DE1758708B1

DE1758708B1 - Verfahren zur elektrostatischen Abtrennung der unloeslichen Verunreinigungen von Kalisalzen

Info

Publication number: DE1758708B1
Application number: DE19681758708
Authority: DE
Inventors: Robert Berthon; Michel Bichara
Original assignee: ENTPR MINIERE ET CHIMIQUE
Current assignee: ENTPR MINIERE ET CHIMIQUE
Priority date: 1967-07-27
Filing date: 1968-07-26
Publication date: 1970-08-27
Also published as: ES356532A1; US3591093A; GB1238322A; FR1539076A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur durch organische Flüssigkeiten zu ersetzen, in denen elektrostatischen Abtrennung der unlöslichen Ver- mindestens die Kalibestandteile des Minerals unlöslich unreinigungen von Kalisalzen unter vorgängiger sind, doch die Kosten eines derartigen Verfahrens Zerkleinerung und chemischer Konditionierung. sind bisher zu hoch.

Die Kaliminerale enthalten allgemein unlösliche 5 Es wurde auch ein anderes Verfahren ins Auge Verunreinigungen, die hauptsächlich aus tonartigen gefaßt, welches darin besteht, die Verunreinigungen Stoffen mit meistens einer gewissen Menge von Salzen, vor der Gewinnung des Kalibestandteiles des Minerals wie Anhydrit (wasserfreier Gips), Karbonate usw., auf elektrostatischem Wege zu entfernen. Nach diesem bestehen. Die Anwesenheit dieser tonartigen Stoffe, Verfahren unterwirft man das Mineral einer derartigen die sich nach der Zerkleinerung der Minerale in io selektiven Erhitzung, daß die Mineralbestandteile äußerst feine Teilchen zerteilen, ist bei allen Trenn- zu einer völligen Trocknung gebracht werden, während verfahren sehr störend, d. h. sowohl bei den Ver- der die Schlämme bildende Anteil eine gewisse Restfahren auf nassem Wege, wie z.B. Flotation, Um- feuchtigkeitsmenge behält. Das Mineral, welches diese kristallisierung, Trennung durch schwere Flüssigkeit thermische Behandlung erfahren hat, muß anschlie-USW., als auch bei den Verfahren auf trockenem Wege, 15 ßend einer elektrostatischen Trennung unterworfen wie z. B. elektrostatische Trennung. werden, wobei ein Walzenscheider verwendet wird,

Man hat so festgestellt, daß die tonartigen Ver- bei dem eine gute Berührung zwischen den zu trennenunreinigungen im Laufe der Flotationsvorgänge den Teilchen und der leitenden Elektrode gesichert Schlämme bilden, die eine große Menge von Rea- ist. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es eine genzien adsorbieren, was die Kosten des Verfahrens 20 enge Temperatur- und Feuchtigkeitsüberwachung des erheblich erhöht. Weiter findet sich eine bemerkens- behandelten Minerals erfordeit; außerdem ist die werte Menge dieser Verunreinigungen oft in dem Kapazität eines Walzenscheider-und sein Wirkungs-Endkonzentrat, wodurch sich die Qualität des er- grad für die Abtrennung feiner Teilchen des Minerals haltenen Produktes verringert. Bei den Umkristalli- (unter 0,15 bis 0,1 mm) sehr klein, sierungsverfahren stören die Schlämme die Kristalli- 25 Schließlich ist das eingangs genannte Verfahren sierung der Kalisalze, denn sie führen zur Bildung zur elektrostatischen Abtrennung der unlöslichen Vereiner großen Menge sehr feiner Kristalle. Bei den unreinigungen von Kalisalzen unter vorgängiger Verfahren zur Trennung in einer schweren Flüssigkeit Zerkleinerung und chemischer Konditionierung aus sind die Verunreinigungen ebenfalls ein sehr störendes der deutschen Auslegeschrift 1194 342 bekannt, zu Element: Sie rufen tatsächlich wesentliche Schwan- 30 dem jedoch Angaben hinsichtlich der Konditiokungen der Dichte und der Viskosität des Trenn- nierungsmittel und der elektrischen Spannung fehlen milieus bzw. der schweren Flüssigkeit hervor, die und das die Verwendung zweier verschiedener elektrovon den Schlämmen, die sich dort ansammeln, befreit statischer Scheidertypen erfordert, wodurch das Verwerden muß. Diese Reinigung, für die Spezialvorrich- fahren verhältnismäßig aufwendig arbeitet, tungen erforderlich sind und bei der ein nicht zu 35 Bei elektrostatischen Trennverfahren zur Behandvernachlässigender Verlust an schwerer Flüssigkeit lung von Kalimineralen mit geringeren Verunreiniauftritt, ist offenbar ein teurer Verfahrensschritt. gungsgehalten sind verschiedene chemische Kondi-

Im Falle der elektrostatischen Trennung hat man tionierungsmittel bekanntgeworden, darunter Carbschließlich festgestellt, daß die tonartigen Verunreini- oxylsäuren mit mehr als 3 Kohlenstoffatomen und gungen die Elektrisierung der Mineralteilchen stören 40 langkettige aliphatische Amine, ohne daß offenbart und sie daran bindern, sich in einer ausreichend wurde, welche Kombination von Konditionierungsselektiven Weise aufzuladen, um die Trennung mit mitteln zu einer selektiven Abtrennung der unlöslichen annehmbarem Wirkungsgrad durchführen zu können. Verunreinigungen von den löslichen Salzen des Verschiedene Mittel, variabel je nach der gewählten Minerals führt. Im Zuge eines dieser Trennverfahren Art der Behandlung, wurden benutzt, um die schäd- 45 wurden elektrische Trennfeldstärken von 400 bis liehen Wirkungen der unlöslichen Verunreinigungen 6000 V/cm angegeben.

im Laufe der Abtrennungsverfahren zu mildern. In- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das

dessen sind diese Mittel vielfach nur auf Minerale Verfahren der eingangs genannten Art, d.h. die anwendbar, deren Gehalt an Unlöslichem verhältnis- elektrostatische Abtrennung von in verhältnismäßig mäßig gering ist. In zahlreichen Fällen ist es erf order- 50 hohen Gehalten vorhandenen unlöslichen Verunreinilich, den Mineralen ein Vorbehandlungsverfahren gungen von Kalisalzen so auszubilden, daß es angedeihen zu lassen, um wenigstens einen großen weniger aufwendig und gleichzeitig mit nicht geTeil der vorhandenen Verunreinigungen abzutrennen. ringerem Wirkungsgrad als die bekannten Verfahren Zu diesem Zweck wurden schon verschiedene Ver- arbeitet.

fahren angewendet. 55 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesent-

Eines der ersten zur Verringerung des Anteils von liehen dadurch gelöst, daß man das Rohsalz mit unlöslichen Verunreinigungen vorgeschlagenen Ver- einem oder mehreren 8 bis 22 Kohlenstoffatomen entfahren war die Wäsche, die darin besteht, die Minerale haltenden aliphatischen Aminen oder deren Salzen mit Wasser oder einer Salzlösung unter starkem Um- und einer oder mehreren aliphatischen Carboxylsäuren rühren zu behandeln und dann die schlammige 60 mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen behandelt und nur Flüssigkeit abzutrennen. Abgesehen davon, daß eine die Verunreinigungen in einem elektrostatischen Feld Behandlung dieser Art häufig unvollständig ist, bringt einer Stärke unter 2000 V/cm, vorzugsweise 800 bis sie im Fall der Kaliminerale einen nicht zu vernach- 1500 V/cm, abtrennt.

lässigenden Verlust durch Auflösung von wertvollen Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt die ErBestandteilen mit sich. Weiter muß das so behandelte .65 zielung eines Produktes zu, dessen Gehalt an VerMineral getrocknet werden, wenn man es einer Tren- unreinigungen sehr stark verringert ist und eine solche nung auf trockenem Wege unterwerfen will. Man Qualität hat, daß seine Behandlung nach irgendeinem hat bekanntlich auch daran gedacht, das Wasser der bekannten Anreicherungsverfahren für Kalium-

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minerale unter guten Bedingungen durchgeführt Form einer Mischung und, wie oben bereits angegeben

werden kann. Außerdem zeigt das Verfahren gemäß wurde, entweder in ihrer natürlichen Form oder in

der Erfindung einen besonderen Vorteil für den Fall, Lösung in einem organischen Lösungsmittel zugefügt

daß die spätere Anreicherung des Minerals auf werden. Als Aminkomponente eignet sich besonders

trockenem Wege durchgeführt werden soll, da das 5 Laurylamin.

Produkt mit verringertem Verunreinigungsgehalt auf Die Gesamtmenge der verwendeten Reagenzien

trockenem Wege erhalten wird. liegt in der Größenordnung von 100 bis 1000 g/t des

Die verwendeten aliphatischen Amine können behandelten Minerals und hängt in diesen Grenzen'

primäre oder sekundäre, gesättigte oder nichtgesättigte natürlich von der Beschaffenheit und dem Gehalt des

Amine mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen und Vorzugs- io Minerals an Verunreinigungen ab. Der Anteil der

weise solche von geringerem Molekulargewicht mit Säurekomponente im Vergleich zur Gesamtmenge an

8 bis 16 Kohlenstoffatomen sein. Man kann die Amine Reagenzien liegt zweckmäßig unter 50 % und vorzugs-

selbst oder ihre Salze, z. B. ihr Chlorhydrat oder weise zwischen 10 und 30 %.

Acetat, verwenden. Unter den verwendungsfähigen Bei der Ausführung der Erfindung kann man im Aminen können die von Fettsäuren abgeleiteten 15 Gegensatz zu gewissen Verfahren, die die Verwendung genannt werden, die man leicht als reine Stoffe oder eines Walzenscheider erfordern, ebenso wie diesen als technisch reine Stoffe im Handel erhält, z. B. die letzteren auch einen Freifallscheider verwenden. Capryl-, Lauryl-, Myristyl-, Palmityl-, Stearyl-, Oleyl- Doch wird die Freifallvorrichtung allgemein vorgeamine usw. Man kann ebenso weniger reine Produkte zogen, da ihr Durchsatz höher liegt und ihr Wirkungsverwenden wie die von Fettsäuregemischen abge- 20: grad insbesondere für die Abtrennung feiner Teilchen leiteten Amine, die als Rückstände oder Neben- besser ist. Beim Arbeiten gemäß der Erfindung mit produkte der Fabrikation anfallen, wie z. B. die fetten dieser letzten Vorrichtung genügt eine verhältnismäßig Kopra-, Talg- sowie verschiedene Pflanzen- und geringe Feldstärke, und zwar unter 2000 V/cm. Man Tierölamine. Die fetten Amine aus der Petroleum- arbeitet allgemein zwischen 800 und 1500 V/cm und produktion können ebenfalls verwendet werden. 25 ■■. vorzugsweise etwa im Bereich von 800 bis 1000 V/cm,

Als in Verbindung mit einem oder mehreren Aminen wenn man ein Aminreagens und ein Säurereagens

verwendete Carboxylsäure kann man alle gesättigten zusammen einsetzt.

oder ungesättigten oben als Rohstoffe für die Her- Das zerkleinerte und gegebenenfalls getrocknete

stellung der Amine erwähnten Fettsäuren verwenden. Mineral wird anschließend in einer Drehtrommel oder

Man wählt vorzugsweise weniger kostspielige Produkte, 30 irgendeinem anderen Mischertyp, der die homogene

wie pflanzliche oder tierische öle (Leinöl, Sojaöl, Verteilung der Reagenzien auf dem Produkt sichert,

Tran usw.), die aus Mischungen von Fettsäuren und konditioniert. Man kann diese Behandlung auch so

ihren Estern (allgemein Triglyceride) bestehen. durchführen, daß man die Reagenzien auf das zer-

Die Verwendung von solchen Produkten, wie kleinerte Mineral aufstäubt. Anschließend erhitzt

fetten Aminen allein oder Fettsäuren allein, wurde 35 man das konditioniert« Produkt bei etwa 60 und 100° C

schon bei einigen Verfahren zur elektrostatischen derart, daß es trocken wird und, wenn die Reagenzien

Trennung von Kaliummineralen ins Auge gefaßt, doch in organischer Lösung zugegeben wurden, das Lösungs-

diese Verfahren hatten die Anreicherung des Minerals mittel entfernt wird.

an Kalibestandteilen zum Ziel. Beim Arbeiten nach Man lädt dann das getrocknete Produkt z. B. durch dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde im Gegen- 40 Kontaktelektrisierung auf. Diese Aufladung wird teil festgestellt, daß es keine Anreicherung des Minerals ebenfalls zwischen 60 und 100⁰C, vorzugsweise an seinem Kalibestandteil im eigentlichen Sinne gab, zwischen 60 und 8O⁰C, vorgenommen. Die Tatsache, sondern eine tatsächliche Trennung des Minerals von daß die Trocknung und die Aufladung im gleichen unlöslichen Verunreinigungen auftrat. Beispielsweise Temperaturintervall vorgenommen werden können, kann man angeben, daß man von einem Sylvinit mit 45 ermöglicht, sie in der gleichen Vorrichtung und in anfangs 21 °/o K₂O und 12% unlöslichen Verunreini- einem Arbeitsgang durchzuführen, wobei z.B. in gungen nach der Behandlung gemäß der Erfindung einer Drehtrommel Heißluft zirkuliert oder das Proein Konzentrat mit 21 % K₂O und 5,1 % Unlöslichem dukt in einer Wirbelschicht in Bewegung gehalten und einen Rückstand mit starkem Gehalt an Unlös- wird.

lichem (60%) erhielt, der verworfen werden kann, 50 Allgemein verbessert man die Selektivität der

denn das Kaliumchlorid, welches er enthält, entspricht Trennung durch eine sehr weitgetriebene Trocknung

weniger als 4% des K₂O des Minerals. des Minerals, und je nach der Qualität des zu be-

Die Reagenzien können verwendet werden, wie sie handelnden Materials und den angestrebten Ergebnissen

sind, d.h. in fester oder flüssiger Form,je nachdem, kann man auch eine Vorerhitzungsbehandlung vor-

ob es sich um ein Produkt von höherem oder weniger 55 nehmen. Tatsächlich kann sich, wenn eine solche

hohem Molekulargewicht handelt, doch wird es vor- Behandlung auch in zahlreichen Fällen nicht uner-

zugsweise in einem organischen Lösungsmittel auf- läßlich ist, diese Vorwärmebehandlung für besonders

gelöst, welches keinen eigenen Effekt auf die Trennung feuchte und unreine Minerale als notwendig erweisen,

hat, z.B. Hexan, Benzol, Trichloräthylen usw. All- So verbesserte z.B. die Vortrocknung eines 18,6%

gemein muß man die Verwendung dieser Reagenzien 60 unlösliche Stoffe enthaltenden Minerals bei HO⁰C

in Form der wässerigen Lösung oder Dispersion ver- die spätere Trennung erheblich, wobei die Menge an

meiden, weil dadurch die Gefahr der Bildung von Unlöslichem im Rückstand von 27,6 auf 44,7%

Klumpen oder der Zersetzung der Verunreinigungen — angehoben wurde.

zwei Erscheinungen, die die spätere elektrostatische Das so behandelte Mineral wird dann in einen

Trennung verhindern — heraufbeschworen und das 65 elektrostatischen Scheider eingeführt. Die optimale

Mitreißen von Kaliumchlorid in die unlösliche Frak- Trenntemperatur liegt allgemein zwischen 40 und 80° C.

tion begünstigt wird. Das Aminreagens und das Das folgende Beispiel einer Behandlung von SyI-

Säurereagens können entweder getrennt oder in vinit erläutert die Ausführung der Erfindung.

Beispiel

Das Rohsalz, welches 20,7 % K₂O und 12,1% unlösliche Substanzen enthält, wird auf eine Korngröße unterhalb von 1,2 mm zerkleinert, dann in einem Mischwerk mit einer Lösung von 10 % der in der folgenden Tabelle angegebenen Reagenzien in Hexan gemischt. Das Produkt wird anschließend in eine Drehtrommel eingeführt, durch welche ein Heißluftstrom strömt, der das Produkt trocknet und das Lösungsmittel entfernt. Das getrocknete Mineral, welches sich beim Vorrücken in der Trommel elektrisch aufgeladen hat, tritt mit einer mittleren Temperatur von 70°C aus; es wird von einer Schüttekutsche in einen Freifallscheider geführt, zwischen dessen Elektroden ein Feld von 1000 V/cm herrscht.

Am Ausgang gewinnt man ein Konzentrat, eine Mischfraktion, die man in den Umlauf zurückführt, und Rückstände, die den größten Teil der Ausgangsverunreinigungen enthalten.

Die Tabelle zeigt die nach einem einzigen Durchgang im Separator mit den verschiedenen überprüften Reagenzien erhaltenen Ergebnisse.

Reagenzien

Reagensmenge

g/t

% Gewicht	18,7
77	19,8
80	20,2
81	21,2
84	19,2
85

Rückstände

% Gewicht	%K₂O
7,0	21,1
7,0	17,7
7,0	16,6
7,0	12,2
5,0	18,5

% Unlösliches

Laurylamin (LA)

LA+Kaprylsäure

LA+Sojaöl ;..

LA+Tran

LA+Säuren C₁₈ bis C₂₂

250

250
50

200
50

6,3
6,3

6,0

5,3
4,9

46,6
52,2

54,6
59,9
53,8

Der erste unter Verwendung von Laurylamin allein als Behandlungsreagens durchgeführte Versuch zeigt eine stark reduzierte Menge von unlöslichen Stoffen im Vergleich zum Ausgangsgehalt des Minerals. Die folgenden Versuche zeigen, daß die weitere Zugabe einer Fettsäure oder eines Gemisches von Fettsäuren zum Aminreagens die Selektivität der Trennung verbessert.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektrostatischen Abtrennung der unlöslichen Verunreinigungen von Kalisalzen unter vorgängiger Zerkleinerung und chemischer Konditionierung, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohsalz mit einem oder mehreren 8 bis 22 Kohlenstoffatomen enthaltenden aliphatischen Aminen oder deren Salzen und einer oder mehreren aliphatischen Carboxylsäuren mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen behandelt und nur die Verunreinigungen in einem elektrostatischen Feld einer Stärke unter 2000 V/cm, vorzugsweise 800 bis 1500 V/cm, abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aminkomponente der Reagenzienkombination aus einem oder mehreren aliphatischen Aminen mit 8 bis 16 Kohlenstoffatomen, insbesondere Laurylamin besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtmenge der Reagenzien zwischen 100 und 1000 g/t des behandelten Minerals liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der Säurekomponente unter 50%, vorzugsweise zwischen 10 und 30% der Gesamtmenge der Reagenzien liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das konditionierte Rohsalz in einem einzigen Arbeitsgang bei einer Temperatur zwischen 60 und 100° C getrocknet und elektrisch aufgeladen wird.