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Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von kieseritischen Kalirohsalzen oder von Hartsalzrückständen der Kaliindustrie
Kieserit (MgSO. HO) tritt in den natürlichen Kalisalzlagerstätten vergesellschaftet mitSylvin und Steinsalz als Begleit-oder Hauptmineral auf. Als Hauptmineral kommt der Kieserit vorwiegend in den Hartsalzen vor.
Bei der Kaligewinnung gelangt der Kieserit mit dem Steinsalz in die Rückstände, so dass die Kieseritgewinnung aus kaliarmen Rückständen der Kalisalzfabrikation der in der Technik am häufigsten auftretende Fall ist.
Für die Abtrennung des Kieserits aus Kalirückständen sind mehrere Verfahren bekannt. Es werden beispielsweise Rohkieseritedadurchgereinigt, dass der Kieserit von den Begleitsubstanzen durch S chlämm- und Filtrierverfahren getrennt wird.
Seit einiger Zeit wird auch die Kieseritgewinnung durch Schaumflotation betrieben. Bei diesem Verfahren muss der gewonnene Kieserit sowie der Rückstand mit erheblichem Aufwand von der Salzsole durch Filtrieren oder Zentrifugieren und das Produkt noch von der verbleibenden Restfeuchte durch Trocknen befreit werden.
Durch die deutsche Patentschrift Nr. 1078 961 wird ein elektrostatisches Aufbereitungsverfahren für
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oberhalb 1200C elektrostatisch getrennt.
Dieses Verfahren erfordert erhebliche Mengen einer teuren chemischen Verbindung und macht auch hohe Trenntemperaturen erforderlich.
Bei diesem Verfahren muss auch eine bestimmte Reihenfolge in der Abtrennung der Stoffe eingehalten werden. Die Anwesenheit von 2, 4-Dichlorphenoxyessigsäure verhindert eine nachfolgende elektrostatische Abtrennung des Sylvins. Die Gewinnung beider Komponenten lässt sich nach diesem Verfahren nur erreichen, wenn zuerst SylvinmitHiIfe KCl-selektiver Zusätze abgetrennt und dannerst Kieseritmittels der 2, 4-Dichlorphenoxyessigsäure aus den Sylvinrückständen gewinnbar wird. Diese Art der Konditionierung erfordert in allen Fällen hohe Mengen an Konditionierungsmitteln. Ferner macht die doppelte und getrennte Konditionierung einen erheblichen technischen Aufwand erforderlich, der die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens in Frage stellen kann.
In der deutschen Auslegeschrift 1261453 wird ein elektrostatisches Verfahren beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Aufbereitungsgut mit hochdispersen Wasseradsorptionsmitteln und Fettsäuren behandelt wird, und dass in der zum Erwärmen dienenden Luft eine relative Feuchte von vorzugsweise 3 bis 100/0 eingestellt wird. Die Trenntemperaturen betragen bei diesem Verfahren etwa 40 bis 800C.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren, welches gestattet, aus Rohsalzen der Kaliindustrie, insbesondere aus Hartsalzrückständen, Kieserit durch elektrostatische Aufbereitung bei 5 bis 401o relativer Feuchte in der Erwärmungsluft - entsprechend 15 bis 50 C-abzutrennen.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht nun darin, dass das Aufbereitungsgut mit an sich bekannten Konditionierungsmitteln, u. zw. mit
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a) aliphatischen, unverzweigten Fettsäuren der Kettenlänge Ca bis C, vorzugsweise C bis Cil, odeur b) mit aromatischen Carbonsäuren, oder c) mit Kombination aus aliphatischen a) und aromatischen Säuren b) und gleichzeitig mit d) Ammoniumsalzen der unter a) genannten Fettsäuren, vorzugsweise Ammoniumformiat und Ammoniumacetat,
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etwa 40 C, ein Kieseritkonzentrat von den bekannten Salzmineralien, die in kieseritischen Kalirohsalzen vorkommen, abgetrennt wird, und dass gewünschtenfalls nach der Kieseritabtrennung ein Sylvinkonzentrat ohne Zusatz weiterer Konditionierungsmittel abgetrennt wird.
Durch das Verfahren der Erfindung entfallen die aufwendigen und kostspieligen Schlämm- und Filtrierverfahren der nassmechanischen Arbeitsweise.
Gegenüber dem in der deutschen Patentschrift.Nr. 1078961 vorgeschlagenen Verfahren werden erhebliche Kosten für Konditionierungsmittel dadurch eingespart, dass nach dem Verfahren der Erfindung nur noch ein Konditionierungsmittel eingesetzt wird. Es vereinfacht sich dadurch auch die Betriebsanlage erheblich, wodurch eine weitere Kostenersparnis eintritt und erhöhte Betriebssicherheit erreicht wird.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass nach der Kieseritgewinnung Sylvin ohne Zusatz weiterer Konditionierungsmittel aus Rohsa1zen gewonnen werden kann. Dazu kommt der erhebliche Vorteil der wesentlich geringeren Trenntemperaturen, wodurch erhebliche Einsparungen an Energiekosten erreicht werden.
Gegenüber dem Verfahren der deutschen Auslegeschrift 1261453 entfällt für-das Verfahren der Erfindung das teilweise teure Wasseradsorptionsmittel und es wird eine weitere Temperaturabsenkung erreicht. Die Trennung erfolgt nach dem Verfahren der Erfindung bei oder nahe bei Raumtemperatur.
Der Fortschritt des Verfahrens der Erfindung wird durch folgende Beispiele bestätigt.
Die Beispiele der Tabelle 1 betreffen die Kieseritgewinnung aus einem Kalirohsalz mit zirka 121o ISO und zirka 28% Kieserit bei einer Trenntemperatur von 35 C, entsprechend 20% relativer Feuchte bei 7,5 g ELO/m Luft absoluter Luftfeuchte, in einem Platten-Freifallscheider.
Nach einem einmaligen Durchgang werden folgende Ergebnisse erzielt :
Tabelle 1
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<tb>
<tb> a <SEP> b <SEP> c
<tb> Vers. <SEP> Konditionierungs-g/t <SEP> Kieserit-Gehalt <SEP> Kieserit-Ausbeute
<tb> Nr. <SEP> mittel <SEP> Konz. <SEP> Rückst. <SEP> 0/0
<tb> 1 <SEP> 2, <SEP> 4-Dichlorphenoxyessigsäure <SEP> n. <SEP> deutscher
<tb> Patentschrift <SEP> Nr.
<SEP> 1078 <SEP> 961 <SEP> 300 <SEP> 26, <SEP> 1 <SEP> 25,5 <SEP> 15, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 2 <SEP> Kieselsäure <SEP> KS <SEP> 404 <SEP> 200 <SEP> 26, <SEP> 6 <SEP> 14, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Fettsäure <SEP> C5 <SEP> bis <SEP> C9 <SEP> 150 <SEP> 26,6 <SEP> 24,1 <SEP> 14,8
<tb> 3 <SEP> Fettsäure <SEP> C5 <SEP> bis <SEP> Cg <SEP> 150 <SEP> 17,5 <SEP> 30, <SEP> 7
<tb> 4 <SEP> Salicylsäure <SEP> 150 <SEP> 19,9 <SEP> 28, <SEP> 4
<tb> 5 <SEP> Ammoniumacetat <SEP> 100
<tb> Fettsäure <SEP> C, <SEP> bis <SEP> C, <SEP> 150 <SEP> 54,6 <SEP> 5,5 <SEP> 89,4
<tb> 6 <SEP> Ammoniumformiat <SEP> 100 <SEP> 43, <SEP> 7 <SEP> 7, <SEP> 5 <SEP> 88, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Fettsäure <SEP> C4 <SEP> bis <SEP> Cg <SEP> 150 <SEP>
<tb> 7 <SEP> Ammoniumacetat <SEP> 100
<tb> Salicylsäure <SEP> 150 <SEP> 53,5 <SEP> 5,3 <SEP> 90,0
<tb>
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Tabelle l (Fortsetzung)
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<tb>
<tb> a <SEP> b <SEP> c
<tb> Vers. <SEP> Konditionierungs-g/t <SEP> Kieserit-Gehalt <SEP> Kieserit-Ausbeute
<tb> Nr. <SEP> mittel <SEP> Konz. <SEP> Rückst. <SEP> 0/0
<tb> 8 <SEP> Ammoniumacetat <SEP> 100 <SEP> 55,1 <SEP> 5,0 <SEP> 90,4
<tb> Benzoesäure <SEP> 150
<tb> 9 <SEP> Ammoniumacetat <SEP> 100
<tb> Abietinsäure <SEP> 150 <SEP> 50,6 <SEP> 6,1 <SEP> 89,0
<tb> 10 <SEP> Ammoniumformiat <SEP> 100
<tb> Abietinsäure <SEP> 150 <SEP> 43,7 <SEP> 7,5 <SEP> 88,3
<tb>
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rit-Gehalt in den Fraktionen und Spalte c die Kieserit-Ausbeute.
Die Beispiele 5 bis 10 nach dem Verfahren der Erfindung zeigen ein um 20 bis BCP/o höheres Vorkonzentrat als die Vergleichsbeispiele 1 bis 4. Die Kieserit-Ausbeute liegt sogar um 70 bis 75% höher als bei den Vergleichsbeispielen.
Die Beispiele in Tabelle 2 zeigen die Kieseritgewinnung aus einem Kalirohsalz mit 13, 8% K, 0 und
33, 3% Kieserit bei Trenntemperaturen zwischen 15 und 40 C, entsprechend 10 bis 40"/0 relativer Feuchte in der Erwärmungsluft.
Das Rohsalz wurde mit 150 g/t Fettsäure C bis C und 150 g/t Ammoniumacetat behandelt. Nach einem einmaligen Durchgang durch den Fceifallscheider werden bereits folgende Ergebnisse erzielt :
Tabelle 2
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<tb>
<tb> Vers. <SEP> Trenntemp. <SEP> rel. <SEP> Fenchte <SEP> Kieserit-Gehalt <SEP> % <SEP> Kieserit-Anteile <SEP> %
<tb> Nr. <SEP> C <SEP> % <SEP> Konz. <SEP> Rückst. <SEP> Konz. <SEP> Rückst.
<tb>
11 <SEP> 15 <SEP> 40 <SEP> 56, <SEP> 2 <SEP> 14, <SEP> 4 <SEP> 57 <SEP> 8
<tb> 12 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP> 63, <SEP> 5 <SEP> 13, <SEP> 3 <SEP> 62 <SEP> 8
<tb> 13 <SEP> 26 <SEP> 20 <SEP> 65, <SEP> 6 <SEP> 10, <SEP> 4 <SEP> 64 <SEP> 8
<tb> 14 <SEP> 40 <SEP> 10 <SEP> 70, <SEP> 4 <SEP> 8, <SEP> 6 <SEP> 69 <SEP> 8
<tb>
In der letzten Spalte sind die Kieserit-Anteile wiedergegeben, worunter die Kieseritmenge bei einem Scheiderdurchgang verstanden wird, die somit nicht mit der endgültigen Ausbeute einer kontinuierlichen Arbeitsweise identisch ist. Die im Mittelgut verbleibenden Kieserit-Anteile, die die Differenz zu 1000/0 darstellen, sind nicht aufgeführt.
Der technische Fortschritt des Verfahrens der Erfindung geht aus den Beispielen 11 bis 14 der Tabelle 2 hervor. Die Trennung kann bei oder nahe bei Raumtemperatur durchgeführt werden.
Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn ein mit den beanspruchten Konditionierungsmitteln behandeltes Ausgangsprodukt noch zusätzlich mit Wasseradsorptionsmitteln, wie z. B. mit Molekularsiebsubstanzen, dispersen oder gekörnten Kieselsäuren behandelt wird. Es ist dann möglich, die relative Feuchte in der Erwärmungsluft auf etwa 5 o anzuheben, wodurch eine weitere Temperaturabsenkung um etwa 50C erreicht wird.
Die Trennung des Kieserit-Vorkonzentrats gelingt nach dem Verfahren der Erfindung dann besonders gut, wenn dieses nicht nachkonditioniert wird.
Die Beispiele in Tabelle 3 zeigen die Kieseritgewinnung aus einem Kalirohsalz mit 13, 3% K o und 26, 1% Kieserit bei 30 C Trenntemperatur, entsprechend 25% relativer Feuchte in der Erwärmungsluft, in einem Freifallscheider. Das Vorkonzentrat wird ohne Nachkonditionierung nochmals getrennt.
Mit 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure (Vers. Nr. 16) nach der deutschen Patentschrift Nr. 1078 961 wird bei 251o relativer Feuchte keine selektive Aufladung des Kieserits erzielt. Die Vergleichsbeispiele Nr. 15
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mit Fettsäure C 5 bis Cg, Nr. 17 mit Fettsäure und Ammoniumcarbonat und Nr. 18 mitFettsäure und was- serhaltiger Soda ergeben nur Kieserit-Konzentrate mit 60 bis 63% MgSO4.H2O. Ammoniumcarbonat und Natriumcarbonat üben noch keinen Einfluss auf das Trennverhalten des Kieserits aus.
Das Nachkon- zentrat der Beispiele Nr. 19 bis 22 nach dem Verfahren der Erfindung zeigt einen um 25 bis 35% höheren i Kieserit-Gehalt als die Nachkonzentrae nach den Vergleichsbeispielen, wobei die Kieserit-Ausbeute um
20 bis 40% höher als bei den Vergleichsbeispielen liegt.
Tabelle 3
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<tb>
<tb> a. <SEP> b <SEP> c <SEP> d
<tb> Kieserit <SEP> % <SEP>
<tb> Vers. <SEP> Konditionierungs-g/t <SEP> Vorkonzentrat <SEP> Nachkonzentrat <SEP> Ausbeute
<tb> Nr. <SEP> mittel <SEP> 0/0
<tb> 15 <SEP> Fettsäure <SEP> Sï <SEP> bis <SEP> C9 <SEP> 150 <SEP> 33, <SEP> 2 <SEP> 61, <SEP> 8 <SEP> 45, <SEP> 1 <SEP>
<tb> 16 <SEP> 2, <SEP> 4-Dichlorphenoxy- <SEP>
<tb> essigsäure <SEP> nach <SEP> deutscher <SEP> Patentschrift <SEP> 300 <SEP> 26, <SEP> 1 <SEP> 17, <SEP> 5
<tb> Nr.
<SEP> 1078 <SEP> 961 <SEP>
<tb> 17 <SEP> Ammoniumcarbonat <SEP> 100
<tb> Fettsäure <SEP> C, <SEP> bis <SEP> C9 <SEP> 150 <SEP> 31,0 <SEP> 60,4 <SEP> 58,5
<tb> 18 <SEP> Natriumcarbonat <SEP> 100
<tb> Fettsäure <SEP> bis <SEP> C9 <SEP> 150 <SEP> 30,5 <SEP> 63,7 <SEP> 61,9
<tb> 19 <SEP> Ammoniumacetat <SEP> 100 <SEP> 44, <SEP> 3 <SEP> 91, <SEP> 4 <SEP> 87, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Fettsäure <SEP> C5 <SEP> bis <SEP> C9 <SEP> 150 <SEP> 44,
<tb> 20 <SEP> Ammoniumacetat <SEP> 100
<tb> o-Kresotinsäure <SEP> 50 <SEP> 52, <SEP> 7 <SEP> 94,2 <SEP> 86,9
<tb> Fettsäure <SEP> C <SEP> bis <SEP> C <SEP> 100
<tb> 5 <SEP> 9
<tb> 21 <SEP> Ammoniumacetat <SEP> 100
<tb> Salicylsäure <SEP> 150 <SEP> 60,4 <SEP> 93,8 <SEP> 87,7
<tb> 22 <SEP> Ammoniumformiat <SEP> 100
<tb> Benzoesäure <SEP> 150 <SEP> 42,7 <SEP> 85,4 <SEP> 81,
<tb>
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dung werden keine weiteren chemischen Konditionierungsmittel benötigt und lediglich noch etwa 100 g Ammoniumformiat oder Ammoniumacetat pro Tonne Rückstand erforderlich.
Die Beispiele der Tabelle 4 betreffen die Kieseritgewinnung aus Hartsalzrückständen, die aus einer elektrostatischen Rohsalztrennung stammen. Für die Abtrennung des Kieserits wird das Ausgangsprodukt mit 100 g Ammoniumacetat pro Tonne Rückstand behandelt. Die Trennung erfolgte bei 15 bis 400C in einem Platten-Freifallscheider.
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Tabelle 4
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<tb>
<tb> Kieserit <SEP> %
<tb> Vers. <SEP> Trenntemp. <SEP> rel. <SEP> Feuchte <SEP> Ausgangsprodukt <SEP> Konzentrat <SEP> Ausbeute
<tb> Nr.
<SEP> C <SEP> % <SEP> Kieserit <SEP> %
<tb> 23 <SEP> 40 <SEP> 10 <SEP> 70,4 <SEP> 95,0 <SEP> 85,7
<tb> 24 <SEP> 20 <SEP> 30 <SEP> 63,5 <SEP> 93,8 <SEP> 86,9
<tb> 25 <SEP> 15 <SEP> 40 <SEP> 56,2 <SEP> 92,7 <SEP> 90,1
<tb>
Diese Beispiele zeigen, dass bereits in einer Trennstufe ein Kieseritkonzentrat mit 92, 7 bis 95, cl1/0 bei einer Ausbeute von 85, 7 bis 90,1% erzielt wird. Die Kieserit-Ausbeute wird dabei mit sinkender Trenntemperatur noch besser. Der technische Fortschritt des Verfahrens der Erfindung ist damit beispielsweise nachgewiesen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von kieseritischen Kalirohsalzen oder von Hartsalz-
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bekannten Konditionierungsmitteln, u. zw. mit a) aliphatischen, unverzweigten Fettsäuren der Kettenlänge Cs bis Cl8, vorzugsweise C5 bis Coder b) mit aromatischen Carbonsäuren, oder c) mit Kombination aus aliphatischen a) und aromatischen Säuren b) und gleichzeitig mit d) Ammoniumsalzen der unter a) genannten Fettsäuren, vorzugsweise Ammoniumformiat und Am- moniumacetat, intensiv vermischt und anschliessend mit Luft von 5 bis 40je, vorzugsweise 10 bis 30je, relativer Feuchte, in Scheidern, insbesondere in Freifallscheidern, bei niedriger Trenntemperatur, insbesondere bei 15 bis etwa 40 C,
ein Kieseritkonzentrat von den bekannten Salzmineralien, die in kieseritischen Kalirohsalzen vorkommen, abgetrennt wird, und dass gewünschtenfalls nach der Kieseritabtrennung ein Sylvinkonzentrat ohne Zusatz weiterer Konditionierungsmittel abgetrennt wird.