DE102017105881A1 - Verfahren zur Aufbereitung einer Salzlösung unter Verwendung mehrstufiger Abtrennungen und eine Aufbereitungsanlage hierzu - Google Patents

Verfahren zur Aufbereitung einer Salzlösung unter Verwendung mehrstufiger Abtrennungen und eine Aufbereitungsanlage hierzu Download PDF

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Aufbereitung einer Salzlösung (1) mit einer Aufbereitungsanlage (100), wobei die Aufbereitungsanlage (100) eine Eindampfeinrichtung (10) aufweist, der die in einem Vorprozess entstehende Salzlösung (1) zugeführt wird und wobei von der Eindampfeinrichtung (10) eine Kristallisatsuspension (11) aufweisend Kainit, Halit und Sylvin erhalten wird, und wobei nachfolgend der Kainit aus der Kristallisatsuspension (11) abgetrennt wird, und wobei das Verfahren zur Abtrennung des Kainit aus der Kristallisatsuspension (11) wenigstens die folgenden Schritte aufweist:- Zuführen der Kristallisatsuspension (11) an eine Vorklassiereinrichtung (12), in der Kainit aus der Kristallisatsuspension (11) mittels eines auf der Korngröße des Kainits basierenden Vorabtrennungsvorgangs unter Erhalt einer Kainit-reduzierten Fraktion (13) teilweise abgetrennt wird,- Überführung der Kainit-reduzierten Fraktion (13) an eine Flotationseinrichtung (14), in der der verbliebene Anteil an Kainit aus der Kainit-reduzierten Fraktion (13) abgetrennt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung einer Salzlösung mit einer Aufbereitungsanlage, wobei die Aufbereitungsanlage eine Eindampfeinrichtung aufweist, der die in einem Vorprozess entstehende Salzlösung zugeführt wird und wobei von der Eindampfeinrichtung eine Kristallisatsuspension aufweisend Kainit, Halit und Sylvin erhalten wird, und wobei nachfolgend der Kainit aus der Kristallisatsuspension wenigstens teilweise abgetrennt wird.
  • STAND DER TECHNIK
  • Kalirohsalze, die als Mischsalze erhebliche Anteile an Kainit enthalten, können nach bisherigem Kenntnisstand nur schwer aufbereitet werden. Aktuell gibt es keine großtechnische Aufbereitung zur selektiven Gewinnung von Kainit aus Mineralgemischen mit Hilfe des Flotationsverfahrens. Eine selektive Gewinnung von Kainit ermöglicht jedoch die wirtschaftliche Weiterverarbeitung der Kainitfraktion zu Kaliumsulfatprodukten, die verkaufsfähige Produkte darstellen. Kainit kann aber zum Beispiel auch direkt als Düngemittel oder als Auftaumittel verwendet werden.
  • In „Aufbereitung fester Rohstoff, Bd. 11: Sortierprozesse, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Schubert, 1996 wird beschrieben, dass die Flotation des Kainits in Lösungen erfolgt, die dem Existenzbereich des Kainits entsprechen. Hierbei werden n-Alkylammoniumsalze der Kettenlänge C8 bis C12 als Sammler sowie aliphatische und aromatische Alkohole als Schäumer verwendet. Die Flotation des Kainits im Existenzbereich des Sylvins ist mit denselben Sammlern möglich, wobei der Kainit zusammen mit dem Sylvin aufschwimmt. Die Trennung des Kainits vom Sylvin kann dann in einem zweiten Schritt mit Alkylsulfaten oder Alkansulfonaten sowie Gemischen von verzweigtkettigen primären oder sekundären Ammoniumsalzen unter Zusatz geringer Mengen von n-Alkylammoniumsalzen erfolgen.
  • In „Potassium Salt Flotation from Great Salt Lake Evaporites“, Transactions Society of Mining Engineers, Huiatt, Tipyin und Potter, vol. 258, 303-310/1975 wird beschrieben, dass Kainit mit Dodecylammoniumchlorid und Natriumdodecylsulfonat als Flotationsmittel nicht flotierbar ist.
  • In „The Flotation chemistry of potassium double salts: Schoenite, Kainite and Carnallite“, Materials Enginering, Vol. 13, No. 14-15, 1483-1493/2000, beschreiben Hancer et al., dass eine Kainitflotation weder mit Fettsäuren noch mit Alkylammoniumsalzen als Sammler erfolgreich ist.
  • In „Reagenzsysteme in der Flotation löslicher Salze, Neue Bergbautechnik“, Köhler und Kramer, 11 Jg., Heft 6, 362-366/1981, wird die Aufbereitung eines polymineralischen Rohsalzes (Stebnik, damalige Sowjetunion), bestehend aus Kainit (25%), Langbeinit (10%), Halit (35%), Sylvin, Polyhalit und tonigen Bestandteilen, mit Wasserglas und Polyacrylamid als Tondrücker sowie der Einsatz eines Fettsäuregemisches der Kettenlängen C7 bis C9 mit bis zu 650 g/t beschrieben. Hierbei werden alle sulfatischen Komponenten gemeinsam in den Schaum ausgetragen. Ferner bestimmen die Autoren im Schaum nur den rechnerischen Anteil an K2SO4 und MgSO4 und geben keine Mineralphasenanalyse der Schaumzusammensetzung an, so dass hier beliebige sulfatische Salze (z. B. Kainit, Langbeinit,) im Schaum vorhanden sein können. Es findet bei diesem Verfahren keine selektive Kainitflotation statt. Eine mineralphasenspezifische Flotation wird nicht beschrieben.
  • In Hancock, Meacham McLaughlin (1993), S. 105 und in „The Flotation chemistry of potassium double salts: Schoenite, Kainite and Carnallite“, Materials Enginering, Hancer et al., Vol. 13, No. 14-15, 1483-1493/2000, wird beschrieben, dass Kainit schwer zu flotieren ist und in andere Salze wie Schönit umgewandelt werden muss, da Schönit besser flotierbar ist. Eine direkte Flotation des Kainits ist hier nicht beschrieben.
  • Insbesondere in frisch kristallisierten Kainit-Gemischen ist eine erste Abtrennung mindestens eines anderen Salzminerals (z. B. Sylvin, Halit) nicht erfolgreich. In frisch kristallisierten Gemischen liegt der Kainit sehr fein vor (beispielsweise d50 < 40 µm), während die Minerale Sylvin und Halit gröber (beispielsweise d50 > 40 µm) vorliegen. Eine Inversflotation des Halits (mittels N-Alkylmorpholin beispielsweise Armoflote 619 der Firma Akzo Nobel) ist nicht erfolgreich, weil der feine Kainit sich ebenfalls in der Schaumfraktion befindet, so dass nur unzureichende Trennungen erreicht werden können. Eine Flotation mit Fettaminen (beispielsweise Genamin SH100 von Clariant oder Rofamin R von DHW oder ähnliche), bewirkt, dass der Sylvin in der Schaumfraktion ausgebracht wird, wobei diese Fraktion jedoch dann zusätzlich teilweise Kainit enthält. Weder eine selektive Abtrennung des Sylvins noch des Halits von den jeweils sonstigen Gemischbestandteilen ist in diesem Fall möglich.
  • Aus der DE 10 2014 017 645 A1 ist ein Verfahren zur selektiven Flotation von Kainit aus Kalirohsalzen oder beispielsweise auch aus durch Eindampfverfahren gewonnene Kristallisatsuspensionen bekannt, die außer Kainit weitere Minerale wie beispielsweise Halit, Sylvin und andere Salzminerale enthalten können, unter Verwendung einer Konditionierungsmittelkombination bestehend aus sulfatierten Fettsäuren oder deren Alkalisalzen als Sammlerreagenz und einem für das Flotationsverfahren bekannten Schäumer. Hierzu wird vorgeschlagen, dass das aufgemahlene oder kristallisierte Salzgemisch mit einer Konditionierungsmittelkombination bestehend aus einer sulfatierten Fettsäure oder deren Alkalisalz als Sammlerreagenz und einem für die Flotation bekannten Schäumer in einer Flotationslösung intensiv vermischt wird und anschließend durch Rührwerks- oder pneumatische Flotation in eine Kainitkonzentratfraktion und eine Rückstandsfraktion getrennt wird. Insbesondere soll die durch das Eindampfverfahren gewonnene Kristallisatsuspension bestehend aus frisch hergestellten Kainit/Sylvin/Halit-Salzlösungen als Ausgangsmaterial eingesetzt werden.
  • Nachteilhafterweise liegt der Kainit in frisch kristallisierten Gemischen sehr fein vor, beispielsweise mit Korngrößen von weniger als 40 µm (d50), während die Minerale Sylvin und Halit gröber vorliegen, (beispielsweise mit Korngrößen von mehr als 40 µm (d50). Durch den feinkörnigen Kainit mit seiner aus der Feinkörnigkeit (d50 ca. 35 - 40 µm) resultierenden großen spezifischen Oberfläche sowie durch die hohen Kainitmengen in der Kristallisatsuspension bei der Flotationsaufgabe wird die Flotation deutlich belastet. Um zufriedenstellende Kainitausbeuten zu gewährleisten, ist aus diesem Grund eine mehrstufige Flotation erforderlich und größere Mengen an Konditionierungsmitteln müssen bei der Flotation eingesetzt werden. Dies führt aufgrund des Einsatzes höherer Konditionierungsmittelmengen zu höheren Kosten dieser Betriebsweise und es ist ein erheblich höherer apparativer Aufwand notwendig.
  • Zwar kann eine gute Kainit-Selektivität für die flotative Aufbereitung erreicht werden, jedoch reicht eine einstufige Flotation häufig nicht aus, um eine zufriedenstellende Entwertung des Aufgabegutes zu gewährleisten, was vor allem an den hohen Kainit-Gehalten des Eindampfkristallisates liegt.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Aufbereitung einer Salzlösung mit einer Aufbereitungsanlage zu schaffen, so dass die Flotation in der Flotationseinrichtung weniger belastet wird und mit dem nur geringere Mengen an Konditionierungsmitteln erforderlich sind. Dabei ist es wünschenswert, den apparativen Aufwand deutlich zu reduzieren und hierdurch technische, wirtschaftliche und ökologische Vorteile zu erzielen.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zur Aufbereitung einer Salzlösung mit einer Aufbereitungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ausgehend von einer Aufbereitungsanlage gemäß Anspruch 8 in Verbindung mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sieht dabei die folgenden Schritte vor: Zuführen der Kristallisatsuspension an eine Vorklassiereinrichtung, in der Kainit aus der Kristallisatsuspension mittels eines auf der Korngröße des Kainits basierenden Vorabtrennungsvorgangs unter Erhalt einer Kainit-reduzierten Fraktion teilweise abgetrennt wird, und Überführung der Kainit-reduzierten Fraktion an eine Flotationseinrichtung, in der der verbliebene Anteil an Kainit aus der Kainit-reduzierten Fraktion wenigstens überwiegend abgetrennt wird.
  • Der Kerngedanke der Erfindung liegt darin, sich die unterschiedlichen Partikelgrößen der bei der Kristallisation entstehenden Minerale des feinkörnigeren Kainits einerseits und des grobkörnigeren Sylvins und Halits andererseits zu Nutze zu machen.
  • Erfindungsgemäß wird mit der Vorklassierung, also einer ersten Separierung des Kainits durch eine Trennung aufgrund unterschiedlicher Partikelgrößen vor der Flotation, der Flotationsprozess deutlich entlastet und es sind weniger Flotationsstufen erforderlich und es können Konditionierungsmittel eingespart werden, wodurch sich deutliche technische, wirtschaftliche und ökologische Vorteile ergeben.
  • Durch die Vorklassierung wird die Kristallisatsuspension an Kainit entwertet. Hierbei wird eine kainitreiche Fraktion mit geringen Mengen an Halit und Sylvin erhalten sowie eine Fraktion, die deutlich verringerte Anteile an Kainit und die deutlich höhere Anteile an Halit und Sylvin enthält. Die kainitreiche Fraktion, welche einen Chlorid-Gehalt von ≤ 8% aufweist, kann zur weiteren Aufbereitung und Verarbeitung zu Produkten verwertet werden und der Kainit kann als Wertstoff verwendet werden. Die an Kainit abgereicherte Fraktion, welche deutlich weniger Kainit enthält als die Aufgabe der Vorklassierung (Kristallisatsuspension) wird dann dem eigentlichen Flotationsprozess zur Kainit-Flotation zugeführt. Durch die Flotation wird ein Kainit-Konzentrat erhalten, welches mit weiterem Vorteil mit der oben beschriebenen kainitreichen Fraktion aus der Vorklassierung zusammengeführt wird und zur weiteren Aufbereitung und Verarbeitung zu Produkten verwertet werden kann. Des Weiteren wird durch die Flotation eine Rückstandsfraktion erhalten, welche deutlich an Sylvin und Halit angereichert ist und welche zur weiteren Aufbereitung und Verarbeitung zu Produkten (z.B. KCI-Dünger) verwendet werden kann.
  • Das hier angewandte Klassierverfahren kann durch verschiedene, in der Aufbereitungstechnik mineralischer Rohstoffe bekannter Techniken und Apparate erfolgen. Beispielsweise weist die Vorklassiereinrichtung eine Sortierspirale auf, wobei die Abtrennung des Kainits aus der Kristallisatsuspension mittels eines auf der Korngröße des Kainits basierenden Vorabtrennungsvorgangs mittels der Sortierspirale ausgeführt wird. Eine mögliche Ausführungsform der Sortierspirale weist einen Durchmesser von einem Meter und besitzt eine Höhe von vier Metern, wobei insgesamt beispielsweise sieben Windungen der Sortierspirale vorgesehen sind. Die Trennung des Kainits erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Korngröße im Verhältnis zum Sylvin und Halit.
  • Alternativ oder zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die Vorklassiereinrichtung ein Hydrozyklon aufweist, wobei die Abtrennung des Kainits aus der Kristallisatsuspension mittels eines auf der Korngröße des Kainits basierenden Vorabtrennungsvorgangs mittels des Hydrozyklons ausgeführt wird. Eine mögliche Ausführungsform des Hydrozyklons weist eine Höhe von ca. 1 m auf und besitzt einen Durchmesser von 0,2 m, wobei die Suspension unter Druck dem Hydrozyklon zugeführt wird. Damit setzen sich schließlich im unteren Bereich die gröberen Partikel ab, also das Sylvin und Halit, und im oberen Bereich kann der Kainit abgeführt werden.
  • Wiederum alternativ oder zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die Vorklassiereinrichtung einen Aufstromklassierer aufweist, wobei die Abtrennung des Kainits aus der Kristallisatsuspension mittels eines auf der Korngröße des Kainits basierenden Vorabtrennungsvorgangs mittels des Aufstromklassierers ausgeführt wird. Eine mögliche Ausführungsform des Aufstromklassierers weist ein Behältnis auf, in das die Kristallisatsuspension eingegeben wird und in dem eine Aufströmlösung vorhanden ist, wobei die Aufstromgeschwindigkeit der Aufströmlösung mit der Kristallisatsuspension so gewählt wird, dass eine unterseitige Abführung des gröberen Sylvins und Halits möglich wird und oberseitig der Kainit abgeführt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird eine Kainit-angereicherte Fraktion aus der Vorklassiereinrichtung in eine Eindickeinrichtung überführt, in der aus der Kainit-angereicherten Fraktion Flüssigkeit abgeführt wird, so dass aus der Eindickeinrichtung eine Kainit-Wertstoff-Fraktion herausgeführt wird. Insbesondere wird aus der Flotationseinrichtung ein Kainit-Konzentrat herausgeführt und der Kainit-Wertstoff-Fraktion zugeführt. Ferner kann vorgesehen sein, dass aus der Flotationseinrichtung ein Flotationsrückstand aufweisend Halit und Sylvin herausgeführt und einer Nachbereitungseinrichtung, beispielsweise einem Lösebetrieb, zugeführt wird.
  • Die Erfindung richtet sich ferner auf eine Aufbereitungsanlage zur Ausführung eines Verfahrens zur Aufbereitung von Salzlösungen gemäß vorstehender Beschreibung, aufweisend eine Vorklassiereinrichtung und eine der Vorklassiereinrichtung nachgelagerte Flotationseinrichtung.
  • Figurenliste
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figur näher dargestellt.
    • 1 eine schematische Ansicht der Aufbereitungsanlage zur Ausführung eines Verfahrens zur Aufbereitung von Salzlösungen gemäß der Erfindung.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Aufbereitungsanlage 100, wobei die Aufbereitungsanlage 100 eine Eindampfeinrichtung 10 aufweist, der die in einem Vorprozess entstehende Salzlösung 1 zugeführt wird und wobei von der Eindampfeinrichtung 10 eine Kristallisatsuspension 11 aufweisend Kainit, Halit und Sylvin erhalten wird, und wobei nachfolgend der Kainit aus der Kristallisatsuspension 11 wenigstens teilweise abgetrennt wird.
  • Hierbei wird zunächst die Kristallisatsuspension 11 einer Vorklassiereinrichtung 12 zugeführt, in der Kainit aus der Kristallisatsuspension 11 mittels eines auf der Korngröße des Kainits basierenden Vorabtrennungsvorgangs unter Erhalt einer Kainit-reduzierten Fraktion 13 teilweise abgetrennt wird. Anschließend wird die Kainit-reduzierte Fraktion 13 an eine Flotationseinrichtung 14 überführt, in der der verbliebene Anteil an Kainit aus der Kainit-reduzierten Fraktion 13 insbesondere überwiegend abgetrennt wird.
  • Beispielsweise weist die Vorklassiereinrichtung 12 eine Sortierspirale auf, wobei die Abtrennung des Kainits aus der Kristallisatsuspension 11 mittels eines auf der Korngröße des Kainits basierenden Vorabtrennungsvorgangs mittels der Sortierspirale ausgeführt wird. Nähere Angaben hierzu sind untenstehend aufgeführt.
  • Weiterhin wird eine Kainit-angereicherte Fraktion 15 aus der Vorklassiereinrichtung 12 in eine Eindickeinrichtung 16 überführt, in der aus der Kainit-angereicherten Fraktion 15 Flüssigkeit abgeführt wird, sodass aus der Eindickeinrichtung 16 eine Kainit-Wertstoff-Fraktion 17 herausgeführt wird, die flüssigkeitsreduziert ist und beispielsweise in einen Speicher 21 überführt wird.
  • Mit besonderem Vorteil wird aus der Flotationseinrichtung 14 ein Kainit-Konzentrat 18 herausgeführt, wobei dieses Kainit-Konzentrat 18 der Kainit-Wertstoff-Fraktion 17 zugeführt wird. Die Zuführung erfolgt damit nach der Eindickeinrichtung 16, sodass auch das Kainit-Konzentrat 18 dem Speicher 21 zugeführt werden kann. Der Speicher 21 ist dabei nicht zwingend erforderlich und die Kainit-Wertstoff-Fraktion 17 in Verbindung mit dem Kainit-Konzentrat 18 kann auch direkt einer weiteren Entwässerungs- und/oder Weiterverarbeitungsanlage zugeführt werden, beispielsweise um Kaliumsulfat-Dünger herzustellen.
  • Schließlich wird aus der Flotationseinrichtung 14 ein Flotationsrückstand 19 aufweisend Halit, Sylvin und gegebenenfalls Reste von Kainit herausgeführt und beispielshaft einem Speicher 20 zugeführt wird, wobei der Flotationsrückstand 19 auch direkt oder aus dem Speicher 20 einem weiteren nicht näher dargestellten Nachbereitungsverfahren, beispielsweise einem Lösebetrieb, zugeführt werden kann.
  • Nachfolgend werden zwei Klassierverfahren mittels der Vorklassiereinrichtung 12 näher betrachtet. Die erste Ausführungsform betrifft die Vorabtrennung durch eine Sortierspirale und die zweite Ausführungsform betrifft die Vorabtrennung durch einen Hydrozyklon, mit der bzw. mit dem die Vorklassiereinrichtung 12 ausgeführt ist.
  • Zu der Ausführungsform „Sortierspirale“ wurden Versuche zur Vorklassierung durchgeführt. Die nachfolgenden Tabellen 1 und 2 zeigen die Versuchsergebnisse zur Klassierung der aufgegebenen Kristallisatsuspension bestehend aus Kainit (47,4 %), Halit (38,3 %) und Sylvin (14,3 %) mittels der Sortierspirale. Bei dem Versuch 1 wurde eine Betriebsweise auf „Kainit-Ausbeute“ angestrebt, bei Versuch 2 eine Betriebsweise auf „Kainit-Qualität“, wobei ein hoher Kainit-Gehalt angestrebt wird. Beide Betriebsweisen wurden zweimal beprobt (a/b).
  • Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Anreicherung des Kainits in Bezug zur Kristallisatsuspension und somit eine Abreicherung in der noch zu flotierenden Fraktion, der Kainit entwerteten Fraktion, hierdurch ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile. In Abhängigkeit der Betriebsweise der Sortierspirale konnten Kainit-Qualitäten zwischen 80 % und 86 % erhalten werden. Das Kainit-Ausbringen in der mit Kainit angereicherten Fraktion lag hierbei zwischen 24 % und 30 %. Der Halit-Gehalt in der Kainit-Fraktion wurde mit ≤ 8 % bestimmt, wobei die Werte in Gew.-% angegeben sind. Tabelle1: Ergebnisse zur Klassierung mittels Sortierspirale (Betriebsweise auf Ausbeute optimiert)
    in [Gew.-%] Versuch 1a Versuch 1b
    Kainit angereicherte Fraktion Kainit entwertete Fraktion Kainit angereicherte Fraktion Kainit entwertete Fraktion
    Massenausbringen 16,3 83,7 17,1 82,9
    Kainit-Gehalt 80,8 40,3 81,2 39,9
    R(Kainit) 28 72 30 70
    Halit-Gehalt 7,9 44,4 8,0 44,5
    R(Halit) 3 97 4 96
    Sylvin-Gehalt 11,3 15,3 10,9 15,5
    R(Sylvin) 13 87 13 87
    R(Mineral) = Ausbeute(Mineral)
    Tabelle 2: Ergebnisse zur Klassierung mittels Sortierspirale (Betriebsweise auf Qualität optimiert)
    in [Gew.-%] Versuch 2a Versuch 2b
    Kainit angereicherte Fraktion Kainit entwertete Fraktion Kainit angereicherte Fraktion Kainit entwertete Fraktion
    Massenausbringen 14,2 85,8 13,6 86,4
    Kainit-Gehalt 85,8 40,7 85,6 41,9
    R(Kainit) 26 74 24 76
    Halit-Gehalt 5,1 43,9 5,6 43,2
    R(Halit) 2 98 2 98
    Sylvin-Gehalt 9,1 15,4 8,8 14,9
    R(Sylvin) 9 91 9 91
    R(Mineral) = Ausbeute(Mineral)
  • Um die Versuche, die mittels der Sortierspirale erhalten wurden, zu reproduzieren, wurden weitere Versuche bei einer kontinuierlichen Betriebsweise durchgeführt. Die Ergebnisse hierzu sind in Tabelle 3 aufgeführt. Tabelle 3: Ergebnisse zur Kainit-Klassierung mittels Sortierspirale bei kontinuierlicher Betriebsweise
    Versuch Kainit-Gehalt [Gew.-%] Aufgabe Kainlt-Gehalt [Gew.-%] Konzentrat Wertstoff -ausbringen [Gew.-%] Massenausbringen [Gew.-%] Hallt-Gehalt [Gew.-%] Konzentrat Sylvln-Gehalt [Gew.-%] Konzentr at Kainit-Gehalt [Gew.-%]
    Flot.-Fraktion
    3 51,7 81,6 30,5 19,3 6,0 12,5 44,6
    4 52,6 80,4 26,9 17,6 6,3 13,3 46,7
    5 47,8 84,7 16,5 9,3 3,6 11,7 44,0
    6 46,4 84,2 16,5 9,1 4,3 11,5 42,6
    7 48,2 79,3 36,4 22,2 7,7 13,0 39,4
    8 48,5 79,8 35,5 21,6 7,5 12,8 39,9
    9 73,0 90,5 46,8 37,7 5,3 4,2 62,4
    10 67,5 89,2 43,9 33,2 6,3 4,5 56,7
    11 67,3 88,9 52,7 39,9 6,5 4,6 52,9
    12 56,8 91,2 30,9 18,3 5,1 3,7 45,5
    13 58,6 90,1 26,5 17,2 4,9 5,0 52,0
    14 65,7 89,4 51,0 37,5 5,9 5,0 51,4
    15 64,8 90,1 45,1 32,5 4,9 5,0 52,7
  • Im Rahmen der mittels der Sortierspirale durchgeführten Versuche ist eine Abtrennung möglich, bei der mindestens 20% der gesamten Kristallisatmenge mit der geforderten Konzentrat-Qualität abgetrennt werden können (Tabelle 3).
  • Bei den Versuchen konnten Konzentrat-Fraktionen mit einem Halit-Gehalt von ≤ 8% erhalten werden. Die Konzentratqualität bzgl. des Kainitgehalts lag hier bei ca. 80% - 91% und das Wertstoffausbringen zwischen ca. 16% und 53 % in Abhängigkeit der Parametereinstellung der Spirale.
  • Auch diese Ergebnisse zeigen eine deutliche Anreicherung des Kainits in der Konzentratfraktion in Bezug zum Aufgabekristallisat und somit eine Abreicherung in der noch zu flotierenden Fraktion, also in der Kainit entwerteten Fraktion. Es wurde sogar beobachtet, dass bei höheren Kainit-Gehalten in der Aufgabe die Vorabtrennung bzgl. des Wertstoffausbringens tendenziell besser wird.
  • Die Versuche zur Klassierung mittels eines Hydrozyklons in der Vorklassiereinrichtung 12 zeigen ebenfalls, dass eine selektive Kainitanreicherung grundsätzlich auch bei höheren Halit-Gehalten (und geringeren Kainit-Gehalten) in der Kristallisatsuspension möglich ist.
  • Bei der Klassierung wird in der Oberlauf-Fraktion des Hydrozyklons hauptsächlich Kainit und in der Unterlauffraktion hauptsächlich Halit bzw. Sylvin und reduzierte Anteile an Kainit erhalten. Die Ergebnisse hierzu sind in der nachfolgenden Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4: Ergebnisse zur Klassierung mittels Hydrozyklon
    Mineralphasenverteilung Aufgabe A Zyklon-Oberlauf A Zyklon-Unterlauf A
    Hallt [Gew.-%] 60,1 3,7 77,1
    Sylvin [Gew.-%] 8,0 6,5 8,5
    Kainit [Gew.-%] 31,2 89,8 13,7
    Aufgabe B Zyklon-Oberlauf B Zyklon-Unterlauf B
    Hallt [Gew.-%] 61,7 8,5 86,7
    Sylvin [Gew.-] 7,8 8,4 6,3
    Kainit [Gew.-%] 30,5 83,1 7,1
    Versuch A: Geringerer Durchsatz (ca. 1,5 m3/h); Versuch B: Höherer Durchsatz (ca. 2,0 m3/h).
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Aufbereitungsanlage
    1
    Salzlösung
    10
    Eindampfeinrichtung
    11
    Kristallisatsuspension
    12
    Vorklassiereinrichtung
    13
    Kainit-reduzierte Fraktion
    14
    Flotationseinrichtung
    15
    Kainit-angereicherte Fraktion
    16
    Eindickeinrichtung
    17
    Kainit-Wertstoff-Fraktion
    18
    Kainit-Konzentrat
    19
    Flotationsrückstand
    20
    Speicher1
    21
    Speicher2
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014017645 A1 [0009]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Aufbereitung einer Salzlösung (1) mit einer Aufbereitungsanlage (100), wobei die Aufbereitungsanlage (100) eine Eindampfeinrichtung (10) aufweist, der die in einem Vorprozess entstehende Salzlösung (1) zugeführt wird und wobei von der Eindampfeinrichtung (10) eine Kristallisatsuspension (11) aufweisend Kainit, Halit und Sylvin erhalten wird, und wobei nachfolgend der Kainit aus der Kristallisatsuspension (11) abgetrennt wird, und wobei das Verfahren zur Abtrennung des Kainit aus der Kristallisatsuspension (11) wenigstens die folgenden Schritte aufweist: - Zuführen der Kristallisatsuspension (11) an eine Vorklassiereinrichtung (12), in der Kainit aus der Kristallisatsuspension (11) mittels eines auf der Korngröße des Kainits basierenden Vorabtrennungsvorgangs unter Erhalt einer Kainit-reduzierten Fraktion (13) teilweise abgetrennt wird, - Überführung der Kainit-reduzierten Fraktion (13) an eine Flotationseinrichtung (14), in der der verbliebene Anteil an Kainit aus der Kainit-reduzierten Fraktion (13) abgetrennt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorklassiereinrichtung (12) eine Sortierspirale aufweist, wobei die Abtrennung des Kainits aus der Kristallisatsuspension (11) mittels eines auf der Korngröße des Kainits basierenden Vorabtrennungsvorgangs mittels der Sortierspirale ausgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorklassiereinrichtung (12) ein Hydrozyklon aufweist, wobei die Abtrennung des Kainits aus der Kristallisatsuspension (11) mittels eines auf der Korngröße des Kainits basierenden Vorabtrennungsvorgangs mittels des Hydrozyklons ausgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorklassiereinrichtung (12) einen Aufstromklassierer aufweist, wobei die Abtrennung des Kainits aus der Kristallisatsuspension (11) mittels eines auf der Korngröße des Kainits basierenden Vorabtrennungsvorgangs mittels des Aufstromklassierers ausgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kainit-angereicherte Fraktion (15) aus der Vorklassiereinrichtung (12) in eine Eindickeinrichtung (16) überführt wird, in der aus der Kainit-angereicherten Fraktion (15) Flüssigkeit abgeführt wird, so dass aus der Eindickeinrichtung (16) eine Kainit-Wertstoff-Fraktion (17) herausgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Flotationseinrichtung (14) ein Kainit-Konzentrat (18) herausgeführt und der Kainit-Wertstoff-Fraktion (17) zugeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Flotationseinrichtung (14) ein Flotationsrückstand (19) aufweisend Halit und Sylvin herausgeführt und einem Nachbereitungsverfahren, beispielsweise einem Lösebetrieb, zugeführt wird.
  8. Aufbereitungsanlage (100) zur Ausführung eines Verfahrens zur Aufbereitung von Salzlösungen (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, aufweisend eine Vorklassiereinrichtung (12) und eine der Vorklassiereinrichtung (12) nachgelagerte Flotationseinrichtung (14).
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