СОБИРАТЕЛЬ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ СИЛИКАТНЫХ И КАРБОНАТНЫХ МИНЕРАЛОВ ИЗ КАЛИЙСОДЕРЖАЩИХ РУД Российский патент 1998 года по МПК B03D1/01 B03D101/02 B03D103/10 

Предлагаемое изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотации водонерастворимых минералов, предшествующей флотации хлорида калия из калийной руды, и может найти применение на предприятиях калийной промышленности, а также при обогащении руд, содержащих силикатные и карбонатные минералы.

Известны способы обогащения калийных руд флотацией, где в качестве собирателя водонерастворимых силикатных и карбонатных минералов используют окисленный уайт-спирит, оксиэтилированные спирты, амины, фенолы карбоновых кислот (1, с. 94), метанол /2/.

Вследствие высокой поверхностной активности, тонкой дисперсности силикатные и карбонатные минералы, так называемые минералы Н.О., весьма активно сорбируют соли высокомоллекулярных алифатических аминов C₁₆-C₂₀, используемых как собиратель для флотации хлорида калия, что приводит к прекращению флотации сильвина /1, с.60; 3. с.65 и 75/. Поэтому при флотационном обогащении калийсодержащих руд с примесью минералов Н.О. обязательно проводят предварительное обесшламливание руд. Наиболее эффективным методом обесшламливания является флотация минералов Н.О., так называемая шламовая флотация /3, с. 78/. Чем селективнее проходит выделение минералов Н.О. в этом процессе, тем меньше потери хлорида калия с пенным продуктом, а значит, выше извлечение KCl при флотационном обогащении.

Недостатком вышеперечисленных собирателей является низкая селективность процесса шламовой флотации, высокий расход реагентов, что оказывает вредное влияние на окружающую среду.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ с применением реагентов ОЖК, по лучивший широкое использование на калийных предприятиях Урала /3, с.78/. Недостатками этого способа являются высокий расход ОЖК (1500 г/т Н.О. в руде), недостаточная селективность выделения Н. О. и вредное влияние на окружающую среду. Реагент ОЖК является неионогенным ПАВ, хорошо растворимым в воде /4, с. 307/. На фабриках его содержание в жидкой фазе сбрасываемых на шламохранилище шламов составляет (2,5 - 10,8) мг/л.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в улучшении селективности выделения Н.О. из обогащаемой руды и в снижении вредного воздействия на окружающую среду за счет применения флотореагента, менее растворимого в воде и с меньшей химической стойкостью.

Результат достигается тем, что в предлагаемом способе выделения Н.О. флотацией осуществляют с использованием катионоактивного реагента (техническое название "Гидразекс-2") - четвертичный гидразиниевой соли формулы:

где
n = 12 - 14; X^- - анион кислоты, например Cl^-.

Предлагаемый реагент относится к классу соединений четвертичной соли гидразиния. Известно его применение в качестве реагента для интенсификации добычи нефти /5/. Но применение четвертичной соли гидразиния в качестве собирателя для флотации силикатных и карбонатных минералов из калийсодержащих руд неизвестно.

Средняя молекулярная масса реагента 278,5. Содержание основного вещества (74-92)%. Основная примесь - хлоралкан. Растворимость в воде при 20^oC - 14,3%, при 95^oC - 19,6%. Реагент "Гидразекс-2" вводится во флотационный процесс в виде 2%-ной водной эмульсии.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Навеску сильвинитовой руды с крупностью частиц менее 0,8 мм, содержащую 32,2 г хлорида калия и 4 г глинистокарбонатного водонерастворимого минерала (Н.О.), помещали в камеру лабораторной механической флотомашины и заливали 250 г насыщенным по хлоридам калия и натрия раствором, содержащим 4 мг пенообразователя НК-82. В суспензию вводили 1,2 мл 0,25% водного раствора полиакриламида и через 30c перемешивания 0,19 мл 2%-ного раствора "Гидразекса-2". После перемешивания в течение 1 мин в суспензию вводили воздух и проводили шламовую флотацию с выделением минералов Н.О. в пенный продукт (шламы). В камерный продукт при отключении воздуха вводили 1 мл 1%-ной водной эмульсии амина C₁₆-C₂₀ в виде солянокислой соли и перемешивали в течение 1 мин. Затем вводили воздух, доводили уровень солевым раствором и проводили флотацию хлорида калия, в пенный продукт удалялся хлористый калий (концентрат). В камерном продукте оставались хвосты. В пенном продукте 1 стадии получали 3,4 г шламов, во 2-й стадии - 31,6 г концентрата и в камерном продукте 61,0 г хвостов. Извлечение минералов Н.О. в 1-й стадии флотации - 57,0%. KCl во второй стадии - 98,0%. Основные результаты флотоопыта представлены в таблице.

Пример 2. Навеску сильвинитовой руды с крупностью частиц менее 0,8 мм, содержащую 32,2 г хлорида калия и 4 г минералов Н.О. помещали в камеру лабораторной механической машины и заливали 250 г раствора, насыщенного хлоридами калия и натрия, содержащего 4 мг пенообразователя НК-82. В суспензию вводили 1,2 мл 0,25% водного раствора полиакриламида и через 30c перемешивания 0,38 мл 2%-ного водного раствора ОЖК. После перемешивания в течение 1 мин в суспензию вводили воздух и проводили шламовую флотацию с выделением в пенный продукт Н.О. (шлама). В камерный продукт при отключении воздуха вводили 1 мл 1%-ной водной эмульсии амина C₁₆-C₂₀ в виде солянокислой соли и перемешивали в течение 1 мин. Затем вводили воздух, доводили уровень в камере солевым раствором и проводили флотацию хлорида калия. В пенный продукт выводился хлорид калия (концентрат). В пенном продукте I-й стадии получали 3,3 г шламов, II-й стадии - 35,5 г концентрата хлорида калия и в камерном продукте 61,2 г хвостов. Извлечение минералов Н.О. в I-й стадии флотации - 55%, KCl во второй стадии - 97,9%. Основные результаты флотоопыта представлены в таблице.

Таким образом, применение четвертичной гидразиниевой соли в качестве собирателя для флотации силикатных и карбонатных минералов из калийсодержащих руд позволяет:
- повысить активность выделения Н.О. в шламовый продукт;
- снизить расход флотореагента в 2 раза;
- уменьшить вредное влияние производства хлорида калия на окружающую среду.

Источники информации.

1. Титков С.Н., Мамедов А.И., Соловьев Е.И. Обогащение калийных руд. -М. : Недра, 1982, 216с.

2. Авторское свидетельство СССР N 1713654, кл. B 03 D 1/008, 1992, Б. N 7.

3. Тетерина Н.Н. Калийные, калийно-магниевые соли. / Изв. ВУЗов, Горный журнал. Уральское горное обозрение, 1995, N 6, с.60-89.

4. Поверхностно-активные вещества. Справочник / Абрамзон А.А. и др. -Л.: Химия, 1979, 376 с.

5. Дроздецкий А.Г., Радушев А.В. Многофункциональный реагент для интенсификации добычи нефти. Нефтяное хозяйство, - 1995 г. N 11, с. 44-45.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, может быть использовано на предприятиях калийной промышленности для предварительной флотации водонерастворимых минералов из калийных руд. Известное соединение четвертичной гидразиниевой соли с соответствующей химической формулой применяют в качестве собирателя для флотации из руд. Соль применяли в виде водной эмульсии. Применение "Гидразекса-2" создает следующие преимущества по сравнению с применяемыми в настоящее время ОЖК: снижение вредного воздействия на окружающую среду за счет применения флотореагента, менее растворимого в воде, и меньших его расходов. Кроме того, применение четвертичной гидразиниевой соли позволяет повысить селективность выделения. 1 табл.

Применение четвертичной гидразиниевой соли общей формулы

где n = 12 - 14,
X^- - анион кислоты, например, Cl^-,
в качестве собирателя при флотации силикатных и карбонатных минералов из калийсодержащих руд.