Способ флотационно-химического обогащения природных фосфоритов

,СО С) го СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКам .о. . м ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) Московский институт стали и сплавов(56) Авторское свидетел ьство СССРМ 1375623, кл, С 05 В 11/04, 1986.Авторское свидетельство СССРМ 893976, кл, С 05 В 11/04, 1976,(54) СПОСОБ ФЛОТАЦИОННО-ХЙМИЧЕСКОГО ОбОГАЩЕНИЯ ПРИРОДНА ФОСФОРИТОВ Изобретение относится к технологииобогащения природных труднообогатимыхкварц-карбонатсодержащих фосфоритовыхруд и может быть использовано"йрй йроизводстве минеральных удобрений,Известен способ получения фосфорного удобрения длительного действия,"вклю-чающий размол фосфэтного сырья,ММФФФМг;.пульпирование, анионную флотацию в йрисутствии флотореагента с последфбщйм Сгущением суспензии и отделением водыфлотационного цикла, обработкусгущенного продукта серной кислотой, катионнуюфлотацию с получением концейтрата, ооработку концентрата фосфорйой кислотой,грануляцию и сушку готового йроДуктэ, отличающийся тем, что обработанный сернойкислотой сгущенный продукт смешивают с(57) Использование: при производстве минеральных удобрейий, Способ флотационно-химического обогащения природных фосфоритов включает размол фосфатного сырья, пульпирование,"аниойную флотацию с получением чернового фосфоритового концентрата и доводку чернового фосфоритовогоконцентрата катионной флотацией, серно- кислотную обработку. После пульпирования руду подвергают обесшламливанйю с получением песков и шламов, сернокиелотной обработке подвергают шламы с получейием суспензии, перед катионной флотацией в процесс вводят суспензию после сернокислотной обработки шламов при соотношении с жидкой фазой флотационного цикла от 0,5:1 до 0;5:1,5, 1 табл,оборотной водой флотационного цикла; нейтрализуют содой до рН 6 - 8 и после отделения пенного продукта подают на катионную флотацию с последующей обработкой концентрата фосфорной кислотой.Недостатками указанного способа являются необходимость расходов соды для нейтрализации жидкой фазы сгущенного йродукта и необходимость больших расходов серной кислоты в операции кислотной обработки сгущенного продукта.Наиболее близким по технической сущ-. ности идостигаемому результату является способ флотационно-химического обогащения природных фосфоритов, включающий размол фосфатного сырья, пульпирование, анионную флотацию с получением черновофосфоритового концентрата, сгущениесуспензии и обработку фосфорной кислотойфосфоритового койцентрата, отличающийсятем, что сгущеннйй черновой фосфоритовыйконцентрат предварительно обрабатываютсерной кислотой при температуре 30-80 С, 5Т:Ж=1:2-3 до рН 2,5-4,0, образовавшийсяпри сернокислотной обработке гипс и минералы пустой породы отделяют при флотационной доводке чернового концентрата спрйменением катионоактивного собирателя при рН 7-8, а получаемый фосфоритовыйконцентрат перерабатывают на минеральные удобрения путем разложения концентрата фосфорной кислотой,Этот способ принят нами эа прототип. 15Недостатками прототипа является необходимость больших расходов серной кислотыв процессе кислотной обработки сгущеннойсуспенэии после анионной флотации (расход Н 2304 составляет 150-200 кг/т руды) и 20недостаточно высокое извлечение Р 20 вфосфоритовый концентрат.Целью изобретения является сокращение расходов серной кислоты в процессеполучения фосфоритового концентрата и 25повышение йзвлечения Р 20 о в концентрат.Поставленная цель достигается тем, чторуду после пульпирования подвергают обесшламливанию с получением песков и шламов, сернокислотной обработке подвергают 30шламы с получением счспензии, перед катионной флотацией в процесс вводят суспензию после сернокислотной обработкишламов при соотношении с жидкой фазойфлотацион ного цикла от 0,5:1,0 до 0,5:1,5, 35По имеющимся у заявителя данным, визвестных технических решениях не обнаружено признаков, сходных с отличительными признаками изобретения, чтопозволяет сделать вывод о их соответствии 40критерию существенного отличия,Для иллюстрации преимуществ изобретения авторы приводят примеры его осуществления в условиях, сопоставимых сусловиями осуществления прототипа, но 45при направлении в операцию кислотной обработки только шламов, получаемых приобесшламливании руды после пульпирова.ния. Примеры осуществления изобретения .приводятся при различных значениях соотношения между массой суспензии послесернокислотной обработки шламов и мас- "сой жидкой фазы флотационного цикла.П р и м е р 1. 1000 г фосфатного сырьяс содержанием Р 20 б 7,8% измельчают последовательно в щековой дробилке -ив шаровой мельнице до крупности 65% класса0,074 мм, перед измельчением в шаровоймельнице руду пульпируют. Полученную суспенэию подвергают обесшламливанию в гидроциклоне по классу - 0,03 мм. Шламы после гидроциклона в количестве 182 г (выход шламов составляет 18,2% от массы исходной руды) поступают в реактор для обработки серной кислотой. Кислотную обработку шламов осуществляют при 60 С, Т:Ж=1:2,5, в течение 35 мин, при рН 3,2. Концентрация серной кислоты в жидкой фазе пульпы составляет 1,40%, а расход серной кислоты составляет 6,4 кг/т исходной руды.Пески гидроциклона поступают на анионную флотацйю, которую осуществляют с применением в качестве флотореагентов таллового масла и керосина. Количество чернового фосфоритового концентрата анионной флотации составляет 246 г, в пересчете на сухой продукт, а содержание Р 20 ь в черновом концентрате составляет 27%.Черновой фосфоритовый концентрат подвергают сгущению в гидроциклоне до содержания твердого 65%, после чего черновой концентрат поступает на катионную флотацию. Перед катионной флотацией в процесс подают часть суспензии после сернокислотной обработки шламов в количестве 245 см и осуществляют смешениезподаваемой суспензии с жидкой фазой флотационного цикла.Катионную флотацию осуществляют при Т:Ж = 1:2, продолжительности флотации 5 мин, соотношение между массой суспензии после сернокислотной обработки шламов и массой жидкой фазы флотационного цикла 1:1. В качестве собирателя при катионной флотации применяют собиратель АНП (смесь высокомолекулярных первичных и третичных аминов сдлиной цепи С 2 - С 1 в), В процессе катионной флотации кварц и другие минералы пустой породы извлекаются в пенный продукт, а камерным продуктом получают фосфоритовый концентрат в количестве 210 г, в пересчете на сухое вещество, содержащий 32,0% Р 20 ь и 16,0% Р 205П р и м е р 2. Осуществляют по методике, приведенной в примере 1, но объем суспензии после сернокислотной обработки шламов,.подаваемой в операцзию катионной флотации, составляет 165 см, а соотношение между массой суспензии после серно- кислотной обработки шламов и массой жидкой фазы флотационного цикла составляет 0,5:1,0. Масса фосфоритового концент; рата катионной флотации составляет 211 г, в пересчете на сухое вещество, а содержание пятиокиси фосфора в концентрате составляет: 31,9% Р 20 Б щ и 16,0% Р 20 вуф.1780836 5П р и м е р 3. Осуществляют по методике, приведенной в примере 1, но объем сус- пензии после сернокислотной обработки шламов, подаваемой в операцию катионндйфлотации, составляет 295 см, а соотношение между массой суспензии подле сернокислотной обработки и массой жидкой фазыфлотационного цикла составляет 1,5:1,0.Масоа фосфоритового концентрата катионной флотации в пересчете" на сухоевещество составляет 209 г, а содержаниепятиокиси фосфора в концентрате составлФ-"ет; 32,2 оР 205 " и 16,1% Р 205,П р и м е р 4. Осуществляют по методи-ке, приведенной в примере 1, но объемсуспензии после сернокислотной обработки.шламов, подаваемой в операцзию катионнойфлотации, составляет 305 см, а соотндшение между массой суспензии йосле серно-"кислотной обработки и массой жидкой фазы 20флотационного цикла составляет 1,6;1,0.Масса фосфоритового концентратЪ "катионной флотации, в пересчете на сухде ве щество, составляет 223 г, а содержаниепятиокиси фосфора в концентрате составляет: 28,3% Р 205 щ и 13,3% Р 205 У",П р и м е р 5, Осуществляют по метддике, приведенной в примере 1, но объем сус.пензии раствора после серно 1 ислотнойобработки шламов, подаваемой в операцию 30катионной флотации, составляет 140 см, асоотношение между массой сусПензий"йосле сернокислотной обработки и массойжидкой фазы флотационного цйкла"состав=" "ляет 0,4:1,: --35Масса фосфоритового концентрата, катионной флотации составляет 190 г; а содержанием пятиокиси фосфора в концейтратесоставляет; 28,6% Р 205"щ и 13,4% Р 205 У".П р и м е р 6, Реализуют губ метоДиКе, 40приведенной в примере 1, но кислотнуюобработку шламов осуществляютпри ЗООС,Т:Ж=1:3, в течение 30 мин, при рН 2,5, Концентрация серной кислоты в жиДкой фазепульпы составляет 1,0%, а расходсерной 45кислоты составляет 5,5 кг/т исходной руды.Масса фосфоритового концентратй ка-"тионной флотации, в пересчете на сухоеве-.щество, составляет 214 г, а содержаниепятиокиси фосфора в концентрате сосгавляет 30,0% Р 205 О щ и 14,0% Рг 05 У,П р и м е р 7, Реализуют по"метбДйке,приведенной в примере 1, но кислбтнуюобработку осуществляют при 30 С, Т:Ж=1;3,втечение 30 мин, при рН 2,5, концейтрацйи 55серной кислоты в жидкой фазе пульпы 1,0 о(расход серной кислоты - 5,5 кг/т исходнойруды), а объем суспенэии после сернокис-" "лотной обработки щламов, подаваемой воперацию катионной флотации, составляет 165 см (соотношение между массой суспензии после сернокислотной обработки и массой жидкой фазы флотационного цикла0,5: 1;0),Масса фосфоритового концентрата катионной флотации в пересчете на сухое вещество, составляет 213 г, а содержаниепятиокиси фосфора в концентрате, составляет: 30,1% Р 205 щ и 14,0% Р 205 У."П р и мер 8, Реализуют по методике,приведенной в примере 1, но кислотйую обработку осуществляют"при ЗООС, Т:Ж=1:3, втечение ЗО мин, при рН 2,5, концентрациисерной кислоты в жидкой фазе йульпы 1,0%(расход серной кислоты - 5,5 кг/т исходнойруды), а объем суспензии после сернокислотной обработки шламов, подаваемой воперацзйю катионйой флотации; составляет295 см (соотношение между массой суспен-,зии после сернокислотной обрабортки имассой жидкой фазы флотационного цикла- 1,5:1,0).Масса фосфоритового концентрата ка-тиднной флотации, в пересчете на сухое ве-,щество", составля"ет "214 г, а содержанИепятиокиси фосфора в койцентрате составля-ет: 30,0% Р 20 щ и 14,0 оР 205 У".П р и м е р 9. Реализуют по методике,приведенной в примере 1; но кислотную об-.работку осуществляют при 30 С, Т;Ж=1:3, втечение 30 мин, при рН 2,5, концентрациисерйой кислоты вжидкой фазе пульпы 1,0 о(расход серной кислоты - 5,5 кг/т исходнойруды), а объем суспензии после сернокислотной обработки шламов, поступающей воперацию катйойной флотации составляет305 см (соотношение между массой суспензии после сернокислотной обработки и массой жидкой фазы флотацйойного цикла -1,6:1,0).Масса фосфорйтового концентрата катионной флотации, в пересчете на сухое вещество, составляет 226 г, а содержаниепятиокиси фосфора в концентрате составляет 27,9% Р 205 О щ и 13,1% Р 205 д,П р и м е р 10. Реализуют пометодике,приведенной в примере 1, но кислотную обработку осуществляют при ЗООС, Т;Ж=1:3, втечение ЗО мин, при рН 2,5, концентрациикислоты в жидкой фазе пульпы 1,0% (расходсерной кислоты - 5,5 кг/т исходной руды), аобъем суспензии после сернокислотной обработки шламов, поступающий в операциюкатионнойфлотации, составляет 140 см (соотношение между массой суспензии послесернокислотнойобработки и массой жидкой фазы флотационного цикла 0,4;1,0).Масса фосфоритового концентрата катионной флотации, в пересчете на сухое вещество, составляет 188 г, а содержание1780836пятиокисифосфора вконцентратесоставля- операцию катионной флотации состаобщ усвет:28,1% Р 20 э ци 13,2% Р 205, ет 305 см (соотношение между массойП р и м е р 11. Реализуют по методике, суспензий после сернокислотной обработприведеннойв примере 1, но кислотнуюоб- ки и массой жидкой фазы флотационногоработку шламов осуществляют при 80 С, 5 цикла - 1,6;1,0).Т;Ж=1:2, в течение 40 мин при рН 4,0. Кон- Масса фосфоритового концентрата кацентрация серной кислоты в жидкой фазе тионной флотации, в пересчете на сухое вепульпы составляет 2;0%, а расход сернойщество, составляет 220 г, а содержаниекислоты составляет 7,3 кг/т исходной руды; пятиокиси фосора в концентрате составляМасса фосфоритового концентрата ка ет 29,0% Р 205 и 13,5% Рр 05 У"тионной флотации, в пересчете на сухое ве- П р и м е р 15. Реализуют по методике,щество, составляет 205 г, а содержание приведеннойвпримере 1,нокислотнуюобпятиокисифосфора в концентрате составля- работку осуществляют при 80 С, Т:Ж=1:2, вет 34,8% Р 205 о и 18,0% Р 205. течение 40 мин, при рН 4,0 (расход сернойП ри мер 12. Реализуют по методике, 15 кислоты -7,3 кг/т исходной руды), а объемприведенной в примере 1, но кислотную об- суспенэии после сернокислотной обработкиработкуосуществляютпри 80"С,Т:Ж=1:2, в шламов, подаваемой в катионную флотатечение 40 мин, при рН 4,0, концейтрации цию, составляет 140 см (соотношение межсерной кислоты в жидкой фазе пульпы 2,0% ду массой суспензии после сернокислотной(расход серной кислоты - 7,3 кг/т исходной 20 обработки и массой жидкой фазы флотацируды), а объем суспензии после сернокислот- онного цикла 0,4:1,0),ной обработки шламов, подаваемой в опера- Масса фосфоритового концентрата кацию катионной флотации, составляет 165 см тион ной флотации составляет 194 г, а содер(соотношениемеждумассойсуспензиипосле жание пятиокиси фосфора в концентратесернокислотной обработки и массой жидкой 25 составляет:29,2% Р 205 и 13,7% Р 205 У".фазы флотационного цикла 0,5:1,0). П р и м е р 16, Осуществляют по метоасса фосфоритового концентрата ка- дике, приведеннойв примере 1, но в качест- тионной флотации составляет 203 г, а содер- ве собирателя при катион ной флотациижание пятиокиси фосфора в концентрате применяют смесь первичных алифатичесоставляет; 35,0% Р 205 и 18,0% Р 205 У". 30 ских аминов с длиной цепи Св-С 2 о, с преобП р и м е р 13, Реализуют по методике, ладанием доли фракций С 1 о-С 14 (76%).приведенной в примере 1, но кислотную об- Масса фосфоритового концентрата каработку осуществляют при 80 С, Т:Ж=1:2, в тионной Флотации составляет 210 г, в перетечение 40 мин, при рН 4,0 концентрации счете на сухое вещество, а содержаниесерной кислоты в жидкой фазе пульпы 2,0% 35 пятиокиси фосфора в концентрате составля(расход серной кислоты - 7,3 кг/т исходной ет; 32,0% Р 205 и 16,0% Р 205,руды), а объем суспензии после сернокис- П р и м е р 17. Осуществляют по метолотной обработки шламов, подаваемой в дике, приведенной в примере 1, но раствороперацэию катионной флотации, составляет после сернокислотной обработки шламов в295 см (соотношение между массой суспен операцию катионной флотации не подается,зии после сернокислотной обработки и мас- Масса Фосфоритового кон енто итового концентрата ка1 5:1сой жидкой фазы флотационного цикла тионной флотации в пересчете на с,;,О), причем в качестве собирателя при ществосоставляет 186 г, а содержаниекатионной Флотации применяют смесь пер- пятиокиси фосбора в концентрате составлявичных алифатических аминов с длиной це ет 27,7% Р 205 и 13,1% Р 205 Ув.пи Сэ-С 2 о, с преобладанием доли Фракций Результаты осуществления изобретения (данные, приведенные в примерах ММасса фосфоритового концентрата ка-17), а также данные по прототипу приветионной флотации, в пересчете на сухое ве-дены в табл. 1.щество, составляет 206 г, а содержание 50 Каквидно из таблицы осущепятйокисифо щ о усвФосфора в концентрате составля-. изобретения позволяет получить кет 34,7% Р 205 и 17,9% Р 205рат, содержание в котором Р 205 иучить концентП р и м е р 14. Реализуют по методике, Рг 05 У" находятся на уровне, близком либоприведенной в примере 1, но кислотную об- аналогичном достигаемом ира отку осуществляют при 80 С, Т:Ж=1;2, в 55 концентрата по способу - прототтече н 0ие 40 мин, при рН 4,0, концентрации чем расход серной кислоты при реализациисерной кислоты в жидкой фазе пульпы 2,0% настоящего изобретения значительно сни(расход серной кислоты 7,3 кг/т исходной жается(табл. 1)руды), а объем суспензии после сернокис- Данные, приведенные в таблицелотной бобработки шламов, подаваемой в показывают, что оптимальное соотношениев та лице такжемежду массой суспензии после сернокислотной обработки шламов, подаваемой в операцию катионной флотации для депрессии фосфорита, и массой жидкой фазы флотационного цикла составляет от 0,5;1,0 до 0,5:1,5. Осуществление процесса катионной флотации при более высоких либо при более низких значениях этого соотношения приводит к снижению качества концентрата,Из таблицы видно, что при осуществлении изобретения в оптимальной области соотношения между массой суспейзии после сернокислотной обработки и массой жид- кой фазы флота ционно го цикла (от 0,5:1,0 до 1,5:1,0) происходит увеличение йзвлечения Р 20 Б в концентрат на 2 - 6%.Данные, приведенные в примерах 913, 16 и в других представленных примерах(см, табл,) показывают, что настоящее изобретение реализуется при применении в качестве собирателя катионной флотации аминов различного состава.Таким образом, как видно из представленных данных, осуществление изобретения позволяет резко сократить расход серной кислоты, по сравнению со способом-прототипом, при сохранении высокого качества получаемых фосфоритовых концентратов (содержание в концентраторе Р 20 ь30 35%; содержание Р 20 бу" 14-18%) и повышении извлечения Р 205 в концентрат.Получаемые по предлагаемому способу фосфоритовые концентраты имеют химический состав (содержание Р 20 ь щ и Р 20 ь), позволяющие переработать данные концентраты в фосфорные удобрения длительного действия известными способами, например тем, который предлагается в прототипе,Экономический эффект от вйедрения5 изобретения будет получен за счет сокращения расходов серной кислоты в процессе пол. учения фосфоритового концентрата,достигаемого путем йсключения стадий кислотной обработки чернового фосфоритового10 концентрата анионной флотации и введениявзамен операции кислотной обработки шламов, требующей значительно меньших расходов Н 2304, Экономический эффект отвнедрения изобретения будет получен также15 за счет повышения извлечения Р 20 ь в фосфоритовый концентрат.Формула изобретениюСпособ флотационно-химического обогащения природных фосфоритов, включающий20 размол фосфатного сырья, пульпирование,анионную флотацию с получением чернового фосфоритового концентрата, доводкучернового фосфоритового концентрата катионной флотацией и сернокислотную обра 25 ботку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюсокращения расхода серной кислоты и по-вышения извлечения РгОв в фосфоритовыйконцентрат, после пульпирования рудуподвергают обесшламливанию с получе 30 нием песков и шламов, сернокислотнойобработке подвергают шламы с получением суспензии, перед катионной флотациейв процесс вводят суспензию после сернокислотной обработки шламов при соотно 35 шении с жидкой фазой флотационногоцикла от 0,5:1,0 до 0,5:1,5.1780836 12 Ра Оу Нэвле"чениеРзОу вконцент"рат, 4 Соотноые" ние массы суспемзии сернокислотной сб работки к массе ыидкой Фазы Содериание РОз обе. Наимено.ваимесобирателя,подаваемого в катиОннузФлота цмв Параметры процесса сернокислотной обработки шлаков Выходконцентрата, 8 ПассаФосроритово"го концентрата, г Пример Р,Оуусе рН Оленя Расход обработки, кг/т иин руды Текература,35 35 35 35 35 30 30 30 30 30 40 40 40 14 8015 80 16 60 29,0 29,2 32,0 1;2 4,0 1;2 4,0 1:2,5 3,2 40 40 13,513,7 16,0 220 194210 22,0 19,4 21,0 81,8 72,6 86,2)Г 18,6 1;2,5 3,2 17 60 35 13,186 66,1 27,7 30,0 Осуцествление способа" прототипа 1:3 2,5 30 150 АНП Суспензия 20 кгне подается 76,9 14,0 20,0 30 60 1:2,5 20,0 32,0 16,0 3,2 35 158 АНП Суспензия 20 кгне подается 82,1 80 1:2 4,0 40 200 18,0 АНП 89,7 Суспензия 20 кгне подается 20,0 35,0 МФ Е Составитель А. КожевниковТехред М,Моргентал Корректор В.Петраш Редактор Заказ 4233 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 160 2 60 3 60 4 60 5 60 6 30 730 8 30 9 30 10 30 11 80 12 80 13 80 1:2,5 1:2,51:2,5 1;2,5 1:2,5 1:3 1:3 1:3 1 3 1:3 1:2 1:2 1:2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 2,5 2,5 г,5 г,5 2,5 4,0 4,0 4,0 Осуществление изобретения 6,4 АНП 1:6,4ЯНП , 0,5:1,0 6,4АНП . 1,5:1,0 6,4 АНП 1,6: 1,0 6,4 .ЯНП 0,4 с 1,0 5,5 АНП1;15,5 АНП 0";5:1,0 5,5 А 01 1,6;1,0 5,5 АНП . 0,4:1,0 7,3АНП 1:17,3АНП0,5:1,0 7,4 Аимн Фрак,5:1,0ц