Способ обогащения калийных руд

Способ обогащения калийных руд

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ КАЛИЙНЫХ РУД, содержащих глинистокарбонатные щламы, включающий последовательное кондиционирование исходного сырья с полиакриламидом, катионным собирателем и вспенивателем, флотацию хлорида калия и обезвоживание конечного концентрата , отличающийся тем, что, с целью повыщения извлечения хлорида калия, качества концентрата и снижения влажности конечного продукта, при кондиционировании перед полиакриламидом дополнительно вводят хлорид магния, при этом массовое соотношение полиакриламида и хлорида магния составляет 1:150-1:40000, а их суммарный расход составляет 0,03-8,00% от общей массы флотационного щелока. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1105322 зш B 30 D 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3575427/22-03 (22) 28.02.83 (46) 30.07.84. Бюл. № 28 (72) С. Н. Титков, Н. Н. Пантелеева, Е. В. Шевченко, М. М. Рыжова, А. 3. Энтентеев, В. Н. Маслаков и Г. Г. Мамаев (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт галургии (53) 622.765.06 (088.8) (56) 1. Кл а ссен В. И. Обо га щени е руд.

М., «Недра», 1979, с. 206.

2. Александрович Х. М. Основы применения флотореа гентов при флота ции калийных руд. Минск, «Наука и техника», 1973, с. 229-233.

3. Желнин А. А., Теоретические основы и практика флотации калийных руд, Л., «Химия», 1973, с. 71.

4. Справочник по обогащению руд., М., «Недра», 1974, с. 2, ч. 1, с. 93.

5. Патент ГДР № 21241, кл. 1 с 8, опублик. 1961 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ КАЛИЛНЫХ РУД, содержащих глинистокарбонатные шламы, включающий последовательное кондици онирова н ие исходного сырья с полиакриламидом, катионным собирателем и вспенивателем, флотацию хлорида калия и обезвоживание конечного концентрата, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения хлорида калия, качества концентрата и снижения влажности конечного продукта, при кондиционировании перед полиакриламидом дополнительно вводят хлорид магния, при этом массовое соотношение полиакриламида и хлорида магния составляет 1:150 — 1:40000, а их суммарный расход составляет 0,03 — 8,00% от общей массы флотационного щелока.

1105322

Изобретение относится к обогащен ию полезных ископаемых, в частности, к способам обогашения калийных руд, содержащих глинисто-карбонатные шламы.

Флотационное обогащение указанных руд ведется с применением катионных собирателей — высокомолекулярных алифатических аминов (применение анионных собирателей, например, сульфонатов неэффективноо) .

Для устранения отрицательного влияния глинисто-карбонатных шламов вводят реагенты — модификаторы, уменьшающие сорбцию собирателя шламами и гидрофилизирующие их поверхность, что обеспечивает условия эффективного излвечения КС1 в концентрат при высокой селективности процесса флотации.

В качестве модификаторов шламов при катионной флотации сильвина применяют ряд соединений, в частности, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Na — КМЦ), сульфит — спиртовая барда (ССБ), кислое жидкое стекло (кжс) и другие.

Однако данные реагенты либо дорогостоящи и дефицитны (Na КМЦ), либо не обладают достаточной эффективностью при депрессии и требуют большого расхода, что снижает показатели при флотации водорастворимых солей.

Известны способы обогащения калийных руд, содержащих глинисто-карбонатные шламы, включаюшие кондиционирование пульпы с неорганическими соединениями двух-, трех- и четырехвалентных металлов и последующую флотацию калийсодержащих минералов (1) и (2).

Неорганические соединения двух-, трехи четырехвалентных металлов используют для депрессии шламов. Так, например, из двухвалентных катионов известно применение хлорида стронция и сульфата тория, из трех- и четырехвалентных катионов солей и гидроксидов алюминия, железа и титана. Эффективность действия солей при одном и том же содержании шламов в руде резко различается. Так, сравнивая соли двухвалентных катионов стронция и тория, можно отметить, что в то время как при содержании сульфата тория в растворе 0,1—

0,3 /> происходит снижение адсорбции амина шламами в среднем на 20 /<>, то при содержании хлорида стронция 3-10 /о эта величина снижается в среднем только на 6-8 /о.

Таким образом, эффективность депрессирующего действия неорганических солей зависит от их свойств и для каждой соли различна.

Кроме того, в подавляющем большинстве случаев неорганические соли и гидроксиды являются слабыми депрессорами, при их индивидуальном применении удовлетворительные результаты достигаются только при высоком их расходе, приводящем к связыванию собирателя в комплексы типа (RNH> T Х),„и снижению тем самым флотируемости хлорида калия. Кроме того, гидроксиды трех- и четырехвалентных металлов являются малорастворимыми соединениями, что представляет трудность для их дозировки вследствие гетерогенности суспензии реагента; высокое значение рН таких суспензий приводит к высаливанию и снижению эффективности действия катионного собирателя.

Известны способы обогащения калийных руд, содержащих глинисто-карбонатные шламы,включающие введение в пульпу для депрессии нерастворимого остатка солей магния: хлорида или сульфата (3) и (4).

Однако данные соли не являются эффективными депрессорами, так как не обеспечивают достаточной экранировки поверхности нерастворимого остатка, требу ют введения дополнительных реагентов (щелочей), что увеличивает концентрацию шламов из-за образования малорастворимых соединений (гидроксидов и карбонатов магния) и снижает эффективность флотации из-за связывания катионного собирателя.

Особенно сильно высаливание собирателя происходит в случае использования соли двухвалентного аниона — сульфата магния.

Таким образом, недостатками указанных способов являются низкое извлечение полезного компонента в концентрат и низкое качество концентрата, из-за недостаточной эффективности используемых модификаторов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обогащения калийных руд, содержащих глинисто-карбонатные шламы, включающий последовательное кондиционирование исходного сырья с полиакрила мидом, катионным собирателем и вспенивателем, флотацию хлорида калия и обезвоживание конечного концентрата (5).

Недостатками известного способа являются низкое извлечение хлористого калия в концентрат и качество концентрата, а также высокая влажность конечного продукта.

Это вызвано тем, что применение полиакриламида эффективно только в случае использования его для руд, содержащих незначительное количество нерастворимого остатка.

С увеличением содержания н.о. в руде свыше 1 — 1,5 /р качество флотоконцентрата значительно ухудшается из-за повышенной флотируемости шламов, вызванной наличием во флотационном щелоке полиакриламида. Таким образом, наряду с высоким извлечением сильвина в концентрат, в случае применения в качестве модификатора ПАА, происходит увеличение содержания в кон1105322 центрате нерастворимого остатка, что вместе со снижением качества концентрата затрудняет последующие операции перекачки и обезвоживания его и приводит к увеличению энергозатрат на сушку концентрата.

Цель изобретения — повышение извлечения хлорида калия, качества концентрата и снижение влажности конечного продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обогащения калийных руд, содержащих глинисто-карбонатные шламы, включающему предварительное кондиционирование исходного сырья с полиакриламидом, катионным собирателем и вспенивателем, флотацию хлорида калия и обезвоживание конечного конценрата, при кондиционировании перед полиакриламидом дополнительно вводят хлорид магния, при этом массовое соотношение полиакриламида и хлорида магния составляет 1:1501:40000, а их суммарный расход составляет

0,03 — 8,00 /о от общей массы флотационного щелока.

Как показали исследования, улучшение селективности флотации достигается за счет активации отрицательно заряженной поверхности глинисто-карбонатных шламов катионами магния. Поверхность шламов (нерастворимого остатка) приобретает при этом положительный заряд или переходит в нейтральное состояние. В результате резко снижается адсорбция катионного собирателя на шламах и усиливается взаимодействие шламов с карбоксильными группами, входящими в состав макромолекул полиакриламида.

Обработка обогащаемой руды реагентами-модификаторами в указанном порядке при массовых соотношениях полиакриламид: хлорид магния ниже указанных пределов по хлориду магния (например 1:148) не позволяет получать хороших флотационных показателей вследствие недостаточно высокого извлечения хлорида калия и, в особенности, высокой флотируемости частиц нерастворимого остатка.

Эти частицы выносятся в пену вместе с сильвином, что приводит к значительному ухудшению селективности процесса. Увеличение массового соотношения полиакриламид: хлорид магния выше заданных пределов по хлориду магния (например 1:40200) приводит к увеличению доли депрессора сверх допустимого уровня, что вызывает значительное снижение извлечения в концентрат полезного компонента.

Суммарный расход модификаторов шламов (полиакриламида и хлорида магния) должен находиться в интер вале 0,03-8О/О от общей массы флотационного щелока.

Более низкие расходы снижают эффективность депрессии шламов, более высокие— приводят к высаливанию собирателя сильВлияние расхода хлорида магния на

35 показатели флотации

0,73

3,4

45 6

0,69

4,7

5,0

0,67

0,66

2,8

Пример 2. Сильвинитовую руду Верхнекамского месторождения обогащают по примеру 1 с получением окончательного концентрата, содержащего не менее 95О/р хлорида калия. Максимальный суммарный рас55 ход модификатора (полиакриламида и хлорида магния) не превышает 24О/р от общей массы флотационного щелока (по условиям растворимости хлорида магния в щелоке) . вина (аминов), что отрицательно сказывается на процессе флотации.

На модельной установке были проведены сра внительн ые испытан ия известных и предлагаемого способа флотации хлористого калия.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходное сырье кондиционируют с хлористым магнием, затем вводят полиакриламид, кондиционир уют, добавляют собиратель, вспениватель и проводят флотацию.

Пример 1. Сильвинитовую руду Верхнека мского месторождения с содержанием нерастворимого остатка 3,8 — 4 мас.о/p измельчают до крупности 0,5 мм и проводят флота ци ю по схеме, предусматривающей основную флотацию и две перечистки, в режиме обеспечивающем получение конечного продукта с содержанием хлорида калия не ниже 95О/О.

20 Условия флотации.

Содержание твердого в суспензии при основной флотации 25 /р, в первой перечистке 20 /о, во второй 15 — 18 /О.

Время контактирования хлорида магния с суспензией 10 мин. Максимальный расход хлорида магния 9 мас.о/o. Полиакриламид в пульпу не подают. Время контактирования суспензии с собирателем сильвина (смесью солянокислого октадециламина с сосновым маслом в соотношении

30 10:!) 30 с, расход собирателя 80 г/т руды.

Время основной флотации 2 мин.

Результаты опытов представлены в табл.1.

Таблица 1

1105322

Полиакриламид добавляют после контактирова н ия сус пензи и с хло ридом ма гния.

Время контактирования суспензии с полиакрила мидом 30 с. Остальные параметры процесса по примеру 1. Результаты опытов представлены в табл. 2.

Как видно из представленных в табл. 1 и 2 данных, применение в качестве депрессора шламов только полиакриламида (прототип) не позволяет получить высококачественный флотоконцентрат (табл. 2, соотношение полиакриламид: хлорид магния, равное 1:О) вследствие высокой флотируемости нерастворимого остатка. Это не только отрицательно сказывается на флотационном процессе, но также ухудшает последующие операции: перекачки флотоконцентрата, его обезвоживания и сушки.

Введение во флотационную пульпу только хлорида магния без полиакрила мида (табл. 1) не обеспечивает требуемого извлечения хлорида калия в концентрат.

Использование совместно полиакриламида и хлорида магния (табл. 2) способствует получению флотоконцентрата с достаточно низким содержанием нерастворимого остатка при высоком извлечении целевого компонента. Наилучшие результаты как по извлечению хлорида калия, так и по содержанию нерастворимого остатка получены в пределах соотношений полиакриламид: хлорид магния (1:150 — 40000) .

При более низких соотношениях, например, 1:148 велика флотируемость мелких нескоагулировавшихся частиц нерастворимого остатка, что обуславливает повышение содержания нерастворимого остатка в концентрате. При более высоких соотношениях, например, 1:40200, резко снижается извлечение в концентрат хлорида калия вследствие связывания собирателя избытком хлорида магния. То же самое наблюдается при соотношениях полиакриламид: хлорид магния, входящих в установленный интервал, но при суммарном расходе модификаторов (полиакриламида и хлорида магния), превышающем верхний предел (8 /р от общей массы флотационного щелока) . Так, например, при расходах полиакриламида 20 г/т н.о. и 40 г/т н.о. и соотношениях полиакриламид: хлорид м агния 1: 10050 и 1: 5025 соответствен но, суммарные расходы модификаторов составляют 8,04 /o от общей массы флотационного щелока, что приводит к значительному снижению извлечения хлорида калия.

Улучшение качества концентрата за счет снижения содержания в нем нерастворимого остатка приводит к снижению влаж20 ности конечного концентрата, что значительно уменьшает затраты на его термическое обезвоживание.

Таким образом, наибольший эффект как активирующего, так и депрессируюшего действия наблюдается при совместном нахождении в жидкой фазе полиакриламида и хлорида магния в соотношении 1:150—

40000 и суммарном их расходе 0,03—

8,00 мас. /o от общего количества флотационного щелока.

Таким образом, предложенный способ позволяет повысить извлечение хлорида калия в концентрат на 5-8 /д и снизить в нем содержание нерастворимого остатка на

0,1 — 1 /ц. Одновременно на 2,6 — 4,8 /о снижается влажность конечного продукта.

1105322 о х

z o (6 Х х э

Э О О ац о

ХCEV э о (б Р 1»

С0 Х О о х с

z o

t(K (б

Е OIO а. g o е о

cd O.X со х и о

С»

z o (б х х

Ф е э

ЕО(О ац о

ScEv е о с6 а И с(ъ х v

>Б х х

Id

О (О о сЕ и е о р х

1» х

E о

E о

Р

И х х

E о

E о а

1 1

V cO

cd E 1 а cd О х о х

Я Я 1»

44 Х О х c( а О 0»» (б Е

1 о

Ц

Я

v (6

Е

)х

Ф

I

EE о

Г» о о (б е о

E Ц б о o o. CO CO (

oха

I х х х е

cd (6 ((О а

Cd

Е» (б а

xmx

3 х х

Г- О с6 Х &

Р, (О

E ЭО

Э (О О (0 OО О О

Г(Г(М.Ф о м б

1 х е о х х е а,cdа.О

Э Z E cd

t(ccf x z о 53

I е х х ро х х е о

1 Сб

c(l cE Е

Ф а рх эйх

Х (6 Г»

Б а

О Х 0Г х (б х а

O X cO о х (о о

С 4 о

Г( О м

М 1

cd

Х Г»

Ц о

И cd 2 й(t(C(б

01

v g (6 а» Р о

С4

CE о а. с» о х х о

Р, 61 е о

3! и х х А х х х х и х

z x

cd а 1» о о х о

Ц (0 х э а х х о сб И х

cd о х и х о

Х Р х о е е»

Я (б о х х х

1» Я о х о ц о о

z х (б х а х о х х и

0Р cd а

I х

I Ql о хм

ы х о д м о

V cO Z

О Р

Хб о э е а

СР Х E

Ю

СЧ 04 CO

О CO O

СЧ СЧ М

o o o o о o o o О CO (4

Ю Г(М СО

Ю ъа

СЧ СЧ

Ch Л О О Г(»

CO Л О Г(Ю Г(о (О (CI са О О

СО О О О CO Г Г

СЧ СЧ о o o о сч со о (ч л

СО Cn — О .6 Г(Г(М СО

"О ЧО (О Л Г Л Л О о о о î о

О 00 O О О О м o o o

Ю (4 б

0O O CO (4

o o сч сп о м

o o о о о о о (ч CO (О

Л О О О

Т СЧ 0О Г (4 С 4

Г(О С(СО

Ch (О Г (О

СЧ (ГЗ Л

О л 00

О 1 б С\ (\

И Г (Ч

04 С 4 C»I (Г( л л л л

1105322

СЧ

I .) 1

04 1

CO

Ю

СЧ о

ÑO о Ю

Ю о со o o

Т

О СО ОО СЧ

Ч:г Ч4 сг4

О С1 СЧ

o o сч

o o o О

0О

М -0 О О

СЧ СЧ .О О о о оо

О о

О Ф

00 С4

00 С> Ч4 Чо 00 М

0O CO С 4 О .»

О М Г! М О л м СЧ

СЧ

"О

О O O CO О СЧ О

СЧ СО Л

44 С4

00 СЧ СЧ О «» .» г л г м о о О О о со л Ч0

00 Л Г О О

СЧ

СЧ о

СЧ

СЧ

СЧ л в о о

С 4 СЧ л сО

Ch O м м л О О Ч0

СЧ СЧ

00 гг

Л

С 4 СЧ С 4

0О м л

О О СЧ

CO Ю I м

СЧ

Ю

С 4

CO и 4

Л О

СО

Ch л м о

CO о

СЧ О

CO CO

М 0Г о о

О1 Ch о о о о о с! о о о о о о î о о м г/) г

00 о

o o ю о о о о сч о

И О О О гг)

СЛ о

С!

1 I

Составитель В. Щубина

Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Тираж 622 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Воловик

Заказ 5094/1О

М

Ц о о г

С4 о

3 м м

О го ц о

40г 44

04 О

О С о

1

1

1

1 ! л

О

0t K td

04 Ого

О, О

04 О

С6 О t»

ССГ I» Q!

О м

E о о

С4

Ж

K 40

04 Ого

О,t: O

t=av

04 О

Со О С

CO t: 04

)Я

K

О гО

О, С о о

1»

z o

40 Й

О1 04 с0

04 Ого

О. О е С4 го Q t»

М С 0! I