Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Flotationsmittel für Phosphaterz, welches neben einer Fettsäure als Sammler eine Mischung aus ethoxylierten Alkylphenolen umfasst.

Es ist in der Flotation von Phosphaterz mit Fettsäuren gemäß ZA-90/9347 Stand der Technik, dass das Flotationsausbringen dadurch verbessert werden kann, dass zusätzlich zum Sammler (Fettsäure) ein Dispergiermittel, wie beispielsweise ein Nonylphenol mit 2 - 5 Mol Ethylenoxid (EO) und ein aliphatischer oxethylierter Alkohol mit der Kettenlänge C₁₁-C₁₅, welcher 2 - 4 Mol EO enthält, eingesetzt wird. Eine weitere Verbesserung ergibt sich, wenn in dem Dispergiermittel ein Alkohol mit der Kettenlänge C₁-C₁₅ gelöst wird. Dieser Alkohol verbessert die Emulgierbarkeit des Dispergiermittels.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass die spezifische Dosierung eines Reaktionsproduktes aus Nonylphenol und 2,75 bis 3,25 Mol Ethylenoxid bei der Flotation von Phosphat aus Phosphaterz bei gleichem Ausbringen und gleicher Qualität signifikant vermindert werden kann, wenn das verwendete Nonylphenol statt der standardmäßigen 2 bis 5 Gew.-% Dinonylphenol 9 bis 13 Gew.-% Dinonylphenol enthält. Ebenso gilt, dass das Phosphatausbringen durch Verwendung des erfindungsgemäßen Dispergiermittels bei gleicher Dosierung sogar verbessert wird, wobei der P₂O₅-Gehalt im Flotationskonzentrat nicht beeinträchtigt wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Flotationsmittel für Phosphaterz, enthaltend eine Fettsäure als Sammler und alkoxylierte Alkylphenole als Dispergiermittel, dadurch gekennzeichnet, dass die Alkylphenole zusammengesetzt sind aus

• a) 8 bis 20 Gew.-% eines oder mehrerer Dialkylphenole mit Alkylresten von 8 bis 12 C-Atomen
• b) 80 bis 92 Gew.-% eines oder mehrerer Monoalkylphenole mit Alkylresten von 8 bis 12 C-Atomen,

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Mischung von alkoxylierten Alkylphenolen wie oben beschrieben als Dispergiermittel in der Flotation von Phosphaterzen. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Verwendung mit Fettsäuren als Sammler.

Das Dispergiermittel umfasst vorzugsweise 9 bis 15, insbesondere 10 bis 13 Gew.-% des Bestandteils a). Der Gehalt an Bestandteil b) ergibt sich durch die Differenz auf 100 Gew.-%. Vorzugsweise handelt es sich bei den Alkylresten um lineare oder verzweigte Nonylreste. Der Gehalt der Bestandteile a) und b) an Ethylenoxid beträgt in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zwischen 2 und 4, insbesondere zwischen 2,5 und 3,5 mol. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Flotationsmittel keine Alkohole.

Bei der Fettsäure, die den Hauptbestandteil des erfindungsgemäßen Flotationsmittels ausmacht, handelt es sich vorzugsweise um eine lineare oder verzweigte Monocarbonsäure mit 8 bis 26 C-Atomen. Hierfür können die als Sammler im Stand der Technik bekannten Fettsäuren verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Flotationsmittel enthält vorzugsweise zwischen 1 und 30 Gew.-% des Dispergiermittels. Das erfindungsgemäße Flotationsmittel wird vorzugsweise in Mengen von 100 bis 1.000 g/t Feststoff zur Flotation von Phosphaterzen verwendet. Die Zugabemenge des erfindungsgemäßen Dispergiermittels bei getrennter Sammler/Dispergiermitteldosierung beträgt vorzugsweise zwischen 30 und 150 g/t, insbesondere zwischen 40 und 60g/t, bezogen auf die Feststoffaufgabe.

Das erfindungsgemäße Flotationsmittel kann, neben den genannten Bestandteilen Fettsäure und Dispergiermittel, Drücker oder weitere aus dem Stand der Technik bekannte Bestandteile enthalten. Solche Bestandteile sind beispielsweise Schäumer und aliphatische Polyglykolether. Außerdem können verschiedene Drücker, wie z.B. Wasserglas, separat verwendet werden.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Flotationsmittel beispielhaft dargestellt:

Die Mischung aus Mono- und Dinonylphenol wird wie folgt hergestellt:

• Phenol wird vorgelegt
• Zugabe 0,2 eq konz. Schwefelsäure
• Unter Rühren Zugabe von Nonen
• Innentemperatur steigt auf 30 bis 50°C, und es entwickelt sich Chlorwasserstoff
• Die Reaktion ist beendet, wenn die Chlorwasserstoffentwicklung aufhört

Im technischen Maßstab kann die Reaktion so geführt werden, dass das Phenol-/Nonen-Gemisch im Kreislauf über einen sauren Festbettkatalysator gefahren wird. Es wurden folgende Gemische erhalten: Mol Phenol Mol Nonen Anteil Dinonylphenol 1 0,9 9 Gew.-% 1 1,0 11 Gew.-% 1 1,1 13 Gew.-% Vergleich 1 0,6 3 Gew.-%

Die Ethoxylierung von Nonylphenol erfolgte in folgenden Schritten:

• Nonylphenol in sauberen Kessel einfüllen.
• Rührer einschalten.
• Die angegebene Menge Natronlauge (als Katalysator) zugeben bzw. einsaugen.
• Kesselinhalt unter Rühren auf 85 - 90°C aufheizen, dann Vakuum anlegen.
• Vakuum mit Stickstoff aufheben und Kesselinhalt unter Rühren auf 140 - 145°C aufheizen.
• Bei dieser Temperatur Ethylenoxid zudosieren.
• Ethylenoxid bis zum Erreichen der berechneten Menge weiter zudosieren.
• Zur Ethylenoxid-Abreaktion ca. 1 Stunde bei einer Sumpftemperatur von 140 - 150°C nachrühren.
• Probe ziehen und OH-Zahl oder Trübungspunkt bestimmen und bis zum Gutbefund bei 140 - 150°C weiterrühren.
• Ist die Ziel-OH-Zahl bzw. Ziel-Trübungspunkt noch nicht erreicht, muss zum Kesselinhalt die berechnete Ethylenoxidmenge nachdosiert werden.
• Ist die Ziel-OH-Zahl erreicht, wird der Kesselinhalt abgekühlt auf 100 °C und unter Vakuum bei 100°C ausgegast.
• Es folgt die Neutralisation bei 50 - 70°C mit Essigsäure bis auf einen pH-Bereich von 6,0 - 8,0.

Folgende Ergebnisse wurden erhalten: Ausgangsstoffe Rohstoff Mol Menge Nonyl-/Dinonylphenol 1 231,3/233,9/236,4 kg¹ Ethylenoxid 3 132 kg NaOH (50 %ig) 0,006 0,24 kg Essigsäure (techn. rein) 0,006 0,36 kg ¹ mit 9,11 bzw. 13 % Dinonylphenolanteil erhaltene Substanzen Anteil Dinonylphenol Molverhältnis Nonylphenol/Ethylenoxid Beispiel 1 9 % 1:3       2 11 % 1:3       3 13 % 1:3 Vergleich 3 % 1:4

Reagentien in g/t Feststoff Aufgabe P₂O₅ in % Konzentrat P₂O₅ in % Ausbeute Fettsäure Dispergiermittel Vergleich 430 81 7,2 38,1 89,8 Beispiel 1 430 65 6,2 38,5 87,2 Beispiel 2 430 54 6,0 38,1 89,8 Beispiel 3 430 43 5,7 37,7 92,4 Reagentien in g/t Aufgabe P₂O₅ in % Konzentrat P₂O₅ in % Ausbeute Fettsäure Dispergiermittel Vergleich 400 150 7,3 39,9 71,3 Beispiel 2 400 150 7,8 40,1 76,2 Beispiel 3 400 150 8,1 40,3 76,4

Mit dem neuen Dispergiermittel (Tabelle 4, Beispiele 1 - 3) kann die Dosierung gegenüber dem Vergleichsprodukt von 81 g/t auf 40 bis 60 g/t abgesenkt werden, ohne dass sich die Konzentratqualität oder die Ausbeute verschlechtern.

Dosiert man herkömmliches Dispergiermittel (Vergleichsversuch) und erfindungsgemäßes Dispergiermittel (Beispiele 2 und 3) in gleichen Mengen (Tabelle 5), erreicht man bei konstanter Konzentratqualität eine signifikante Verbesserung der Phosphatausbeute.

Zusammensetzung des Roherzes: Apatit 22 Gew.-% Phlogopit 24 Gew.-% Calcit 25 Gew.-% Dolomit 3 Gew.-% Forsterit 7 Gew.-% Diopsid 8 Gew.-%