СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЛКОЗЕРНИСТОГО ХЛОРИСТОГО КАЛИЯ С НИЗКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ПЫЛЕВЫХ ФРАКЦИЙ Российский патент 2006 года по МПК B03B7/00 

Изобретение относится к способу получения хлористого калия, включающему процессы измельчения, обесшламливания, флотационного обогащения сильвинитов и классификацию по крупности флотационного концентрата.

Известен способ получения мелкозернистого хлористого калия с низким содержанием пылевых фракций крупностью менее 0,1 мм /1/, включающий процессы измельчения, обесшламливания, флотационного обогащения сильвинитов и классификацию по крупности флотационного концентрата, а также растворение части мелкой фракции флотационного концентрата. При этом полученный ненасыщенный по солям раствор используется в технологическом процессе для выщелачивания хлористого натрия из флотационного концентрата.

Недостатком известного способа является то обстоятельство, что для выщелачивания используется раствор, в котором массовое отношение хлористого калия к воде составляет не более 17%. Повышение концентрации KCl в выщелачивающем растворе выше указанного предела при известных условиях, существующих на сильвинитовых обогатительных фабриках, приводит к увеличения доли пылевых фракций в концентрате.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, который включает растворение в горячих щелоках тонкодисперсных фракции, выделенных в процессе классификации концентрата, и последующую кристаллизацию в регулируемых вакуум-кристаллизационных установках крупнокристаллического хлористого калия /2/. В мировой практике существуют производства, на которых перекристаллизации подвергается от 10 до 40% всего объема концентрата хлористого калия.

Недостатком способа является появление значительных дополнительных затрат на переработку пылевых фракций концентрата, связанных с нагревом растворяющего щелока и вакуум-выпаркой в процессе кристаллизации. Эти затраты чаще всего приводят к экономической нецелесообразности использования этого способа.

Целью изобретения является сокращение доли пылевых фракций крупностью менее 0,1 мм в мелкозернистом хлористом калии.

Это достигается тем, что в способе получения мелкозернистого хлористого калия с низким содержанием пылевых фракций, включающем процессы измельчения, обесшламливания, флотационного обогащения сильвинитов и классификацию по крупности флотационного концентрата, согласно изобретению из мелкой фракции, выделенной в процессе классификации концентрата, готовят высококонцентрированный по хлористому калию водный раствор, в котором массовое отношение хлористого калия к воде превышает 17%, и возвращают приготовленный раствор в мельницу.

Приготовленный ненасыщенный раствор, в котором массовое отношение хлористого калия к воде превышает 17%, может быть предварительно использован для выщелачивания хлористого натрия из флотационного концентрата, при этом жидкую фазу отделяют от концентрата и возвращают в мельницу.

Добавление раствора, в котором массовое отношение хлористого калия к воде превышает 17%, в содержащую хлористый натрий пульпу приводит при обычной для сильвинитовой обогатительной фабрики температуре маточного щелока 20-30С° к естественной кристаллизации хлористого калия /3/. Кристаллизация происходит вследствие лучшей растворимости NaCl по отношению к KCl. Кристаллизация хлористого калия осуществляется как на поверхности зерен сильвина, находящегося в пульпе, так и отдельно в виде мелких фракций хлористого калия.

Образование мелких фракций при добавлении высококонцентрированного по хлористому калию раствора в пульпу, содержащую хлористый натрий, приводит к росту массовой доли фракций крупностью менее 0,1 мм в концентрате. Из-за этого обстоятельства, для решения задачи производства концентрата с низким содержанием пылевых фракций, на сильвинитовых обогатительных фабриках подача в процесс обогащения высококонцентрированного раствора хлористого калия не применяется.

При возвращении высококонцентрированного по хлористому калию раствора в мельницу одновременно с кристаллизацией происходит интенсивное растворение солей. Причем, как показали промышленные испытания, растворение пылевых фракций в мельнице происходит интенсивнее, чем их кристаллизация. В итоге подача высококонцентрированного по хлористому калию раствора в мельницу приводит к сокращению доли пылевых фракций в измельченной руде и соответственно во флотационном концентрате.

Для приготовления высококонцентрированного по хлористому калию раствора в качестве жидкой фазы могут быть использованы промышленная вода, рассол со шламохранилища, стоки из отделений обогащения и сушки обогатительной фабрики.

Количество пылевых фракций хлористого калия, подвергаемых растворению, лимитируется количеством и составом жидкой фазы, которая подается на растворение. Подача жидкой фазы сверх норм, определяемых водным балансом процесса флотационного обогащения, будет приводить к дополнительным потерям полезного компонента.

Предлагаемый способ получения мелкозернистого хлористого калия с низким содержанием пылевых фракций поясняется на следующих примерах.

Пример 1

Весь или часть флотационного концентрата перед обезвоживанием на центрифугах или вакуум-фильтрах классифицируется в гидроциклонах. В зависимости от схемы классификации выход мелкого продукта колеблется от 10 до 20%, а массовая доля пылевых фракций крупностью менее 0,1 мм в мелком продукте классификации составляет 50-90%. Причем чем выше доля пылевых фракций в мелком продукте процесса классификации, тем выход этой фракции меньше.

Затем сливы гидроциклонов подаются во флотационную машину для сгущения. В пенный продукт извлекается около 80% хлористого калия, причем массовая доля твердого в пенном продукте составляет 25-50%.

Пенный продукт поступает затем в растворитель, в который одновременно подается вода из расчета 10 м³ воды на каждые 3 тонны пылевых фракций концентрата, поступающих в растворитель. На выходе из растворителя получается высококонцентрированный раствор, в котором массовая доля хлористого калия составляет 19-23%.

Далее раствор поступает во флотационную машину для очистки от амина и нерастворимого остатка. Очищенный раствор подается непосредственно в мельницу совместно с камерным продуктом флотационного сгущения слива гидроциклонов.

При рациональном ведении технологического процесса в соответствии с водным балансом процесса обогащения сильвинита может быть растворено 5-10% флотационного концентрата в виде пылевых фракций.

Промышленные испытания по подаче высококонцентрированного раствора хлористого калия совместно с камерным продуктом флотационного сгущения сливов гидроциклонов в мельницу не привели к появлению дополнительного количества пылевидных фракций хлористого калия в измельченном продукте. Гранулометрический состав измельченного продукта при подаче полученного раствора хлористого калия остается практически аналогичным тому, который имеет место при использовании в качестве жидкой фазы маточного щелока.

Таким образом, мелкий продукт классификации концентрата растворяется и возвращается в технологический процесс, при этом в конечном концентрате после классификации доля пылевых фракций сокращается на величину, достигающую 5-10% от всего объема концентрата.

Пример 2

Ненасыщенный раствор с массовым отношением хлористого калия к воде порядка 17% используют для выщелачивания хлористого натрия из флотационного концентрата. В процессе выщелачивания концентрация хлористого калия в жидкой фазе значительно возрастает. После обезвоживания концентрата фугаты и фильтраты направляются в схему, описанную в примере 1. Полученный раствор частично используется для выщелачивания.

Концентрация хлористого калия в выщелачивающем растворе может быть увеличена при условии, что это не приведет к увеличению доли пылевых фракций в концентрате.

Промышленные испытания описанной схем показали, что использование при выщелачивании ненасыщенного раствора, в котором массовое отношение хлористого калия к воде составляет порядка 17%, в количестве 20 м³ на 100 тонн концентрата приводит к дополнительному сокращению в процессе выщелачивания доли пылевых фракций в готовом продукте на 2-3%.

Пример 3

В процессе сушки флотационного концентрата в системе газоочистки улавливается от 5 до 40% мелких фракций. Частично или полностью мелкая фракция может быть подвергнута растворению. Полученный в результате растворения высококонцентрированный раствор с массовой долей хлористого калия до 25% подается в мельницу.

Таким образом, внедрение на сильвинитовых обогатительных фабриках предлагаемого способа позволит сократить в готовом продукте массовую долю пылевых фракций крупностью менее 0,1 мм на 5-10 процентов. За счет этого можно получить весь объем готового продукта более высокого качества, в котором массовая доля фракций крупностью менее 0,1 мм составляет не более 5%. Такой хлористый калий в мировой классификации соответствует так называемому "специальному стандарту" и считается обеспыленным по 0,1 мм продуктом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Н.Н.Тетерина, Р.Х.Сабиров, Л.Я.Сквирский, Л.П.Кириченко. Технология флотационного обогащения калийных руд. Пермь-Соликамск-Березники, 2002, Раздел 6.2.

2. С.Н.Титков, А.И.Мамедов, Е.И.Соловьев. Обогащение калийных руд. М., Недра, 1982. Глава 10.

3. Справочник экспериментальных данных по растворимости многокомпонентных водно-солевых систем. Л., Химия, 1973, с.236-270.

Использование: получение хлористого калия. Позволяет сократить долю пылевых фракций крупностью менее 0,1 мм в мелкозернистом хлористом калии. Способ включает процессы измельчения, обесшламливания, флотационного обогащения сильвинитов и классификацию по крупности флотационного концентрата. Для сокращения доли пылевых фракций в товарном концентрате их выделяют в процессе классификации концентрата, готовят из них водный раствор, в котором массовое отношение хлористого калия к воде превышает 17%, и затем возвращают полученный раствор в мельницу. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ получения мелкозернистого хлористого калия с низким содержанием пылевых фракций, включающий процессы измельчения, обесшламливания, флотационного обогащения сильвинитов и классификацию по крупности флотационного концентрата, отличающийся тем, что из мелкой фракции, выделенной в процессе классификации концентрата, готовят раствор, в котором массовое отношение хлористого калия к воде превышает 17%, и возвращают приготовленный раствор в мельницу.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что приготовленный ненасыщенный раствор, в котором массовое отношение хлористого калия к воде превышает 17%, предварительно используют для выщелачивания хлористого натрия из флотационного концентрата, а затем жидкую фазу отделяют от концентрата и возвращают в мельницу.