DE930502C

DE930502C - Process for the production of titanium-containing iron ore concentrates containing organic flotation agents which can be easily digested in concentrated sulfuric acid

Info

Publication number: DE930502C
Application number: DEN7677A
Authority: DE
Inventors: Alan Dipl-Ing Stanley
Original assignee: NAT LEAD CO; NL Industries Inc
Current assignee: NAT LEAD CO; NL Industries Inc
Priority date: 1952-09-05
Filing date: 1953-09-03
Publication date: 1955-07-18

Description

Verfahren zur Herstellung leicht in konzentrierter Schwefelsäure aufschließbarer, organische Flotationsmittel enthaltender titanhaltiger Eisenerzkonzentrate Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Erzkonzentraten, und zwar vornehmlich solchen, die durch Flotationsverfahren aufbereitet worden sind.Process for the production of easily digestible in concentrated sulfuric acid, Titanium-containing iron ore concentrates containing organic flotation agents The invention relates to the treatment of ore concentrates, primarily those which have been processed by flotation processes.

Bei der Aufbereitung von Ersatzmaterialien für die weitere Verarbeitung ist es gewöhnlich erforderlich, die Gangart und andere Fremdstoffe aus dem aus der Grube kommenden Erz zu entfernen, bevor dieses in den verschiedensten Verarbeitungsverfahren weiterbehandelt wird. Es ist besonders zweckmäßig, diese Stoffe aus titanhaltigen Erzen zu entfernen, um brauchbare Titan-Eisen-Konzentrate zu erhalten. Diese Konzentrate werden in großen Mengen als Ausgangsmaterial für die Herstellung der verschiedenen Titanverbindungen benutzt, unter anderem zur Darstellung von Titantetrachlorid und Titandioxyd. Bei der Verarbeitung des Konzentrats zu Titandioxyd, insbesondere für Titan-Pigmente, wird in der Regel ein Aufschluß in Schwefelsäure angewendet.When preparing substitute materials for further processing It is usually necessary to remove the gait and other foreign matter from the out of the Pit coming ore to be removed before this in various processing methods is further treated. It is particularly useful to make these substances from titanium-containing Remove ores to obtain usable titanium-iron concentrates. These concentrates are used in large quantities as a raw material for the manufacture of various Titanium compounds used, among other things for the preparation of titanium tetrachloride and Titanium dioxide. When processing the concentrate to titanium dioxide, especially for Titanium pigments, digestion in sulfuric acid is usually used.

Bei Flotationsverfahren werden oft organische Verbindungen, insbesondere Öle und organische Säuren, als Flotationsmittel verwendet. Zu den organischen Verbindungen, die als Flotationsmittel zur Darstellung von Titankonzentraten benutzt werden, gehören Heizöl und Ölsäure. Es wurde gefunden, daß diese organischen Verbindungen bei ihrer Verwendung offensichtlich in dem durch Flotation erhaltenen Konzentrat verbleiben und nicht durch übliche Methoden, wie Waschen, entfernt werden können.In flotation processes, organic compounds, in particular Oils and organic acids, used as flotation agents. To the organic compounds, which are used as flotation agents for the preparation of titanium concentrates belong Fuel oil and oleic acid. It was found, that these organic compounds obviously when used in the concentrate obtained by flotation remain and cannot be removed by conventional methods such as washing.

Wenn mit derartigen Flotationsmitteln behandelte Konzentrate als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Titandioxyd-Pigmenten verwendet werden, ergeben sich beim Aufschluß Schwierigkeiten in der Behandlung, insbesondere bei Verarbeitung auf industrieller Basis. Normalerweise verläuft die Verfahrensstufe des Aufschlusses, also die Lösung des Titankonzentrats in heißer Schwefelsäure, als schnelle und aktive Reaktion. Diese schnelle Reaktion kann gesteuert und unter Kontrolle :gehalten werden, wenn für den Aufschluß an sich bekannte geeignete Einrichtungen und technische Arbeitsweisen angewendet werden. Wenn jedoch ein mit Flotationsmitteln behandeltes titanhaltiges Eisenkonzentrat mit konzentrierter Schwefelsäure zur Reaktion gebracht wird, verläuft diese Reaktion außerordentlich heftig und nähert sich zuweilen einem explosiven Ausmaß, das, wenn überhaupt, sehr schwer zu kontrollieren ist.If concentrates treated with such flotation agents are used as the starting material are used for the production of titanium dioxide pigments, result from Digestion difficulties in the treatment, especially when processing on an industrial scale Base. Normally the process stage of the digestion, i.e. the solution, takes place of the titanium concentrate in hot sulfuric acid, as a quick and active reaction. This quick response can be controlled and under control: kept when suitable facilities and technical working methods known per se for the digestion be applied. However, if a titanium-containing one treated with flotation agents Iron concentrate is reacted with concentrated sulfuric acid this reaction is extraordinarily violent and at times approaches an explosive one Extent that is very difficult, if at all, to control.

Bei der Behandlung eines ein Flotationsmittel enthaltenden Titankonzentrats sind schon viele Methoden versucht worden zur Abwandlung des Ablaufes der Aufschließungsreaktion, um der außerordentlichen Heftigkeit der Reaktion zu begegnen; keine dieser Methoden ist jedoch bisher erfolgreich gewesen. Es besteht durchaus das Bedürfnis, ein Verfahren zur Behandlung eines Titankonzentrats zu schaffen, das ein organisches Flotationsmittel enthält und das .den Aufschluß mit konzentrierter Schwefelsäure in normaler Weise gestattet.When treating a titanium concentrate containing a flotation agent many methods have already been tried to modify the course of the decomposition reaction, to counter the extraordinary vehemence of the reaction; none of these methods however, has so far been successful. There is definitely a need for a procedure to create a treatment for a titanium concentrate that is an organic flotation agent contains and that. the digestion with concentrated sulfuric acid in the normal way allowed.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren, das ein Flotationsmittel enthaltende titanhaltige Eisenerze dem Aufschluß in konzentrierter Schwefelsäure zugänglich macht, und zwar derart, daß beim Aufschluß mit konzentrierter Schwefelsäure der heftige und unkontrollierbare Ablauf der mit dem Aufschluß verbundenen Reaktion vermieden wird. Die Erfindung stellt weiterhin eine wirtschaftliche Methode zur Behandlung eines solchen, ein organisches Flotationsmittel enthaltenden titanhaltigen Materials dar, die einen normalen Verlauf des Aufschlusses ohne Beeinträchtigung seiner Wirksamkeit ermöglicht. Die anschließende Beschreibung dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.The present invention provides a method that uses a flotation agent containing iron ores containing titanium to digestion in concentrated sulfuric acid makes accessible, in such a way that during digestion with concentrated sulfuric acid the violent and uncontrollable course of the reaction associated with the digestion is avoided. The invention also provides an economical method Treatment of such a titanium-containing one containing an organic flotation agent Material represents a normal course of the digestion without impairment allows its effectiveness. The following description is used for further purposes Explanation of the invention.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung eines ein organisches Flotationsmittel enthaltenden titanhaltigen Konzentrats und ist dadurch gekennzeichnet, daß das durch Flotation erzielte Konzentrat mit einer wässerigen Lösung, die ein lösliches anorganisches Metaphosphat enthält, behandelt und dann von :der Lösung getrennt wird. Es wurde :gefunden, daß das in dieser Weise behandelte Flotationskonzentrat mit konzentrierter Schwefelsäure in normaler Weise aufgeschlossen werden kann. Die mit dem Aufschluß verbundene Reaktion geht zwar schnell und aktiv vor sich, sie stellt jedoch keine heftige und unkontrollierbare Reaktion dar. Es ist anzunehmen, daß das organische Flotationsmittel, das in dem Flotationskonzentrat anwesend ist, bei der Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entweder entfernt oder unwirksam gemacht wird.The invention relates to a method for treating an organic Flotation agent containing titanium-containing concentrate and is characterized by that the concentrate obtained by flotation with an aqueous solution containing a contains soluble inorganic metaphosphate, and then treated by: the solution is separated. It was found that the flotation concentrate treated in this way can be digested in the normal way with concentrated sulfuric acid. the The reaction connected with the exposure is quick and active, it is does not, however, represent a violent and uncontrollable reaction. that the organic flotation agent that is present in the flotation concentrate, either removed or ineffective when treated by the method according to the invention is made.

In jedem Falle ist jedoch das Flotationsmittel zufolge der Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht mehr in der Lage, den Ablauf des Aufschlusses nachteilig zu beeinflussen, und es kann daher praktisch unterstellt werden, daß das Flotationsmittel durch die erfindungsgemäße Behandlung entfernt wird.In any case, however, the flotation agent is due to the treatment according to the method according to the invention no longer able to cope with the digestion process adversely affect, and it can therefore practically be assumed that the flotation agent is removed by the treatment according to the invention.

Die mengenmäßigen Anteile des in dem Flotationskonzentrat anwesenden Flotationsmittels sind außerordentlich klein. Normalerweise werden bei der Flotation o,5 bis 2,5 kg organische Flotationsmittel pro Tonne Erz angewendet. Der in dem Flotationskonzentrat verbleibende Anteil ist etwas kleiner als derjenige des :durch die Flotation behandelten Erzschlammes; der größte Anteil der organischen Flotationsmittel verbleibt jedoch in dem Flotationskonzentrat. Die genauen prozentualen Gehalte der in dem Flotationskonzentrat anwesenden organischen Flotationsmittel sind durch analytische Methoden wegen ihrer Geringfügigkeit schwer zu bestimmen, und daher ist es auch außerordentlich schwierig, genau festzustellen, bis zu welchem Umfange die Flotationsmittel durch das erfindungsgemäße Verfahren entfernt werden.The quantitative proportions of that present in the flotation concentrate Flotation agents are extremely small. Usually used in flotation 0.5 to 2.5 kg of organic flotation agent applied per ton of ore. The one in that The proportion remaining in the flotation concentrate is somewhat smaller than that of the: through the flotation of treated ore sludge; the largest proportion of organic flotation agents however, remains in the flotation concentrate. The exact percentages of the Organic flotation agents present in the flotation concentrate are analytical Methods difficult to determine because of their insignificance, and hence it is extremely difficult to determine exactly to what extent the flotation agent can be removed by the method according to the invention.

Es wurde gefunden, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Mengen des verwendeten anorganischen Metaphosphats in weiten Grenzen schwanken können; es ist jedoch zweckmäßig, zwischen o,25 und I kg anorganisches Metaphosphat pro Tonne Titankonzentrat zu verwenden. Wenn Phosphatmengen innerhalb dieser Größenordnung benutzt werden, werden die Flotationsmittel in wirksamer Weise entfernt oder unwirksam gemacht.It has been found that in the process according to the invention, the amounts the inorganic metaphosphate used can vary within wide limits; however, it is advisable to add between 0.25 and 1 kg of inorganic metaphosphate per Ton of titanium concentrate to use. When phosphate levels are within this range are used, the flotation agents are effectively removed or ineffective made.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann jedes wasserlösliche anorganische Metaphosphat benutzt werden. Zu denjenigen Mitteln, deren Verwendung wegen des Wirkungsgrads und aus wirtschaftlichen Gründen besonders zu empfehlen ist, gehören: Natriummetaphosphat, Natriumhexaphosphat und Kaliummetaphosphat.When carrying out the process according to the invention, any water-soluble inorganic metaphosphate can be used. To those means whose use Highly recommended because of its efficiency and for economic reasons include: sodium metaphosphate, sodium hexaphosphate, and potassium metaphosphate.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde gefunden, :daß es sehr zweckmäßig ist, einen Sehlamm aus dem Flotationskonzentrat zu bilden, indem das Konzentrat unter Rühren in Wasser gegeben wird. Der Schlamm wird dann mit Säure, vorzugsweise Schwefelsäure, auf einen pH-Wert von etwa r bis 3,5 eingestellt und darauf das wasserlösliche Metaphosphat zugegeben. Um beste Ergebnisse zu erhalten, ist es vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren bei einem pH-Wert zwischen 45 und 2,5 durchzuführen. Das behandelte Konzentrat wird danach durch Filtration ausgetrennt und kann nun in konzentrierter Schwefelsäure aufgeschlossen werden.When the method according to the invention was carried out, it was found that : that it is very useful to make a clay lamb from the flotation concentrate, by adding the concentrate to water while stirring. The mud will then with acid, preferably sulfuric acid, adjusted to a pH of about r to 3.5 and then added the water-soluble metaphosphate. To get the best results, it is advantageous to carry out the process according to the invention at a pH between 45 and 2.5 to perform. The treated concentrate is then separated off by filtration and can now be digested in concentrated sulfuric acid.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann praktisch bei jeder beliebigen Temperatur durchgeführt werden, besonders vorteilhaft ist die Raumtemperatur. Die nachfolgenden Beispiele geben eine weitere Erläuterung der Erfindung.The method of the invention can be applied to practically any Temperature can be carried out, room temperature is particularly advantageous. the the following examples provide a further explanation of the invention.

Beispiel I Ein titanhaltiges Flotationskonzentrat, das durch Behandlung von I t titanhaltigem Eisenerz mit 0,75 kg Heizöl und o,5 kg Ölsäure in einer Flotationseinrichtung 'hergestellt war, hatte die folgende Zusammensetzung: 39, I % Fe O, 23,7% Fe2 03, -15,9% Ti02, I2,I 0/o andere Stoffe, 0,20/o Flotationsmittel (Ölsäure und Heizöl).Example I A titanium-containing flotation concentrate which, by treatment of I t of iron ore containing titanium with 0.75 kg of heating oil and 0.5 kg of oleic acid in a flotation device 'was produced had the following composition: 39.1% Fe O, 23.7% Fe2 03, -15.9% Ti02, I2, I 0 / o other substances, 0.20 / o flotation agent (oleic acid and heating oil).

Ioo Teile dieses Konzentrats wurden unter Rühren einer wässerigen Lösung, die o,o5 Teile Natriumhexametaphosphat enthielt, zugegeben. Die Behandlung dauerte Io Minuten. Danach wurde das Konzentrat durch Filtration abgetrennt. Die Analyse nach erfolgter Trennung zeigte folgendes Ergebnis: 39,50/o Fe O, 2,80/o Fe2 03, 46,5 0/o Ti 02. II.2% andere Stoffe.100 parts of this concentrate were stirred into an aqueous solution Solution containing 0.05 parts of sodium hexametaphosphate was added. The treatment lasted Io minutes. The concentrate was then separated off by filtration. the Analysis after separation showed the following result: 39.50 / o FeO, 2.80 / o Fe2 03, 46.5 0 / o Ti 02. II.2% other substances.

Es war praktisch das gesamte in dem Flotationskonzentrat anwesende organische Flotationsmittel entfernt worden.It was practically all of that present in the flotation concentrate organic flotation agent has been removed.

Ioo Teile des behandelten Materials wurden in 86%iger Schwefelsäure aufgeschlossen, wobei die Reaktion schnell und aktiv und in jeder Hinsicht normal verlief.100 parts of the treated material were dissolved in 86% sulfuric acid open-minded, responsive being quick and active and normal in all respects passed.

96 % der Titananteile des behandelten Erzkonzentrats wurden beim Aufschluß in lösliche Sulfate umgewandelt. Beispiel 2 Es wurde ein anderer Teil des titanhaltigen Flotationskonzentrats gemäß Beispiel i mit einer wässerigen Lösung von Natriummetaphosphat in gleicher Weise wie in Beispiel I gemischt.96% of the titanium content of the treated ore concentrate was digested converted into soluble sulfates. Example 2 Another part of the titanium-containing Flotation concentrate according to Example i with an aqueous solution of sodium metaphosphate mixed in the same way as in Example I.

Das behandelte Erz hatte die folgende Zusammen-Setzung: 39,3 % Fe O, 2,8 % Fe2 03, 46,30/o Ti 02, II,60/o andere Stoffe.The composition of the treated ore was: 39.3% Fe O, 2.8% Fe2 03, 46.30 / o Ti 02, II, 60 / o other substances.

Auch hier wurde praktisch das gesamte organische Flotationsmittel aus dem Konzentrat entfernt. Das getrocknete Konzentrat wurde in konzentrierter Schwefelsäure gemäß Beispiel I aufgeschlossen, wobei ein normal schneller und aktiver Ablauf der Reaktion beobachtet wurde.Here, too, practically all of the organic flotation agent was used removed from the concentrate. The dried concentrate was concentrated in Sulfuric acid digested according to Example I, with a normal faster and more active The course of the reaction was observed.

Wieder wurden 960/o der Titananteile beim Aufschluß in lösliches Sulfat umgewandelt.Again 960 per cent of the titanium content became soluble sulfate during digestion converted.

Beispiel 3 Ein weiterer Teil des titanhaltigen Flotationskonzentrats gemäß Beispiel i wurde mit Kaliummetaphosphat behandelt. Die Ergebnisse waren praktisch die gleichen wie in Beispiel I.Example 3 Another part of the titanium-containing flotation concentrate according to example i was treated with potassium metaphosphate. The results were practical the same as in Example I.

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde mit gleichem Erfolge angewendet bei der Entfernung anderer organischer Flotationsmittel, wie Kienöl, Tallöl und andere Fettsäuren und Seifen.The method according to the invention was applied with the same success in the removal of other organic flotation agents such as pine oil, tall oil and other fatty acids and soaps.

Um zu zeigen, daß Flotationskonzentrate, die organische Flotationsmittel enthalten, nicht unmittelbar ohne außerordentliche Heftigkeit in konzentrierter Schwefelsäure aufgeschlossen werden können, wurde zu Vergleichszwecken der folgende Aufschluß durchgeführt: Ein Teil des Flotationsmittel enthaltenden Flotationskonzentrats gemäß Beispiel I, das nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wurde, wurde unmittelbar in konzentrierter Schwefelsäure aufgeschlossen. Unmittelbar nach der Vermischung mit heißer Schwefelsäure trat kräftiges Rauchen ein, praktisch die gesamte Reaktionsmasse schäumte und lief über den Rand des Reaktionsgefäßes aus. Die Reaktion war außerordentlich 'heftig und konnte nicht in dem Reaktionsgefäß gehalten werden; tatsächlich verblieb nur ein sehr geringer Teil der Reaktionsmasse in dem Gefäß.To show that flotation concentrates contain organic flotation agents contained, not immediately concentrated without extraordinary violence Sulfuric acid can be digested, the following has been made for comparison purposes Digestion carried out: Part of the flotation concentrate containing the flotation agent according to Example I, which was not treated by the method according to the invention, was immediately digested in concentrated sulfuric acid. Immediately after when it was mixed with hot sulfuric acid, there was vigorous smoking, practically that entire reaction mass foamed and ran over the edge of the reaction vessel. The reaction was extremely violent and could not take place in the reaction vessel being held; in fact, only a very small part of the reaction mass remained in the vessel.

Trotz des geringen in dem titanhaltigen Flotationskonzentrat anwesenden prozentualen Gehaltes des Flotationsmittels ist ein Aufschluß in Schwefelsäure praktisch nicht kontrollierbar, wenn nicht Schritte unternommen werden, um das Flotationsmittel vor dem Aufschluß unwirksam zu machen.Despite the small amount present in the titanium-containing flotation concentrate percentage content of the flotation agent, digestion in sulfuric acid is practical not controllable if steps are not taken to reduce the flotation agent to be rendered ineffective before the digestion.

Aus der vorausgehenden Beschreibung und den Beispielen ergibt sich klar, daß ein organische Flotationsmittel enthaltendes titanhaltiges Flotationskonzentrat bei Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einem Produkt führt, das anschließend auf normaler Weise in Schwefelsäure aufgeschlossen werden kann.The preceding description and the examples result clear that an organic flotation agent containing titanium-containing flotation concentrate when treated by the method according to the invention leads to a product which can then be digested in the normal way in sulfuric acid.

Es wurde weiter gezeigt; daß das in dem Flotationskonzentrat enthaltene Flotationsmittel durch Behandlung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren entweder entfernt oder unwirksam gemacht wird und daß nach einer solchen Behandlung das Konzentrat in konzentrierter Schwefelsäure aufgeschlossen werden kann, ohne daß die bei dem Aufschluß ablaufende Reaktion eine außerordentliche Heftigkeit und explosiven Charakter zeigt.It was further shown; that the contained in the flotation concentrate Flotation agent either removed by treatment with the method according to the invention or rendered ineffective and that after such treatment the concentrate can be digested in concentrated sulfuric acid without the The reaction in progress is extraordinarily violent and explosive in character shows.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist einfach und wirtschaftlich in seiner Anwendung.The method according to the invention is simple and economical in its own right Use.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Method of preparation easily in concentrated Titanium-containing organic flotation agents containing digestible sulfuric acid Iron ore concentrates, characterized in that the concentrate with an aqueous Solution of an inorganic metaphosphate at a pH of from 1 to 3.5, in particular at pH 1.5 to 2.5, treated and out of solution after treatment is separated.

2. The method according to claim I, characterized in that the inorganic metaphosphate in the solution in proportions of 0.25 to 1 kg per ton Ore concentrate is present.

3. The method according to claims I and 2, characterized in that that the inorganic metaphosphate is in the form of sodium metaphosphate.

4. Procedure according to claims I and 2, characterized in that the inorganic metaphosphate is in the form of sodium hexametaphosph'hat.

5. The method according to the claims r and 2, characterized in that the inorganic metaphosphate is in the form of Potassium metaphosphate is present.