СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КАРНАЛЛИТОВЫХ РУД Российский патент 1997 года по МПК B03D1/02 

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

Карналлит (KCl-MgCl₂-6H₂O) исходное сырье для получения металлического магния, оксида магния и различных видов магнийсодержащих удобрений. За рубежом карналлит получают методом упарки природных солевых растворов (рапы) солевых озер (Мертвое море и т.п.) и последующей кристаллизации из них карналлита.

В России основным карналлитсодержащим сырьем являются подземные залежи карналлитовых руд на Урале (Пермская обл.), представленных, в основном, карналлитом KCl-MgCl₂-6H₂O (60-80%), галитом NaCl (18-38%) и небольшими количествами ангидрида CaSO₄, сильвина KCl 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% с получением в соответствии с ТУ 1714-069-05778557-93 готового продукта, содержащего 31,5±1% хлорида магния, фильтрование галитового остатка, противоточную промывку глинисто-шламового продукта с последующим складированием его на шламохранилище (Регламент на производство обогащенного карналлита на Первом Соликамском рудоуправлении ПО Сильвинит - аналог).

Недостатками этого способа являются большой расход тепла (200 Кгкал/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.

Известна малоэнергоемкая технология переработки карналлитовых руд путем флотационного выделения карналлита в пенный продукт с применением в качестве реагента-собирателя низкомолекулярных аминов С₇-С₉ (Желнин А.А. Теоретические основы и практика флотации калийных солей Л. Химия, 1976, с. 88 прототип). Преимуществом этого способа является проведение процесса при нормальной температуре с использованием обогатительного оборудования, изготовляемого из обычной стали, что значительно снижает затраты на производство.

Недостатками способа являются низкое извлечение хлористого магния в готовый продукт (70-80%), низкое содержание хлорида магния в пенном продукте и большое содержание органических веществ в готовом продукте (до 800 г/т), обусловливающее осложнения при его дальнейшей переработке электролизом на металлический магний. Высокое содержание органики в готовом продукте определяется большим расходом реагента-собирателя (500 г/т руды) - низкомолекулярных аминов, что, в свою очередь, также является недостатком способа, т.к. вызывает значительные затраты на реагенты.

Целью изобретения является разработка технологии получения карналлита путем флотационного разделения минеральных составляющих руды, предусматривающей снижение затрат на производство и повышение эффективности процесса.

Поставленная цель достигается путем измельчения руды до крупности 0,2-0,8 мм. введения собирателя, осуществления флотационного разделения содержащихся в руде минеральных составляющих с выделением в пенный продукт ангидрида, водонерастворимых глинистых минералов и галита, а в камерный продукт - карналлита.

Для снижения расхода собирателя и затрат на него в качестве собирателя вводят оксиэтиллированные спирты или оксиэтиллированные жирные кислоты и алкилморфолин в соотношении от 1,0-2,5 до 1,0:20,0, соответственно.

Для обеспечения необходимого соотношения количества хлоридов калия и магния в готовом продукте и увеличения его выхода в камерный продукт флотации дополнительно выделяют сильвин.

Предложенный способ испытан на лабораторной флотоустановке при флотации карналлитовой руды 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. Руду измельчали до крупности 0,8 мм, обрабатывали 1% -ным раствором гидрохлорида аминов С₇-С₉, и осуществляли флотацию карналлита в пенный продукт. Пенный продукт флотации обезвоживали фильтрованием.

Пример 2. Предлагаемый способ. Руду измельчали до различной крупности, и осуществляли флотационное выделение в пенный продукт ангидрида, глинистого водонерастворимого остатка и галита. В качестве флотореагента применялся стеарилморфолин. Пенный продукт обезвоживался фильтрованием.

Пример 3. Предлагаемый способ. Руду измельчали до крупности 0,6 мм. и осуществляли флотационное выделение в пенный продукт ангидрида, глинистого водонерастворимого остатка и галита. В качестве флотореагента применяли сочетание оксиэтиллированных спиртов или жирных кислот и стеарилморфолина. Пенный продукт обезвоживали фильтрованием.

Пример 4. Предлагаемый способ. Рузу измельчали до крупности 0,6 мм, проводили флотацию с выделением карналлита в камерный продукт в условиях примера 3, после чего пенный продукт подвергали дополнительному флотационному разделению с выделением сильвина в камерный продукт флотации и последующей подачей его на первую стадию процесса выделения карналлита.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице.

Как видно из результатов испытаний при заявленном пределе крупности измельчения, руды 0,2-0,8 мм достигается наибольшее извлечение хлористого магния в готовый продукт при требуемом содержании хлорида магния в нем. Готовый продукт содержит незначительные количества органических примесей.

При крупности руды более 0,8 мм не достигается требуемое качество готового продукта, а при крупности руды менее 0,2 мм резко увеличиваются потери хлористого магния с пенным продуктом и снижается его извлечение в готовый продукт
При заявленном соотношении количеств оксиэтиллированных спиртов и алкилморфолина и количеств оксиэтиллированных жирных кислот и алкилморфолинов достигается наименьший расход последнего, что снижает затраты на производство и уменьшает содержание органики в готовом продукте.

При соотношении более 1:2,5 наблюдается повышенное извлечение хлорида магния в пенный продукт, т.е. увеличиваются потери хлористого магния, при соотношении менее 1: 20 расход алкилморфолина практически не изменяется по сравнению с его индивидуальным применением.

Осуществление выделения сильвина в камерный продукт флотации за счет дополнительного флотационного разделения пенного продукта первой стадии увеличивает содержание хлористого калия в карналлитовом продукте, что позволяет в процессе его обезвоживания связать часть хлористого магния из пропитывающего щелока с образованием дополнительного количества карналлита.

Предлагаемый способ переработки карналлитовых руд позволяет повысить извлечение хлористого магния в готовый продукт, значительно снизить расход собирателя.

Способ может быть применен на предприятиях по производству обогащенного карналлита АО "Сильвинит" и АО "Уралкалий".

Реализация его позволяет значительно снизить эксплуатационные и капитальные затраты.

Использование: при обогащении полезных ископаемых, флотации руд. Сущность изобретения: руду измельчают по крупности от 0,2 до 08 мм. Вводят собиратель. Проводят флотационное разделение содержащихся в руде минеральных составляющих. В пенный продукт выделяют ангидрид, водонерастворимые глинистые минералы и галит. Карналлит выделяют в камерный продукт. В качестве собирателя вводят эксиэтилированные спирты или оксиэтилированные жирные кислоты и алкилморфолин в соотношении от 1,0:2,5 до 1,0:20,0. Для обеспечения необходимого соотношения количеств хлоридов калия и магния в готовом продукте в камерный продукт флотации дополнительно выделяют сильвин. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ переработки карналлитовых руд, включающий измельчение, введение собирателя, флотационное разделение содержащихся в руде минеральных составляющих с получением камерного и пенного продуктов и их обезвоживание, отличающийся тем, что руду измельчают по крупности 0,2 0,8 мм, в пенный продукт выделяют ангидрит, водонерастворимые глинистые минералы и галит, а карналлит выделяют в камерный продукт. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве собирателя вводят оксиэтилированные спирты или оксиэтилированные жирные кислоты и алкилморфолин в соотношении 1,0 2,5 1,0 20,0. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в камерный продукт флотации дополнительно выделяют сильвин.