Способ обогащения глинистых калийсодержащих руд

Способ обогащения глинистых калийсодержащих руд

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотации калийсодержащих руд. Цель - снижение расхода карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) за счет увеличения удельной энергии раствора и снижение потерь хлористого калия. Раствор КМЦ предварительно кондиционируют путем многократной циркуляции в контуре, состоящем из емкости и насоса. Производительность насоса составляет 70-90% от максимальной. Исходное сырье измельчают, обесшламливают. Затем пульпу перемешивают с кондиционированным раствором КМЦ, с собирателем и проводят флотацию сильвинита. В процессе обработки в циркуляционном контуре увеличивается удельная энергия раствора КМЦ, что приводит к изменению его физико-химических свойств. Происходит увеличение температуры циркулирующей жидкости, изменяется PH и окислительно-восстановительный потенциал. В результате кондиционирования происходит увеличение депрессирующего действия КМЦ. Предлагаемый способ обеспечивает снижение расхода КМЦ на 8-10<SP POS="POST">-5</SP> кг/кг и на 0,5% снижает потери хлористого калия.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1502113 А 1 (1) 4 8 03 D 1 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4305379/23-03 (22) 4.09.87 (46) 23.08.89. Бюл. № 3! (71) Институт физико-органической химии

АН БССР и Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института галургии (72) С. Г. Азизбекян, Г. М. Косой, И. Н. Виноградова, Л. А. Водопьянова, В. А. Артамонов и В. С. (.олдатов (53) 622.765.06 (088.8) (56) Александрович Х. М. Основы применения реа(ентов при флотзции калийных руд. — Минск: Наука и техника, (973, с. 232-239.

Авторское свидетельство СССР . х>"о 1132981, кл. В 03 Р 1/00, 1982. (54) СПО(.ОБ ОБОГАЩЕНИЯ Г;1ИГ1ИСTblX КАЛИЙСОДЕРЖАЩИХ РУ(1 (57) Изобретение относится к обогащению полезных H«Ho(id«Mblx и м. б. использовано при флотации калийсодержащих руд.

Цель снижени«расход;> карбоксимеИзобретение относится к обо гз щению полезных ископаемых и может быть использовано прн флотации калийсодержаllIHX РУД.

Цельк> изобретения является снижение расхода карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) за счет увеличения удельной энергии раствора н снижение потерь хлористого калия. (.по«об обогзп>ения глинистых калий () I«ðжап>их ру,I включает предварительное кон I»«HOHHpnBBHHe раствора КМЦ путем м>гогократной циркуляции в контуре, сосToHllI«из емкости и насоса. при этом производит«льност) насоса составляет 70— .)О",,, от максимальной. Исходную руду изxltль (зк>т, об«(шламливак>т, перемеши2 тилцеллюлозы (КМЦ) за счет увеличения удельной энергии раствора и снижение потерь хлористого калия. Раствор KML1, предварительно кондиционируют путем многократной циркуляци и в контуре, состоящем из емкости и насоса. Производительность насоса составляет 70 — 90% от максимальной. Исходное сырье измельчают, об«сшламливают. Затем пульпу перемешивак>т с кондиционированным раствором

KÌ1L, с собирателем и проводят флотацию сильвинита. В процессе обработки в циркуляционном контуре увеличивается удельная энергия раствора КМЦ, то приBO;IHT К ИЗМЕНЕНИЮ ЕГО ФИЗИКО-ХИМИЧЕСhl1x сноиств, Г1роисходит увеличение темп«рзтуры циркулирующей жидкости, изменяется рН и окислительно-восстановительный потенциал. В результате кондиционир()BHlIHH llpoHcxoäHò увеличение депрессирук>щего действия КМЦ. Г!редлагаемый споco(> обеспечивает снижение расхода КМЦ на 8 10 кг!кг и íà 0 5% снижает пот«1>и хлористого калия. вают с кондиционированным раствором

КМЦ, собирателем, затем проводят флота- миа цию сильвинита.

Положительный эффект основывается на улучшении депрессирующих свойств

КМЦ. Депрессирующие свойства — это способность реагента блокировать адсорбционно-активные центры поверхности глинисто-карбонатных минералов, являющихся ф сопутствующей к калийным рудам примесью. Без нейтрализации адсорбционной активности глинистых примесей (нераствори мого остатка ) невозможен процесс эффективной флотации целевого компонента— хлористого калия. Молекулы KMLl, в своем

«оставе содержат большое число гидро1502113

30

40

50 фильных, гидроксильных и карбоксильных групп, которые обеспечивают их адсорбцию на поверхности глинисто-карбонатных частиц. Для ионогенных полимеров, в том числе KMLL, в растворах характерна глобулизация молекул (свертывание микромолекул в клубки) ввиду подавления диссоциации ионогенных групп и усиления внутримолекулярного взаимодействия. Молекулы высокополимеров в растворах также склонны к образованию ассоциатов и надмолекулярных структур. Эти явления приводят к тому, что в реальных растворах реагента, используемых в промышленности, реализуется только часть способности макромолекул нейтрализовать глинисто-карбонатные примеси, так как определенное количество активных функциональных групп заблокировано в результате свертывания макромолекул в глобулы, а также соседними макромолекулами ассоциатов или н адмолекулярной структуры.

Как выяснилось в процессе эксперимента, энергии, возникающей в циркуляционном контуре, достаточно, чтобы произвести определенные изменения свойств растворов реагентов. В первую очередь она расходуется на возрастание теплового движения молекул (увеличивается температура циркулирующей жидкости). Увеличивается диссоциация ионогенных групп (что характеризуется изменением рН с 8,17 до

8,48 и окислительно-восстановительного потенциала с 223 до 188 мВ). Параллельно происходят процессы разрушения надмолекулярных структур, ассоциатов, разрыхление, частичное разворачивание глобул.

Все это приводит к освобождению блокированных активных функциональныx групп (более развернутые, разветвленные молекулы увеличивают авязкость раствора, что зафиксировано с 3,46 до 4,31 м! lаc) .

Все это и приводит к улучшению депрессирующей способности раствора КМЦ, так как дополнительное количество освобожденных активных групп макромолекул адсорбируется на большей плошади минералов.

Непосредственное измерение производительности насоса, КПД насоса, сопротивления трубопровода, удельной энергии перекачиваемой жидкости, кроме производительности, затруднено, поэтому в результатах указано изменение легко определяемого значения производительности насоса.

Истинной причиной происходящих с раствором реагента изменений является увеличение удельной энергии раствора в процессе обработки. Производительность насоса непосредственно связана с удельной энергией перекачиваемой жидкости. С некоторой погрешностью можно принять, что уменьшение производительности насоса на 10—

30% свидетельствует об увеличении удельной энергии жидкости на 10--30%, и считать, что используемые величины производительности насоса являются легко определяемым параметром, характеризующим удельную энергию жидкости.

Эффект зависит от длительности обработки реагента в циркуляционном контуре. Оптимальное количество циклов обработки в примерах — 30 (эффект возникает при 3 — 5 циклах и монотонно возрастает при увеличении количества циклов до 30, оставаясь при дальнейшем увеличении времени обработки неизменным) .

Производительность насоса можно уменьшить путем уменьшения уровня в емкости перед насосом, уменьшения диаметра трубопровода на нагнетающей или всасывающей линиях, подачи в перекачиваемую жидкость газа и т. д.

Для проведения испытаний использовали растворы реагентов, приготовленных в реагентном отделении сильвинитовой обогатительной фабрики и отобранных в трубопровод перед их подачей в процессе обогащении (базовой вариант). Концентрация депрессора КПЦ 2%; собирателя хлористого калия — октадециламина (ОДА) в смеси с пенообразователем 0,5%. Состав флотируемой руды:

КС! 30,2% и НО 3,5%, В опытах сравнивалось количество КМЦ (в граммах на тонну руды), необходимое для достижения при флотации заданного извлечения из руды хлористого калия (90%) при прочих равных условиях.

Пример 1. В процессе обогащения .хлористого калия использую г раствор KML1„, отобранный на обогатительной фабрике и не подвергнутый дополнительной обработке. Для достижения извлечения 90/„ хлористого калия требуется 450. 10 " кг/кг реагента. При 30-кратной обработке реагента в циркуляционном контуре, состоящем из вихревого насоса ВК 1/16 и открытой емкости (высота перекачивания 1,5 м, диаметр трубопроводов равен диаметру патрубков насоса, объем перекачиваемой жидкости 20 л, паспортная производительность при данном напоре 1,4 м /ч), его свойства и необходимый для депрессии расход не изменяются. 11остепенное уменьшение объема перекачиваемой жидкости (уровня жидкости в емкости) и, соответственно, производительности насоса приводит к активации реагента и сокращению его расхода (на 80 10 " кг/кг).

Чрезмерное уменьшение перекачиваемого объема (до 2 л) приводит к срыву работы насоса и прекращению перекачивания.

Пример 2. Сокращение расхода реагента достигается при уменьшении производительности насоса путем перекрывания венTH;lR на всасывающем трубопроводе. Проходное сечение патрубков насоса 3 см-.

При полностью открытом вентиле (сечение

1502113

Фор,чула изобретения

Составитель В. Шубина

Редактор В. Петраш Текред И. Верее Корректор М. Шароши

Заказ 4994 10 Тираж 498 Подп исное

ВНИИГ!И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГKHT СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д 45

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, i.i Гагарина, 101 трубопровода также 3 см ) 30-кратная обработка реагента в циркуляционном контуре не изменяет его свойств. Уменьшение производительности насоса вследствие постепенного перекрывания вентиля приводит к активации реагента и сокращению его расхода. Объем перекачиваемой жидкости 20 л.

Пример 3. Сокращение расхода реагента достигается при уменьшении производительности насоса путем перекрывания вентиля на нагнетательном трубопроводе.

Пример 4. В случае применения необработанного 3Я-ного раствора КМЦ, при обо гащении хлористого калия до степени извлечения 90/> требуется 490 10 кг/кг реагента. После 30-кратной обработки КМЦ в циркуляционном контуре при уменьшенной производительности насоса необходимый расход снижается до 400 10 кг/кг. Увеличение концентрации раствора реагента уменьшает количество вводимой в процесс воды и потери хлористого калия вследствие его растворения в воде.

Таким образом, в приведенных примерах показано, что многократная (5 — 30 циклов циркуляции, оптимальное количество 30, так как при дальнейшем увеличении количества циклов эффективность обработки не изменяется) обработка раствора реагента депрессора в циркуляционном контуре, состоящем из емкости и насоса, работающего с производительностью на 10 — 30о меньше его паспортной характеристики, приводит к улучшению его депрессирующей способности и позволяет использовать более концентрированные растворы.

Такая гидродинамическая обработка раствора реагента приводит к изменению физико-химических свойств. Так, в случае

2Я-ного раствора после обработки пока5 затель рН увеличивается с 8 17 до 8 48; окислительно-восстановительный потенциал уменьшается с 223 до 188 мВ; вязкость возрастает с 3,46 до 4,31 м Пас. Это свидетельствует об изменении свойств раствора и структуры макромолекул, что вызывает улучшение его депрессирующей способности.

Таким образом, применение предлагаемого способа по сравнению с используемым на калийных обогатительных фабри15 ках позволит на 8 10 кг/кг снизить расход реагента депрессора и на 0,5о потери хлористого калия.

Способ обогащения глинистых калийсодержащих руд, включающий предварительное кондиционирование раствора карбоксиметилцеллюлозы, измельчение, пульпирование; обесшламливание исходного сырья, пе25 ремешивание пульпы с кондиционированным раствором карбоксиметилцеллюлозы, собирателем и флотацикз сильвинита, отличаюи4ийся тем, что, с целью снижения потерь хлористого калия и расхода карбоксиметилцеллюлозы за счет увеличения удельной энергии раствора, кондиционирование раствора карбоксиметилцеллюлозы проводят п)тем многократной циркуляции в контуре, состоящем из емкости и насоса, при этом производительность насоса составляет 70 — 90@ от максимальной.