Способ переработки высокоглинистых калийсодержащих руд

 

Изобретение относится к получению калийных удобрений, используемых в сельском хозяйстве. Способ включает дробление, измельчение и обесшламливание исходной руды, флотацию с получением концентрата хлористого калия, промежуточных продуктов, тонких фракций продуктов обогащения, Отвальных шламов и крупных фракций отвальных хвостов Из флотационного процесса удаляют промежуточные продукты и смешивают их с отвальными ш ламам и при соотношении компонентов, мас.%: отвальные шламы 15-30; промежуточные продукты - остальное Смешанную калийную соль получают при смеиУении компонентов , мас.%: промежуточные продукты 9-80; отвальные шламы 15-30; крупные фракции отвальных хвостов 3-17; тонкие фракции продуктов обогащения 1-4, концентрат хлористого калия-остальное. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. ы Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 05 0 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4821502/26 (22) 30.01.91 (46) 23,07.92. Бюл, № 27 (71) Белорусский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии (72) M,Ð.Tóðêî, Т.С.Шаститко, П.А.Калугин, Г.В,Жевжик, И.П.Ходаковский, О.А.Альфер и А.В.Пастухов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 891597, кл. С 05 D 1/02, 23.12,81.

Позин М,Е. Технология минеральных удобрений. — Л.: Химия, 1989, с.267 — 273. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВЫСОКОГЛИНИСТЫХ КАЛИЙСОДЕРЖАЩИХ РУД (57) Изобретение относится к получению калийных удобрений, используемых в сельском хозяйстве. Способ включает

Изобретение относится к получению калийных удобрений.

Известен способ переработки высокоглинистых калийных руд, включающий дробление исходной руды, выделение из нее глинистой фракции, измельчение, обесшлам 1ивание, флотацию с получением флотационного хлористого калия и смешение его с глинистой фракцией для образования смешанной калийной соли..

Недостатком известного способа является низкое качество получаемых калийных удобрений(91 / KCl). Кроме того, только 10—

15 глинистого шлама используется для получения смешанной калийной соли, а остальная часть шламов, в виде глиносолевой суспензии, является отвальным продуктом и складируется в шламонакопителях. Это снижает степень использования рудного комп„„Я) „„1749215 А1 дробление, измельчение и обесшламливание исходной руды, флотацию с получением концентрата хлористого калия, и ромежуточных продуктов, тонких фракций продуктов обогащения, Отвальных шламов и крупных фракций отвальных хвостов. Из флотационного процесса удаля Ют промежуточные и родукты и смешивают их с отвальными шламами при соотношении компонентов, мас.g: отвальные шламы 15 — 30; промежуточные продукты — остальное. Смешанную калийную соль получают при смешении компонентов, мас.%: промежуточные продукты

9 — 80; отвальные шламы 15 — 30; крупные фракции отвальных хвостов 3-17; тонкие фракции продуктов обогащения 1-4; концентрат хлористого калия-остальное, 2 з.п. ф-лы, 2 табл. лекса, так как шламы являются носителем питательных для сельскохозяйственных культур микроэлементов, а также содержат

10 — 12;, KCI. Для хранения на открытой поверхности больших объемов жидких шламов отчуждаются из сельскохозяйственного оборота плодородные земли, существует опасность прорыва дамб шламонакопителей и затопление огромных территорий, кроме того, происходит засоление почвы,, грунтовых вод и поверхностных водоемов.

Наиболее близким к изобретению является способ переработки высокоглинистых калийных руд, включающий дробление, измельчение и обесшламливэние руды. флотацию с получением концентрата хлористого калия, промежуточных и тонких фракций продуктов обогащения, отвальных шламов и отвальных хвостов. В этом способе проме1749215

50 жуточ н ые и родукты после дои змел ьчени я поступают на повторное обогащение, тонкие продукты циркулируют в процессе, а шлэмы и хвосты складируются в накопительных бассейнах.

Недостатком данного способа является низкое качество получаемых удобрений, поскольку в технологическом процессе имеет место многократная циркуляция промежуточных продуктов и тонких фракций продук-,îâ обогащения, оказывающих отрицательное влияние на селективность технологического процесса. Кроме того, складирование жидких отвальных шламов, содержащих значительное количество полезного минерала (КО), в шламонакопителях загрязняет биосферу и уменьшает степень использования рудного комплекса.

Целью изобретения является повышение качества получаемых удобрений, увеличение степени использования рудного комплекса, уменьшение загрязнения биосферы отходами производства и получение смешэнноЙ калийной соли.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки высокоглинистых калийсодержащих руд осуществляют дробление, измельчение, обесшламливание руды, затем флотацию с получением хлористого калия, промежуточных продуктов, тонких фракций продуктов обогащения, отвальных продуктов, при этом промежуточные продукты удаляют из флотационного процесса и смешивают затем с отвальными шламами для получения смешанной калийной соли, причем массовая доля отвальных шламов в составе смешанной калийной соли составляет 15-30 мас., а остальное — промежуточный продукт. Смешанную калийную соль получают также при смешивании промежуточных продуктов, отвальных шламов., крупных фракций отвальных хвостов, тонких фракций йродуктов обогащения и концентрата при следующем соотношении их, мас, /О. промежуточные продукты 9 — 80; отвальные шламы 15-30; крупные фракции из отвальных хвостов 317; тонкие фракции продуктов обогащения

1-4; концентрат — остальное, Промежуточные продукты флотационного обогащения руды удаляют из процесса обогащения и смешивают с отвальными шламами в определенном соотношении для получения смешанной калийной соли. Смешанную калийную соль получают также путем смешения в определенных соотношениях промежуточных продуктов, отвальных шламов, крупных фракций отвал ьных хвостов, тонких фракций продуктов обогащения и концентрата. При этом для

35 получения смешанной калийной соли используют отвальные продукты (отвальные хвосты и отвальные шламы), а также промежуточные продукты, образованные в процессе многократной перечистки чернового концентрата.

Кроме того, для получения смешанной калийной соли могут быть использованы и другие продукты обогащения, Из отвальных хвостов используется только крупная фракция, полученная в про-. цессе классификации хвостов, так как в ней содержание хлористого калия и нерастворимого остатка (н.о.) наибольшее.

B качестве тонких фракций продуктов обогащения используют фильтрат концент-. рата, полученный в процессе обезвоживания концентрата, продукты обесшламливания руды (слив гидросепаратора, слив гидроциклонов) и тонкие продукты процессов классификации концентрата.

Все компоненты смешанной калийной соли являются продуктами флотационного обогащения высокоглинистых калийсодержащих руд и состоят из трех основных веществ, а именно: калия хлористого (KCI), натрия хлористого (NaCI) и нерастворимых неорганических соединений — н.о. Содержание кэждого вещества в продукте зависит от состава руды, поступающей на переработКу.

Данные о качественном составе компонентов смешаной калийной соли представлены в табл 1

Промежуточные продукты удаляют из процесса обогащения высокоглинистой сильвинитовой руды, так как они представлены в основном сростками образующих руду минералов, флотэци0нное разделение которых возможно только после доизмельчения. При этом неизбежно образование большого количества тонких и глинистых шламовых фракций„которые блокируют воздушные пузырьки, образуют шламовые покрытия на частицах минералов, снижая селективность процесса. Помимо образования покрытия, тонкие солевые и шламовые фракции, обладая развитой удельной поиерхностью, адсорбируют большое количество реагентов, т.е, оказывают подавляющее действие на флотацию.

Таким образом, удаление из процесса обогащения промежуточных и тонких продуктов устраняет их отрицательное влияние на флотацию, так как снижается содержание в процессе труднообогатимых сростков и тонкодисперсных минералов и повышается за счет этого селективность процесса и качество удобрений, 1749215 ют при этом черновой концентрат.и хвосты, Черновой концентрат перечищают, получают концентрат КС1 и промежуточные продукты.

Промежуточные продукты выводят из цикла обогащения, сгущают и направляют на образование смешанной калийной соли.

Концентрат, а также продукты, образующие смешанную калийную соль, абезваО живают, сушат и получают удобрения; кбнцентрат хлористого калия и смешанную калийную соль, обогащенную микроэлементами. Результаты переработки калийсодержащей руды сведены в табл,2.

В данном примере из 1000 кг руды, содержащей 34% КС1 и 4 % н..о„получают 250 кг концентрата 96 КО, 120 кг промежуточных продуктов, 30 кг отвальных шламав, 600 кг отвальных хвостов. Промежуточные продукты (80 мас.%) и отвальные шламы (20 мас. ) смешивают и получают 150 кг смешанной калийной соли, содержащей 63,8 %

КО, 17,4 % н.о„18,8 % NaCI. При этом степень использования рудного комплекса составляет 40 % (табл.2), а за счет использования шламов сокращаются объемы шламонакопителей и, следовательно, снижается загрязнение биосферы отходами, Пример 2, Выполнен аналогично примеру 1. Из 1000 кг руды (30 % КО и 4 % н,о.) получена 240 кг концентрата 95 KCI, 67 кг промежуточных продуктов, 30 кг отвальных шламов и 663 кг отвальных хвостов.

Промежуточные продукты (69 мас, %) и отвальные шламы (31 мас, %, запредельное значение) смешивают и получают при этом

97 кг смешанной калийной соли, 57,5 КО.

Таким образом, в данном примере получают только один вид удобрений концентрат КС1, степень использования рудного комплекса

cocTBBilsI8T 24 % (табл.2), а отвальные шламы складируют, загрязняя биосферу отходами производства, Пример 3, Выполнен аналогична примеру 1. Из 1000 кг руды (32 % KCI, 4 н.o.) получают 190 кг концентрата 94 % КО, 180 кг промежуточных продуктов, 30 кг отвальных шламав и 600 кг отвальных хвостов, Промежуточные продукты (86 мас. ) смешивают с отвальными шламами (14 мас. %., запредельйое значение), получают смешанную калийную соль 60,7 % KCI. Таким образом, в данном примере получают только один вид удобрений концентрат KCI, степень использования рудного комплекса составляет 24 % (табл.2), Пример 4, Сильвинитовую руду дробят, измельчают, обсшламливают, при этом получают шламовый и обесшламленный

Отвальные шламы используются для получения смешанной калийной соли. 3а счет этого последняя обогащается питательными микроэлементами (Cu, В, Mn, Mg, Co.

Zn, V, Fe, AI, P и другие), которые входят в 5 состав шламов, причем в виде малорастворимых химических соединений. Т.е. шламы являются для сельскохозяйственных культур одним из ааставщиков питательных микроэлементов, которые медленйо вымы- 1 ваются пачвенными водами и, следовательно, обеспечивают повышенную степень усвоения растениямй и являются источни ком длительного действия, а удобрение (смешанная калийная соль) обладает улуч- 15 шенными агрохимическими свойствами. Отвальные шламы содержат также до 15 — 20% хлористого калия, который используется.

Кроме того, шламы являются эффективным структураобразователем для песчаных и 20 осушенных торфяных почв. Таким образом, использование отвальных шламов для получения смешанной калийной соли обеспечивает уменьшение загрязнения биосферы отходами производства, а также повышение 25, степени использования рудного комплекСа и качества удобрений.

Согласно предлагаемому способу переработки высокоглинистых калийсодержащих руд получают. два вида калийных 30 удобрений: концентрат хлористого калия и смешанную калийную соль. При этом смешанную калийную соль получают двумя путями: за счет смешивания промежуточных продуктов с отвальными шламами и смеши- 35 вания промежуточных продуктов, отвальных шламов, крупных фракций отвальных хвостов, тонких продуктов обогащения и концентрата, Использование для получения смешанной калийной соли продуктов обога- 40 щения с широким диапазоном качественного состава (см.табл.1) позволяет получить смешанную калийную соль улучшенного качества не только с определенным содержанием KCI, но и разнообразным в 45 зависимости от требований сельского хозяйства содержанием микроэлементов., а также увеличить степень использования рудного комплекса и снизить загрязнение биосферы отходами производства удобре- 50 ний (шламами и хвостами).

Пример 1. Сильвинитовую руду дробят, измельчают, обесшламливают, при этом получают шламовый и обесшламленный продукты. Шламовый продукт сгущают, 55 жидкую фазу направляют в цикл измельчения, отвальные шламы — на образование смешанной калийной соли.

Обесшламленный продукт направляют в цикл флотации хлористого калия, получа1749215 продукты. Шламовый продукт сгущают, жидкую фазу направляют в цикл измельчения, отвальные шламы — на образование смешанной калийной соли. Обесшламленный продукт направляют в цикл флотации хлористого калия, получают при этом черновой концентрат и хвосты, Черновой концентрат перечищают, получают концентрат КС! и промежут очные продукты. Промежуточные продукты выводят из цикла обогащейия, сгущают и направляют на образование смешанной калийной соли. Концентрат обезвоживают, образующийся при этом фильтрат (тонкие фракции) направляют на образование смешанной калийной соли. Из отвальных хвостов путем классификации выделяют крупные фракции, которые затем направляют на образование смешанной соли.

Часть концентрата направляют на образование смешанной калийной соли, оставшуюся часть обезвоживают, сушат и отправляют на склад готовой продукции.

Все продукты, направленные на образование смешанной калийной соли, обезвоживают, сушат и получают смешанную калийную сол ь.

В данном примере из IООО кг руды (28,8

% KCI и 7,0 % н o.) получают 242 кг концентрата, 93,8 % KCI, 76 кг промежуточных продуктов, 67 кг отвальных шлэмов, 608 кг отвальных хвостов и 7 кг тонких фракций продуктов обогащения. Из отвальных хвостов путем классификации выделяют 10 кг крупных фракций. Смешивают промежуточные продукты (37,6 мас.%), отвальные шламы (33,2 мас,, запредельное значение), крупные фракции отвальных хвостов (5 мас.

%), тонкие фракции продуктов обогащения (3,5 мас. %), часть (у- 4,2 %) концентрата (20,1 мас. %) и получают смешанную калийную соль 44,2 KCI, Таким образом, в данном примере получают только один вид удобрений концентрат KCI, степень использования рудного комплекса при этом составляет 24,2

Пример 5. Выполнен аналогично примеру 4. Из 1000 кг руды, содержащей

28,8 % КС! и 7,0 % н.о., получают 242 кг концентрата 93,8 % KCI, 76 кг промежуточных продуктов, 67 кг отвальных шламов, 608 кг отвальных хвостов, 7 кг тонких фракций продуктов обогащения. Из отвальных хвостов путем классификации выделяют 10 кг крупных фракций, Смешивают промежуточные продукты (48,5 мас,%), часть (у= 2,2 %) отвальных шламов (14,1 мас.%, запредельное значение), крупную фракцию отвальных

30 хвостов {6,5 мэс,%}, часть (у = 4,2 %} концентрата и получают 157 кг смешанной калийной соли 51,2 % KCI.

Таким образом, в данном примере получают только один вид удобрения концентрат KCI, степень использования рудного комплекса составляет 24,2 (табл,2}, Пример 6. Выполнен аналогично примеру 4. Иэ 1000 кг руды, содержащей

28,8 % KCI и 7,0 н.о„получают 224 кг концентрата, 94 кг промежуточных продуктов, 67 кг отвальных шламов, 608 кг отвальных хвостов,7 кгтонких фракций продуктов обогащения, Иэ отвальных хвостов после классификации выделяют 10 кг крупных фракций. Смешивают промежуточные продукты (37 мас.%), часть (y = 3,8 %) отвальных шламов (15 мас.%), крупные фракции отвальных хвостов(3.9 мас.%}, тонкие фракции продуктов обогащения (2,8 мас.%}, часть (y.— 10,5 )"концентрата {41,3 мас.%) и получают 254 кг смешанной калийной соли

635 % KCi, 12,9 % н.о., 23,6 % NaCI. Таким образом, в данном примере получают два вида удобрений концентрат и смешанную калийную соль, степень использования рудного комплекса составляет 37,3 % (табл.2).

Использование шламов снижает загрязнение биосферы отходами производства, "

Пример 7 (по известному способу).

Руду дробят, измельчают, обесшламливают, флотируют хлористый калий, получают черновой концентрат и хвосты. Черновой концентрат перечищают, получают концентрат

35 . KC! и промежуточные продукты, которые направляют в оборот, т.е. в процессе обогащения имеет место циркуляция промежуточных продуктов.

При этом из 1000 кг руды, содержащей

40 32 KCI и 4 % н,о„получают 240 кг концентрата 93 %> KCI, 30 кг отвальных шламов и

630 кг отвальных хвостов.

По известному способу получают только один вид удобрений КС! 93 % при степени

45 использования рудного комплекса 24 % (табл.2}, при этом по предлагаемому способу два вида удобрений: смешанную калийную соль и концентрат хлористого калия

95 — 96 % KCI (примеры 1 и 6, оптимальные варианты), а степень,использования рудного комплекса сг ставляет 37,3 — 40 %. Кроме того, в отличие от предлагаемого по известному способу отвальные шламы складируют в шламонакопителях, загрязняя тем самым биосферу отходами производства.

Таким образом, предлагаемый способ переработки высокоглинистых калийсодержащих руд позволяет получить два вида удобрений — концентрат хлористого калия с

1749215

10 высоким содержанием KCI и смешанную калийную соль, обогащенную микроэлементами Си, В, Мп, Со, Zn, V. Fe, Al, P и другие, обладающую улучшенными агрохимическими свойствами. Позволяет также сократить объемы шламонакопителей, возвратить в сел ьскохозяйствен н ый оборот плодородные земли (до 36 ra в год), предотвратить засоление грунтовых вод в местах, отведенных под устройство шламонакопителей, повысить степень использования рудного комплекса, уменьшить загрязнение биосферы отходами производства.

Формула изобретения

Способ переработки высокоглинистых калийсодержащих руд, включающий дробление, измельчение и обесшламливание исходной руды, флотацию с получением концентрата хлористого калия, помежуточных продуктов, тонких фракций продуктов обогащения, отвальных шламов и крупных фракций отвальных хвостов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

5 содержания хлористого калия в концентрате и увеличения степени использования исходного сырья путем получения смешанной калийной соли заданного состава, промежуточные продукты смешиваю г либо с отваль10 ными шламами, либо с отвальными шламами и крупными фракциями отвальных хвостов, тонкими фракциями продуктов обогащения и концентратом хлористого калия при следующем соотношении компо15 нентов, мас.$: промежуточные продукты

9-80; отвальные шламы 15 — 30; крупные фракции отвальных хвостов 3 — 17; тонкие фракции продуктов обогащения 1-4; концентрат хлористого калия — остальное.

Таблица 1

1749215

Таблица 2

Наименование показателей и продуктов обогащения

Номера примеров выполнения способа

2 3 4 5 6 7

Руда

Ркс1 Z но ° ° Z

Й

РКС1, Й н.о., ь

Р, мас.Ф

34 30

4 4

28,8

7,0

32

28,8

7,0

28,8

7,0

32

22,4 24

95,0 93

0,5 . 0.7

41,3

Концентрат

19 24,2

94 93,8

0,6 0,6

20,1

96

0,5

24

0,5

24,2

93,8

0,6

26,9

Промежуточные продукты

7,6

45,3

1,3

37,6

7,6

45,3

1,3 ..

48,5

12 6,7

75 75

3 3

80 69

18

69

S6

9,4

51,84

1,4

37,0

6.7 6,7

20,0 20,0

74.8 74,8

33,2 14,!

3 3

19 19

75 75

20 31

6,7

20,0

74,8

15,0

Отвальные вламы

60,8 .

1,5

2,5

Отвальные хвосты

60,8

1.5

2,5

60 66,3

1 . 2

3 2

2,6

63

2,3

60,8

t,5

2,5

Крупные фракции отвальные хьосто

1,0

10,2

2,0

5,0

1,0

10,2

2,0

6,5

1,О

10,2

2,0

3,9.Тонкие фракции продуктов обогащения

0,7

57,1

32,4

2,8

0,7

57,1

32,4

3,5

0,7

57,1

32,4

4,0

Смешанная соль

9,7

57,5

25,3 !

7,2 !

21

60,7

11,0

28,3

100

20,2

44,2

36,8

19,0

100

15,7

51.2.

25,8

23,0

100

63,8

17,4

18,8

100

?5,4

63,5

12,9

23,6

10С

Степень ис!ввльвованин рудного . комплекса, Ф:!! p u g e ч + н и e, f - выход продукта от руды; 1В - содержание вещества в продукте; Р - массовая доля продукта в составе смешанной соли.

Редактор Н,Рогулич

Заказ 2563 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, yn,Гагарина, 101

f. Z

Дкс1, Z н.о., Z

Р, мас.Ф (, кс1, Z рн.о., Z

Р, мас.Ф

1, >

РКС1, Z н.о., Ф

Х в кс1, Z 3н.о., Z

P. мас.Z (, Z

- PZC1, Z н.о., Ф

Р, мас.ь

f, Z

Pкс1, Z

Р н.о., ь

ИаС1, и

Р, мэс.3

40 24 19 24,2 24,2 37.3 24

Составитель Т,Шаститко

Техред М,Моргентал Корректор П,Гереши