Способ обогащения калийных руд
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