СПОСОБ ОБЕСШЛАМЛИВАНИЯ КАЛИЙНЫХ РУД Российский патент 1999 года по МПК B03D1/02 

Изобретение может быть использовано при обогащении высокоглинистых руд, например калийных.

Известны способы обесшламливания калийных руд, предшествующие разделению сильвина и галита, основанные на применении флотации водонерастворимых (н.о. ) минералов (шламовая флотация), гидромеханического (гравитационного) обесшламливания и депрессии н.о. Наиболее эффективен способ шламовой флотации, осуществляемый в механических флотомашинах /1/. Однако для обесшламливания калийных руд повышенной шламуемости с содержанием н.о. более 3,0% этот метод не используется как неэкономичный.

Наиболее близким к предлагаемому является способ флотационного обесшламливания высокоглинистых калийных руд /2/, включающий измельчение исходного сырья, предварительно обесшламливание, последовательное кондиционирование пульпы с флокулянтом и собирателем и флотацию шламов в гидродинамическом режиме, характеризующемся числом Рейнольдса от 50 до 2000.

Недостатком аналога является малая информативность по реализации способа с использованием пневматических машин, т.е. для характеристики использован только один параметр, характеризующий гидродинамику - число Рейнольдса. Поэтому способ не был практически реализован в части использования пневматических машин и не нашел применения при обесшламливании калийных руд.

Используемые по настоящее время схемы обесшламливания, основанные на применении способа флотационного и комбинированного графитационно-флотационного обесшламливания, особенно в стадиях основных операций, реализуются в механических флотомашинах /3, 4/, не обеспечивающих высокой скорости и селективности шламовой флотации, что в случае обесшламливания руд с содержанием н.о. более 3,0 масс.% приводит к неэкономичности флотационного обесшламливания /5, 6/.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении потерь полезного компонента при обогащении, упрощении схемы обесшламливания и повышении эффективности процессов обесшламливания, снижении затрат на производство хлористого калия.

Достигается это тем, что проводится флотационное обесшламливание путем использования на основной стадии обесшламливания процесса колонной флотации, осуществляемой при плотности пульпы 17 - 25% твердого и скорости протока пульпы 2 - 3 см/с в восходящих потоках воздуха при противоточном характере движения пузырьков, создаваемых в нижней части аппарата, и частиц, подаваемых сверху аппарата на глубину 1/4 от верхнего края аппарата, а также при прямоточном характере движения частиц и пузырьков, поднимающихся эрлифтом в центр верхней части камеры. При этом при удельном расходе воздуха (0,3 - 0,6) м³/мин•м² преимущественная крупность пузырьков воздуха составляет 0,5 - 1,5 мм. Регулированием уровня пульпы, осуществляемым автоматически или через разгрузочный клапан, устанавливается толщина пенного слоя в пределах 0,3 - 0,5 м. При обесшлавливании руд с содержанием н.о. более 4,0 масс.% разгрузка машины подается на контрольную шламовую флотацию, осуществляемую либо в колонных, либо предпочтительнее в механических флотомашинах, обеспечивающих более глубокую оттирку минералов н.о. с поверхности солевых частиц и, как следствие, лучшую флотируемость сильвина. Перечистная флотация шламового пенного продукта основной стадии обесшламливания осуществляется известным способом или, что эффективно, по способу /7/.

Регулирование предлагаемого способа осуществляется изменением расхода реагентов при кондиционировании, а также плотности пульпы, скорости потока пульпы, расходом сжатого воздуха, подаваемого в колонный аппарат, высотой пенного слоя.

При подаче флокулянта (полиакриламида) менее 10 г/т руды по 100% содержанию основного вещества снижается минерализация пенного продукта и эффективность обесшламливания (табл. 1, пример 2). При подаче флокулянта более 25 г/т увеличивается вязкость и объем пены, ухудшается ее транспортируемость и съем с поверхности камер, растут затраты на ведение процесса (пример 3).

При подаче собирателя (оксиэтилированные жирные кислоты C₁₆-C₁₈ - ОЖК) менее 5 г/т руды снижается минерализация пены и эффективность обесшламливания (пример 5). При расходе более 15 г/т руды улучшения процесса не наступает, растут затраты на реагент (пример 6).

В колонном аппарате оптимальные технологические результаты достигаются при более плотных пульпах (17 - 25% твердого), чем в гидроциклонах (не более 15% твердого). При плотности более 25% твердого ухудшается извлечение н.о. в пенный продукт, снижается эффективность и селективность обесшламливания (пример 9), при плотности менее 17% твердого в пульпе возрастает выход пенного продукта и снижается извлечение н.о. в пенный шламовый продукт (см. табл. 1, пример 8).

При скорости потока пульпы более 3 см/с снижается время флотации до 1,5 - 2,0 мин. , что недостаточно для ведения эффективного обесшламливания (пример 12). При скорости потока пульпы менее 2 см/с (время флотации более 2,5 - 3,0 мин.) эффективность обесшламливания высока, но возрастают объемы и площади камер колонных аппаратов (см. табл. 1, пример 11).

При удельном расходе воздуха менее 0,3 м³/мин•м² не создается необходимая толщина пены, снижается эффективность прцесса обесшламливания (пример 14). Повышение удельного расхода воздуха выше 0,6 м³/мин•м² нарушает аэрогидродинамический режим работы, снижает эффективность обесшламливания и увеличивает затраты на ведение процесса (пример 15).

Стабилизации толщины пенного слоя является одним из самых важных параметров регулирования процесса. Снижение толщины слоя пены менее 0,3 м приводит к значительному снижению селективности процесса, повышению выноса в шламовый пенный продукт солевых частиц, в частности частиц сильвина (пример 17). Повышение уровня слоя пены более 0,5 м не улучшает технологические результаты процесса и сопряжено с увеличением расхода воздуха и реагентов (пример 18).

Ведение процесса в оптимальном режиме ("ноу-хау") позволяет увеличить скорость процесса шламовой флотации в сравнении со скоростью в механических машинах /2/ в 4 - 5 раз. При этом обеспечиваются более высокое извлечение н. о. в пенный продукт при меньшем выносе в него KCl.

Способ осуществляют следующим образом. Исходный продукт (сильвинитовую руду) измельчают и классифицируют до крупности 0,8 или 1,2 мм, измельченную рудную пульпу плотностью 17 - 25% твердого кондиционируют флокулянтом - полиакриламидом и собирателем - ОЖК в течение 1 - 2 мин., обесшламливают в основной операции в пневматическом колонном аппарате с противоточно-прямоточным характером движения частиц и пузырьков с преимущественной крупностью 0,5 - 1,5 мм. Загрузку исходной пульпы в колонный аппарат при скорости 2 - 3 см/с осуществляют через кольцевой питатель, расположенный по периферии камеры на высоте 1/4 от верхнего края аппарата. Плотность флотации исходной пульпы составляет 17 - 25% твердого. В результате в пенный продукт извлекается до 68% н.о. и 3 - 5% хлористого калия против 50 - 55% н.о. и 10 - 14% KCl со сливом гидроциклонов 1-й стадии. Пенный продукт направляются согласно /3, 4/ на перечистную флотацию, а камерный продукт при содержании н.о. в исходной руде более 4% на контрольную флотацию, камерный продукт которой является исходным для сильвиновой флотации.

Источники информации, принятые во внимание:
1. Титков С.Н., Мамедов А.И., Соловьев Е.И. Обогащение калийных руд. М.: Недра, 1982, 216 с.

2. Способ флотационного обесшламливания высокоглинистых калийных руд., Б.И. N 31, 1989, стр. 40.

3. Постоянный технологический регламент N 9 производства хлористого калия флотационным способом (БКРУ-2 АО "Уралкалий"), Г. Березники, 1998 г. Срок действия по 1 сентября 2003 г.

4. Постоянный технологический регламент N 38 производства хлористого калия флотационным способом /БКРУ-3 АО "Уралкалия"/. Березники, 1991 г. Срок действия по 32 декабря 200 г.

5. Рубинштейн Ю. Б. и др. Пенная сепарация и колонная флотация. - М.: Недра, 1989 г. - 304 с.

6. Тетерина Н.Н. и др. Флотация калийных руд в колонных пневматических машинах /Цв. металлургия. 1993, N 11, с. 14 - 16.

7. Патент России N 2057596 кл. B 03 D 1/02, 10.04.96. Бюл. 10. Способ флотационного обогащения калийных руд /Кикот В.К., Краснов Г.Д., Ершов В.Н., Артемов В.П., Килин М.Л.

Изобретение может быть использовано при обогащении высокоглинистых руд, например калийных. Способ обесшламливания калийных руд включает измельчение исходного сырья, кондиционирование рудной пульпы с флокулянтом и собирателем, обесшламливание пульпы и последующую флотацию хлористого калия. Основную стадию обесшламливания ведут при плотности пульпы 17-25% твердого и противоточно-прямоточном характере движения пузырьков и частиц в восходящем потоке воздуха колонного аппарата при скорости потока пульпы 2-3 см/с, удельном расходе воздуха (0,3-0,6) м³/мин•м² и толщине пенного слоя 0,3-0,5 м. При обесшламливании руды с содержанием более 4,0 мас.% водонерастворимых частиц (н. о. ) проводят контрольную флотацию камерного продукта основной стадии обесшламливания. В качестве флокулянта используется полиакриламид при расходах на 100%-ное вещество (10-25) г/т руды, а в качестве собирателя - оксиэтилированные жирные кислоты С₁₆-C₁₈ в количестве (5-15) г/т руды. Предложенное изобретение позволяет снизить потери полезного компонента при обогащении, упростить схемы обесшламливания и повысить эффективность процессов обесшламливания, снизить затраты на производство хлористого калия. 2 з. п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ обесшламливания калийных руд, включающий измельчение исходного сырья, кондиционирование рудной пульпы с флокулянтом и собирателем, обесшламливание пульпы и последующую флотацию хлористого калия, отличающийся тем, что основную стадию обесшламливания ведут при плотности пульпы 17 - 25% твердого и противоточно-прямоточном характере движения пузырьков и частиц в восходящем потоке воздуха колонного аппарата при скорости потока пульпы 2 - 3 см/с, удельном расходе (0,3 - 0,6) м³/мин•м² и толщине пенного слоя 0,3 - 0,5 м. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обесшламливании руды с содержанием более 4,0 мас. % водонерастворимых частиц (Н.О.) проводят контрольную флотацию камерного продукта основной стадии обесшламливания. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве флокулянта используется полиакриламид при расходах на 100%-ное вещество (10 - 25) г/т руды, а в качестве собирателя - оксиэтилированные жирные кислоты С₁₆-С₁₈ (ОЖК) в количестве (5 - 15) г/т руды.