогії, хімічного складу води та параметрів технологічного процесу. Перед масштабуванням до промислових обсягів рекомендуються випробування на місці.