Способ гравитационного обогащения руд

 

1. СПОСОБ ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ РУД, включающий приготовление тяжелой среды путем введения растворителя в тяжелую жидкость, кондиционирование руды, сепарацию руды в тяжелой среде е выводом тяжелой и легкой фракций, отделение тяжелой среды от выделенных фракций, деление ее на два потока, регенерацию и возврат ее в процесс, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения сильвина из калийсодержащих руд с одновременным обеспечением охраны окружающей среды, в качестве тяжелой жидкости используют дифтордибромметан, а в качестве растворителя - дифторхлорбромметан , при этом кондиционирование руды проводят в тяжелой жидкости, а растворитель вводят после кондиционирования. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регенерацию первого потока тяжелой среды осуществляют ректификацией, а второ s ko го - конденсацией.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(59 В 03 В 5 44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ И О (21) 3647489/22-03 (22) 21.07.83 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) А. С. Бродт (71) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии (53) 622.766.1 (088.8) (56) 1. Желкин А. А. Теоретические основы и практика флотации калийных солей. Л., «Химия», 1973, с. 184.

2. Патент ФРГ № 902133, кл. 12 3 3/08, опублик. 1953.

3. Патент США № 4178233, кл. В 03 В 5/44, опублик. 1979 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ РУД, включающий приготовление тяжелой среды путем введе-.

„„SU„„1165466 А ния растворителя в тяжелую жидкость, кондиционирование руды, сепарацию руды в тяжелой среде е выводом тяжелой и легкой фракций, отделение тяжелой среды от выделенных фракций, деление ее на два потока, регенерацию и возврат ее в процесс, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения сильвина из калийсодержащих руд с одновременным обеспечением охраны окружающей среды, в качестве тяжелой жидкости используют дифтордибромметан, а в качестве растворителя — дифторхлорбромметан, при этом кондиционирование руды проводят в тяжелой жидкости, а растворитель вводят после кондиционирования.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регенерацию первого потока тяжелой среды осуществляют ректификацией, а второ го — конденсацией.!

165466

Изобретение относится к переработке ископаемых кали йных солей, отл ичающихс я повышенным содержанием глинистых примесей.

Известен флотационный способ обогащения сильвинитовых руд. Разделение компонентов основано на всплывании минералов извлекаемого компонента с пузырьками воздуха после предварительной гидрофобизации их поверхности селективной сорбцией на ней собирателя. Пенный продукт обезвоживают, кек сушат топочными газами, получая, таким образом, готовый концентрат, а камерный продукт после обезвоживания складируют на поверхности в виде солеотвалов. Флотации пг.гдшествует выделение из сильвинита глинистых примесей, складирование которых организуют в специально сооружаемых для этого шламохранилищах (1).

В отличие от обогащения нерастворимых в воде полезных ископаемых флотацию сильвинитовых руд ведут в насыщенных по слагающим сильвинит солям маточных растворах, в результате становятся неизбежными потери извлечения целевого компонента с жидкой фазой глинисто-солевого шлама и влагой, пропитывающей галитовый отвал, а также разубоживание концентрата хлористым натрием, выкристаллизовывающимся из маточного раствора в процессе сушки.

Помимо простого погашения земельных фондов, складирование на незащищенной от атмосферных осадков территории водорастворимых отходов обогащения приводит к засолению почв, минерализации грунтовых вод и интоксикации растительности и животных флотореагентами.

Известен флотационный способ обогащения калийных руд, предусматривающий размещение обогатительного оборудования непосредственно в руднике с последующей закладкой выработанного пространства хвостами обогащения (2).

Хотя осуществление обогащения сильвинита в шахтных выработках и освобождает от необходимости складирования галитового отвала и глинисто-солевых шламов на поверхности (закладка твердых отходов обогащения с поверхности в большинстве случаев делает производство калийных солей убыточным), указанный способ не обеспечивает получения готового продукта в подземных условиях из-за невозможности сооружения в руднике цеха сушки по аэрологическим соображениям, так как осуществление этого процесса связано с потреблением кислорода и, соответственно, выбросом дымовых газов.

Высокая чувствительность флотационного способа обогащения к присутствию в руде глинистых примесей препятствует достижению приемлемых технико-экономических показателей обогащения с использованием только депрессии глины и выведением таким

40 образом ее из цикла в общем с галитом кеком, начиная с содержания нерастворимого остатка в сильвините 1,6 .

Флотационный способ является разомкнутым по воде циклом. Невязка водного баланса тем больше, чем выше содержание н. о, в руде. Неизбежность образования избыточных рассолов не позволяет организовать в ряде случаев осуществление способа под землей по гидрогеологическим условиям разработки месторождения.

Отсутствие возможности выделения хвостов обогащения в сухом виде усложняет их транспортировку и закладку в выработанное пространство, является основным источником повышения потерь извлечения с ростом содержания глины в руде, делает обогатительный процесс необратимым потребителем воды.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ гравитационного обогащения руд, включающий приготовление тяжелой среды путем введения растворителя в тяжелую жидкость, кондиционирование руды, сепарацию руды в тяжелой среде с выводом тяжелой и легкой фракций, отделение тяжелой среды от выделенных фракций, деление ее на два потока, регенерацию и возврат ее в процесс (3).

К недостаткам известного способа относится включение в процесс операции сушки, что влечет за собой выброс дымовых газов в смеси с продуктами термического разложения сильвинита и, как следствие, снижение извлечения сильвина. Кроме того, размещение в шахтных выработках сушильного оборудования влечет за собой усугубление трудностей, связанных с необходимостью соблюдения норм промышленной гигиены и санитарии, правил пожарной безопасности, а также загрязнение воздушного бассейна дымовыми выбросами и газообразными продуктами пиролиза сильвинитовой руды.

Цель изобретения — повышение извлечения сильвина из калийсодержащих руд с одновременным обеспечением охраны окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу гравитационного обогащения руд, включающему приготовление тяжелой среды путем введения растворителя в тяжелую жидкость, кондиционирование руды, сепарацию руды в тяжелой среде с выводом тяжелой и легкой фракций, отделение тяжелой среды от выделенных фракций, деление ее на два потока, регенерацию и возврат ее в процесс, в качестве тяжелой жидкости используют дифтордибромметан, а в качестве растворителя — дифторхлорбромметан, при этом кондиционирование руды проводят в тяжелой жидкости, а растворитель вводят после кондиционирования.

1165466

Причем регенерацию первого потока тяжелой среды осуществляют ректификацией, а второго — конденсацией.

Выбор органических веществ в качестве составляющих тяжелой среды для обогащения сильвинита по предлагаемому способу ограничен условием его осуществимости лишь в их смеси, область существования которой в жидком состоянии не содержит параметров климата рабочей зоны. Согласно

СН 24р-71 норма температуры воздуха рабочей зоны помещения, характеризующегося незначительными избытками явного тепла, при легкой категории работы, допускается в пределах 17 — 22 С . В соответствии с этим, в качестве высококипящей составляющей смеси принят дифтордибромметан— жидкость, температура кипения которой при нормальном давлении 24,5 С. Поскольку это вещество может находиться в жидком состоянии при допускаемых параметрах воздуха рабочей зоны, введение сыпучего

20 материала в такую жидкость не представляет технических трудностей. Плотность дифтордибромметана 2,28 г/см . Плотности компонентов сильвинита — сильвина, галита и глины соответственно 1,989; 2,173 и 2,600.

Использование дифторхлорбромметана в качестве растворителя тяжелой жидкости обусловлено тем, что, будучи жидкостью плотностью 1,83 г/смз, это вещество кипит при нормальном давлении уже при температуре — 3,4 С. Поэтому на основе этих двух жидкостей можно приготовить всю гамму смесей с промежуточными между сильвином и галитом — глиной значениями плотности, область существования которых в жидком состоянии полностью находится вне температуры и давления окружающей среды во всем диапазоне принимаемых для обогащения сильвинита параметров разделения.

На чертеже изображена схема цепи аппаратов.

Дробленый сильвинит из бункера 1 шнековым питателем 2 через шлюзовый затвор 3 40 загружают в приемную емкость 4, в которую подают жидкий дифтордибромметан. В крышке приемной емкости 4 встроены теплообменные элементы, через которые прокачивают холодильный рассол.

В отличие от известных способов, обо- 45 гашения руды в тяжелых жидкостях раз- . деление компонентов сильвинита ведут в среде, существующей в жидком состоянии при параметрах, отличных от температуры и давления окружающего воздуха. Для этого пульпу из приемной емкости 4 насосом 5 нагнетают в смеситель 6, в котором осуществляется разведение системы дифторхлорбромметаном до необходимой для разделения компонентов сильвинита плотности жидкой фазы. Расслоение сильвинита осу- у шествляют в сепараторе 7. Выходящую из него концентратную пульпу обезвоживают на дуговом сите 8. Кек направляют в экспанзер 9, в котором происходит дегазация продукта. Поэтому этот аппарат оснащен шнеком, перелопачиваюшим теряющий в нем пары тяжелой жидкости материал. Сухой продукт выгружают через шлюзовой затвор 10 в накопитель 11, а затем конвейером 12 и далее скиповым подъемником доставляют на погрузку в железнодорожные вагоны. Аналогично выводят из системы отвальный продукт, направляемый на закладку выработанного пространства.

Часть осветленной от твердой фазы тяжелой жидкости подвергают ректификации в тарельчатой колонне 13. Высококипящую составляющую насосом 14 подают на смешение с сильвинитом в приемную емкость 4.

Выработку искусственного холода осуществляют в испарителе 15. Образовавшиеся в испарителе 15 и экспанзерах 9 пары компремируют в компрессоре 16, ожижают в конденсаторе 17, замыкая, таким образом, цикл по тяжелой жидкости.

Для транспорта продуцируемого в регенерационной части схемы искусственного холода используют традиционные хладоносители, например рассол.

Предлагаемый способ может быть осуществлен в промышленном масштабе с применением известных типов оборудования, выполненного из конструкционных материалов, устойчивых к воздействию минеральных солей. Для гибкого управления технологическим процессом виды оборудования, ведение процессов в которых не допускает испарения тяжелой жидкости, заключают внутрь холодильных рубашек и покрывают теплоизоляцией.

Холодопроизводительность системы задается как давлением в цикле, так и регулируется чисто технологическими параметрами обогатительного процесса, такими как, например, соотношение между фазами в потоках, кратность циркуляции тяжелой жидкости в контуре, влажность кеков и т. и. Кроме этого, тепловым режимом обогащения можно управлять, меняя долю тяжелой жидкости, ввыводимой на ректификацию и прямое испарение в общем балансе ее распределения в регенерационной части схемы. Варьируя величины этих параметров, выработку искусственного холода обогатительной системой можно легко увеличить.

Пример. Дробленый сильвинит (23,8%

КС1, 7,8% н. о.) крупностью — 2 — О,1 мм смешивают с дифтордибромметаном (метеорологические условия лаборатории характеризуются следующими параметрами: температура воздуха 19,0 С, давление 750 мм рт. ст.). Смесь сильвинита с дифтордибромметаном загружают в автоклав, установленный в морозильной камере, и приливают переохлажденный дифторхлорбромметан. Автоклав закрывают, герметизируют и отключают морозил ьную ка меру.

1165466

Составитель Е. Киселева

Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

Тираж 525 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 В. Петраш

Заказ 4263/12

По достижении в автоклаве температуры окружающей среды определяют плотность жидкой фазы пикнометрическим методом.

Для ее коррекции автоклав вновь охлаждают, разгерметизовывают, добавляют необходимое количество недостающей составляющей, затем опять затягивают болтовые соединения и вновь взвешивают. Отрегулировав таким способом плотность жидкой фазы до 2,03, находящейся в автоклаве пульпе дают отстояться. Автоклав вновь помешают в морозильную камеру, где осуществляют его разгрузку по методу делительной воронки и выделение продуктов обогащения на ситах.

Часть фильтра заливают в куб с теплообменными трубками и вставляют его в нижнюю часть ректификационной колонны с дефлегматором. Разгонку тяжелой жидкости осуществляют после приобретения колонной температуры окружающей среды, подавая вентилятором в межтрубное пространство куба-испарителя воздух. Концентратный и отвальный кек помешают в герметичные сосуды и достают из морозильной камеры.

Вентили на горловинах сосудов подключают к компрессору. На стороне высокого давления компрессор подключают к конденсаторуметаллическому змеевику, погруженному в емкость с проточной водой. В результате откачки паров тяжелой жидкости из герметичных сосудов их поверхности покрываются инеем. Компрессор выключают, сосуды с продуктами обогащения очищают от инея и выдерживают некоторое время при комнатной температуре. Таким образом получают готовый продукт (выход 21,8Я, содержание хлористого калия в концентрате 92,4Я, при этом извлечение полезного компонента составляет 84,6Я) и галитовый отвал в сухом виде, вырабатывая при этом искусственный холод, Для повторного использования тяжелой жидкости змеевиковый конденсатор отключают от компрессора, переносят в морозильную камеру и опорожняют его уже после

20 переохлаждения конденсата.