¿Cuáles son los reactivos de flotación y los problemas del tantalio-niobio?

El beneficio del mineral de tantalio y niobio utiliza generalmente separación por gravedad para el beneficio en brutomientras que la separación por gravedad, flotación, separación electromagnética o un proceso combinado de beneficio y fundición se utilizan para el beneficio para procesar minerales con un alto contenido de mineral fino o barro nativo. Lavado de mineral Las operaciones de trituración y clasificación son indispensables y, al mismo tiempo, los equipos de trituración y clasificación de alta eficacia reducen la turbiedad de los minerales de tantalio y niobio.

Entre los colectores más utilizados para la flotación del tantalio y el niobio se encuentran los siguientes ácidos grasos, ácidos arsenicales, ácidos fosfónicos, ácidos hidroxámicos, colectores catiónicos, etc. Los problemas de contaminación medioambiental y coste farmacéutico de los colectores son cruciales. Con el desarrollo de la industria química, seguirán apareciendo productos farmacéuticos con amplias fuentes de materias primas, procesos de síntesis sencillos, fácil biodegradación, buena selectividad, no tóxicos e inocuos y precios razonables para satisfacer las necesidades de los concentradores de tantalio y niobio.

¿Qué reactivos se utilizan para la flotación del tantalio-niobio?

Los recursos minerales de tantalio y niobio son famosos por ser pobres, misceláneos finos y difíciles de separar. Aunque la tecnología actual de procesamiento de minerales ha hecho grandes progresos en comparación con el pasado, la tasa de recuperación del procesamiento de minerales sigue siendo baja. En los últimos años, muchos estudiosos nacionales y extranjeros han realizado numerosos trabajos de investigación sobre los reactivos de flotación del tantalio y el niobio. Entre ellos, los colectores más eficaces son ácidos grasos, ácidos arsenicales, ácidos fosfónicos, ácidos hidroxámicos y colectores catiónicos.

1. Colector de minerales de tantalio y niobio

• Colectores de ácidos grasos
  Polikin С И y Gradkikh Ю А, de la antigua Unión Soviética, utilizaron en 1959 colectores de minerales oxidados que incluían ácido oleico, oleato sódico, tridecanoato sódico, alquil sulfato sódico e isobutil fosfato sódico para estudiar la flotabilidad de columbita-tantalita, turmalina y granate.
  Las pruebas demuestran que cuando se utilizan ácidos grasos como colectores, la capacidad de recogida de los grupos de hidrocarburos saturados es peor que la de los insaturados. Cuando el valor de pH es de 6 a 8, la flotación de columbita-tantalita con oleato sódico es extremadamente eficaz y se inhibe tanto en medios fuertemente ácidos como alcalinos.
  La modificación de los ácidos grasos puede mejorar sus propiedades de captura selectiva. Por ejemplo, se introducen en la molécula nuevos grupos activos eficaces, como los grupos ácido sulfónico, policarboxilo, sulfato, halógeno, amina (amino), aminoacil y amida.
• Colectores de ácido arsónico
  El ácido arsínico puede formar fuertes compuestos superficiales con minerales de metales raros como el tantalio y el niobio, con los grupos de hidrocarburos orientados hacia el exterior, lo que hace que los minerales sean hidrófobos. Sin embargo, no existe tal adsorción química con los minerales de ganga, por lo que tiene una gran capacidad de recogida y una buena selectividad. La desventaja es que existen problemas de contaminación en la producción y el uso de sustancias que contienen arsina. El ácido bencilarsínico y el ácido toluenarsínico son colectores eficaces para los minerales de tantalio y niobio, wolframitay casiterita. La mezcla de ácido arsénico con xantato puede mejorar en gran medida la tasa de recuperación de minerales de wolframita, casiterita, tantalio y niobio.
• Agentes atrapadores de ácido fosfónico
  La solubilidad del ácido fosfónico en solución acuosa cambia con el cambio del valor del pH. En general, tiene buena solubilidad en medio alcalino. Se disuelve formando sal de metal alcalino. El ácido fosfónico forma sales insolubles con iones metálicos como Ca2+, Fe2+, Fe3+, Sn2+, etc., por lo que puede capturar minerales de tantalio y niobio.
  La investigación sobre el uso del ácido bifosfónico para recoger el rutilo de niobato muestra que cuando el valor de pH del lodo es de 2 a 4, el ácido bifosfónico es un buen colector de rutilo de niobato, con una tasa de recuperación de 90,87% a 91,70%. El ácido bisfosfónico se adsorbe en la superficie del rutilo de niobato, y la forma de adsorción es principalmente la adsorción química.
• Colectores de ácido hidroxámico
  El ácido hidroxámico y sus sales se utilizaron en los primeros procesos de flotación de malaquita y hematites y, posteriormente, como colectores de varios minerales de metales raros. El ácido hidroxámico naftaleno tiene un buen rendimiento de recogida selectiva para la wolframita, pero tiene una capacidad de recogida extremadamente débil para el cuarzo y la fluorita. Utilizando ácido hidroxámico C7~9 para flotar mineral de piedra amarillo-verde, el concentrado contiene Nb2O5 6~20%, y la tasa de recuperación es de 65~66%.
• Colector de cationes
  En medios neutros, los colectores catiónicos son eficaces para los minerales de tantalio y niobio; en medios fuertemente ácidos, las superficies de los minerales de tantalio y niobio están en su mayoría cargadas positivamente, lo que no favorece la flotación de los colectores catiónicos; desde el punto de vista de la química de las soluciones, el colector catiónico experimenta una reacción de hidrólisis en solución acuosa. En un medio fuertemente alcalino, una gran concentración de OH- no favorece la reacción de hidrólisis, y la concentración catiónica del colector disminuye, lo que es perjudicial para la flotación. La planta de tratamiento de Araxa, en Brasil, utiliza aminas como colectores para la flotación del pirocloro y obtiene buenos resultados. Otros estudios han demostrado que el acetato de dodecilamina puede hacer flotar eficazmente minerales de columbita en medios neutros.
• Otros coleccionistas
  Investigación sobre el rendimiento de la recogida de minerales de tantalio y niobio utilizando el nuevo agente N2 muestra que la cadena de alto carbono N2 es un colector eficaz de minerales de tantalio y niobio, y la adsorción en la superficie de los minerales de tantalio y niobio es adsorción química. La flotación del mineral de niobio de Bayan Obo utilizando N-nitrosofenilhidroxilamina ha dado buenos resultados. Las pruebas exploratorias realizadas en Berger С, en la antigua Unión Soviética, demostraron que los sulfatos de hidrocarbilo también son adecuados para la flotación de yacimientos de columbita-tantalita en depósitos pegmatíticos.

Muchos agentes de flotación, especialmente los colectores, tienen efectos menos que ideales cuando se utilizan solos. Sin embargo, cuando ciertos agentes se utilizan combinados en una determinada proporción, el efecto no es un simple efecto aditivo, sino sinérgico. Es decir, un efecto sinérgico 1 +1>2. Por ejemplo, el xantato y el ácido hidroxámico se combinan para la flotación del óxido de cobre; el oleato sódico y el ácido hidroxámico se combinan para la flotación de la andalucita; el ácido arsénico se mezcla con el xantato, la cupferina se mezcla con el ácido bencilhidroxámico y el ácido benzohidroxámico se mezcla con el jabón Tal para la flotación del lodo fino de wolframio negro; el F203 y el ácido salicilhidroxámico se mezclan para la flotación del lodo fino de casiterita y ambos obtienen buenos resultados.

2. Regulador de flotación de mineral de tantalio-niobio

Los principales minerales de ganga de la mena de tantalio-niobio son los silicatos, fluoritay carbonato. Los inhibidores típicos de estos minerales son el vidrio de agua, el hexametafosfato de sodio, el almidón, el pirofosfato, el hidrogenofosfato de sodio, el lignosulfonato de sodio, el tanino, el ácido láctico, el ácido cítrico, el ácido tartárico, etc. El valor del pH tiene una gran influencia en el proceso de flotación del tantalio y el niobio. Entre los ajustadores comúnmente utilizados para ajustar el valor del pH se encuentran el ácido sulfúrico, el ácido clorhídrico, el hidróxido de sodio, la sosa, etc.

¿Qué problemas plantean los colectores de flotación de tantalio-niobio?

Hay varias cuestiones clave en el proceso de flotación del mineral de tantalio-niobio: el rendimiento del colector, la contaminación ambiental del colector y el coste de los productos químicos. Estas cuestiones se explicarán a continuación.

• El problema del rendimiento de los colectores
  Moléculas que contienen grupos funcionales -COOH, -SO4H y -SO3H tienen una gran capacidad de recogida y una escasa selectividad y sólo son adecuados para la flotación de lodo fino de tantalio-niobio con composición mineral simple y cuarzo como ganga principal. La capacidad de recogida del ácido hidroxámico sobre el lodo fino de tantalio y niobio es más débil que la de los ácidos grasos, pero la selección es mejor. Ácido fosfónico tiene una capacidad relativamente fuerte para recoger mineral de tantalio-niobio, pero es sensible a los iones Fe2+ y Ca2+, lo que tiene un mayor impacto en el proceso de flotación.
• Contaminación ambiental y coste químico de los colectores
  El ácido arsínico puede formar fuertes compuestos superficiales con minerales metálicos como el tantalio y el niobio, con los grupos hidrocarbonados orientados hacia el exterior, lo que hace que los minerales sean hidrófobos. Sin embargo, no existe tal adsorción química con los minerales de ganga, por lo que tiene una fuerte capacidad de recogida y una buena selectividad. Al mismo tiempo, el ácido arsínico es insensible a los iones Ca2+ y Mg2+ y tiene una gran adaptabilidad a los minerales con alto contenido en calcita. Sin embargo, el ácido arsínico es muy tóxico y puede causar contaminación ambiental. El regulador fluosilicato sódico o fluoruro sódico utilizado junto con el ácido fosfónico y el ácido sulfosuccínico también tiene cierta toxicidad. En la flotación de lodos finos de tantalio y niobio, la dosis de productos químicos utilizados es grande y el precio es elevado; al mismo tiempo, algunos productos químicos son muy tóxicos y requieren mayores gastos de protección del medio ambiente, lo que aumenta el coste del procesamiento de minerales. Cuando se utiliza la flotación con ácido hidroxámico, el efecto es mejor, pero la dosis de productos químicos es mayor.

Muchos estudiosos nacionales y extranjeros han trabajado mucho en la selección y el desarrollo de reactivos de flotación de tantalio y niobio, y han descubierto muchos colectores con buena selectividad. Aunque se han logrado algunos avances en la investigación de reactivos de flotación de tantalio y niobio, debido al elevado precio de los reactivos, sólo unas pocas minas extranjeras de niobio utilizan actualmente métodos de flotación, como la planta de procesamiento de minerales de Oka, en Canadá, y la mina de Alaxa, en Brasil. A medida que se desarrollen más y más recursos de tantalio y niobio refractarios, se espera que siga aumentando la demanda de agentes de beneficio de tantalio y niobio con buena selectividad y precios razonables.