Способ обогащения глинистых калийсодержащих руд Советский патент 1989 года по МПК B03D1/02 

Изобретепие относится к обогап1ению нолезных ископаемых и может быть использовано при флотации калийсодержа- nuix руд.

Целью изобретения является снижение расхода карбокси метил целлюлозы (КМЦ) за счет увеличения удельной энергии раствора и снижение потерь хлористого калия.

(люсоб обогап1ения глинистых калий- с()держап1и руд включает предварительное кондиционирование раствора КМЦ путем многократной циркуляции в контуре, состоящем из емкости и насоса, при этом производите,1ьность насоса составляет 70 - 90% от максимальной. Исходную руду и 3 мел ьч а ют, о бес ш л а м л и ва ют, п е ре мец и вают с кондиционированным раствором КЛАЦ, собирателем, затем проводят флотацию сильвинита.

Положительный эффект основывается на у, |учц1ении депрессируюших свойств КМЦ. Депрессирующие свойства - это способность реагента блокировать адсорб- ционно-активные центры поверхности глинисто-карбонатных минералов, являющихся сопутствующей к калийным рудам примесью. Без нейтрализации адсорбционной активности глинистых примесей (нерастворимого остатка) невозможен процесс эффективной флотации целевого компонента - х,пористого калия. Молекулы КМЦ в свое.м составе содержат большое число гидросд

о

1C

со

фильных, гидроксильных и карбоксильных групп, которые обеспечивают их адсорбцию на поверхности глинисто-карбонатных частиц. Для ионогенных полимеров, в том числе КМЦ, в растворах характерна глобулизация молекул (свертывание микромолекул в клубки) ввиду подавления диссоциации ионогенных групп и усиления внутримолекулярного взаимодействия. Молекулы высокополимеров в растворах также склонны к образованию ассоциатов и надмолекулярных структур. Эти явления приводят к тому, что в реальных растворах реагента, используемых в промышленности, реализуется только часть способности макромолекул нейтрализовать глинисто-карбонатные примеси, так как определенное количество активных функциональных групп заблокировано в результате свертывания макромолекул в глобулы, а также соседними макромолекулами ассоциатов или надмолекулярной структуры.

Как выяснилось в процессе эксперимента, энергии, возникающей в циркуляционном контуре, достаточно, чтобы произвести определенные изменения свойств растворов реагентов. В первую очередь она расходуется на возрастание теплового движения молекул (увеличивается температура циркулирующей жидкости). Увеличивается диссоциация ионогенных групп (что характеризуется изменением рН с 8,17 до 8,48 и окислительно-восстановительного потенциала с 223 до 188 мВ). Параллельно происходят процессы разрушения надмолекулярных структур, ассоциатов, разрыхление, частичное разворачивание глобул. Все это приводит к освобождению блокированных активных функциональных групп (более развернутые, разветвленные молекулы увеличивают авязкость раствора, что зафиксировано с 3,46 до 4,31 мИас). Все это и приводит к улучшению депрес- сирующей способности раствора КМЦ, так как дополнительное количество освобожденных активных групп макромолекул адсорбируется на большей площади минералов.

Непосредственное измерение производительности насоса, КПД насоса, сопротивления трубопровода, удельной энергии перекачиваемой жидкости, кроме производительности, затруднено, поэтому в результатах указано изменение легко определяемого значения производительности насоса. Истинной причиной происходящих с раствором реагента изменений является увеличение удельной энергии раствора в процессе обработки. Производительность насоса непосредственно связана с удельной энергией перекачиваемой жидкости. С некоторой погрешностью можно принять, что уменьшение производительности насоса на 10- 30% свидетельствует об увеличении удельной энергии жидкости на 10-30%, и счи0

тать, что используемые величины производительности насоса являются легко определяемым параметром, характеризующим удельную энергию жидкости.

Эффект зависит от длительности обработки реагента в циркуляционном контуре. Оптимальное количество циклов обработки в примерах - 30 (эффект возникает при 3-5 циклах и монотонно возQ растает при увеличении количества циклов до 30, оставаясь при дальнейшем увеличении времени обработки неизменным). Производительность насоса можно уменьшить путем уменьшения уровня в емкости перед насосом, уменьшения диаметра трубопровода на нагнетающей или всасывающей линиях, подачи в перекачиваемую жидкость газа и т. д.

Для проведения испыта(1ий использовали растворы реагентов, приготовленных в реагентном отделении сильвинитовой обогатительной фабрики и отобранных в трубопровод перед их подачей в процессе обогащения (базовой вариант). Концентрация депрессора КПП 2%; собирателя хлористого калия - октадецилами5 на (ОДА) в смеси с пенообразователем 0,5%. Состав флотируемой руды: КС1 30,2% и НО 3,5%. В опытах сравнивалось количество КМП (в граммах на тонну руды), необходимое для достижения при флотации заданного извлече0 ния из руды хлористого калия (90%) при прочих равных условиях.

Пример . В процессе обогащення хлористого калия используют раствор КМЦ, отобранный на обогатительной фабрике и не подвергнутый дополнительной обработ ке. Для достижения извлечения 90% хлористого калия требуется 450- кг/кг реагента. При 30-кратной обработке реагента в циркуляционном контуре, состоящем из вихревого насоса ВК 1/16 и откры0 той емкости (высота перекачивания 1,5 м, диаметр трубопроводов равен диаметру патрубков насоса, объем перекачиваемой жидкости 20 л, паспортная производительность при данном напоре 1,4 м /ч), его свойства и необходимый для депрессии

5 расход не изменяются. Постепенное уменьшение объема перекачиваемой жидкости (уровня жидкости в емкости) и, соответственно, производительности насоса приводит к активации реагента и сокращению его расхода (на 80- 10 кг/кг).

Чрезмерное уменьшение перекачиваемого объема (до 2 л) приводит к срыву работы насоса и прекращению перекачивания.

Пример 2. Сокращение расхода реаген та достигается при уменьшении производительности насоса путем перекрывания вентиля на всасывающем трубопроводе. Проходное сечение патрубков насоса 3 см. При полностью открытом вентиле (сечение

трубопровода также 3 см) Зи-кратная обработка реагента в циркуляционном контуре не изменяет его свойств. Уменьшение производительности насоса вследствие постепенного перекрывания вентиля приводит к активации реагента и сокращению его расхода. Объем перекачиваемой жидкости 20 л.

Пример 3. Сокращение расхода реагента достигается при уменьшении производительности насоса путем перекрывания вентиля на нагнетательном трубопроводе.

Пример 4. В случае применения необработанного 3%-ного раствора КМЦ при обо гащении хлористого калия до степени извлечения 90% требуется 490- 10 ® кг/кг реагента. После 30-кратной обработки КМЦ в циркуляционном контуре при уменьщен- ной производительности насоса необходимый расход снижается до 400- 10 кг/кг. Увеличение концентрации раствора реагента уменьшает количество вводимой в процесс воды и потери хлористого калия вследствие его растворения в воде.

Таким образом, в приведенных примерах показано, что многократная (5-30 циклов циркуляции, оптимальное количество 30, так как при дальнейшем увеличении количества циклов эффективность обработки не изменяется) обработка раствора реагента депрессора в циркуляционном контуре, состоящем из емкости и насоса, работающего с производительностью на 10-30% меньше его паспортной характеристики, приводит к улучшению его депрессирующей способности и позволяет использовать более концентрированные растворы.

Такая гидродинамическая обработка раствора реагента приводит к изменению физико-химических свойств. Так, в случае 2%-ного раствора после обработки показатель рН увеличивается с 8,17 до 8,48; окислительно-восстановительный потенциал уменьшается с 223 до 188 мВ; вязкость возрастает с 3,46 до 4,31 мПас. Это свидетельствует об изменении свойств раствора и структуры макромолекул, что вызывает улучшение его депрессирующей способности.

Таким образом, применение предлагаемого способа по сравнению с используемым на калийных обогатительных фабриках позволит на 8- 10 кг/кг снизить расход реагента депрессора и на 0,5% потери хлористого калия.

Формула изобретения

Способ обогащения глинистых калийсо- держащих руд, включающий предварительное кондиционирование раствора карбокси- метилцеллюлозы, измельчение, пульпирова- ние, обесщламливание исходного сырья, перемешивание пульпы с кондиционированным раствором карбоксиметилцеллюлозы, собирателем и флотацию сильвинита, отлипаю- щийся тем, что, с целью снижения потерь хлористого калия и расхода карбоксиметилцеллюлозы за сче увеличения удельной энергии раствора, кондиционирование раствора карбоксиметилцеллюлозы проводят путем многократной циркуляции в контуре, состоящем из емкости и насоса, при этом производительность насоса составляет 70-90% от максимальной.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотации калийсодержащих руд. Цель - снижение расхода карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) за счет увеличения удельной энергии раствора и снижение потерь хлористого калия. Раствор КМЦ предварительно кондиционируют путем многократной циркуляции в контуре, состоящем из емкости и насоса. Производительность насоса составляет 70-90% от максимальной. Исходное сырье измельчают, обесшламливают. Затем пульпу перемешивают с кондиционированным раствором КМЦ, с собирателем и проводят флотацию сильвинита. В процессе обработки в циркуляционном контуре увеличивается удельная энергия раствора КМЦ, что приводит к изменению его физико-химических свойств. Происходит увеличение температуры циркулирующей жидкости, изменяется PH и окислительно-восстановительный потенциал. В результате кондиционирования происходит увеличение депрессирующего действия КМЦ. Предлагаемый способ обеспечивает снижение расхода КМЦ на 8-10^-5 кг/кг и на 0,5% снижает потери хлористого калия.