Способ обогащения калийных руд

,ЯО 1105322 зш В 30 Р 1/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(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(56) 1. Классен В. И. Обогащение 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 ГДР21241, кл. 1 с 8, опублик. 1961 (прототип).(54) (57) СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ КАЛИИНЫХ 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.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 КС 1 в концентрат при высокой селективности процесса флотации.В качестве модификаторов шламов при катионной флотации сильвина применяют ряд соединений, в частности, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Ха - КМЦ), сульфит - спиртовая барда (ССБ), кислое жидкое стекло (кжс) и другие.Однако данные реагенты либо дорогостояши и дефицитны (Ма 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 четырех вален тных металлов используют для депрессии шламов. Так, например, из двухвалентных катионов известно при менение 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 - О,ЗО/, происходит снижение адсорбции амина шламами в среднем на 20/о, то при содержании хлорида стронция 3-10/О эта величина снижается в среднем только на 6-8 О/О. Таким образом, эффективность депрессируюшего 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 привысоком их расходе, приводящем к связыванию собирателя в комплексы типа КИНА Т;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 катион- ного собирателя.Известны способы обогащения калийных руд, содержащих глинисто-карбонатные шламы,включаюшие 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. 35 40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 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/о 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 кон 105322центрате 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 1:150- 1:40000, 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 интервале 0,03-8 О/О от общей массы флотационного щелока. Более низкие расходы снижают эффективность депрессии шламов, более высокие - приводят к высаливанию собирателя силь Влияние расхода хлорида магния на35 показатели флотации 0,4 О,0,67 0,66 50 Причер камского примеру 1 с центрата, с рида калия 55 ход модифи рида магни массы флот растворимо2. Сильвинитовую руду Верхне- месторождения обогащают по получением окончательного конодержащего не менее 95 О/о хло. Максимальный суммарный раскатора (полиакриламида и хлоя) не превышает 24/, от общей ационного щелока (по условиям сти 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/О измельчают до крупности 0,5 мм и проводят флота цию по схеме, предусматривающей основную флотацию и две перечистки, в режиме обеспечивающем получение конечного продукта с содержанием хлорида калия не ниже 95 О/О.20 Условия флотации.Содержание твердого в суспензиипри основной флота ции 25/О, 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/о. Полиакриламид в пульпу не подают. Время контактирования суспензии с собирателем силь- вина (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 1Полиакриламид 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 нескоагули ров авшихся 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/ 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 магния 1:10050 и 1:5025 соответственно, суммарные расходы модификаторов составляют 8,04/ от общей массы флотационного щелока, что приводит к значительному снижению извлечения хлорида калия.Улучшение качества концентрата за счетснижения содержания в нем нерастворимого остатка приводит к снижению влаж ности конечного концентрата, что значительно уменьшает затраты на его термическое обезвоживание.Таким образом, наибольший эффекткак 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./о от общего количества флотационного шелока.Таким образом, предложенный способпозволяет повысить извлечение хлорида калия в концентрат на 5-8/ и снизить в нем содержание нерастворимого остатка на 0,1 - 1/. Одновременно на 2,6 - 4,8/с снижается влажность конечного продукта.охе ос 1 ЫЭе ооаое оэ а хма ц о х и о э х х е е б э еоо а х о ханц е о э аи м х цЮсЧ с,О со аЮ сч сч мО О Ю ОьО О О О О со сч Ю и м СОО Ч:4 СЧ СЧСО Ю СО С 4О ООО Ол л лО О Ю О О СО л а 00 а л л лСЧ СО сл СЧ СЧ а 0 м соВл сч м сс лО л СОе в лб м И С 4 вСЧ С 4 м Г л л л л1105322 10 С 41 1 ) 1 о 1 СО Ю с 4 о соо оо оСО О Оо ф ф сч О О л н 4 О с С 4 О О О 4 л л л о о о ЮСО тм -о о о СЧ О 4 О О л л О О СО о о о л СО О О О СО с м сО оО с 4 ОллО и сС 4 СО Ллл М сч о о о ф С 4 Ю л л л Сл 4 СО Л 44 С 4Составитель В. ЩубинаТехред И. Верес Корректор А. ЗимокосовТираж 622 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор Н. ВоловикЗаказ 5094/1 О м Ц о о Ц О 3 ж ж 4 С О 4 О ц о с ц О 4 О 14 Иц 1 1 1 1 1 11 м 1 л о сЙ о 1 О 4 ОО О,ОС 4 О СО О И СС 4 1 Ц ж о о С 4 И Ж М а 1 О 4 ОО О,Ц О О СГЦС 4 О о Со и СС 4 О Ц