Способ переработки высокоглинистых калийных руд

 

Изобретение относится к технологии обогащения ископаемых калийных солей и м.б. применено в галургической промьшшенности для извлечения хлорида калия из сельвинита и других видов калийсодержащего сырья. Цель изобретения - снижение потерь полезных компонентов за счет получения кондиционного сильвинового концентрата в безводном крупнокристаллическом состоянии. Высокоглинистую калийную руду подвергают дроблению и предварительному обогащению с получением чернового безводного концентрата, из которого выщелачивают хлорид натрия насыщенным раствором хлорида калия в жидком аммиаке при т-ре от -10 до ОС. Затем отделяют раствор от твердого концентрата и из осветленного раствора кристаллизуют хлорид натрия, испаряя в адиабатических условиях часть аммиака. Пары аммиака компримируют, сжижают и используют для доводочной отмывки сильвинового концентрата и кристаллизата. Полученный раствор является выщелачивающим агентом и его возвращают в процесс. Сухие конечные продукты получают адиабатическим испарением аммиака,, пары аммиака объединяют с парами, которые направляют на отмывку. Процесс м.б. осуществлен на типовом оборудовании в герметичном исполнении и Из коррозионно-устойчивых материалов. 1 з.п, ф-лы, 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1421 (51) 4 В 03 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4189536/22-03; 4189537/22-03 (22) 02.02,87 (46) 07.09.88. Бюл. У 33 (71) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии (72) А,С.Бродт (53) 622.77 (088.8) (56) Патент США Ф 3746265, кл. 24120, 1973. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВЫСОКОГЛИНИСТЫХ КАЛИЙНЫХ РУД (57) Изобретение относится к технологии обогащения ископаемых калийных солей и м.б, применено в галургической промьппленности для извлечения хлорида калия иэ сельвинита и других видов калийсодержащего сырья. Цель изобретения — снижение потерь полезных компонентов за счет получения кондиционного сильвинового концентрата в безводном крупнокристаллическом состоянии. Высокоглинистую калийную руду подвергают дроблению и предварительному обогащению с получением чернового безводного концентрата, иэ которого вьпцелачивают хлорид натрия насыщенным раствором хлорида калия в

О жидком аммиаке при т-ре от -10 до ОС, Затем отделяют раствор от твердого концентрата и иэ осветленного раствора кристаллизуют хлорид натрия, испаряя в адиабатических условиях часть аммиака, Пары аммиака компримируют, сжижают и используют для доводочной отмывки сильвинового концентрата и кристаллизата. Полученный раствор является вьпцелачивающим агентом и его возвращают в процесс. Сухие конечные продукты получают адиабатическим испарением аммиака,.пары аммиака объединяют с парами, которые направляют на отмывку. Процесс м.б. осуществлен на типовом оборудовании в герметичном исполнении и из коррозионно-ус" тойчивых материалов. 1 з.п, ф-лы, 1 ил.

1421406

Изобретение относится к технологии обогащения ископаемых калийных, солей, отличающихся повьш енным содержанием глинистых примесей, и может .найти применение в галургической про-. мышленности для получения хлористого калия из сильвинита и других видов высокоглинистого калийсодержащего сырья. Ф0

Цель изобретения — снижение потерь полезных компонентов за с-.ет получения кондиционного сильвиноного концентрата в безводном крупнокристаллическом состоянии. 15

Сущность изобретения заключается н том, что высокоглинистую калийную руду подвергают дроблению и предварительному обогащению с получением чернового безводного концентрата, из 20 которого выщелачинают хлористый натрий насыщенным раствором хлористого калия н сжиженном аммиаке, при этом кристаллизацию хлористого натрия из осветленного от концентрата раствора 2- » осуществляют адиабатическим испарением из него части аммиака с последующим его компримированием совместно с. его парами, отходящими от продуктов доводки, сжижением и промывкой им 30 концентрата и кристаллизата с последующим оборотом выщелачинающего агента, причем обработку предварительного обогащенного по хлористому калию продукта растворяющим агентом ведут при о

35 температуре 0...-10 С, На чертеже показана схема цепи аппаратов.

Исходную руду после дробления рассевают на дне фракции на грохоте 1.

Надрешетный продукт шнековым питателем 2 посредством шлюзового затвора

3 загружают в смеситель 4, в котором осуществляется его кондиционирование с тяжелой жидкостью. Образовавшуюся

4J в смесителе 4 суспензию насосом 5 подают н смеситель 6 для разведения этой системы разбавителем до плотности жидкой фазы, занимающей промежуточное положение между значениями

50 удельных pecos сильнина (хлористый калий 1,99 г/см ) и галита-нерастворимого остатка (соответстненно хлористый натрий 2,17 и ангидрит, кварц, доломит, кальцит и .т,п. 2,6). Подготовленную таким образом к предварительному гравитационному обогащению систему насосом 7 подают н трехпродуктоный гидроциклон 8, в котором слагающие исходное сырье минералы расслаиваются на легкую (черновой концентрат) и тяжелую (отвальные хвосты) фракции, а также промежуточHbIH o K (1» c.TKH cBJIbBHHB с галитом и глиной). После отжима на дуговых ситах 9 продукты обогащения руды н тяжелой жидкости передают на регенерацию вынесенных с ними остатков в испарители 10-12.

Подрешетный продукт предварительного грохочения руды нагревают в аппарате кипящего слоя 13 с одновременной его реагентной обработкой.

Заряженный таким образом материал напранляют н электростатический сепаратор 14. Полученные н нем черновой концентрат и отвальные хвосты электрос.татической сепарации смешивают с одноименными продуктами предваритель ного гравитационного обогащения руды соответственно в испарителях 10 и 12.

Далее эти сухие продукты обогащения — черновой концентрат, промпродукт и отвальные хвосты — после шлюзования в затворах 15 и аккумулирования н бункерах 16-18 направляют, соответственно, в аммиачный передельный цикл, в дробилку 19 с последующей доставкой доиэмельченного материала элеватором 20 в голову процесса и на отправку к месту закладки ленточными конвейерами 21. Осветленную от твердой фазы рабочую среду иэ сборника

22 насосом 23 вновь возвращают в смеситель 6, Часть ее опять разгоняют на тяжелую жидкость и разбавитель н ректификационной колонне 24, Высококипящую составляющую рабочей среды (тяжелую жидкость) насосом 25 засылают на смешение с исходной рудой н смеситель 4 и утяжеление системы на в»коде н цилиндроконическую часть трехпродуктоного гидроциклона 8, а ниэкокипящую (разбавитель) насосом

26 — на коррекцию плотности жидкой фазы рудной суспензии, находящейся н смесителе 6. Выходящие из испарителей 10-12 пары сжимают н компрессоре

27 и после их ожижения в конденсаторе 28 полностью регенериронанную таким образом рабочую среду также возвращают в смеситель 6.

Вышелачинание хлористого натрия иэ обогащенного по хлористому калик продукта осуществляют в антоклаве 29, Осадок концентрата сгущают н отстой30, промывают сжиженным аммиаком

142 на дуговом сите 31 и освобождают от вынесенной с ним жидкой фазы в испарителе 32. Образующийся при испарении оставшегося на поверхности концентрата аммиака искусственный холод отводят из испарителя 32 холодильным рассолом, омывающим внутри теплообменной рубашки его корпус. Сухой про дукт выгружают через шлюзовый затвор

33 и после рекуперации в холодообменнике 34 вынесенного с ним из системы искусственного холода ленточным конвейером 35 отправляют на отгрузку потребителям.

Слив отслойника 30 направляют в кристаллизатор 36, в котором из-за испарения из него части аммиака избыток хлористого натрия выпадает в осадок. Образовавшуюся таким образом суспензию из сборника 37 насосом 38 перекачивают в отстойник 39, Сгущенные в нем кристаллы галитового отвала отжимают на дуговом сите 40 и после их промывки на нем же сжиженным аммиаком выводят из системы через испаритель 41, шлюзовый затвор 42 и холодообменник 43 на ленточный конвейер 21, Осветленный от кристаллизата аммиачный раствор из отстойника 39 подогревают для вывода его из состояния насыщения в холодообменнике 44, разводят в сборнике 45 сжиженным аммиаком и насосом 46 вновь подают на выщелачивание хлористого натрия из продукта предварительного гравитационного и электростатического обогащения сильвинита в автоклав 29.

Покидающий кристаллизатор 36 влажный аммиачный пар перегревают в холодообменнике 47 и сжимают в компрессоре 48 совместно с парами аммиака, отходящими от продуктов доводки из испарителей 32 и 41, и ожижают в кон,денсаторе 49. Полученный таким образом сжиженный аммиак вновь поступает в передельный цикл на разведение растворяющего хлористый натрий агента в сборник 45 и на промывку концентрата и кристаллизата на дуговые сита 31 и 40.

Переразбавление растворяющего агента при промывке продуктов доводки сжиженным аммиаком предупреждается подключением сборников 37 и 45 к компрессору 48. Образующийся при откачке из них паров аммиака искусственный холод отводят холодильным рассолом, 1406 прокачиваемым через специально установленные в них для этого змеевики.

В качестве высококипящей составляющей тяжелой жидкости при предварительном гравитационном обогащении сырья может быть использован дифтодибромметан (плотность 2,28 г/см, температура кипения 24,5 С), а низко10 кипящей — дифторхлорбромметан (плотность 1,83 г/см, температура кипения — 3,4 С), Для реагентной обработки отсеянной от руды мелочи, подвергаемой электростатической сепарации, может быть использована бензолсульфокислота, бензоат натрия, ангидрид дифеновой кислоты, аспирин и другие реагенты.

Предлагаемый способ может быть осуществлен в промышленном масштабе с применением известных типов оборудования, выполненного в герметичном исполнении и иэ коррозионно устойчивых к воздействию минеральных солей

25 конструкционных материалоь.

Регулирование температурного режима обеспечивается оснащением основных видов обогатительного оборудования холодообменными рубашками и их тщательной теплоизоляцией от окружающей среды. Для управления холодопроизводительностью системы варьирую1 как давлением в цикле, так и задают необходимую кратность промывки продуктов доводки сжиженным аммиаком, изменяют влажность кеков и т.д.

Пример. Дробленный сильвинит

Старобинского месторождения (21,2Х

KCl, 5,7Х н.о.) крупностью 5 мм рассевают на сите по классу 1 мм. Крупный

40 материал расслаивают в тяжелой жидкости плотностью 2,13 г/смз, а фрако цию мельче 1 мм нагревают до 80 С с одновременной ее обработкой ацетилсалициловой кислотой интенсивным их

45 перемешиванием в кипящем слое и подают в электростатический сепаратор.

Обогащенный в тяжелой жидкости по хлористому калию продукт и хвосты осушают от вынесенных с ними после и извлечения на ситах ее остатков смешением с кочцентратом и отвальным продуктом предварительной электростатической сепарации мелочи. Обогащенную таким образом по хлористому калию смесь загружают в реактор — стакан с герметично закрывающейся крышкой, приливают к нему сжиженный аммиак, о предварительно насыщенный при -5 С

5 14 хлористым калием и содержащий некоторое количество растворенного в нем хлористого натрия, реактор закрывают, затягивают на его крьппке фланцевые болты и вставляют в лабораторный встряхиватель, установленный в морозильной камере. После термостатирования реактора в камере при температуре о

-5 С включают встряхиватель. По истечении 10 мин взаимодействие между предварительно обогащенным по хлористому калию продуктом и растворяющнм агентом прекращают, суспензию в реакторе декантируют, осевший концентрат отфильтровывают на сите, установленном в морозильной камере, промывают его сжиженным аммиаком и переносят под тягу. После испарения с его поверхности аммиака получают готовый продукт (выход 21,163, содержание хлористого калия в концентрате 95,47, при этом извлечение полезного компонента из руды составляет 95,27).

Осветленный от осадка аммиачный раствор переливают в герметичный .: плексигласовый сосуд. Вентиль на горловине сосуда соединяют с входным штуцером компрессора. Выход компрессора сообщают с конденсатором — металлическим змеевиком, погруженным в емкость с холодной проточной водой.

C включением компрессора раствор в плексигласовом сосуде начинает мутнеть, образуется осадок хлористого натрия. По окончании его кристаллизации откачку паров аммиака прекращают, образовавшуюся суспенэию кристаллов гоплита сгущают, осадок выделяют на сите, установленном в морозильной камере и промывают сжиженным аммиаком.

Выдержав некоторое время кристаллизат в вытяжном шкафу, получают таким образом дополнительное количество сухих галитовых хвостов.

Для приготовления свежего растворяющего агента эмеевиковый конденсатор отключают от компрессора, переносят в морозильную камеру и приливают к фильтрату, оставшемуся после вьщепения продуктов доводки на ситах.

Испытание на насьпценность этого раст21406 6

2G

50 вора осуществляют добавлением к нему составляющих его компонентов, Если о при данной температуре -5 С хлористый калий при перемешивании в нем больше не растворяется, тогда как хлористый натрий при этом легко переходит в раствор, такой растворяющий агент (содержание в нем хлористого калия составляет около 0,12Х) может быть вновь использован для выщеличивания хлористого натрия из следующих порций предварительно обогащенного по хлористому калию продукта.

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

1. Способ переработки высокоглинистых калийных руд, включающий дробление исходного сырья, предварительное обогащение с получением чернового безводного сильвинового концентрата и его последующую доводку путем обработки вьпцелачивающим агентом с получением вьпцелоченного компонента в жидкой фазе, разделение твердой и жидкой фаэ, кристаллизацию выщелочечного компонента, регенерацию и возврат выщелачивающего агента в процессе доводки безводного сильвинового концентрата, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью снижения потерь полезных компонентов эа счет получения кондиционного сильвинового концентрата в безводном крупнокристаллическом состоянии, в качестве вьпцелачивающего агента используют насыщенный раствор хлористого калия в сжиженном аммиаке с получением в жидкой фазе хлористого натрия, а сильвинового концентрата — в твердой фазе, при этом кристаллизацию хлористого натрия и регенерацию вьпцелачивающего агента осуществляют адиабатическим испарением аммиака, затем пары аммиака компрнмируют, сжижают и промывают сжиженным аммиаком сильвиновый.концентрат и кристаллиэованный хлористый натрий.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что обработку сжиженным аммиаком ведут при температуре (-10) — 0 С, ) 421406