Quais são os reagentes de flotação e os problemas para o tântalo-nióbio?

A beneficiação do minério de tântalo e nióbio utiliza geralmente separação por gravidade para beneficiação em bruto, enquanto a separação por gravidade, flotação, separação electromagnética ou um processo combinado de beneficiação e fusão são utilizados para o beneficiamento de minérios com alto teor de finos ou lama nativa. Lavagem de minério As operações são indispensáveis e, ao mesmo tempo, os equipamentos de moagem e classificação de alta eficiência reduzem a mudificação dos minerais de tântalo e nióbio.

Os colectores habitualmente utilizados na flotação de tântalo e nióbio incluem ácidos gordos, ácidos arsénicos, ácidos fosfónicos, ácidos hidroxâmicos, colectores catiónicos, etc. As questões da poluição ambiental e dos custos farmacêuticos dos colectores são cruciais. Com o desenvolvimento da indústria química, os produtos farmacêuticos com amplas fontes de matérias-primas, processos de síntese simples, fácil biodegradação, boa seletividade, não tóxicos e inofensivos, e preços razoáveis continuarão a aparecer para satisfazer as necessidades dos concentradores de tântalo e nióbio.

Quais são os reagentes utilizados para a flotação de tântalo-nióbio?

Os recursos minerais de tântalo e nióbio são famosos por serem pobres, finos, diversos e difíceis de separar. Embora a atual tecnologia de processamento mineral tenha feito grandes progressos em comparação com o passado, a taxa de recuperação do processamento mineral ainda é baixa. Nos últimos anos, muitos académicos nacionais e estrangeiros realizaram muitos trabalhos de investigação sobre reagentes de flotação de tântalo e nióbio. Entre eles, os colectores mais eficazes incluem ácidos gordos, ácidos arsénicos, ácidos fosfónicos, ácidos hidroxâmicos e colectores catiónicos.

1. Coletor de minerais de tântalo e nióbio

• Colectores de ácidos gordos
  Em 1959, Polikin С И e Gradkikh Ю А, da antiga União Soviética, utilizaram colectores de minério oxidado, incluindo ácido oleico, oleato de sódio, tri-decanoato de sódio, alquil sulfato de sódio e isobutil fosfato de sódio, para estudar a flutuabilidade da columbite-tantalite, turmalina e granada.
  Os testes mostram que, quando os ácidos gordos são utilizados como colectores, a capacidade de recolha dos grupos de hidrocarbonetos saturados é pior do que a dos insaturados. Quando o valor de pH é de 6 a 8, a flotação de columbite-tantalite com oleato de sódio é extremamente eficaz e é inibida tanto em meios fortemente ácidos como alcalinos.
  A modificação dos ácidos gordos pode melhorar as suas propriedades de captura selectiva. Por exemplo, são introduzidos na molécula novos grupos activos eficazes, como os grupos ácido sulfónico, policarboxilo, sulfato, halogéneo, amina (amino), aminoacilo e amida.
• Colectores de ácido arsónico
  O ácido arsínico pode formar fortes compostos de superfície com minerais de metais raros, como o tântalo e o nióbio, com os grupos de hidrocarbonetos virados para o exterior, tornando os minerais hidrofóbicos. No entanto, não existe tal adsorção química com minerais de ganga, pelo que tem uma forte capacidade de recolha e uma boa seletividade. A desvantagem é que existem problemas de poluição na produção e utilização de substâncias que contêm arsina. O ácido benzilarsínico e o ácido toluenearsínico são colectores eficazes para os minerais de tântalo e nióbio, volframitee cassiterite. A mistura de ácido arsénico com xantato pode melhorar significativamente a taxa de recuperação de minerais de volframite, cassiterite, tântalo e nióbio.
• Agentes de captura de ácido fosfónico
  A solubilidade do ácido fosfónico em solução aquosa varia com a alteração do valor do pH. Geralmente, tem boa solubilidade num meio alcalino. Dissolve-se formando um sal de metal alcalino. O ácido fosfónico forma sais insolúveis com iões metálicos como Ca2+, Fe2+, Fe3+, Sn2+, etc., pelo que pode capturar minerais de tântalo e nióbio.
  A investigação sobre a utilização do ácido bifosfónico para recolher o rutilo de niobato mostra que quando o valor do pH da pasta é de 2 a 4, o ácido bifosfónico é um bom coletor de rutilo de niobato, com uma taxa de recuperação de 90,87% a 91,70%. O ácido bisfosfónico é adsorvido na superfície do rutilo de niobato, e a forma de adsorção é principalmente a adsorção química.
• Colectores de ácidos hidroxâmicos
  O ácido hidroxâmico e os seus sais foram utilizados no início da flotação da malaquite e da hematite e, mais tarde, como colectores de vários minérios de metais raros. O ácido naftaleno hidroxâmico tem um bom desempenho de recolha selectiva para a volframite, mas tem uma capacidade de recolha extremamente fraca para o quartzo e a fluorite. Utilizando ácido hidroxâmico C7~9 para flotar minério de pedra verde-amarelo, o concentrado contém Nb2O5 6~20%, e a taxa de recuperação é 65~66%.
• Coletor de catiões
  Em meios neutros, os colectores catiónicos são colectores eficazes para os minerais de tântalo e nióbio; em meios fortemente ácidos, as superfícies dos minerais de tântalo e nióbio são maioritariamente carregadas positivamente, o que não favorece a flotação dos colectores catiónicos; do ponto de vista da química das soluções, o coletor catiónico sofre uma reação de hidrólise em solução aquosa. Num meio fortemente alcalino, uma grande concentração de OH- não favorece a reação de hidrólise e a concentração catiónica do coletor diminui, o que é prejudicial para a flotação. A usina de Araxá, no Brasil, utiliza aminas como coletores para flotação de pirocloro e obtém bons resultados. Outros estudos demonstraram que o acetato de dodecil amina pode flotar eficazmente os minerais de columbite em meio neutro.
• Outros coleccionadores
  Investigação sobre o desempenho da recolha de minerais de tântalo e nióbio utilizando o novo agente N2 mostra que o N2 de alta cadeia de carbono é um coletor eficaz de minerais de tântalo e nióbio, e a adsorção na superfície dos minerais de tântalo e nióbio é a adsorção química. A flotação do minério de nióbio de Bayan Obo utilizando N-nitrosofenil-hidroxilamina obteve bons resultados. Os testes exploratórios em Berger С, na antiga União Soviética, mostraram que os sulfatos de hidrocarbonetos também são adequados para a flotação de depósitos de columbita-tantalita em depósitos de pegmatitos.

Muitos agentes de flotação, especialmente os colectores, têm efeitos inferiores aos ideais quando utilizados isoladamente. No entanto, quando certos agentes são utilizados em combinação numa determinada proporção, o efeito não é um simples efeito aditivo, mas sim sinérgico. Ou seja, um efeito de sinergia 1 +1>2. Por exemplo, o xantato e o ácido hidroxâmico são combinados para flotação de óxido de cobre; o oleato de sódio e o ácido hidroxâmico são combinados para flutuar a andaluzite; o ácido arsénico é misturado com xantato, a cupferina é misturada com ácido benzil hidroxâmico e o ácido benzo hidroxâmico é misturado com sabão Tal é misturado com lama fina de tungsténio preto de flotação; F203 e ácido salicil hidroxâmico são misturados com lama fina de cassiterite de flotação e ambos alcançam bons resultados.

2. Regulador de flotação de minério de tântalo-nióbio

Os principais minerais de ganga no minério de tântalo e nióbio são os silicatos, fluoritee carbonato. Os inibidores típicos destes minerais são o vidro de água, o hexametafosfato de sódio, o amido, o pirofosfato, o hidrogenofosfato de sódio, o lignossulfonato de sódio, o tanino, o ácido lático, o ácido cítrico, o ácido tartárico, etc. O valor do pH tem uma grande influência no processo de flotação do tântalo e do nióbio. Os ajustadores normalmente utilizados para ajustar o valor do pH incluem o ácido sulfúrico, o ácido clorídrico, o hidróxido de sódio, a soda, etc.

Quais são os problemas com os colectores de flotação de tântalo-nióbio?

Há várias questões fundamentais no processo de flotação do minério de tântalo-nióbio: o desempenho do coletor, a poluição ambiental do coletor e o custo dos produtos químicos. Esta questão será explicada a seguir.

• O problema do desempenho dos colectores
  Moléculas que contêm grupos funcionais -COOH, -SO4H e -SO3H têm uma forte capacidade de recolha e uma fraca seletividade e só são adequados para a flotação de lamas finas de tântalo-nióbio com composição mineral simples e quartzo como principal ganga. A capacidade de recolha do ácido hidroxâmico na lama fina de tântalo e nióbio é mais fraca do que a dos ácidos gordos, mas a seleção é melhor. Ácido fosfónico tem uma capacidade relativamente forte para recolher minério de tântalo-nióbio, mas é sensível aos iões Fe2+ e Ca2+, o que tem um maior impacto no processo de flotação.
• Poluição ambiental e questões de custos químicos dos colectores
  O ácido arsínico pode formar fortes compostos de superfície com minerais metálicos, como o tântalo e o nióbio, com os grupos de hidrocarbonetos virados para o exterior, tornando os minerais hidrofóbicos. No entanto, não existe tal adsorção química com minerais de ganga, pelo que tem uma forte capacidade de recolha e uma boa seletividade. Ao mesmo tempo, o ácido arsínico é insensível aos iões Ca2+ e Mg2+ e tem uma forte adaptabilidade a minérios com elevado teor de calcite. No entanto, o ácido arsínico é altamente tóxico e pode causar poluição ambiental. O regulador fluossilicato de sódio ou fluoreto de sódio, utilizado em conjunto com o ácido fosfónico e o ácido sulfosuccínico, apresenta também uma certa toxicidade. Na flotação de lamas finas de tântalo e nióbio, a dosagem dos produtos químicos utilizados é grande e o preço é elevado; ao mesmo tempo, alguns produtos químicos são altamente tóxicos e exigem maiores despesas de proteção ambiental, aumentando assim o custo do processamento mineral. Quando a flotação de ácido hidroxâmico é utilizada, o efeito é melhor, mas a dosagem de produtos químicos é maior.

Muitos académicos nacionais e estrangeiros têm trabalhado muito na seleção e desenvolvimento de reagentes de flotação de tântalo e nióbio e descobriram muitos colectores com boa seletividade. Embora tenham sido feitos alguns progressos na investigação de reagentes de flotação de tântalo e nióbio, devido ao elevado preço dos reagentes, apenas algumas minas estrangeiras de nióbio utilizam atualmente métodos de flotação, como a fábrica de processamento mineral de Oka, no Canadá, e a mina de Alaxa, no Brasil. À medida que são desenvolvidos cada vez mais recursos refractários de tântalo e nióbio, espera-se que a procura de agentes de beneficiação de tântalo e nióbio com boa seletividade e preços razoáveis continue a aumentar.