Способ обогащения калийных руд Советский патент 1984 года по МПК B03D1/00 

ел

со tc ю Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности, к способам обогащения калийных руд, содержащих глинисто-карбонатные шламы. Флотационное обогащение указанных руд ведется с применением катионных собирателей - высокомолекулярных алифатических аминов (применение анионных собирателей, например, сульфонатов неэффективно). Для устранения отрицательного влияния глинисто-карбонатных щламов вводят реагенты - модификаторы, уменьщающие сорбцию собирателя щламами и гидрофилизирующие их поверхность, что обеспечивает условия эффективного излвечения КС1 в концентрат при высокой селективности процесса флотации. В качестве модификаторов щламов при катионной флотации сильвина применяют ряд соединений, в частности, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы (Na - КМЦ), сульфит - спиртовая барда (ССБ), кислое жидкое стекло (кжс) и другие. Однако данные реагенты либо дорогостоящи и дефицитны (Na КМЦ), либо не обладают достаточной эффективностью при депрессии и требуют больщого расхода, что снижает показатели при флотации водорастворимых солей. Известны способы обогащения калийных руд, содержащих глинисто-карбонатные щламы, включающие кондиционирование пульпы с неорганическими соединениями двух-, трех- и четырехвалентных металлов и последующую флотацию каЛийсодержащих минералов 1 и 2. Неорганические соединения двух-, трехи четырехвалентных металлов используют для депрессии щламов. Так, например, из двухвалентных катионов известно применение хлорида стронция и сульфата тория, из трех- и четырехвалентных катионов - солей и гидроксидов алюминия, железа и титана. Эффективность действия солей при одном и том же содержании щламов в руде резко различается. Так, сравнивая соли двухвалентных катионов стронция и тория, можно отметить, что в то время как при содержании сульфата тория в растворе 0,1 - 0,3% происходит снижение адсорбции амина щламами в среднем на 20%, то при содержании хлорида стронция 3-10% эта величина снижается в среднем только на 6-8%. Таким образом, эффективность депрессирующего действия неорганических солей зависит от их свойств и для каждой соли различна. Кроме того, в подавляющем больщинстве случаев неорганические соли и гидроксиды являются слабыми депрессорами, при их индивидуальном применении удовлетворительные результаты достигаются только при высоком их расходе, приводящем к связыванию собирателя в комплексы типа RNHj.T/X и снижению тем самым флот.ируемости хлорида калия. Кроме того, гидроксиды трех- и четырехвалентных металлов являются малорастворимыми соединениями, что представляет трудность для их дозировки вследствие гетерогенности суспензии реагента; высокое значение рН таких суспензий приводит к высаливанию и снижению эффективности действия катионного собирателя. Известны способы обогащения калийных руд, содержащих глинисто-карбонатные щламы,включающие введение в пульпу для депрессии нерастворимого остатка солей магния: хлорида или сульфата 3 и 4. Однако данные соли не являются эффективными депрессорами, так как не обеспечивают достаточной экранировки поверхности нерастворимого остатка, требуют введения дополнительных реагентов (щелочей), что увеличивает концентрацию щламов из-за образования малорастворимЫх соединений (гидроксидов и карбонатов магния) и снижает эффективность флотации из-за связывания катионного собирателя. Особенно сильно высаливание собирателя происходит в случае использования соли двухвалентного аниона - сульфата магния. Таким образом, недостатками указанных способов являются низкое извлечение полезного компонента в концентрат и низкое качество концентрата, из-за недостаточной эффективности используемых модификаторов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ обогащения калийных руд, содержащих глинисто-карбонатные щламы, включающий последовательное кондиционирование исходного сырья с полиакриламидом, катионным собирателем и вспенивателем, флотацию хлорида калия и обезвоживание конечного концентрата 5. Недостатками известного способа являются низкое извлечение хлористого калия в концентрат и качество концентрата, а также высокая влажность конечного продукта. Это вызвано тем, что применение полиакриламида эффективно только в случае использования его для руд, содержащих незначительное количество нерастворимого остатка. С увеличением содержания н.о. в руде свыще 1 -1,5% качество флотоконцентрата значительно ухудшается из-за повышенной флотируемости щламов, вызванной наличием во флотационном щелоке полиакриламида. Таким образом, наряду с высоким извлечением сильвина в концентрат, в спучае применения в качестве модификатора ПАА, происходит увеличение содержания в концентрате нерастворимого остатка, что вместе со снижением качества концентрата затрудняет последующие операции перекачки и обезвоживания его и приводит к увеличению энергозатрат на сушку концентрата.

Цель изобретения - повышение извлечения хлорида калия, качества концентрата и снижение влажности конечного продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обогащения калийных руд, содержащих глинисто-карбонатные щламы, включающему предварительное кондиционирование исходного сырья с полиакриламидом, катионным собирателем и вспенивателем, флотацию хлорида калия и обезвоживание конечного конценрата, при кондиционировании перед полиакриламидом дополнительно вводят хлорид магния, при этом массовое соотношение полиакриламида и хлорида магния составляет 1:1501:40000, а их суммарный расход составляет 0,03-8,00°/о от общей массы флотационного щелока.

Как показали исследования, улучшение селективности флотации достигается за счет активации отрицательно заряженной поверхности глинисто-карбонатных шламов катионами магния. Поверхность шламов (нерастворимого остатка) приобретает при этом положительный заряд или переходит в нейтральное состояние. В результате резко снижается адсорбция катионного собирателя на шламах и усиливается взаимодействие шламов с карбоксильными группами, входящими в состав макромолекул полиакриламида.

Обработка обогащаемой руды реагентами-модификаторами в указанном порядке при массовых соотношениях полиакриламид: хлорид магния ниже указанных пределов по хлориду магния (например 1:148) не позволяет получать хороших флотационных показателей вследствие недостаточно высокого извлечения хлорида калия и, в особенности, высокой флотируемости частиц нерастворимого остатка.

Эти частицы выносятся в пену вместе с сильвином, что приводит к значительному ухудшению селективности процесса. Увеличение массового соотношения полиакриламид: хлорид магния выше заданных пределов по хлориду магния (например 1:40200) приводит к увеличению доли депрессора сверх допустимого уровня, что вызывает значительное снижение извлечения в концентрат полезного компонента.

Суммарный расход модификаторов шламов (полиакриламида и хлорида магния) должен находиться в интервале 0,03-8% от общей массы флотационного щелока. Более низкие расходы снижают эффективность депрессии шламов, более высокие - приводят к высаливанию собирателя сильвина (аминов), что отрицательно сказывается на процессе флотации.

На модельной установке были проведены сравнительные испытания известных и предлагаемого способа флотации хлористого калия.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходное сырье кондиционируют с хлористым магнием, затем вводят полиакриламид, кондиционируют, добавляют собиратель, вспениватель и проводят флотацию.

Пример 1. Сильвинитовую руду Верхнекамского месторождения с содержанием нерастворимого остатка 3,8-4 мас.°/о измельчают до крупности 0,5 мм и проводят флотацию по схеме, предусматривающей основную флотацию и две перечистки, в режиме обеспечивающем получение конечного продукта с содержанием хлорида калия не ниже 95%.

Условия флотации.

Содержание твердого в суспензии при основной флотации 25%, в первой перечистке 20%, во второй 15-18%. Время контактирования хлорида магния с суспензией 10 мин. Максимальный расход хлорида магния 9 мас.%. Полиакриламид в пульпу не подают. Время контактирования суспензии с собирателем сильвина (смесью солянокислого октадециламина с сосновым маслом в соотношении 10:1) 30 с, расход собирателя 80 г/т руды.

Время основной флотации 2 мин.

Результаты опытов представлены в табл.1.

Таблица 1

Влияние расхода хлорида магния на показатели фл отации

Пример 2. Сильвинитовую руду Верхнекамского месторождения обогащают по примеру 1 с получением окончательного концентрата, содержащего не менее 95% хлорида калия. Максимальный суммарный расход модификатора (полиакриламида и хлорида магния) не превышает 24% от общей массы флотационного щелока (по условиям растворимости .хлорида магния в щелоке).

Полиакриламид добавляют после контактирования суспензии с хлоридом магния. Время контактирования суспензии с полиакриламидом 30 с. Остальные параметры процесса по примеру 1. Результаты опытов представлены в табл. 2.

Как видно из представленных в табл. 1 и 2 данных, применение в качестве депрессора шламов только полиакриламида (прототип) не позволяет получить высококачественный флотоконцентрат (табл. 2, соотношение Полиакриламид: хлорид магния, равное 1:0) вследствие высокой флотируемости нерастворимого остатка. Это не только отрицательпо сказывается на флотационном процессе, но также ухудшает последуюшие операции: перекачки флотоконцентрата, его обезвоживания и сушки.

Введение во флотационную пульпу только хлорида магния без полиакриламида (табл. 1) не обеспечивает требуемого извлечения хлорида калия в концентрат.

Использование совместно полиакриламида и хлорида магния (табл. 2) способствует получению флотоконцентрата с достаточно низким содержанием нерастворимого остатка при высоком извлечении целевого компонента. Наилучшие результаты как по извлечению хлорида калия, так и по содержанию нерастворимого остатка получены в пределах соотношений полиакриламид: хлорид магния (1:150-40000). При более низких соотношениях, например, 1:148 велика флотируемость мелких нескоагулировавшихся частиц нерастворимого остатка , что обуславливает повышение содержания нерастворимого остатка в концентрате. При более высоких соотношениях, например, 1:40200, резко снижается извлечение в концентрат хлорида калия вследствие связывания собирателя избытком хлорида магния. То же самое наблюдается при соотношениях полиакриламид: хлорид магния, входящих в установленный интервал, но при суммарном расходе модификаторов (полиакриламида и хлорида магния), превышающем верхний предел (8% от общей массы флотационного щелока). Так, например, при расхода с полиакриламида 20 г/т н.о. и 40 г/т н.о. и соотношениях Полиакриламид: хлорид магния 1:10050 и 1:5025 соответственно, суммарные расходы модификаторов составляют 8,04% от общей массы флотационного щелока, что приводит к значительному снижению извлечения хлорида калия.

Улучшение качества концентрата за счет снижения содержания в нем нерастворимого остатка приводит к снижению влажности конечного концентрата, что значительно уменьшает затраты на его термическое обезвоживание.

Таким образом, наибольший эффект как активирующего, так и депрессирующего

действия наблюдается при совместном нахождении в жидкой фазе полиакриламида и хлорида магния в соотнощении 1:150- 40000 и суммарном их расходе 0,03- 8,00 мас.% от общего количества флотационного щелока.

Таким образом, предложенный способ позволяет повысить извлечение хлорида калия в концентрат на 5-8% и снизить в нем содержание нерастворимого остатка на 0,1 - 1%. Одновременно на 2,6-4,8% снижается влажность конечного продукта.

я

ЕГ S Ч

ю и

н

СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ КАЛИЙНЫХ РУД, содержащих глинистокарбонатные щламы, включающий последовательное кондиционирование исходного сырья с полиакриламидом, катионным собирателем и вспенивателем, флотацию хлорида калия и обезвоживание конечного концентрата, отличающийся тем, что, с целью повыщения извлечения хлорида калия, качества концентрата и снижения влажности конечного продукта, при кондиционировании перед полиакриламидом дополнительно вводят хлорид магния, при этом массовое соотношение полиакриламида и хлорида магния составляет 1:150-1:40000, а их суммарный расход составляет 0,03-8,00% от общей массы флотационного щелока. ел

O

«IП

СОГ

m со

отvO ОО

00

i

vO

чО -г- o

in о OS 00 I

о

1Л 1Л

ооо

о ооо

U-1

о о оос

00

ьл о ооо

VO

f

ч- г-