СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ РУД Российский патент 2006 года по МПК B03D1/02 

Изобретение относится к технологии обогащения калийных руд методом флотации с проведением флотации сильвина (хлористого калия) из предварительно измельченной руды.

Известно применение в качестве реагента-собирателя хлористого калия предельных первичных алифатических аминов с длиной углеводородного радикала C₁₆, C₁₈ и йодным числом менее 5 (прототип - Титков С.Н., Соловьев Е.И., Мамедов А.И. Обогащение калийных руд. М. Недра, 1982, стр. 212-213 (приложение 1)). Эти амины производятся различными фирмами:

- в России - амин Березниковского ОАО «Азот»;

- во Франции - амин Норам SH фирмы Сека (ранее Перфите-Оби);

- в Швеции - амин Армин НТ (ранее Lilaflot HBGD) фирмы Акзо Нобель (ранее Кема-Норд);

- в Германии - амин Флотигам SH (ранее Флотигам SH 100) фирмы Клариан (ранее Хехст);

- в США - амин Армии НТ фирмы Акзо Нобель (ранее «Индастриал кемикл корпорейшн»)

и другими на основе технических стеариновых кислот растительного и животного происхождения. Они широко применяются в настоящее время в промышленном производстве хлористого калия из калийных руд флотационным методом в качестве реагента-собирателя. Эти амины представлены смесью аминов с длиной углеводородного радикала C₁₈ и C₁₆ с небольшой примесью (не более 3-5%) аминов с длиной углеводородного радикала С₁₂, С₁₄, С₂₀. Соотношение массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ изменяется от 2:1 до 2,5:1 соответственно.

С целью улучшения показателей флотационного обогащения калийных руд за счет увеличения извлечения KCl в концентрат, улучшения флотации крупных фракций KCl, обеспечения стабильных показателей флотации хлористого калия при сезонных колебаниях температуры от 18 до 35°С оборотного солевого раствора (жидкая флотационная фаза при переработке водорастворимых калийных руд) предлагается применение в качестве реагента-собирателя для флотации хлористого калия первичных алифатических аминов с соотношением массовых долей фракций C₁₈ и C₁₆ не менее 2,7:1 и не более 4,0:1 соответственно.

При соотношении массовых долей фракций аминов C₁₈ и С₁₆ меньше 2,7:1 снижается гидрофобизирующий эффект сорбции амина на поверхности частиц сильвина, ухудшается закрепление крупных фракций сильвина на пузырьке воздуха, что снижает флотируемость хлористого калия, особенно при повышении температуры жидкой фазы флотации - насыщенного солевого раствора хлоридов калия и натрия.

При соотношении массовых долей фракций аминов С₁₈ и C₁₆ более 4,0:1 происходящее увеличение молекулярной массы амина приводит к усилению его высаливания в насыщенном солевом растворе хлоридов калия и натрия, что значительно ухудшает закрепление амина на сильвине и соответственно флотируемость хлористого калия.

По известному и предлагаемому способам были проведены опыты по флотации хлористого калия из калийной руды Верхнекамского месторождения.

Опыты проводились на калийной руде, измельченной до крупности 1,5-0 мм и содержащей 26% KCL. В руде содержались глинисто-карбонатные примеси (1,5%), которые предварительно перед флотацией сильвина удалялись флотационным способом до содержания глинисто-карбонатных примесей в питании флотации сильвина 0,6%.

Опыты по флотации KCl (сильвина) различной средней крупности питания флотации сильвина (0,55 мм и 0,74 мм) проводились в солевом растворе с температурой 18°С и 35°С с применением в качестве собирателя аминов с различным соотношением фракций C₁₆ и C₁₈.

Пробы сильвинового концентрата и хвостов сильвиновой флотации обезвоживались, сушились, анализировались на содержание KCL и проводился расчет извлечения KCL в сильвиновый концентрат.

Пример 1. Известный способ.

Флотация сильвина осуществлялась с применением в качестве собирателя аминов C₁₆, С₁₈ с соотношением массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ равном 2,5:1 и 2,6:1 соответственно.

Пример 2. Заявляемый способ.

Флотация сильвина осуществлялась с применением в качестве собирателя аминов C₁₆, C₁₈ с соотношением массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ равном 2,7:1; 3,0:1; 3,5:1; 4,0:1; 4,2:1; 4,5:1 соответственно.

Результаты опытов приведены в таблицах 1-3 и на фиг.1-4.

В таблице 1 и на фиг.1, 2 представлены результаты опытов при температуре солевого раствора - жидкой флотационной фазы 18°С и средней крупности питания флотации 0,55 мм.

Исследованиями влияния соотношения массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ в аминном собирателе на извлечение KCL в концентрат при расходе амина 40 г/т руды, 50 г/т руды и 60 г/т руды (рис.1) показано, что при заявляемом соотношении массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ от 2,7:1 до 4,0:1 достигается наибольшее извлечение KCL в концентрат.

На фиг.2 приведены данные о влиянии расхода аминного собирателя на извлечение KCL в концентрат при применении в качестве собирателя с различным соотношении массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆. Из представленных данных видно, что для достижения равного извлечения KCL в концентрат (95,5%) в случае применения аминного собирателя с заявляемым соотношением массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ от 2,7:1 до 4,0:1 требуется меньший расход собирателя (расход собирателя снизился с 60 г/т руды до 50 г/т руды).

В таблице 2 и на фиг.3 представлены результаты опытов при одинаковой температуре солевого раствора - жидкой флотационной фазы (18°С) и разной средней крупности питания флотации (0,55 мм и 0,74 мм). Как видно из данных таблицы 2, применение собирателя с заявляемым соотношением массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ (от 2,7:1 до 4,0:1), также как и в случае флотации более мелкого хлористого калия (средняя крупность 0,55 мм), обеспечивает наибольшее извлечение KCL в концентрат.

Кроме того, сравнение извлечений KCL в концентрат в зависимости от расхода собирателя при разной крупности флотируемого хлористого калия показало (фиг.3), что применение аминного собирателя с заявляемым соотношением массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ от 2,7:1 до 4,0:1 позволяет достичь равных показателей флотации (расход собирателя, извлечение KCL в концентрат) при увеличенной крупности питания флотации (с 0,55 мм до 0,74 мм).

В таблице 3 и на фиг.4 представлены результаты опытов при одинаковой крупности питания флотации (0,55 мм), но различной температуре солевого раствора - жидкой флотационной фазы (18°С и 35°С). Как видно из данных таблицы 3, применение собирателя с заявляемым соотношением массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ (от 2,7:1 до 4,0:1) при температуре солевого раствора 35°С, также как и в случае флотации в солевых растворах с температурой 18°С, обеспечивает наибольшее извлечение KCL в концентрат.

Кроме того, сравнение извлечений KCL в концентрат в зависимости от расхода собирателя при разной температуре солевого раствора показало (рис.4), что применение аминного собирателя с заявляемым соотношением массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ от 2,7:1 до 4,0:1 позволяет достичь равных показателей флотации (расход собирателя, извлечение KCL в концентрат) при увеличении температуры солевого раствора (с 18°С до 35°С).

Как видно из представленных результатов, применение в качестве собирателя аминов C₁₆, C₁₈ с соотношением массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ равном 2,7:1-4,0:1 позволяет:

- увеличить извлечение KCL в концентрат при меньшем расходе собирателя (таблица 1, фиг.1, 2);

- повысить крупность флотируемого сильвина без снижения его извлечения в концентрат (таблица 2, рис.3);

- осуществить флотацию сильвина с равными показателями при температуре солевого раствора 18°С и 35°С (таблица фиг.4).

Таким образом применение аминов нового состава с соотношением массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ от 2,7:1 до 4,0:1 позволяет улучшить технические показатели переработки калийных руд за счет увеличения извлечения KCl в готовой продукции на 1,5-2,0% и стабилизировать работу флотационных калийных фабрик в летний и зимний периоды времени при изменении температуры солевого раствора от 18 до 35°С.

Способ флотационного обогащения калийных руд с применением в качестве собирателя аминов с отношением массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ равным 2,7:1-4,0:1 соответственно может быть применен на флотационных фабриках ОАО Сильвинит и позволит повысить технико-экономические показатели производства хлористого калия.

Таблица 1Таблица Результаты опытов по флотации KCL из калийной руды. Температура жидкой флотационной фазы - 18°С. Средняя крупность питания флотации - 0,55 мм.Температура солевого раствора - жидкой флотационной фазы, °ССредняя крупность питания флотации, ммСобиратель хлористого калия амин C₁₆, C₁₈Сильвиновый КонцентратХвосты флотацииПримечаниеСоотношение фракций C₁₈/C₁₆Расход, г/т рудыВыход, %СодержаниеИзвлечение СодержаниеKCL, %KCL, %KCL180,552,504026,689,091,13,17Прототип5027,388,492,82,576028,188,195,21,732,604026,988,691,72,965027,588,293,32,416028,287,995,31,692,704027,289,193,22,42Заявляемый способ5027,988,995,41,666028,388,496,21,373,004027,888,094,12,135028,487,795,81,536028,787,496,51,284,004027,687,793,12,485028,387,695,31,696028,687,396,01,454,204026,389,390,33,41 5026,988,891,92,896027,488,593,32,414,504025,789,088,04,215026,588,590,23,476027,088,291,62,99

Таблица 2Результаты опытов по флотации KCL из калийной руды при различной крупности питания флотации сильвина. Температура жидкой флотационной фазы - 18°С.Температура солевого раствора - жидкой флотационной фазы, °ССредняя крупность питания флотации, ммСобиратель хлористого калия - аминСильвиновый КонцентратХвосты флотацииПримечаниеСоотношение массовых долей фракций аминов C₁₈/C₁₆Расход, г/т рудыВыход, %Содержание KCL, %Извлечение KCL, %Содержание KCL180,552,54026,689,091,13,17Прототип5027,388,492,82,576028,188,195,21,732,64026,988,691,72,965027,588,293,32,416028,287,995,31,690,742,54025,489,587,44,385026,189,389,63,646026,689,091,13,177027,188,792,52,698027,888,694,71,902,64026,089,489,43,725026,589,391,03,186026,989,492,52,677027,388,993,32,388027,988,695,11,782,74026,988,691,72,96Заявляемый способ5027,588,293,32,416028,287,995,31,693,04027,188,792,52,695027,688,493,82,216028,288,095,41,654,04027,088,692,02,855027,588.493,52,336028,188,195,21,734,24025,889,388,63,995026,388,889,83,596026,688,590,53,357027,088,792,12,818027,688,694,12,144,54025,189,486,34,75 5025,889,388,63,996026,289,189,83,607026,788,791,13,168027,088,491,82,92

Таблица 3Результаты опытов по флотации KCL из калийной руды при различной температуре флотационной жидкой фазы - насыщенного солевого раствора. Средняя крупность питания флотации сильвина - 0,55 мм.Температура солевого раствора - жидкой флотационной фазы, °ССредняя крупность питания флотации, ммСобиратель хлористого калия - аминСильвиновый КонцентратХвосты флотацииПримечаниеСоотношение фракций C₁₈/C₁₆Расход, г/т рудыВыход, %Содержание KCL, %Извлечение KCL, %Содержание KCL180,552,504026,689,091,13,17Прототип5027,388,492,82,576028,188,195,21,732,604026,988,691,72,965027,588,293,32,416028,287,995,31,69350,552,504025,889,288,54,025026,288,989,63,676026,988,691,72,967027,388,592,92,538028,088,495,21,732,604025,989,188,83,945026,389,090,03,526027,188,892,62,657027,488,893,62,308028,188,695,81,532,704026,689,391,43,06Заявляемый способ5027,489,093,82,226028,188,495,51,613,004026,889,291,92,865027,589,094,12,106028,188,795,91,504,004026,689,091,13,175027,588,893,92,186028,288,395,81,534,204025,688,887,44,39 5026,188,889,13,826026,888,190,83,267027,287,591,53,028027,887,493,52,364.504025,090,086,54,675025,489,187,04,526026,188,789,03,867026,688,190,13,508027,288,092,12,84

Изобретение относится к технологии флотационного обогащения руд и может быть использовано для повышения эффективности действия катионного собирателя при переработке калийных руд или других видов полезных ископаемых. Позволяет увеличить флотируемость крупных фракций сильвина, обеспечить стабильные показатели флотации хлористого калия при сезонных колебаниях температуры оборотного солевого раствора от 18 до 35°С. Способ включает измельчение руды, ее обесшламливание и флотацию хлористого калия. В качестве реагента-собирателя применяются амины с соотношением массовых долей фракций аминов C₁₈ и C₁₆ не менее 2,7:1 и не более 4,0:1 соответственно. 3 табл., 4 ил.

Способ флотационного обогащения калийных руд, предусматривающий измельчение руды, ее обесшламливание и последующую флотацию хлористого калия, отличающийся тем, что в качестве собирателя хлористого калия применяются амины с отношением массовых долей фракций аминов C₁₈:C₁₆, равным 2,7:1-4,0:1 соответственно.