СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ КАЛИЙНЫХ РУД Российский патент 2023 года по МПК B03D1/02 B03D101/06 B03D103/10 

Изобретение относится к технологии переработки полезных ископаемых методом флотации, например, калийных руд.

Известны способы флотационной переработки калийных руд, предусматривающие измельчение, классификацию, обесшламливание руды с последующей флотацией сильвина (С.Н. Титков, Е.И. Соловьев, А.И. Мамедов. Обогащение калийных руд. М.: Недра, 1980.).

Известен способ флотационного обогащения калийных руд, предусматривающий обработку питания сильвиновой флотации реагентом депрессором шламов (Тетерина Н.Н., Сабиров Р.Х., Сквирский Л.Я., Кириченко Л.Н. Технология флотационного обогащения калийных руд. Пермь-Соликамск-Березники, 2002, стр. 318-319) - аналог.

Технология предусматривает обработку реагентом измельченной руды, и проведение флотации с выделением целевого продукта - хлористого калия - в пенный продукт.В качестве реагента-собирателя для флотации используется катионный ПАВ - первичные алифатические амины фракции С16 - С18. [1]

Сорбция применяемых аминов на содержащихся в руде глинисто-карбонатных примесях (нерастворимый остаток - н.о.) с образованием шламов ухудшает флотируемость сильвина. Для устранения отрицательного влияния глинисто-карбонатных шламов на флотацию хлористого калия применяются реагенты-депрессоры, подаваемые в питание сильвиновой флотации перед реагентом-собирателем.

Реагенты-депрессоры представляют собой водорастворимые высокомолекулярные полимеры или олигомеры. Адсорбируясь на поверхности мелкодисперсных частиц глинисто-карбонатного шлама депрессоры препятствуют адсорбции реагента-собирателя. В свою очередь это улучшает условия сорбции реагента-собирателя, снижает его расход и повышает эффективность флотации. Снижение сорбции собирателя на шламах также снижает их флотируемость и повышает качество концентрата.

Известно применение в качестве депрессора лигносульфонатов [2]. Недостатком является значительное кислотно-основное взаимодействие лигносульфонатов с катионным собирателем, приводящее к подавлению флотации сильвинита уже при небольшом избытке расхода депрессора. Также лигносульфонаты характеризуются значительным пенообразующим действием, ухудшающим селективность флотации.

Известно предложение о применении в качестве реагента-депрессора сильвиновой флотации продуктов реакции карбамида с формальдегидом (карбамидоформальдегидные смолы) при мольном отношении карбамид: формальдегид = 1.0: 1.6 - 2.0 [3]. Недостатками являются высокий расход реагента (400-600 г/т руды), ограниченная водорастворимость (совместимость) с рассолом, нестабильность технологических свойств смолы при хранении.

Известно предложение о применении в качестве реагента-депрессора продукта реакции карбамида и формальдегида при мольном отношении карбамид: формальдегид =1.0:3.0 [4]. Недостатком является высокая токсичность - содержание свободного формальдегида 7 - 10%.

Известно предложение о применении в качестве реагента-депрессора сополимера акриламида и бета-метакрилоксиэтилтриметиламмоний метилсульфата [5]. Недостатком является высокая стоимость реагента.

Известен способ флотации калийных руд [6] с предложением в качестве реагента-депрессора карбоксиметилцеллюлозы в сочетании с водорастворимыми карбамидоформальдегидными смолами. Недостатком является высокая стоимость и низкая эффективность действия в присутствии солей магния в жидкой фазе.

Известно предложение о применении в качестве реагента-депрессора калийной флотации высокомолекулярных четвертичных диаллил-диалкиламмоний хлоридов, получаемых полимеризацией диаллиловых мономеров [7]. Недостатком является высокая стоимость реагента.

Известно предложение использовать в качестве депрессора полимерные четвертичные основания, получаемые реакцией диалкиламина, первичных аминов или полиалкиленаминов, и эпокси-соединений или прекурсоров эпокси-соединений типа эпихлоргидрина, превращающихся в основной среде в эпокси-соединения [8]. Недостатком является высокая стоимость реагента.

Известен способ флотации [9], с использованием в качестве реагента-депрессора продуктов реакции карбамида с формальдегидом (модифицированной карбамидоформальдегид-ной смолы), модифицированной полиаминным компонентом (полиэтиленполиамин) с получением катионно-активного реагента. Массовое отношение компонентов Карб:Форм: ПЭПА=1.0:1.12-2.7:0.05-0.3. - прототип.

Недостатками является повышенное содержание свободного формальдегида 1,3-1,5%, и повышенная стоимость вследствие использования дорогостоящего и дефицитного компонента - полиэтиленполиамина.

Целью изобретения является разработка способа флотации, обеспечивающего требуемые нормативные показатели процесса (удельный расходы реагентов, содержание целевого продукта в концентрате, потери целевого продукта с «хвостами» флотации), улучшение санитарных условий труда и уменьшение загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается путем проведения флотации с использованием в качестве реагента-депрессора модифицированной карбамидоформальдегидной смолы марки КС-МД (ТУ 2223-41-48090685-2021), получаемой поликонденсацией карбамида с формальдегидом и аммиаком при мольном отношении компонентов карбамид: формальдегид: аммиак =1.0:2.5-3.0:0.4-0.6, модифицированной аминоспиртами в количестве до 5% от общей массы реагента. Содержание свободного формальдегида не более 0.6%. Использование в составе смолы дешевого и доступного аммиака взамен дорогостоящего полиэтиленполиамина позволяет уменьшить содержание свободного формальдегида и снизить стоимость реагента.

Технический результат изобретения заключается в снижении токсичности и стоимости реагента-депрессора, применяемого в процессе сильвиновой флотации в присутствии глинисто-карбонатных щламов.

Предложенный способ испытан на пробе питания основной сильвиновой флотации силь-винитовой обогатительной фабрики второго Березниковского калийного производственного рудоуправления - СОФ БКПРУ-2 крупностью -1,6 мм с содержанием нерастворимого остатка 1,0%.

Флотация сильвина проводилась с применением в качестве реагента-собирателя сильвина эмульсии амин-вспениватель-аполярный реагент.

В таблице 1 и на рисунках 1 и 2 представлены результаты опытов по флотации калийной руды с применением в качестве депрессора шламов реагента КС-МФ (прототип) и реагента КС-МД.

Таблица 1 - результаты флотационных опытов Состав руды: KCl - 28,4%, н.о. - 4,8%.

Состав питания сильвиновой флотации: KCl - 21,7%, н.о. - 1,9%.

Реагенты-депрессоры шламов: депрессор марки КС-МФ - содержание свободного формальдегида - 1,3-1,5%; депрессор марки КС-МД - содержание свободного формальдегида -0,6%.

Расход реагентов: амин - 28,2 г/т питания, депрессор - 50, 100, 150 г/т питания.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Желнин А.А., «Теоретические основы и практика флотации калийных солей». Л., Химия, 1973

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

3. Александрович Х.М., Можейко Ф.Ф., Коршук Э.Ф., Маркин А Д, «Физико-химия селективной флотации калийных солей. Минск, Наука и техника, 1983, стр. 156-164.

4. Патент США №3,017,028, 1962

5. Патент США №3,452,867, 1969

6. АС СССР №276,845, кл. B03D 1/02, 1970

7. Патент США №3,782,546, кл. B03D 1/01, 1974

8. Патент США №9,486,815, кл. B03D 1/02, 2016

9. Патент РФ №2165798, кл. B03D 1/01, 2001

Предложенное изобретение относится к технологии переработки полезных ископаемых методом флотации, например калийных руд. Способ флотационного обогащения калийных руд предусматривает измельчение и обесшламливание руды с уменьшением содержания водонерастворимых силикатно-карбонатных примесей в питании сильвиновой флотации, обработку питания сильвиновой флотации реагентом-депрессором и катионным собирателем сильвина - первичным алифатическим амином. В качестве депрессора шламов применяют продукт поликонденсации карбамида с формальдегидом и аммиаком при мольном отношении компонентов карбамид : формальдегид : аммиак = 1.0:2.5-3.0:0.4-0.6, модифицированный аминоспиртами в количестве до 5% от общей массы реагента. Технический результат - улучшение технологических показателей в цикле основной сильвиновой флотации, снижение токсичности реагента-депрессора. 2 ил., 1 табл.

Способ флотационного обогащения калийных руд, предусматривающий измельчение и обесшламливание руды с уменьшением содержания водонерастворимых силикатно-карбонатных примесей в питании сильвиновой флотации, обработку питания сильвиновой флотации реагентом-депрессором и катионным собирателем сильвина - первичным алифатическим амином, отличающийся тем, что в качестве депрессора шламов применяют продукт поликонденсации карбамида с формальдегидом и аммиаком при мольном отношении компонентов карбамид : формальдегид : аммиак = 1.0:2.5-3.0:0.4-0.6, модифицированный аминоспиртами в количестве до 5% от общей массы реагента.