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Verfahren zur Flotation von Sylvin aus Kaliumrohsalzen Die Erfindung
bezieht sich auf die Flotation von Sylvin aus Kaliumrohsalzen, insbesondere aus
solchen, welche Mischungen von Meersalzen und Tonen enthalten und bei denen Sylvin
und Hallt die üblichen Bestandteile sind. Die Erfindung findet besondere Anwendung
bei solchen Kaliumrohsalzen, die in ihrem natürlichen Vorkommen nur geringe, aber
trotzdem bemerkenswerte Mengen an unlöslichen tonartigen Mineralien enthalten, welche
hinsichtlich der Konzentrierung des Sylvingehaltes durch Flotation und andere bekannte
Anreicherungsverfahren hinderlich sind.
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Es ist schon bekannt, daß Sylvin in Form eines Konzentrates aus gemahlenen
Kaliumrohsalzen gewonnen werden kann, welche in einer gesättigten Lösung der löslichen
Bestandteile eines solchen Rohsalzes suspendiert sind, und zwar durch Schaumflotation
oder Herdflotation. Die bisher technisch angewandten Verfahren haben sich nicht
als vollkommen befriedigend erwiesen, wenn sie auf Kaliumrohsalze angewandt wurden,
die tonartige Stoffe enthielten, und sie gaben unter anderem insofern Anlaß zu Beanstandungen,
als sie nicht einen gleichmäßigen hohen handelsüblichen Grad der Konzentration und
eine gleichmäßige hohe Ausbeute lieferten. Bei Verfahren, bei denen unter Anwendung
von Sammlern gearbeitet wurde, wie beispielsweise beim Schaumflotationsverfahren,
waren auch verhältnismäßig große Sammlermengen erforderlich.
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Es wurden auch schon verschiedene Vorschläge gemacht, um das Sylvinkonzentrat
zu verbessern; und in diesem Zusammenhang wurde auch schon vorgeschlagen, verschiedene
Reagenzien neben den eigentlichen Sammlern der Trübe während der der Flotation vorangehenden
Vorbehandlung zuzusetzen. Diese Mittel wurden als Hilfssammler bezeichnet, wenn
sie in diesem Zusammenhang angewandt wurden, und sie umfassen Stärke, Dextrin und
gewisse Ligninderivate und Cellulosematerialien, welche wasserlöslich oder in Wasser
kolloidal dispergierbar sind.
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Als Ergebnis umfangreicher Untersuchungen über die Eigenschaften dieser
sogenannten Hilfssammler und andere Zusatzstoffe, die im folgenden erwähnt werden;
wurde festgestellt, daß diese Mittel, von denen bisher angenommen wurde, daß sie
als Sammler wirken, in der Tateine solche Eigenschaft nicht besitzen. Die Untersuchungen
haben gezeigt, daß, wenn Verbesserungen hinsichtlich der Anreicherung und der Gewinnung
bei Anwendung eines sogenannten Hilfssammlers, beispielsweise Stärke, festgestellt
werden, wenn dieses in Verbindung mit einem der üblichen Sammler, wie einem eine
kontinuierliche Kette aufweisenden Alkylamin, angewandt wird, diese Verbesserungen
auf die Wirkung des Hilfssammlers. zurückzuführen sind, indem dieser die Neigung
der Tonschlammteilchen, mit dem üblichen Sammler zu reagieren, unterdrückt und regelt,
und insofern die Menge eines solchen Mittels verringert werden kann, die notwendig
ist, um die übliche Sammlerwirkung auszuüben.
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Die Erfindung beruht teilweise auf der Beobachtung, daß die unlöslichen
Schlämme, welche bei Mahlung von tonhaltigen Kaliumsalzen gebildet und in gesättigten
Solelösungen suspendiert werden, nur unvollkommen von der Trübe durch die üblichen
mechanischen Entschlämmungsbehandlungen abgeschieden werden, wenn nicht diese mehrere
Male wiederholt werden. Selbst wenn das Rohsalz wiederholten Entschlämmungsbehandlungen
unterworfen wird, deren Zahl über das Maß hinausgeht, welches wirtschaftlich als
tragbar betrachtet wird, wird immer noch so viel unlöslicher Schlamm zurückbleiben,
daß der Wirkungsgrad des Sammlers stark verringert wird.
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Es wurde gefunden, daß die schädliche Wirkung des unlöslichen Schlammes,
die sie auf die Flotation ausübt, in sehr befriedigendem Maße dadurch unterdrückt
oder begrenzt werden kann, daß der Trübe als Schlammregelungsmittel Polyglykole
bzw. deren Äther
eines Molekulargewichts von mindestens 200 zugesetzt
werden. Diese Verbindungen sind wirksam, wenn sie in verhältnismäßig geringen Mengen
angewandt werden, die von der Menge des in der Trübe enthaltenen unlöslichen Tons
abhängig ist, wodurch die Tonschlammteilchen inaktiv gegenüber den Sammlern werden.
Dies trifft insbesondere auf die ein hohes Molekulargewicht aufweisenden aliphatischen
Amine zu, die gewöhnlich zum Anreichern von Sylvin aus Kaliumrohsalzen verwendet
werden. Wenn beispielsweise sylvinhaltige Salze aus dem Carlsbad-Distrikt verarbeitet
werden, welche vorher teilweise durch die üblichen mechanischen Entschlämmungsverfahren
entschlämmt worden sind, so genügt eine nur sehr geringe Menge, und zwar 45,5 g
pro Tonne Rohsalz, eines der Polyglykole oder seiner Äther gegenüber einer Menge
von 227,0 g oder mehr Stärke.
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Diese Verbindungen haben den weiteren Vorteil, daß sie eine Flockungswirkung
auf die unlöslichen Schlammbestandteile der sylvinhaltigen Rohsalze ausüben, wenn
sie der Sole zugesetzt werden. Offenbar steht diese Flockungswirkung in Beziehung
zu der Solenatur als Suspensionsmittel. Diese Flockungswirkung scheint in diesem
Verfahren wegen der sich daraus ergebenden Verringerung der Größe der freigelegten
Oberflächen der unlöslichen Schlammteilchen von Vorteil zu sein, wenn diese als
Flocken zusammengebracht werden, die genügend mit der Polyglykolverbindung bedeckt
oder umgesetzt werden müssen, um hierdurch die Neigung des Schlammes zu unterdrücken,
mit den Aminen und ähnlichen Sammlern zu reagieren oder diese in anderer Weise unwirksam
zu machen.
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Es wurde weiterhin beobachtet, daß die Polyglykolverbindungen eine
beträchtliche Verbesserung der Flotationseigenschaften der Trübe zur Folge haben,
indem ein weniger zäher, jedoch beständigerer Schaum erzeugt wird. Dies ist besonders
bei Verwendung eines Aminsammlers der Fall und hat den Vorteil, daß weniger Halitteilchen
in den Schaum eingeschlossen und in das Konzentrat übergeführt werden. Weiterhin
verbessern die Polyglykolverbindungen die Schaumeigenschaften der Trübe und in einem
gewissen Maße auch die Wirkung der eigentlichen Schäumen Dadurch wird es möglich,
die Menge des Schäumers zu verringern, der in Verbindung mit einem Sammler zur Vorbereitung
von Kaliumsalzen für die Flotation angewandt wird. In der folgenden Beschreibung
werden für die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten des Verfahrens die üblichen
Schäumermengen, wie Methylamylalkohol oder Fichtenöl oder ein Schäumer, der zu 40
bis 45 °/o aus primären Alkoholen (hauptsächlich 2,4-Dimethylpentanol-1), 45 bis
50 °/o aus sekundären Alkoholen (hauptsächlich 2,4-Dimethylhexanol-3) und 8 bis
12 °/o aus nicht identifizierten Ketonen besteht und der als Schäumer A bezeichnet
@vird, angegeben, die aber wesentlich geringer sind im Vergleich mit den Mengen,
wie sie heute bei der Schaumflotationsbehandlung von sylvinhaltigen Kaliumsalzen
angewandt werden.
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Um die Wirkung verschiedener Mengen von unlöslichem Schlamm festzustellen,
wurden Versuchsreihen mit einem typischen Carlsbad-Sylvin durchgeführt, wobei das
Rohsalz in aufeinanderfolgenden Stufen entschlämmt wurde und nach jeder Stufe Proben
genommen wurden, welche flotiert wurden.
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Als Flotationsmittel wurde ein wasserlösliches Salz aus aliphatischen
Aminen, die eine gradkettige Kohlenstoffkette mit mindestens 8 (vorzugsweise 8 bis
18) Kohlenstoffatomen aufweisen, angewandt, und zwar in einer Menge von 71 g pro
Tonne Rohsalz. Als Schäumer wurde Schäumer A in einer Menge von 1,8 g pro Tonne
Rohsalz zusammen mit dem Sammler zugesetzt.
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Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle niedergelegt.
| Tabelle 1 |
| kg Unlösliches |
| Versuch Entschläm- (-0,053 mm) Ausbringen |
| Nr. mungsstufen pro Tonne KCl in °/o |
| Flotationsaufgabe |
| 240 1 4,2 2,32 |
| 241 2 2,38 5,97 |
| 242 3 1,19 29,12 |
| 243 4 0,58 88,55 |
| 244 5 0,38 97,16 |
| 245 6 0,24 98,55 |
Untersuchungen zeigen, daß von den Rohsalzproben im wesentlichen die schädlichen
unlöslichen Schlämme entfernt werden, wenn das Rohsalz in Form einer gesättigten
Soletrübe mit einem Sieb einer Maschenweite von 0,053 mm gesiebt wird.
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Die Entschlämmungsbehandlungen bestanden aus folgenden üblichen Arbeitsweisen:
1. Es wurden 1200 g des trockenen, durch ein 1,4-mm-Maschensieb gesiebten Rohsalzes
abgewogen.
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2. Diese Probe wurde als vollkommen gesättigte Sole (KCI und NaCl)
in einer 31 fassenden Laboratoriumsflotationsmaschine (Fagergren) zu einer Trübe
angerührt und die Zelle bis etwa 5 cm unterhalb der Zellenoberseite aufgefüllt.
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3. Die Trübe wird mit der üblichen Rührergeschwindigkeit 5 Minuten
lang gerührt. (In den nachfolgenden Entschlämmungsstufen wurde diese Zeit jeweilig
um 1 Minute verringert.) 4. Die Trübe wird 1 Minute nach dem Rühren absetzen gelassen.
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5. Der in Suspension befindliche Schlamm und die Sole werden dann
bis zu einer Höhe von 10 cm unterhalb der Zellenoberseite abgezogen.
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Die Menge an auf 0,053 mm gesiebtem Unlöslichem pro Tonne Rohsalz
in der Probe nach jeder Entschlämmung wird wie folgt bestimmt: 1. 200 g des entschlämmten
Rohsalzes aus der Arbeitsstufe 5 werden aus der Zelle abgezogen. 2. Diese werden
durch ein Maschensieb von 0,053 mm abgesiebt. Das Unterkorn wird dann ausgelaugt,
um alle wasserlöslichen Bestandteile zu entfernen. Der unlösliche Anteil wird getrocknet
und gewogen. Hieraus wird der Prozentgehalt an unlöslichem Schlamm errechnet.
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3. Um den Prozentgehalt an gewonnenem K Cl zu erhalten, werden die
restlichen 1000 g der Entschlämmungsstufe 1 mit 71 g Sammler pro Tonne Rohsalz 3
Minuten flotiert.
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Die Probe, die für die Versuche 240 bis 245 angewandt wurde, enthielt
etwa 9 kg unlöslichen Schlamm pro Tonne.
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Diese Versuchsreihen zeigen eindeutig, daß der unlösliche Schlammgehalt
der der Flotation zu unterwerfenden Trübe zu dem Ausbringen an K Cl in einer bemerkenswerten
Beziehung steht.
Die Untersuchungen zeigen eindeutig die Notwendigkeit,
für außergewöhnlich stabile Bedingungen auf den Oberflächen der unlöslichen Schlammteilchen
zu sorgen, wenn eine befriedigende Anreicherung durch Schaumflotation erreicht werden
soll. Es ist weiterhin einleuchtend, daß ein Schlammregelungsmittel eine stärkere
Bindung mit dem Schlamm eingehen muß, als der Schlamm mit dem Amin zu bilden vermag.
Wenn diese Bedingung nicht besteht, so kann das Amin das Schlammregelungsmittel
ersetzen. Die in der folgenden Tabelle niedergelegten Ergebnisse weisen dies nach.
| Tabelle 2 |
| Versuch Schlammbehandlung KCI-Gehalt in °/a % KCl-Verteilung |
| Nr. Konzen- Mittelprodukt Konzen- Mittelprodukt |
| trat Berge trat Berge |
| 375 Ohne Schlammzusatz 99,90 24,04 5,01 88,00 1,30 10,70 |
| 374 Zusatz von unbehandeltem Schlamm 95,40 94,20 4,39 6,60
85,0 8,4 |
| 376 Schlamm behandelt mit 454 g Methoxy- |
| polyäthylenglykol 750 pro Tonne Roh- |
| salz 97,8 I 44,5 5,02 88,2 3,4 8,4 |
Bei diesen drei Versuchen wurden 1000 g Sylvinrohsalz des Carlsbad-Distriktes siebenmal
entschlämmt im Anschluß an die Behandlung, die in Verbindung mit den in der Tabelle
1 wiedergegebenen Versuchen durchgeführt wurde.
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Mit jeder Probe wurde ein Standard-Flotationsversuch unter Verwendung
von 73 g Sammler und 0,4 g Schäumer A pro Tonne Rohsalz durchgeführt.
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Die unlöslichen Schlämme, welche vor der Flotation entfernt wurden,
wurden ausgelaugt, getrocknet und pulverisiert. 10 g des so vorbereiteten pulverisierten
Schlammes wurden dem Rohkonzentrat des Versuchs 374 zugegeben, und es wurde ein
Reinkonzentrat ohne Zugabe anderer Reagenzien gewonnen. Es ist festzustellen, daß
beim Versuch 375, ohne Schlammzusatz zu dem Rohkonzentrat; das KCl-Ausbringen in
dem Konzentrat 880/, betrug. Bei Schlammzusatz sank das Ausbringen auf 6,6 °/o.
Ein Vergleich dieser beiden Versuche zeigt, daß ein sehr beträchtlicher Anteil des
im Versuch 374 zugesetzten Amins durch die Schlämme gebunden wird. Die überraschende
Eigenschaft der Schlämme, Amin durch Adsorption, Absorption oder eine Kombination
dieser beiden Erscheinungen zu binden, ist ebenfalls aus diesem Versuch zu entnehmen.
Diese Eigenschaft läßt sich kaum ausschließlich auf die Einwirkung der Oberfläche
allein zurückführen, vielmehr muB eine Basenaustauschreaktion angenommen werden.
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Beim Versuch 376 wurden 10 g des Schlammes in die Soletrübe eingerührt
mit 454 g Methoxypolyäthylenglykol 750 pro Tonne Rohsalz, bevor diese Probe dem
Rohkonzentrat zugegeben wurde. Bei diesem Versuch wurde nur wenig oder überhaupt
kein Amin durch den Schlamm gebunden. Die Neigung des Schlamme, mit dem Amin zu
reagieren oder die Sammlereigenschaft desselben zu zerstören, scheint durch die
Anwendung der Polyglykole vollkommen aufgehoben zu sein.
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Wie schon ausgeführt, läßt sich die außerordentliche Eigenschaft des
unlöslichen Tonschlammes, Amin zu binden, nicht ausschließlich auf Adsorption zurückführen,
vielmehr läßt sich auf eine Absorption über einen Basenaustausch schließen, und
zwar eher als auf reine -Adsorption. Diese Theorie wird gestützt durch Betrachtung
der Zusammensetzung des unlöslichen Schlammanteiles der Carlsbad-Rohsalze. Die unlöslichen
Tone enthalten als Hauptbestandteil Nontronit, der eine besondere Form von Montmorillonit
darstellt. Von diesem Montmorrillonit ist bekannt, daß dieser eine hohe Basenaustauschfähigkeit
besitzt. Obwohl die praktische Durchführung des Verfahrens nicht von der Richtigkeit
einer angegebenen Theorie abhängt, in welcher Weise die chemischen Schlammregelungsmittel
auf die Neigung der Tonschlämme, Amin und ähnliche Sammler zu binden, einwirken,
deuten die Erfahrungen darauf hin, daß es zu einer Bildung von Nontronitkomplexen
mit diesen organischen Verbindungen kommt, welche die Reaktion der Amine mit Nontronit
unterdrücken. Insbesondere scheint es; daß bei Verwendung von Polyäthylenglykol
und deren Äthern Nontronit-Polyäthylenglykol-Komplexverbindungen gebildet werden
und daß diese Komplexe ausreichend stabil sind, um einem Ersatz der Glykolverbindung
in dem Komplex durch das Amin zu widerstehen. Diese Ansicht wird weiterhin gestützt
durch die Tatsache, daß, wie Untersuchungen gezeigt haben, befriedigendere Ergebnisse
. erzielt werden, wenn die Polyglykole der Rohsalztrübe vor dem Zusatz des Amins
zugegeben werden, um so sicherzustellen, daß die Oberfläche der Tonschlammteilchen
mit den Polyglykolen reagiert.
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In den folgenden Beispielen und Beispielgruppen sind die Ergebnisse
niedergelegt, welche durch Anwendung verschiedener Polyglykole und ihrer Äther erzielt
werden im Vergleich mit verschiedenen Versuchen, die unter Anwendung eines Aminsammlers
allein durchgeführt wurden. Es sind auch einige Versuche angegeben, die Vergleichsergebnisse
erkennen lassen, wenn Stärke, d. h. eines der bisher für diesen Zweck angewandten
Mittel, als Schlammregler unter ähnlichen Bedingungen verwendet wird, und zwar hinsichtlich
des unlöslichen Tonanteiles des Rohsalzes und hinsichtlich der Einführungsstufe
dieses Mittels in die Trübe in der gleichen Weise, wie die Polyglykole und deren
Äther beim Verfahren gemäß der Erfindung angewandt werden.
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Der Sammler, welcher in den folgenden Beispielen verwendet wurde,
war der gleiche wie der schon vorher erwähnte Sammler. Versuche, bei denen ein Polyäthylenglykoläther
als Schlammregler verwendet wurde, einschließlich eines Vergleichsversuchs, bei
dem ohne diesen Schlammregler gearbeitet wurde.
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Beispiel 1 bis 4 Bei dieser Versuchsreihe wurde Sylvinrohsalz aus
dem Carlsbad-Distrikt auf eine Teilchengröße von 6 mm gebrochen, davon wurden Proben
von je 1000 g genommen und diese durch ein Sieb einer Maschenweite
von
0,8 mm gesiebt. In jedem Fall wurde die durchgesiebte Menge, welche etwa 720 g betrug,
in 1740 ccm einer gesättigten Sole aus dem gleichen Rohsalz suspendiert, um eine
Trübe zu erzeugen, welche etwa 25 °/a Feststoffe enthielt. Die Trübe wurde dann
23/4 Minuten lang mit 64 Umdrehungen pro Minute in einer Kugelmühle gemahlen.
Das sich ergebende Produkt wurde dann mit dem durch das Sieb hindurchgegangenen
Anteil vereinigt und das Ganze in eine 31 fassende Fagergren-Laboratoriumsflotationszelle
eingegeben und in dieser 5 Minuten lang mit 1070 Umdrehungen pro Minute gerührt.
Die Trübe wurde dann zweimal entschlämmt, indem sie 1 Minute gerührt und 1 Minute
absetzen gelassen wurde, und dann bis auf 114 mm unterhalb der Zellenoberseite abgezogen.
Das entschlämmte Produkt wurde dann durch ein Sieb einer Maschenweite von 0,5 mm
gesiebt.
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Die erhaltenen Über- und Unterkornfraktionen wurden dann getrennt
in zwei Stufen weiterverarbeitet. Im Beispiel 1 wurden 5 ccm einer 2 °/jgen Lösung
von Methoxypolyäthylenglykol (Molekulargewicht etwa 650) der auf dem 0,5-mm-Sieb
zurückgebliebenen Fraktion zugegeben, und die Flüssigkeit wurde 2 Minuten lang gerührt.
Dann wurden 3 ccm einer 2°/oigen Sammlerlösung zugegeben, und die Trübe wurde dann
weiterhin 30 Sekunden lang gerührt.
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Die durch das 0,5-mm-Sieb hindurchgegangene Fraktion wurde in ähnlicher
Weise in Stufen weiterverarbeitet. In der ersten Stufe wurden 7,5 ccm einer 2°/oigen
Lösung von Methoxypolyäthylenglykol(Molekulargewicht etwa 650) zugegeben und 2 Minuten
lang gerührt. Dann wurden 1 ccm einer 2 °/jgen Sammlerlösung zugegeben und die Trübe
30 Sekunden lang gerührt.
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Die so vorbereiteten Über- und Unterkornfraktionen wurden dann in
der Fagergrenzelle 3 Minuten lang bei 1070 Umdrehungen pro Minute behandelt. Die
Zimmer- und Soletemperatur wurde dabei auf 27°C gehalten.
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In den Beispielen 2, 3 und 4 wurden die Über- und Unterkornfraktionen
des 0,5-mm-Siebes in dergleichen Weise in zwei Stufen behandelt, wobei die Zeitdauer
der Behandlungsstufen die gleiche war wie im Beispiel 5, jedoch die Mengen an Methoxypolyäthylenglykol
(Molekulargewicht etwa 650) und Sammler proportional in den getrennten Stufen in
jedem Fall geändert wurden, um den Änderungen in den Gesamtverhältnissen dieser
beiden Mittel zu entsprechen. In jedem Fall wurde die Zimmer- und Soletemperatur
auf 27°C gehalten.
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Die entsprechenden Mengen an Methoxypolyäthylenglykol (Molekulargewicht
etwa 650) und Sammler sind in der folgenden Tabelle angegeben, worin auch die Konzentrationsgrade
und die Ausbeuten für jeden Fall enthalten sind.
| Methoxy- Sammler |
| Ver- polyäthylen- g pro KCl-Konzen- KCl-Aus- |
| such glyko1650 tration bringen |
| Nr. g pro Tonne Tonne in o/o in % |
| Mineral Mineral |
| 1 227 73 96,5 93,3 |
| 2 45 73 96,0 86,8 |
| 3 45 90 95,0 90,9 |
| 4 90 73 96,2 87,9 |
Versuche unter Anwendung von Methoxypolyäthylenglykol 750 (einschließlich Vergleichsversuch
mit entschlämmtem Mineral) Beispiel 5 bis 10 Diese Versuchsreihen wurden unter Anwendung
der gleichen Mengen an Reagenzien durchgeführt, und es wurden in jedem Versuch die
gleichen Vorbehandlungen angewandt, mit der Ausnahme, daß die Anzahl der Entschlärnmungsbehandlungen
geändert wurde, wie sich aus der folgenden Tabelle ergibt. Die Rohsalzproben aus
Carlsbader-Sylvin wurden in einem Backenbrecher. gebrochen, dann in einer Mühle
und durch Walzen so weit verkleinert, daß sie durch ein Sieb einer Maschenweite
von 1,4 mm hindurchgingen.
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Bei Durchführung dieses Versuchs wurden 1200 g des durch das 1,4-mm-Sieb
gesiebten Rohsalzes in eine Fagergrenzelle eingegeben zusammen mit einer genügenden
Menge gesättigter Sole, um die Zelle zu füllen. Die Trübe wurde 5 Minuten lang mit
1070 Umdrehungen pro Minute gerührt und dann nach 1 Minute Absetzen entschlämmt,
indem der Inhalt der Zelle bis auf eine Tiefe von 108 mm von der Zellenoberseite
abgezogen wurde. In den Fällen mehrerer Entschlämmungsstufen wurde die Trübe 1 Minute
lang nach jeder Rührbehandlung von 1 Minute absetzen gelassen und dann bis zu einer
Tiefe von 108 mm von der Zellenoberseite abgezogen. Nach Beendigung der Entschlämmungsbehandlung,
nach Füllung der Zelle mit Sole und 1 Minute langer Rührung wurde eine Probe von
etwa 200 g Rohsalz entnommen, um den Anteil an zurückgebliebenem Schlamm zu bestimmen.
Der Rest der Trübe wurde dann in zwei Stufen aufgearbeitet und auf einen Feststoffanteil
von
600/, eingestellt. Dann wurde die Trübe wieder in der Fagergren-Flotationszelle
3 Minuten lang mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 1070 Umdrehungen pro Minute
bei einer Temperatur von
21'C flotiert. Es wurden folgende Reagenzmengen
zugegeben:
Die Anzahl an Entschlämmungsstufen, der Grad der Anreicherung und das Ausbringen
eines jeden Versuches sind in der folgenden Tabelle niedergelegt
| Anzahl kg unlösliches |
| Ver- der Ent- Material KCI- KCI- |
| such schläm- (Sieb einer Maschen- Konzen- Aus- |
| weite von 0,05 mm trat bringen |
| Nr. mungs- pro Tonne in o/0 in °/o |
| stufen Flötationsaufgabe) |
| 5 1 4,8 83,60 33,05 |
| 6 2 3,5 93,60 64,70 |
| 7 3 2,3 94,2 81,00 |
| 8 4 1,16 93,4 93,62 |
| 9 5 0,47 93,2 97,60 |
| 10 6 0,11 91,8 97,83 |
Versuche, die unter Anwendung verschiedener anderer Polyglykoläther durchgeführt
wurden Beispiel 11 Dieser Versuch wurde mit einer gleichen Rohsalzprobe und unter
den gleichen Bedingungen hinsichtlich
der Mengen an Reagenzien und
der Arbeitsweisen für die stufenweise Entschlämmung und Vorbereitung, wie im Beispiel
8 beschrieben; durchgeführt, mit der Ausnahme, daß an Stelle von 90 g Methoxypolyäthylenglykol
750 pro Tonne Mineral hierbei 45 g Methoxypolyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht
von etwa 350 verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle niedergelegt:
| Gewicht Gewicht KCI KCI Aus- |
| Produkt bringen |
| g 0/0 0/0 g 0/0 |
| Konzentrat 176,27 19,86 95,6 19,00 49,15 |
| Berge ..... 711,62 80,14 24,55 19,68 50,85 |
| Aufgabe .. 887,89 38,68 |
| Gewicht Gewicht Unlös- Unlös- Ver- |
| Produkt lieh lieh teilung |
| 9 0 / 0 0 / 0 9 11 / 0 |
| Schlamm ... 61,20 6,45 16,30 1,077 76,55 |
| Flotations- |
| aufgabe ... 887,89 93,55 0,353 0,330 23,45 |
| Gesamt- |
| aufgabe ... 949,09 1,407 |
Dieses Beispiel läßt den Einfluß der Abänderung der Zusatzmenge der Methoxypolyäthylenglykolverbindung
erkennen und auch den Unterschied der Wirksamkeit der jeweils verwendeten Polyäthylenglykolverbindungen.
Das geringere Ausbringen im Vergleich mit dem Beispiel 8 läßt erkennen, daß weniger
als die optimale Menge der Polyäthylenglykolverbindung verwendet worden ist. Die
Tatsache, daß eine ein geringeres Molekulargewicht aufweisende Verbindung verwendet
wurde, gibt anscheinend ebenfalls eine gewisse Erklärung für das geringere Ausbringen
an K Cl. Beispiel 12 Dieser Versuch wurde unter den gleichen Bedingungen und mit
dem gleichen Rohsalz wie in den Beispielen 8 und 11 durchgeführt mit Ausnahme, daß
45 g Methoxypolyäthylenglykol, Molekulargewicht etwa 550, pro Tonne Rohsalz als
Schlammregelungsmittel verwendet wurden. Der Anreicherungsgrad und das Ausbringen
sind ähnlich den Ergebnissen des Beispiels 11, wie sich aus folgender Tabelle ergibt:
| Gewicht Gewicht KCI KCI Aus- |
| Produkt bringen |
| 9 0/0 0/0 g 0/0 |
| Konzentrat 158,40 18;04 94,8 17,10 43,80 |
| Berge ..... 720,50 81,96 26,8 21,95 56,20 |
| Aufgabe .. 878,90 39,05 |
| Gewicht Gewicht UnlöS- UnlöS- Ver- |
| Produkt ]ich lieh teilung |
| g °/o °/0 g °/o |
| Schlamm ... 58,90 6,28 15,4 0,981 73,2 |
| Flotations- |
| aufgabe ... 878,90 93,72 0,385 0,361 26,8 |
| Gesamt- |
| aufgabe ... 937,80 1,342 |
Beispiel 13 Dieser Versuch wurde mit 1200 g des durch ein Sieb einer Maschenweite
von 1,4 mm gesiebten Rohsalzes durchgeführt. Die Probe wurde zu einer Trübe angerührt
und viermal in der gleichen Weise entschlämmt, wie in den Beispielen 5 bis 9 beschrieben.
Nach Entnahme einer 200-g-Probe zur Bestimmung des Anteils an Rückstandschlamm wurde
die verbleibende Trübe in ein Gefäß mit einem Durchmesser von 152 mm eingebracht
und 20 Minuten lang
* absetzen gelassen. Die Trübedichte wurde dann auf einen
FeststofPgehalt von 60°/o eingestellt. Der Trübe wurden 2,5 ccm einer 2°/oigen wäßrigen
Lösung eines Polyäthylenglykoläthers mit einem Molekulargewicht von etwa 600 zugesetzt,
worauf dann das Gefäß mit 94 Umdrehungen pro Minute 2 Minuten lang gedreht wurde.
Darauf wurden 72 g pro Tonne Sammler und 0,45 g pro Tonne Schäumer A zugegeben.
Nachdem die Trübe weitere 30 Minuten gerührt wurde, wurde sie in eine Fagergrenzelle
eingebracht und darin 3 Minuten mit 1070 Umdrehungen pro Minute bei einer Temperatur
von
21'C flotiert. Es wurden folgende Versuchsergebnisse erhalten:
| Gewicht Gewicht KCI KCI Aus- |
| Produkt bringen |
| g °/o °/o g °/o |
| Konzentrat 140,19 16,1 87,5 14,08 36,6 |
| Berge ..... 730,80 83,9 29,0 24,35 63,4 |
| Aufgabe .. 870,99 38,43 |
| Gewicht Gewicht Unlös- Unlös- Ver- |
| Produkt lieh lieh teilung |
| g 0/0 0/0 g 0/0 |
| Schlamm ... 61,50 6,6 17,4 1,142 83,6 |
| Flotations- |
| aufgabe ... 870,99 93,4 0,24 0,224 16,4 |
| Gesamt- |
| aufgabe ... -932,49 1,366 |
Beispiel 14 Bei diesem Versuch wurden 1200 g eines durch ein Sieb einer Maschenweite
von 1,4 mm gesiebten Carlsbad-Sylvin-Rohsalzes einer Fagergrenzelle mit einer ausreichenden
Menge Sole zugegeben, um die Zelle
bis 12 mm unterhalb des Randes
zu füllen. Die Trübe wurde 5 Minuten gerührt und dann viermal entschlämmt, indem
sie jeweils 1 Minute absetzen gelassen wurde. Dann wurde der Inhalt bis auf 108
mm unterhalb des oberen Randes der Zelle abgezogen und diese wieder mit Sole gefüllt,
erneut 1 Minute lang gerührt und dann 1 Minute lang absetzen gelassen, worauf eine
gleiche Menge wie bisher abgezogen wurde. Nach Beendigung der vierten Entschlämmungsbehandlung
wurde die Zelle erneut mit Sole gefüllt, gerührt, und eine 200-g Probe "wurde dann
entnommen. Die Resttrübe wurde in ein Glasgefäß mit einem Durchmesser von 152 mm
eingefüllt, 20 Minuten lang absetzen gelassen und auf eine Trübedichte von 60 °/o
Feststofffanteilen eingestellt. Dann werden 5 ccm einer 2°/aigen Lösung eines Polyäthylenglykol-tert:
dodecylthioäthers hinzugefügt. Das Gefäß wird dann 2 Minuten lang mit 94 Umdrehungen
pro Minute gedreht, worauf die Flotationsmittel zugegeben werden, und -zwar 72 g
Sammler und 1,8 g Schäumer A pro Tonne Rohsalz. Nachdem die Trübe weitere 30 Sekunden
in der angegebenen Weise gerührt wurde, wurde sie in die Fagergrenzelle eingefüllt
und darin 3 Minuten bei 1070 Umdrehungen pro Minute und einer Temperatur von
21'C kotiert. Die bei diesem Versuch - erhaltenen Ergebnisse waren folgende:
| Gewicht Gewicht unlös- Unlös- Ver- |
| Produkt lieh lieh teilung |
| g °/° °/° g °/° |
| Schlamm ... 89,6 9,4 24,2 2,271 92,6 |
| Flotations- |
| aufgabe ... 867,56 90,6 0,201 0,182 7,4 |
| Gesamt- |
| aufgabe ... 957,16 2,453 |
Beispiel 15 In diesem Versuch wurden 1200 g durch ein Sieb einer Maschenweite von
1,4 mm gesiebten Carlsbad-Sylvin-Rohsalzes drei aufeinanderfolgenden Entschlämmungsbehandlungen
unterworfen, die in der oben beschriebenen Weise durchgeführt wurden. Eine 200-g-Probe
des so teilweise entschlämmten Rohsalzes wurde dann durch ein Sieb einer Maschenweite
von 0,053 mm gesiebt, und es wurde die Menge an zurückbleibendem unlöslichem Schlammaterial
bestimmt. Hierbei wurde festgestellt, daß der Anteil an Rückstandschlamm 840 g pro
Tonne der Flotationsaufgabe beträgt. Der Rest der Trübe, der etwa 1000 g Rohsalz
enthält, wurde dann in ein einen Durchmesser von 152 mm aufweisendes Gefäß eingebracht
und die Trübedichte auf 60 °/ö -Feststofffanteil eingestellt. Die Weiterbehandlung
erfolgte in Stufen, indem zunächst Dibutoxytetraglykol in einer Menge von 90 g pro
Tonne Rohsalz zugegeben wurde, dann das Gefäß 2 Minuten lang mit 94 Umläufen pro
Minute gedreht wurde und schließlich Schäumer A und Sammler in Mengen von 72 g und
0,9 g pro Tonne Rohsalz zugegeben wurden. Das Gefäß wurde dann weitere 30 Sekunden
lang mit 94 Umläufen pro Minute gedreht. Die so vorbereitete Trübe wurde in die
Fagergrenzelle eingefüllt und 3 Minuten lang bei 1070 Umdrehungen pro Minute flotiert.
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Der Anreicherungsgrad und das Ausbringen und der Anteil an KCl in
den Bergen waren folgende: Versuche unter Anwendung von Polyglykolen Zusätzlich
zu den oben beschriebenen Versuchen, bei denen verschiedene Polyglykoläther als
Schlammregelungsmittel verwendet wurden, wurden noch die folgenden Versuche unter
Anwendung von verschiedenen typischen Polyglykolen durchgeführt. Das bei diesen
Versuchen verwendete Carlsbad-Sylvin-Rohsalz wurde drei aufeinanderfolgenden Entschlämmungsbehandlungen
unterworfen, die in der oben beschriebenen Weise durchgeführt wurden. In jedem Fall
wurde der Versuch mit einer durch ein Sieb einer Maschenweite von 1,4 mm gesiebten
Rohsalzprobe von 1200 g durchgeführt, wobei eine 200-g-Probe des teilweise entschlämmten
Rohsalzes abgeschieden und durch ein Sieb einer Maschenweite von 0,053 mm gesiebt
wurde, um die Menge an verbleibendem unlöslichem Schlamm festzustellen.
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Nach Entfernung dieses Anteiles aus jeder Probe wurde der Rest der
Trübe einer jeden Probe, die aus etwa 1000 g Rohsalz bestand, in ein Gefäß mit einem
Durchmesser von 152 mm eingebracht und auf eine Trübedichte von 60 °/o Feststofffanteil
eingestellt. Schließlich wurde die Weiterbehandlung in der gleichen Weise wie oben
beschrieben durchgeführt, d. h., daß zunächst die bestimmte Menge an Polyglykol
zu der Trübe in jedem Fall zugefügt wurde mit Ausnahme des Kontrollversuches 490,
und dann wurde die Trübe 2 Minuten lang mit 94 Umdrehungen pro Minute gerührt. Schließlich
wurde eine Mischung von Schäumer A und Sammler zugegeben, und die Trübe wurde weitere
30 Sekunden gerührt. Die so vorbereitete Trübe wurde dann in die Fagergrenzelle
eingefüllt und 3 Minuten lang bei 1070 Umdrehungen pro Minute fiotiert. Bei jedem
der Versuche 491 und 492 betrug der Anteil an Polyglykolverbindung 90 g pro Tonne
Rohsalz. Bei diesen Versuchen und auch in dem Vergleichsversuch 490 betrug der Anteil
an Schäumer A 72 g pro Tonne und an Sammler 0,9 g pro Tonne Rohsalz.
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Der Anteil an Bergeschlamm, der Anreicherungsgrad, das Ausbringen
und der Anteil an in den Bergen verbleibendem K Cl in jedem Versuch sind in der
folgenden Tabelle niedergelegt.
| Versuch Schlamm- Unlöslicher, durch ein Sieb einer Konzentrat
Berge |
| Nr. reglerzusatz Maschenweite von 0,05 mm gesiebter o
KCI Ausbringen °/o KCI- Gesamt |
| Anteil (g pro Tonne Flotationsaufgabe) /0 0 0 |
| /o KCI Gehalt /0 KCI |
| 490 - 3,18 67,6 18,6 27,4 81,4 |
| 491 P. G. 300 2,0 94,3 50,0 24,9 50,0 |
| 492 P. G. 600 2,3 94,9 62,1 19,1 37,9 |
Die in der vorstehenden Tabelle als P. G. 300 und P. G. 600 bezeichneten Verbindungen
sind Polyäthylenglykole, wobei die Zifferangaben das ungefähre Molekulargewicht
dieser Verbindungen bezeichnen.
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Wie schon ausgeführt, üben sämtliche Polyglykolverbindungen eine Ausflockungswirkung
auf die Tonschlämme in einer Soletrübe aus. Es scheint jedoch keine direkte Beziehung
zwischen dem Grad der Ausflockungswirkung und der Fähigkeit der Polyglykolverbindungen
zu bestehen, die Neigung der Schlämme, mit dem Sammler zu reagieren und somit den
Anreicherungsgrad und das Ausbringen zu verringern, zu unterbinden. Bei anderen
Faktoren liegen ähnliche Verhältnisse vor, es scheint jedoch ein gewisser Grad der
Beziehung zwischen der Molekulargröße der Polyglykolverbindung und ihrer Fähigkeit,
die Reaktion des Sammlers mit den unlöslichen Schlammbestandteilen zu unterbinden,
zu bestehen, und wenn daher eine Polyglykolverbindung mit einem höheren Molekulargewicht
als Schlammregelungsmittel verwendet wird, kann der Anteil desselben etwas verringert
werden hinsichtlich der Menge, wenn hierfür ein solches mit einem geringeren Molekulargewicht
verwendet wird.
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Obwohl die oben ausgeführten Gesichtspunkte von Wichtigkeit sind und
zur Bestimmung der optimalen Mengen des bei einem bestimmten Rohsalz zu verwendenden
Schlammregelungsmittels beachtet werden sollten, ist es noch wichtiger, so genau
wie möglich den unlöslichen Schlammanteil der Rohsalztrübe, die entschlämmt und
flotiert werden soll, zu bestimmen und den Anteil des Schlammregelungsmittels in
Abhängigkeit von dem Anteil des vorhandenen Schlammes zu variieren. Aus praktischen
Gesichtspunkten wird es im allgemeinen wirtschaftlicher sein, das Rohsalz zunächst
einer teilweisen Entschlämmungsbehandlung zu unterwerfen, bevor die eigentliche
Behandlung mit dem Schlammregelungsmittel erfolgt. Vom Standpunkt der Anlagekosten,
Kraftkosten, Instandhaltungskosten, Überwachung und des Verlustes an K Cl in den
Schlammfraktionen bestehen praktische Grenzen hinsichtlich der Größe der in einer
wirtschaftlichen Arbeitsweise durchzuführenden Entschlämmung mit Hilfe von mechanischen
und anderen bisher bekannten Entschlämmungsverfahren. Andererseits ist die Verwendung
von Schlammregelungsmitteln, um die Vorentschlämmung zu umgehen, gewöhnlich unwirtschaftlich
wegen der Kosten der zusätzlich benötigten Schlammregelungsmittel, die erforderlich
sind, um ein befriedigendes Konzentrat und ein gutes Ausbringen zu ermöglichen.
In der Praxis ist die Kombination einer vorhergehenden Entschlämmungsbehandlung
mit folgendem Schlammregelungsmittelzusatz vor der Zugabe des eigentlichen Sammlers
besonders befriedigend. Das Ausmaß, in dem die Vorentschlämmung erfolgt, wird von
der Wirksamkeit der Anlage bzw. von der besonderen Art der mechanischen Entschlämmungseinrichtung,
die verfügbar ist, abhängen. Erfahrungen haben gezeigt, daß das Verfahren in höchst
befriedigender Weise durchgeführt werden kann, wenn das Rohsalz ausreichend vorentschlämmt
wird, um den Schlammanteil auf etwa 1,8 kg pro Tonne Rohsalz und darunter zu bringen.
Hierdurch wird erreicht, daß die Menge an zuzusetzendem Schlammregelungsmittel vom
Gesichtspunkt der aufzuwendenden Kosten innerhalb befriedigender Grenzen gehalten
werden kann.
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Wenn in der vorliegenden Beschreibung von der Verwendung von Polyglykolen
und deren Äther als Schlammregelungsmittel die Rede ist, so soll unter diesem Ausdruck
die eigentliche Funktion dieser Mittel, Komplexe zu bilden oder in anderer Weise
die normale Neigung der unlöslichen Tonschlämme und ähnlicher Basenaustauschmineralteilchen,
mit den Aminen und anderen kationaktiver Sammler zu reagieren und diese zu absorbieren,
charakterisiert werden. Wenn weiterhin mit Bezug auf die Polyglykolverbindungen
der Ausdruck Schlammregelungsmittel gebraucht wird, so soll dieser nicht bezeichnen,
daß diese Verbindungen so wirken, daß sie Schlämme dispergieren oder ihre Ausflockung
beeinflussen, so daß sie leichter von einer Rohsalztrübe durch Dekantieren oder
andere Naßbehandlungen abgeschieden werden können. Obwohl, wie oben ausgeführt,
die Polyglykolverbindungen bisweilen als Dispergiermittel bezeichnet worden sind
und als solche in Wasser und verschiedenen anderen Flüssigkeiten wirken, haben diese
in einer Solelösung eine ganz andere Eigenschaft. Wenn diese Mittel auch in ihrer
Eigenschaft als Regelungsmittel erwähnt sind, so ist die Bezeichnung nur dann gültig,
wenn sie in eine Soletrübe eingebracht werden, die Tonschlammineralien enthält,
welche die Eigenschaft haben, mit der Polyglykolverbindung Komplexe zu bilden, die
genügend stabil sind, jegliche Neigung der Tonschlammineralien, mit Sammlern zu
reagieren oder diese unwirksam zu machen, zu unterbinden.
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Die Erfindung ist auf die Vorbereitung und Beeinflussung von Kalium-Rohsalzen
anwendbar, welche Sylvin enthalten, um aus solchen Salzen das Sylvin abzuscheiden,
und zwar durch irgendein Aufbereitungsverfahren, wie beispielsweise der Schaumflotation,
der Filmflotation und der Herdflotation.