Способ получения обогащенного карналлита

 

Изобретение относится к технологии производства обогащенного карналлита и может быть использовано для повышения эффективности переработки карналлитовых руд или других видов горномеханического карналлитсодержащего сырья. Способ предусматривает измельчение руды, разделение ее на минеральные составляющие с выделением вакуум-кристаллизацией в качестве готового продукта обогащенного карналлита, противоточную промывку глинисто-шламовых отходов растворения, совместное фильтрование галито-шламовых отходов производства. Процесс осуществляют в две стадии. На первой стадии ведут флотационное выделение 75-90% галита из руды флотационным способом в пенный продукт. На второй стадии осуществляют полное горячее растворение карналлита из обезвоженного камерного продукта флотации с получением осветленного раствора, насыщенного при температуре 95-100^oC по хлоридам магния, калия и натрия и последующей вакуум-кристаллизацией из него карналлита. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к технологии производства обогащенного карналлита и может быть использовано для повышения эффективности переработки карналлитовых руд или других видов горнохимического карналлитсодержащего сырья.

Производство обогащенного карналлита-сырья для получения металлического магния и различных видов магнийсодержащих удобрений в настоящее время осуществляется в России из карналлитовых руд, представленных в основном карналлитом -KCl-MgCl₂-6H₂O (60-80%), галитом -NaCl (18-38%) и небольшими количествами ангидрида CaSO₄, сильвина и водонерастворимых глинистых минералов.

Применяемая технология предусматривает подземную добычу руды, измельчение ее до крупности 5 мм, выщелачивание карналлита из руды при температуре 95-100^oC, осветление полученных щелоков, вакуум-кристаллизацию из них обогащенного карналлита, обезвоживание его на центрифугах до содержания свободной влаги 3% фильтрование галитового остатка, противоточную промывку глинисто-шламового продукта с последующим складированием его на шламохранилище (авторское свидетельство СССР 278654, кл. C 05 F 5/30, 1970).

Недостатком известного способа является большой расход тепла (200 Мгкал/т) и необходимость применения дорогостоящего оборудования, изготовляемого с применением титана или специальных сталей, обеспечивающих длительную работу оборудования в высококонцентрированных магнийсодержащих щелоках при температуре 95-100^oC Известен комбинированный способ переработки карналлитовых руд, предусматривающий на первой стадии выщелачивание хлористого магния из руды с последующим управлением рассола и вакуумкристаллизацией карналлита, отделение фильтрованием нерастворившегося остатка и применение на второй стадии флотационного метода для извлечения сильвина хлористого калия (авт.св. СССР N 1261905, C 01 F 5/30 от 20.11.84, опубл. 07.10.86).

Цель изобретения комплексная переработка руды с получением карналлита и хлористого калия, недостатком способа является большой расход тепла на упарку растворов.

Известен способ комбинированной переработки карналлитсодержащих руд, когда после проведения растворения на первой стадии процесса, вакуум-кристаллизацией выделяют хлористый натрий, затем оставшийся раствор упаривают с отделением каинита, затем раствор еще раз упаривают и выделяют кристаллизацией карналлит (авт.св. N 1122612, C 01 D 3/04 от 22.03.82, опубл. 07.11.84). Способ используют для получения карналлита из полиминеральных магнийсодержащих руд, но он требует больших тепловых затрат на многократную упарку полученных растворов.

Предлагаемый способ предусматривает получение обогащенного карналлита из карналлитовой руды по комбинированной схеме, предусматривающей после измельчения руды осуществления процесса в две основные стадии: на первой стадии флотационное выделение 75-90% галита из руды флотационным способом в пенный продукт; на второй стадии полное горячее растворение карналлита из обезвоженного камерного продукта флотации с получением осветленного раствора, насыщенного при температуре 95-100^oC по хлоридам магния, калия и натрия, и последующей вакуум-кристаллизацией из него карналлита.

Про прототипу растворение карналлита проводят в двух дорогостоящих последовательно расположенных шнековых растворителях с элеваторной выгрузкой из них твердой фазы, третий аналогичный растворитель с элеваторной выгрузкой осадка используется для рекуперации тепла галитовых отходов перед их фильтрованием. По предлагаемому способу в связи с осуществлением предварительной флотации галита и полным растворением карналлита отпадает необходимость в фильтровании твердого остатка от растворения и само растворение карналлита проводится в простых механических мешалках.

Небольшое количество нерастворившегося остатка подвергается противоточной промывке, все галито-шламовые отходы обезвоживаются совместно и складируются (см. чертеж).

Выделение 75-90% галита при нормальной температуре уменьшает тепловые затраты на получение обогащенного карналлита на 15-20% При меньшем количестве выделяемого флотационным способом галита не наблюдается заметного снижения расхода тепла, одновременно с этим увеличиваются количество глинисто-солевого нерастворившегося остатка в цикле растворения и необходимая площадь сгустителей для осветления щелоков и противоточной промывки шламов, а следовательно, и затраты на производство.

При степени извлечения галита флотацией более 90% значительно возрастают потери хлористого магния с галлитовым продуктом. Одновременно с этим увеличиваются затраты на производство в связи с повышенными расходами реагентов.

Камерный продукт флотации обезвоживается до содержания жидкой фазы 5-25 мас. При содержании жидкой фазы более 25% отношение количества хлористого калия к количестве хлористого магния в обезвоженном камерном продукте флотации (KCl:MgCl₂) становится меньше 0,72. В этом случае в насыщенном солевом растворе после растворения карналлита наблюдается недостаточное количество хлористого калия для полной кристаллизации хлористого магния в виде карналлита, что приводит к уменьшению извлечения хлористого магния в готовый продукт и снижению выхода готового продукта.

При содержании жидкой фазы в обезвоженном камерном продукте флотации менее 5% резко возрастает необходимое время обезвоживания, а следовательно, требуются большие капитальные и эксплуатационные затраты на обезвоживающее оборудование.

Горячее растворение ведется в течение 5-15 мин, что значительно меньше, чем по прототипу. При времени растворения менее 5 мин не достигается полное растворение хлорида магния, при времени растворения более 15 мин возрастают тепловые и эксплуатационные расходы, не приводя к улучшению технологических показателей процесса.

Подача фильтрата после обезвоживания галито-шламовых отходов производства на противоточную промывку шламовых отходов процесса растворения позволяет в условиях комбинированной флотохимической схемы переработки карналлита, с одной стороны, повысить в отделении растворения-кристаллизации выход хлористого магния в готовый продукт, а с другой стороны, улучшить водный баланс в отделении флотации.

Проведение противоточной промывки без подачи на нее фильтрата после обезвоживания галито-шламовых отходов производства приводит: к образованию избытка воды во флотационном цикле и к дополнительным потерям хлористого магния из-за необходимости сброса избыточных хлормагниевых щелоков; к снижению извлечения хлористого магния на 0,5% в отделении растворения-кристаллизации за счет замены промывных вод на свежую воду.

Предложенный способ получения обогащенного карналлита в сопоставлении с прототипом проверен в опытных условиях на установке, представленной флотомашиной для флотации галита, фильтрами для обезвоживания галито-шламового и камерного продуктов флотации установкой для горячего растворения карналлита, кристаллизатором для выделения карналлита, мешалкой для противоточной промывки шламового продукта растворения.

Испытания проводились на карналлитовой руде Соликамского месторождения (АО Сильвинит) следующего состава, карналлит 64,55% галит 28,36; сильвин 5,33; ангидрит 0,71; глинистый водонерастворимый остаток 1,05; содержание хлористого магния 23.3% Пример 1 (прототип). Руда подвергалась горячему выщелачиванию при температуре 97^oC, полученный насыщенный щелок осветлялся и направлялся на вакуум-кристаллизацию для выделения карналлита.

Галитовые отходы фильтровались, шламовый продукт подвергался противоточной промывке шламов с введением свежей воды.

Пример 2 (предлагаемый способ). Осуществляли флотацию галита из руды при различном расходе реагента-собирателя-алкилморфолина. Камерный продукт флотации обезвоживался до содержания жидкой фазы 20% затем в течение 10 мин проводили горячее растворение с получением осветленного насыщенного раствора и вакуум-кристаллизацию из него карналлита.

Галитовый пенный продукт флотации фильтровали совместно с промытым шламовым продуктом растворения.

Небольшое количество нерастворившегося галито-шламового продукта подвергали противоточной промывке с добавкой фильтрата от обезвоживания галито-шламовых отходов.

Пример 3 (предлагаемый способ). Осуществлялась флотация при извлечении 90% галита, камерный продукт флотации обезвоживался до различного содержания жидкой фазы, затем проводили растворение карналлита и дальнейшее операции в соответствии с условиями примера 2.

Пример 4 (предлагаемый способ). Флотация осуществлялась при извлечении галита 70% камерный продукт флотации обезвоживался до содержания жидкой фазы 20% время растворения составляло 3-17 мин. Остальные условия примера аналогичны условиям примера 2.

Пример 5 (предлагаемый способ). Извлечение галита в цикле флотации 80% содержание жидкой фазы в обезвоженном камерном продукте флотации 20% время растворения 10 мин, остальное условия аналогичны примеры 2.

Противоточная промывка шламового продукта проводилась с подачей и без подачи фильтрата после фильтрования галито-шламовых отходов.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Предлагаемая технология прошла опытно-промышленные испытания и принята к промышленному применению на АО Сильвинит. Экономический эффект от реализации комбинированной флотохимической технологии на АО Сильвинит составит 300 млн. р./г.

Предлагаемая технология может быть применена на карналлитовых фабриках, перерабатывающих карналлитовые руды или карналлитсодержащее сырье.

Формула изобретения

1. Способ получения обогащенного карналлита из карналлитсодержащих руд, предусматривающий измельчение руды, разделение ее на минеральные составляющие с выделением вакуум-кристаллизацией в качестве готового продукта обогащенного карналлита, противоточную промывку глинисто-шламовых отходов растворения, совместное фильтрование галито-шламовых отходов производства с образованием фильтрата, отличающийся тем, что процесс осуществляют в две стадии, предусматривающих на первой стадии выделение 75 90% галита флотационным способом в пенный продукт, а на второй стадии полное горячее растворение карналлита из образовавшегося на первой стадии камерного продукта флотации с последующей вакуум-кристаллизацией карналлита из осветленного щелока.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед растворением камерный продукт флотации обезвоживают до содержания жидкой фазы 5 25% 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворение ведут в течение 5 - 15 мин.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что противоточную промывку глинисто-шлаковых отходов осуществляют с добавкой фильтрата, образовавшегося от фильтрования галито-шламовых отходов производства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3