СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОГО ОБЕСШЛАМЛИВАНИЯ СИЛЬВИНИТОВЫХ РУД Российский патент 2023 года по МПК B03D1/02 B03B7/00 B03B1/00 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может использоваться в химической промышленности, в частности, в технологии флотационного обесшламливания сильвинитовых руд для повышения эффективности шламовой флотации.

Известен способ флотационного обесшламливания сильвинитовых руд (патент RU №2165797 от 27.04.2001), включающий измельчение руды, обработку руды флокулянтом поликариламидом марки "Ассо ос 110" (фирма Санье, Япония) и реагентом-собирателем, флотацию шламов, флотацию хлористого калия с применением в качестве собирателя первичных алифатических аминов. В качестве реагента-собирателя для флотации шламов используют оксиэтилированные алкилфенолы с длиной углеводородного радикала C₂ и количеством оксиэтильных групп в радикале 12-20, получаемые на основе тримеров пропилена.

Недостатком способа является невысокая активность реагента-флокулянта.

Известен способ флотационного обесшламливания сильвинитовых руд (патент RU №2237521 от 10.10.2004), включающий измельчение руды, обработку руды флокулянтом полиакриламидом марки “Аккофлок А-110” (производства Японии, Митсуи Сайтек ЛТД), реагентом-собирателем, флотацию шламов и флотацию хлористого калия. В качестве реагента-собирателя для флотации шламов используют полиоксиэтиленгликолевые эфиры моноалкилфенолов, имеющие 8-14 атомов углерода в алкильной группе, с количеством оксиэтильных групп в радикале 20-30.

Недостатком способа является невысокая активность реагента-флокулянта.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ обесшламливания сильвинитовой руды (патент RU №2132239 от 27.06.1999), включающий 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.

Недостатком способа является невысокая активность реагента-флокулянта.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в повышении эффективности реагента-флокулянта, а именно, увеличение степени извлечения глинисто-солевого шлама в пенный продукт в процессе флотационного обесшламливания сильвинитовых руд.

Решение задачи осуществляется за счёт использования предварительной ультразвуковой обработки флотационного реагента-флокулянта в качестве которого используют 0,1-% водный раствор полиакриламида торговой марки UTS 219.

Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в повышении флокулирующей способности реагента-флокулянта.

Технический результат достигается за счёт того, что в заявляемом способе флотационного обесшламливания сильвинитовых руд, включающем её дробление, измельчение до фракции заданного размера, кондиционирование рудной суспензии реагентом-флокулянтом и реагентом-собирателем, проведение процесса пенной флотации шламов с последующим отделением пенного и камерного продуктов флотации, согласно изобретению перед кондиционированием рудной суспензии реагентами проводят ультразвуковую обработку реагента-флокулянта в качестве которого используют 0,1-% водный раствор полиакриламида, который затем вводят в рудную суспензию и проводят кондиционирование, после чего в рудную суспензию вводят реагент-собиратель в качестве которого используют 2-% водный раствор первичных этоксилированных аминов и продолжают кондиционирование, при этом ультразвуковую обработку раствора реагента-флокулянта проводят с частотой 22±1,65 КГц, мощностью 168-420 Вт, длительностью не менее 90 секунд.

Под действием ультразвуковой кавитации происходит диспергирование агломератов реагента-флокулянта на основе полиакриламида, которое изменяет физико-химические параметры реагента: уменьшаются размеры агломератов, повышается флокулирующая способность по отношению к глинисто-солевому шламу, что приводит в итоге к повышению степени извлечения глинисто-солевого шлама в пенный продукт.

В качестве реагента-флокулянта используют полиакриламид (торговой марки UTS 219) 0,1-% водный раствор, а в качестве реагента-собирателя используют первичные этоксилированные амины 2-% водный раствор. Раствор реагента-депрессора вводят в рудную суспензию в количестве не менее 10,5 г/т руды, а раствор реагента-собирателя - в количестве не менее 20 г/т руды.

Способ флотационного обесшламливания сильвинитовых руд осуществляют следующим образом: осуществляют дробление, измельчение до фракции менее 1,250 мм сильвинитовой руды, далее реагент-флокулянт - полиакриламид 0,1-% водный раствор торговой марки UTS 219, в течение не менее 90 секунд подвергают обработке ультразвуком с частотой ультразвуковых колебаний 22±1,65 кГц, акустической мощностью 168-336 Вт (оптимальный 336 Вт), после чего добавляют реагент-флокулянт в рудную суспензию из расчёта не менее 10,5 г/т руды, проводят кондиционирование рудной суспензии с раствором реагента-флокулянта в течение не менее трёх минут, после этого в рудную суспензию вводят реагент-собиратель в качестве которого используют 2-% водный раствор первичных этоксилированных аминов, из расчёта не менее 20 г/т руды, продолжают кондиционирование рудной суспензии в течение не менее трёх минуты. По завершении кондиционирования проводят процесс пенной флотации с отделением пенного концентрата от камерного продукта флотации.

Изобретение поясняется следующими примерами.

ПРИМЕР №1

Для осуществления способа флотационного обесшламливания сильвинитовых руд проводили её дробление, измельчение до фракции менее 1,250 мм, далее готовили реагент-флокулянт – водный раствор полиакриламида (0,1 % масс.), и реагент-собиратель – водный раствор первичных этоксилированных аминов (2 % масс.). После приготовления реагентов проводили ультразвуковую обработку реагента-флокулянта с частотой 22±1,65 кГц, акустической мощностью 336 Вт и длительностью 90 секунд, который затем добавляли в рудную суспензию при расходе 10,5 г/т руды и кондиционировали в течение 3 мин. Далее добавляли реагент-собиратель в рудную суспензию при расходе 20 г/т руды и кондиционировали в течение 3 мин. После чего проводили процесс пенной флотации в течение 6 минут и отделяли пенный концентрат от камерного продукта, высушивали до постоянной массы и определяли степень извлечения глинисто-солевого шлама из сильвинитовой руды.

При этом степень извлечения глинисто-солевого шлама в пенный продукт составило 27,6 % (см. таблицу 1, пример №1).

В качестве источника ультразвуковых колебаний использовали ультразвуковой генератор с пьезоэлектрической колебательной системой развитой излучающей поверхностью из титанового сплава в металлическом корпусе с принудительным воздушным охлаждением модели УЗТА-0,8/22-ОМУ серии «Волна». Установка имеет номинальную рабочую частоту 22±1,65 кГц, интенсивность излучения не менее 3,5 Вт/см². Электронный генератор с таймером и регулятором мощности (40-100%).

ПРИМЕР №2

Способ флотационного обесшламливания сильвинитовых руд осуществляли аналогично примеру №1 с тем отличием, что ультразвуковую обработку реагента-флокулянта в качестве которого использовали 0,1-% водный раствор полиакриламида производили при акустической мощности 252 Вт.

При этом степень извлечения глинисто-солевого шлама в пенный продукт составило 26,50 %, (см. таблицу 1, пример №2).

ПРИМЕР №3

Способ флотационного обесшламливания сильвинитовых руд осуществляли аналогично примеру №1 с тем отличием, что ультразвуковую обработку реагента-флокулянта в качестве которого использовали 0,1-% водный раствор полиакриламида производили при акустической мощности 168 Вт.

При этом степень извлечения глинисто-солевого шлама в пенный продукт составило 25,86 %, (см. таблицу 1, пример №3).

ПРИМЕР №4

Способ флотационного обесшламливания сильвинитовых руд осуществляли аналогично примеру №1 с тем отличием, что ультразвуковую обработку реагента-флокулянта в качестве которого использовали 0,1-% водный раствор полиакриламида производили при акустической мощности 420 Вт.

При этом степень извлечения глинисто-солевого шлама в пенный продукт составило 27,07 %, (см. таблицу 1, пример №4).

ПРИМЕР №5

Способ флотационного обесшламливания сильвинитовых руд осуществляли аналогично примеру №1 с тем отличием, что ультразвуковую обработку реагента-флокулянта в качестве которого использовали 0,1-% водный раствор полиакриламида производили при акустической мощности 420 Вт и длительностью 30 с.

При этом степень извлечения глинисто-солевого шлама в пенный продукт составило 25,17 %, (см. таблицу 1, пример №5).

ПРИМЕР №6

Способ флотационного обесшламливания сильвинитовых руд осуществляли по прототипу без ультразвуковой обработки реагента-флокулянта в качестве которого использовали 0,1-% водный раствор полиакриламида.

При этом степень извлечения глинисто-солевого шлама в пенный продукт составило 24,97 %, (см. таблицу, пример №6).

Таблица

Влияние величины акустической мощности ультразвуковой обработки реагента-флокулянта на степень извлечения глинисто-солевого шлама в пенный продукт

№ примера Акустическая мощность ультразвуковой обработки, Вт Длительность ультразвуковой обработки, с Расход реагента-флокулянта, г/т руды Степень извлечения глинисто-солевого шлама в пенный продукт, % 336 90 10,5 27,60 252 90 10,5 26,50 168 90 10,5 25,86 420 90 10,5 27,07 420 30 10,5 25,17 Без ультразвуковой обработки 10,5 24,97

Из анализа таблицы видно, что при осуществлении способа флотационного обесшламливания сильвинитовых руд с использованием ультразвуковой обработки реагента-флокулянта (по примеру 1) степень извлечения глинисто-солевого шлама составляет 27,60 %, что выше на 10,5 % относительных, по сравнению с примером №6, (в котором степень извлечения составила 24,97 %), осуществляемым без ультразвуковой обработки реагента-флокулянта. Повышение или снижение мощности ультразвуковой обработки реагента-флокулянта от оптимального значения ведёт к снижению степени извлечения глинисто-солевого шлама в концентрат (примеры 2-4).

Оптимальное значение акустической мощности ультразвуковой обработки реагента-флокулянта определено на основании достигнутых показателей степени извлечения глинисто-солевых шламов, приведённых в таблице. Оптимальное значение для реагента-флокулянта в качестве которого используют 0,1-% водный раствор полиакриламида – акустическая мощность 336 Вт, (результаты степени извлечения глинисто-солевых шламов для примера 1 (мощность 336 Вт) лучше, чем для примера 2 (мощность 252 Вт) и чем для примера 4 (мощность 420 Вт)).

Таким образом, использование ультразвуковой обработки реагента-флокулянта на основе полиакриламида (0,1 % масс) позволяет повысить степень извлечения глинисто-солевого шлама на 10,5 % относительных.

Предложенное изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может использоваться в химической промышленности, в частности в технологии флотационного обесшламливания сильвинитовых руд. Способ флотационного обесшламливания сильвинитовой руды включает её дробление, измельчение до фракции заданного размера, кондиционирование рудной суспензии реагентом-флокулянтом и реагентом-собирателем, проведение процесса пенной флотации шламов с последующим отделением пенного и камерного продуктов флотации. Перед кондиционированием рудной суспензии реагентами проводят ультразвуковую обработку реагента-флокулянта, в качестве которого используют 0,1%-ный водный раствор полиакриламида, который затем вводят в рудную суспензию, и проводят кондиционирование, после чего в рудную суспензию вводят реагент-собиратель, в качестве которого используют 2%-ный водный раствор первичных этоксилированных аминов, и продолжают кондиционирование. Ультразвуковую обработку раствора реагента-флокулянта проводят с частотой 22±1,65 кГц, мощностью 168-420 Вт, длительностью не менее 90 секунд. Реагент-флокулянт используют в количестве не менее 10,5 г/т руды. Реагент-собиратель используют в количестве не менее 20 г/т руд. Технический результат - повышение флокулирующей способности реагента-флокулянта, а также повышение эффективности шламовой флотации. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.

1. Способ флотационного обесшламливания сильвинитовой руды, включающий её дробление, измельчение до фракции заданного размера, кондиционирование рудной суспензии реагентом-флокулянтом и реагентом-собирателем, проведение процесса пенной флотации шламов с последующим отделением пенного и камерного продуктов флотации, отличающийся тем, что перед кондиционированием рудной суспензии реагентами проводят ультразвуковую обработку реагента-флокулянта, в качестве которого используют 0,1%-ный водный раствор полиакриламида, который затем вводят в рудную суспензию, и проводят кондиционирование, после чего в рудную суспензию вводят реагент-собиратель, в качестве которого используют 2%-ный водный раствор первичных этоксилированных аминов, и продолжают кондиционирование, при этом ультразвуковую обработку раствора реагента-флокулянта проводят с частотой 22±1,65 кГц, мощностью 168-420 Вт, длительностью не менее 90 секунд.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реагент-флокулянт используют в количестве не менее 10,5 г/т руды.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реагент-собиратель используют в количестве не менее 20 г/т руд.