DE1592008B1

DE1592008B1 - Verfahren zur flotationsaufbereitung von kaliumhaltigen mineralien

Info

Publication number: DE1592008B1
Application number: DE19661592008
Authority: DE
Inventors: Robert Berthon; Michel Mames
Original assignee: MINES DOMANIALES DE POTASSE
Current assignee: MINES DOMANIALES DE POTASSE
Priority date: 1965-09-23
Filing date: 1966-09-14
Publication date: 1971-08-26
Also published as: OA02122A; FR1457664A; ES330584A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur ken, Guarmehl, gewisse Proteine, Cellulosederivate Flotationsaufbereitung von kaliumhaltigen Minera- usw. verwenden.

lien, die mehr oder minder hohe Anteile an Ma- Der Schäumer erleichtert die Dispersion der Luft-

gnesiumsalzen enthalten, und insbesondere von SyI- blasen und dadurch die Bildung und gegebenenfalls vinitritmineralien, wobei unter Verwendung eines 5 Stabilisierung der Schäume, die für das selektive Aufaminhaltigen Reagenz als Sammler floriert wird, das steigen der unter der Wirkung des Sammlers flotierendurch die primären gesättigten aliphatischen Amine den Bestandteile der Mischung an die Oberfläche der mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen einzeln oder in Mi- Flotationszellen sorgen. Man verwendet als Schäumer schung oder durch ihre wasserlöslichen Salze oder in sehr allgemeiner Weise Fichtenöl, andere Öle oder deren Mischungen gebildet wird. io Alkohole, wie beispielsweise Methylisobutylcarbinol

Sylvinitische Mineralien werden durch mehr oder usw.

minder eingesprengte bzw. ineinander verwachsene Nach der Konditionierung wird die Mineraltrübe

Ablagerung von Sylvin- und Steinsalzkristallen (KCl in das eigentliche Flotationsstadium versetzt, in dem und NaCl) gebildet, die meist von unlöslichen Verun- die Absonderung von kaliumchloridreichem Konzenreinigungen, wie Ton, Dolomit, Anhydrit usw., be- 15 trat erreicht wird.

gleitet sind, sowie bisweilen auch von löslichen Bei- Kommerzielle Forderungen haben nun zu Bestre-

mengungen, wie Kieserit, Carnallit usw., in wech- bungen hinsichtlich der Erzielung von »grobkörniselnden Mengen. gern« Kaliumchlorid geführt, d. h. von Produkten mit

Es ist bekannt, daß man daraus Kaliumchlorid in Korngrößen über 0,8 bis 1 mm und bis zu 3,36 mm. Form eines Produktes mit befriedigender handeis- 20 Zur Erzielung von grobkörnigen Konzentraten ist es üblicher Reinheit (dessen Kaliumgehalt, ausgedrückt notwendig, eine Flotation, ausgehend von gröber in K₂O, in der Gegend von 60% oder darüber liegt) gemahlenen Mineralien, vorzunehmen, die dann sehr gewinnen kann, indem man ein Aufbereitungsverfah- viel heikler durchzuführen ist als eine Flotation, die ren anwendet, das auf der selektiven Flotation von zu Konzentraten mit Teilchengrößen nicht über etwa Sylvin basiert. Bevor das Mineral der selektiven FIo- 25 1 mm führt, die allgemein als »Standardflotation« betation unterworfen wird, muß es geeignet zerkleinert zeichnet wird. Je größer die Sylvinkristalle sind, die werden (trocken oder auf nassem Wege), so daß man zu erhalten wünscht, um so sorgfältiger muß koneine genügende Freilegung der Einzelkomponenten ditioniert werden und um so länger ist die Flotationserzielt wird, d. h. eine Aufteilung in einzelne Sylvin- dauer. Außerdem müssen zur Erzielung brauchbarer und Steinsalzkristalle, die so vollständig wie möglich 30 Ergebnisse bei der Flotation von grobkörnigem Maist. terial die Wirkungen von Störfaktoren (insbesondere

Das zerkleinerte bzw. gemahlene und gesichtete die Anwesenheit von Ton in Suspension und von in Mineral wird in einer an KCl und NaCl gesättigten der Mutterlauge gelösten Magnesiumsalzen) soweit wäßrigen Lösung (Mutterlauge) unter Bildung einer wie möglich vermindert werden. Trübe suspendiert. Diese Trübe mit geeigneter Fest- 35 Wie man weiß, werden die sylvinitischen Mineralien Stoffkonzentration wird vor der eigentlichen Flotation in ihren Lagerstätten oft von bedeutenden Mengen an unter Verwendung eines Hauptreagenz, d. h. des Samm- unlöslichen Bestandteilen begleitet, die sich während lers, und von Hilfsreagenzien, wie Drückern, und der Zerkleinerung abspalten (hier sind insbesondere Schäumern zubereitet bzw. konditioniert. Diese drei die tonigen Beimengungen zu nennen) und die, wenn Arten von Reagenzien benutzt man meist gleich- 40 sie in bedeutenden Mengen in der Mutterlauge suszeitig, um bei der Flotation die bestmöglichen Ergeb- pendiert sind, die Flotation merklich stören, ja bisnisse zu erzielen. weilen sogar vollständig verhindern, selbst bei An-

Der Sammler haftet vorzugsweise am Kaliumchlorid Wesenheit von Drückern. Um diesem Mangel abzu- und ermöglicht so dessen selektive Anlagerung an die helfen, unterwirft man das zu flotierende Salz vor der Luftblasen und damit dessen Anreicherung im Schaum 45 Konditionierung einer Behandlung zur Vervollständer Flotationszellen. Als Sammler für die Flotation digung der Abspaltung und Abtrennung dieser unvon Sylvin wurden gesättigte oder ungesättigte ali- löslichen Feingüter durch verschiedene, bei der Aufphatische Amine mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen in bereitung von Mineralien bekannte Mittel, wie Hydroder Kette, ihre wasserlöslichen Salze (insbesondere Separatoren, Zyklonen usw.

Hydrochloride oder Acetate) oder Mischungen dieser 50 Die Anwesenheit von Magnesiumsalzen in den verschiedenen Verbindungen bekannt. In der Praxis Mutterlaugen stellt ein in wirtschaftlicher Weise beverwendet man im allgemeinen die Amine mit mehr als sonders schwierig zu lösendes Problem dar. Wenn ein 14 Kohlenstoffatomen in der Kette oder deren Salze. Mineral mit löslichen Magnesiumsalzen mit der Mut-Nach der deutschen Patentschrift 941 609 sollen ge- terlauge zur Erzielung einer Trübe zusammengegeben sättigte oder ungesättigte primäre Amine mit 8 bis 55 wird, lösen sich diese Magnesiumsalze und verändern 20 Kohlenstoffatomen für die Flotationsaufbereitung die Zusammensetzung der Mutterlaugen des Flotavon Sylvin verwendet werden, wobei insbesondere tionskreislaufes in bisweilen so durchgreifender Weise auf eine Korngröße von 0 bis 0,5 mm vermahlener (wie im Falle von Carnallit, bei dessen Anwesenheit Sylvinit mit speziellen Amingemischen höherer Ketten- sichdieMutterlaugen an Magnesiumchlorid anreichern), länge aufbereitet wird. 60 daß die Flotation dadurch erheblich gestört wird. Diese

Der Drücker beseitigt oder schwächt sehr merklich Störung wirkt sich ganz besonders empfindlich aus, Störeffekte unterschiedlichen Ursprungs und insbeson- wenn man eine Grobkornflotation durchführen will, dere diejenigen, die auf die Anwesenheit von Verun- Während nämlich die Standardflotation noch unter reinigungen tonartiger Beschaffenheit zurückgehen, die befriedigenden Bedingungen ausgeführt werden kann, während der Flotation in Suspension bleiben, und er 65 solange der Magnesiumchloridgehalt der Mutterlauge ermöghcht so eine Steigerung der Trennwirkung. Als nicht 150 bis 200 g/l erreicht, gilt diese Bedingung Drücker verwendet man meist Stärke, beispielsweise nicht mehr für die Grobkornflotation, bei der eine Kartoffelstärke. Man kann ebenso modifizierte Star- Magnesiumchloridkonzentration von etwa 50 g/l be-

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reits zu einer deutlichen Abnahme der Flotations- mer. Die konditionierte Trübe wird dann zur Flotageschwindigkeit führt, die von einer beachtlichen tion geschickt. Man kann auch die vorangehende Erhöhung des Anteils der im Rückstand verbleibenden Konditionierung weglassen und die Reagenzien ledigfreigesetzten Sylvinkörner begleitet wird. In ganz lieh in den ersten Flotationszellen hinzufügen, allgemeiner Weise wachsen die Schwierigkeiten mit 5 Selbstverständlich ist die Vorbereitung des Minerals dem Magnesiumchloridgehalt der Mutterlaugen und ein wenig unterschiedlich, wenn eine Grobkornflotader Größe der Körner des aufzubereitenden Gutes. tion vorgenommen werden soll: Insbesondere der Es gibt selbstverständlich Mittel, den Magnesium- Zerkleinerungsvorgang wird dann in schonender chloridgehalt der Mutterlaugen zu vermindern: Man Weise durchgeführt.

kann beispielsweise das Mineral einer Vorbehandlung io Wenn man ein Kaliumchlorid erhalten will, dessen zur genügenden Absenkung seines Gehaltes an lös- Korngröße nicht über etwa 1,65 mm hinausgeht, lichem Magnesiumsalz unterwerfen oder in Verbin- arbeitet man im allgemeinen vorzugsweise in einem dung mit dem Kreislauf Reinigungsoperationen vor- einzigen Flotationskreislauf. Das zerkleinerte und auf sehen, durch die die Anreicherung der Mutterlaugen geeignete Abmessung gesichtete und von abspaltbaren an unerwünschten Verbindungen auf ein gewisses 15 unlöslichen Anteilen befreite Mineral wird in eine Maß begrenzt wird. Solche Behandlungen führen Trübe überführt und dann der Konditionierungsjedoch stets zu einer Komplizierung der Anlagen und operation unterworfen. Man kann diese Konditioeiner Verteuerung, wobei die zusätzlichen Kosten um nierung bei der Gesamtheit des Salzes vornehmen oder so höher sind, je geringer die in der Mutterlauge zu- getrennt bei der groben und der feinen Fraktion, die lässige Menge an Verunreinigungen ist. 20 man vor der Flotation erneut mischt. Die konditio-

Aus der deutschen Patentschrift 871133 ist ein Ver- nierte Trübe wird dann in einer ersten Flotation zur fahren zu entnehmen, bei dem die Flotation von Erzielung eines ersten Konzentrats behandelt, das kieserithaltigen Kaliumsalzen unter Zusatz von Ma- man dann einer zweiten Flotation oder mehreren gnesiumchlorid zur Flotationsmutterlauge erfolgt, wo- Sekundärfiotationen unterwirft, durch die Bildung von Doppelsulfaten verhindert 25 Grobkornkonzentrate, die beispielsweise eine Kornwerden soll, die sich auf den Sylvinkörnern absetzen größe zwischen 0,8 und 1,65 mm haben, können durch und in den unterschiedlichen Teilen der Flotations- Sieben der in den Zellen der Primärflotation erhalteanlage abscheiden können. Ein solcher Zusatz von nen Schäume gewonnen werden. Man kann aber auch Magnesiumchlorid kann jedoch nur bei Behandlung die Gesamtheit des Primärkonzentrates einer Sekungenügend fein gemahlener Kaliumsalze zu interessan- 30 därflotation unterwerfen und die groben Teilchen ten Ergebnissen führen und nicht für eine sogenannte dann durch Sieben des sinkenden Teils gewinnen, Grobkornflotation anwendbar sein. Flotiert wird der bei der Wiederbehandlung oder den Wiederbedabei ein auf maximal 1 bis 1,5 mm zerkleinertes handlungen des Primärkonzentrats erhalten wird, bei Material unter Verwendung von aliphatischen Aminen der bzw. bei denen die groben Teilchen nicht wieder mit 16 bis 20 C-Atomen. 35 mit dem Schaum aufsteigen können. Gemäß einer

Es wurde nun gefunden, daß die an sich bekannte anderen Arbeitsweise kann man das Primärkonzentrat Arbeitsweise der Flotation unter Verwendung von und die durch Wiederbehandlung dieses Konzentrats primären gesättigten aliphatischen Aminen mit rela- erhaltenen nach unten absinkenden Anteile sieben, tiv großer Kettenlänge auch auf den Bereich der Grob- Wenn man in einem einzigen Flotationskreislauf kornflotation bei Anwesenheit von Magnesiumsalz 40 arbeitet, wird die Mutterlauge der Gesamtheit der angewandt werden kann, wenn man bei etwa 30 bis Flotationskreise bei einer Temperatur zwischen 30 4O⁰C arbeitet, wobei in günstiger Weise ein Handels- und 40° C gehalten. Man könnte aber auch lediglich produkt mit hohem Kaliumgehalt und relativ grober in den Zellen der Primärflotation eine erhöhte Tem-Korngröße in guter Ausbeute gewonnen werden kann. peratur vorsehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs 45 Wenn man ein Kaliumchlorid mit gröberem Korn genannten Art ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, mit beispielsweise bis zu 3,36 mm Größe erhalten will, daß die Flotation bei einer Korngröße von über 0,8 mm arbeitet man bevorzugt in einem Grobkornflotationsbei etwa 35° C durchgeführt wird. kreislauf, der vom Standardflotationskreislauf unter-

AIs Sammler kann man handelsübliche Produkte schiedlich ist. Das Mineral wird zerkleinert und in verwenden, die im allgemeinen durch die Hydrochlo- 50 eine Grobkornfraktion und eine Feinkornfraktion ride oder Acetate gebildet werden, die ausgehend von aufgetrennt, die gesondert konditioniert und flotiert Mischungen von Aminen mit C₁₆ und C₁₈ hergestellt werden. Die Schäume der Zellen des Grobkornflowerden. Es ist jedoch wichtig, daß die Handelsprodukte tationskreises bilden dann das Grobkornkonzentrat, einen genügenden Reinheitsgrad hinsichtlich des Der Rückstand der Grobkornflotation oder die grobprimären Amins besitzen und einen sehr geringen 55 körnigsten Fraktionen dieses Rückstandes enthalten Grad an restlichen ungesättigten Anteilen. Als all- oft eine bedeutende Menge an nicht freigesetztem gemeine Regel soll der Anteil an primärem Amin Sylvin in Form von Durchwachsungen oder Kristallgegenüber der Gesamtmenge an Amin höher als 90 % gemischen von Sylvin und Steinsalz. Diese Gemische und vorzugsweise höher als 94% sein und die Jod- können erneut vermählen und mit der Feinkornzahl unter etwa 4,5 liegen. 60 fraktion wieder in die Standardflotation eingeführt

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- oder nach einem thermischen Verfahren durch Auffahrens wird das zerkleinerte, auf geeignete Korngröße lösen und Kristallisation zur Gewinnung des enthaltegesichtete und von abspaltbaren unlöslichen Anteilen nen Sylvins aufbereitet werden. Die Grobkornflotation befreite Mineral in eine Trübe überführt und dann der findet bei einer Temperatur von 30 bis 40° C statt, Konditionierungsoperation unterworfen. Außer dem 65 während die Standardflotation entweder bei der gleivorstehend gekennzeichneten Sammler kann man chen Temperatur oder bei Umgebungstemperatur übliche Hilfsreagenzien verwenden, wie beispielsweise ausgeführt werden kann. Kartoffelstärke als Drücker und Fichtenöl als Schau- Es wurde festgestellt, daß man beim Arbeiten nach

dem erfindungsgemäßen Verfahren die Bedingungen für die Flotation bei Anwesenheit von Magnesiumchlorid bedeutend verbessert. Man erreicht so:

eine bessere Erschöpfung des Rückstandes hinsichtlich der freigesetzten Teile; damit verbunden ein erhöhtes Konzentratgewicht; eine gröbere Korngröße in den Konzentraten; eine Erhöhung der Flotationsgeschwindigkeit.

Die Flotationsbedingungen sind befriedigend selbst bei Anwesenheit von 150 g/l Magnesiumchlorid in der Mutterlauge.

Das nachfolgende Beispiel zeigt den besonders ausgeprägten Einfluß der Flotationstemperatur bei Anwesenheit von Magnesiumchlorid.

Beispiel

Es wurden mehrere Versuchsreihen durchgeführt, mit einem zerkleinerten Sylvinitmineral mit 38,3% K₂O, das in der Weise gesichtet wurde, daß seine Korngröße zwischen 0,8 und 2,36 mm lag. Die Flotation wurde in einer Grobkornflotationszelle durchgeführt. Bei all diesen Versuchen wurde das Mineral in folgender Weise vorbereitet: Nach Befreiung von seinen abspaltbaren unlöslichen Anteilen wurde das Mineral in eine Trübe mit 45 % Feststoff überführt und dann konditioniert mit:

einem Regler für die unlöslichen Anteile: Kartoffelstärke in Natriumhydroxydlösung; 100 g pro Tonne Mineral;

einem Sammler: handelsübliches Stearylaminacetat mit 94,9% des Amins in Form von primärem Amin und einer Jodzahl von 4,1; 200 g pro Tonne Mineral;

einen Schäumer: Fichtenöl; 200 g pro Tonne Mineral.

Es wurden vier Vergleichsversuchsreihen unter den folgenden Bedingungen ausgeführt:

1. Temperatur: 25° C; 0 g/i MgCl₂ in der Flotationsmutterlauge.

2. Temperatur: 25°C; 100 g/l MgCl₂.

3. Temperatur: 35⁰C; 0 g/l MgCl₂.

4. Temperatur: 35°C; 100 g/l MgCl₂.

Die nachfolgende Tabelle zeigt die bei den vier Versuchsreihen erhaltenen Ergebnisse, wobei die Zahlenwerte einen aus mehreren, unter gleichen Bedingungen ausgeführten Versuchen errechneten Mittelwert darstellen.

Versuchsreihe	K₂O-Gehalt des Rückstandes	Gewichtsmäßige Ausbeute	Korngröße in den Konzentraten
			>l,65mm 36%
1	11,60 »/ο	49,80%	1,65 bis 1,16 mm 35,2%
			1,16 bis 0,8 mm 28,8%
			>l,65mm 9,4%
2	29,43 %	28,46%	1,65 bis 1,16 mm 44,5%
			1,16 bis 0,8 mm 46,1%
			>l,65mm 46,5%
3	10,27%	57,23%	1,65 bis 1,16 mm 30,9%
			1,16 bis 0,8 mm 22,6%
			>l,65mm 41,6%
4	14,70%	50,66%	1,65 bis 1,16 mm 34,9%
			1,16 bis 0,8 mm 23,5%

Die Zahlenwerte der vorstehenden Tabelle zeigen ein bemerkenswertes Ergebnis: während die Temperaturerhöhung von 25 auf 35° C bei Mutterlaugen, die kein Magnesiumchlorid enthalten, nur zu einer geringfügigen Verbesserung der erhaltenen Ergebnisse führt, hat sie einen viel stärker ausgeprägten Einfluß bei Anwesenheit von Magnesiumchlorid. Bei den vorstehend angeführten Versuchen kompensiert eine Erhöhung der Temperatur um 10° C praktisch den schädlichen Einfluß von 100 g/l MgCl₂ in der Mutterlauge.

Das Diagramm zeigt die den vier Versuchsreihen entsprechenden Flotationskurven, die die Abhängigkeit der Flotationsausbeute (Gewicht des Konzentrats zu Gewicht des eingesetzten Minerals) von der Zeit wiedergeben. Ein Vergleich der Kurven 1 und 3 sowie und 4 zeigt, daß die Erhöhung der Flotationsgeschwindigkeit (abgeschätzt für jeden Augenblick über das Gewicht des bereits aufgeschäumten Konzentrats), die mit der Erhöhung der Temperatur von 25 auf 35° C verbunden ist, bei Anwesenheit von Magnesiumchlorid deutlich ausgeprägter ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Flotationsaufbereitung von kaliumhaltigen Mineralien, die mehr oder minder hohe Anteile an Magnesiumsalzen enthalten, und insbesondere von Sylvenitmineralien, wobei unter Verwendung eines aminhaltigen Reagenz als Sammler flotiert wird, das durch die primären gesättigten aliphatischen Amine mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen einzeln oder in Mischung oder durch ihre wasserlöslichen Salze oder deren Mischungen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Flotation bei einer Korngröße von über 0,8 mm bei etwa 35° C durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aminhaltige Reagenz ein Handelsprodukt ist, das durch ein Hydrochlorid oder Acetat einer Mischung von aliphatischen Aminen mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen mit einem Anteil an primärem Amin über 94% ist und einer Jodzahl unter etwa 4,5 gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnesiumchloridgehalt der Flotationsmutterlaugen nicht über etwa 150 g/l liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen