DE1792120B1

DE1792120B1 - Verfahren zur elektrostatischen aufbereitung von kieserit enthaltenden kalirohsalzen

Info

Publication number: DE1792120B1
Application number: DE19681792120
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl-Chem Dr Fricke; Arno Dr Singewald
Original assignee: K+S AG
Current assignee: K+S AG
Priority date: 1968-07-24
Filing date: 1968-07-24
Publication date: 1972-04-27

Description

Kalidüngesalze mit MgO-Gehalt haben für die zusätzliche Versorgung von Böden und Kulturpflanzen mit Magnesium zunehmende Bedeutung, insbesondere als Weidedünger.

Es ist noch kein Verfahren bekannt, welches die gemeinsame Gewinnung von Sylvin und Kieserit in einem einzigen Produktionsgang aus kieserithaltigen Kalirohsalzen, wie Hartsalzen, ermöglicht. Bei der Mehrzahl aller Aufbereitungsverfahren gelangt der Kieserit mit dem Steinsalz in den Rückstand, so daß zur Erzeugung K₂O- und MgO-haltiger Düngemittel zunächst der Sylvin abgetrennt, dann aus dem Rückstand Kieserit gewonnen und danach beide Komponenten vermischt werden müssen. Es ist auch möglich, zuerst Kieserit und dann Sylvin abzutrennen. Es werden aber stets zwei getrennte Verfahrensschritte notwendig, um beide Mineralien zu gewinnen.

Für die getrennte Gewinnung beider Stoffe sind mehrere Verfahren bekannt, z. B. mittels elektrostatischer Verfahren. Es wurde nun ein Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von Kieserit enthaltenden Kalirohsalzen gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das aufgemahlene Rohsalzgemisch mit Halogencarbonsäuren als Hilfskonditionierungsmittel behandelt wird, welche eine Umladung des Kieserits bewirken und daß durch die gleichzeitige Anwendung des Hilfskonditionierungsmittels zusammen mit aromatischen Carbonsäuren als Konditionierungsmittel für Sylvin eine gemeinsame Abscheidung eines kieserit- und sylvinhaltigen Konzentrats an der positiven Elektrode und eines K₂0-armen, praktisch kieseritfreien Steinsalzes an der negativen Elektrode erfolgt.

Das Verfahren der Erfindung gestattet erstmalig, daß aus kieseritischen Kalirohsalzen Sylvin und Kieserit in einer Verfahrensstufe gemeinsam abgetrennt werden kann. Es entfallt dadurch die aufwendige und kostspielige Gewinnung in mehrstufiger Arbeitsweise, wodurch erhebliche Einsparungen an Investitions- und Produktionskosten möglich sind. Steinsalz geht in den Rückstand und wird direkt ausgeführt. Außerdem wurde gefunden, daß die Trennung bei etwa 10 bis 20% relativer Feuchte in der Trocknerluft entsprechend 45 bis 59 C bei 12 g/m³ absoluter Luftfeuchte in einem Freifallscheider bei 4 kV/cm Feldstärke durchgeführt wird. Weiter wurde gefunden, daß das K₂0-MgO-Verhältnis des Konzentrats durch Verstellen der Trennblende auf einen K₂O-GeImIt von etwa 15 bis 40% und einen MgO-Gehalt von 5 bis 15% eingestellt wird.

Das KiO-MgO-Verhältnis des Konzentrats kann durch Variation der Mengen des Hilfskonditionierungsmittels und des Konditionierungsmittels von etwa 50 bis 200 g/t, vorzugsweise von etwa 75 bis 125 g/t. auf einen K₂O-Gehalt von etwa 15 bis 40% und einen MgO-Gehalt von etwa 2 bis 20%. vorzugsweise von 5 bis 15%. eingestellt werden. Ferner kann das Κ,Ο-MgO-Verhältnis des Konzentrats durch Variation der relativen Feuchte von etwa 5 bis 30% auf einen K₂O-Gehalt von etwa 15 bis 40% und einen MgO-Gehalt von etwa 2 bis 20%, vorzugsweise von 5 bis 15%, eingestellt werden.

Es kann aus Hartsalzen als Kalirohsalz in einer Verfahrensstufe ein MgO-haltiges Kalidüngesalz mit etwa 20 bis 30% K₂O und etwa 10 bis 20% MgO oder Steinsalz mit über 85" u, insbesondere über 90%, NaCl und in einer weiteren Verfahrensstufe mit über 95%. insbesondere über 98%. erzeugt werden.

Der technische Fortschritt des Verfahrens der Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert:

Die Beispiele der Tabellen 1 bis 3 betreffen die gemeinsame einstufige Sylvin- und Kieserit-Gewinnung aus einem Hartsalz mit etwa 11,2% K₂O und etwa 26,8% Kieserit.

Die Trennung ■ nach Tabelle 1 wurde bei 5 bis 10% relativer Feuchte in der Trocknerluft, entsprechend 57 bis 73^: C bei 12 g/m³ absoluter Luftfeuchte, durchgeführt.

Tabelle

	a	b	3ehalt Rückstand	Kiesen Konzentrat	-Gehalt Rückstand	Ausbeuten i K, O	d
Nr.	1. Konditionierungsmittel 2. Hilfskonditionierungsmittel	K,O-< O Konzentrat	1.6	17,2	28.6	88.9	η Konz. in % Kieserit
1	. 1. o-Kresotinsäure -)	45,0	11.8	54,3	6,0		9,0
2	1. — 2. Monochloressigsäure	11,1				87.3

Fortsetzung

	a	1	O	Rückstand	C	Konzentrat	Rückstand	d	Kieserit
Nr.	1. Konditionierungsmittel	1	10,0	Kieserit-Gehalt	46,2	7,4	Ausbeuten in Konz. in %	89,6
	2. Hilfskonditionierungsmittel	K₂O-Gehalt	11,5	°/	56,2	6,9		83,6
			1,9	54,8	5,1	K₂O	89,3
3 Λ	1. — 2. /J-Brompropionsäure 1	Konzentrat				—
¹T	1. — 2. Trichloressigsäure	11,0	2,6	62,0	5,3		87,8
5	1. o-Kresotinsäure	8,8				89,8
	2. Monochloressigsäure	24,5	1,4	52,9	5,7		88,5
6	1. Benzoesäure					86,5
	2. Monochloressigsäure	23,4	1,7	56,2	4,4		90,6
7	1. o-Kresotinsäure					92,0
	2. /3-Brompropionsäure	27,7
8	1. o-Kresotinsäure		88,4
	2. Trichloressigsäure	24,3

Versuch Nr. 1 zeigt den Stand der Technik mit o-Kresotinsäure als Konditionierungsmittel. Die Versuche Nr. 2 bis 4 zeigen die Wirkung der nach dem Verfahren der Erfindung verwendeten Hilfskonditionierungsmittel auf das Aufladungsverhalten des Kieserits. Die Versuche 5 bis 8 zeigen den kombinierten Einsatz der bekannten Konditionierungsmittel für Sylvin und der beanspruchten Hilfskonditionierungsmittel, wobei die als zweiter Stoff genannten chemischen Verbindungen die beanspruchten Hilfskonditionierungsmittel darstellen. Spalten b und c zeigen die K₂O- und Kieserit-Gehalte im Konzentrat und Rückstand und Spalte d die Ausbeute in % im Konzentrat.

Der Rückstand besteht aus Steinsalz mit über 90% NaCl, welches als gekoppeltes Produkt für sich verwendet werden kann, insbesondere als Ausgangsprodukt für die Herstellung von reinem NaCl.

Die NaCl-Gehalte des Rückstandes aus Tabelle 1 sind folgende:

Nr.	%	Nr.	%
1	68,9	5	91,9
2	75,3	6	90,6
3	76,8	7	92,1
4	74,9	8	92,9

Die Arbeitsweise 1 erfolgte nach dem Stand der Technik und zeigt, daß sich Sylvin an der positiven Konzentrat-Elektrode anreichert. Der Kieserit reichert sich gemeinsam mit dem Steinsalz an der negativen Rückstands-Elektrode an. Der Steinsalzgehalt im Konzentrat und Rückstand ergibt sich näherungsweise aus der Differenz zu 100%. Man erhält also ein Konzentrat mit 45% K₂O und etwa 3% MgO, entsprechend 17% Kieserit. Wenn z. B. ein Kalidüngesalz mit 20% K₂O und 15 bis 20% MgO hergestellt werden soll, dann müßte nach dem Verfahren der Auslegeschrift 1 261 453 Kieserit aus dem Rückstand abgetrennt und mit dem K₂O-Konzentrat vereinigt werden.

Nach dem Verfahren der Erfindung ist es also erstmalig möglich, mit Halogencarbonsäuren als Hilfskonditionierungsmittel Kieserit umzuladen, wie die Arbeitsweise nach 2 bis 4 zeigt. Kieserit wird dann an der positiven Konzentrat-Elektrode gewonnen.

Wenn beide Konditionierungsmittel nach Arbeitsweise 5 bis 8 kombiniert werden, wird insbesondere Sylvin und Kieserit gemeinsam an der positiven Konzentrat-Elektrode abgetrennt. Es wird also in einer Verfahrensstufe ein MgO-haltiges Kalidüngesalz mit etwa 25% K₂O und 16% MgO erzeugt.

Das Verfahren der Erfindung nach Arbeitsweise 5 bis 8 bietet weiter den Vorteil einer hohen Ausbeute von etwa 90% K₂O und MgO.

Tabelle 2 zeigt die gemeinsame Gewinnung von Sylvin und Kieserit bei Trenntemperaturen zwischen 36 und 76° C, entsprechend 5 bis 30% relativer Feuchte in der Erwärmungsluft. Das Aufbereitungsgut wird mit etwa 50 bis 200 g/t einer aromatischen Carbonsäure, vorzugsweise mit 75 bis 125 g/t und etwa 25 bis 200 g/t einer Halogencarbonsäure, vorzugsweise mit 50 bis 150 g/t, konditioniert. Im folgenden Beispiel (Tabelle 2) wurden 100 g/t 6-Hydroxy-O-tolyl-

säure-(l) und 75 g/t Monochloressigsäure als Konditionierungsmittel verwendet. Bei einmaligem Durchgang durch einen Freifallscheider bei 4 kV/cm sind folgende Ergebnisse erzielt worden:

	a	b	(	Tabelle	Rückstand	2	i	Rückstand	e	Kieserit
	Temperatur	relative Feuchte		7,0		Kieserit-Gehalt %	9,5	Ausbeute in % im Konzentrat	82,5
Nr.	⁰C	%	K₂O-Gehalt %	2,2		Konzentrat	6,9	K₂O	84,7
	36	30	Konzentrat	43,7		57,7
9	45	20	20,0	55,7		88,2
10			24,8

Fortsetzung

	a	b	K₂O-GehaIt	Rückstand	ι	Rückstand	e	Kieserit
Nr.	Temperatur	relative Feuchte	Konzentrat	1,9	i	5.8	Ausbeute in % im Konzentrat	87,4
	⁵C	%	26,7	1,7	Kieserit-Gehalt	5,2	K₂O	88,4
11	50	15	29,2	1,7	Konzentrat	15,9	89,3	85.8
12	59	10	39,7	56,0		90,1
13	76	5	59,0	88,7
	30,2

Spalte a der Tabelle zeigt die Temperatur, Spalte b die entsprechende relative Feuchte der Erwärmungslf i

führt. Das Anreicherungsprodukt des zweiten Scheiders wird im kontinuierlichen Betrieb in Umlauf

luft, Spalten c und d zeigen den K₂O-Gehalt und 15 geführt, den Kieserit-Gehalt im Konzentrat und Rückstand und Spalte e die Ausbeute in % im Konzentrat für Sylvin und Kieserit.

Der Rückstand besteht aus Steinsalz mit folgenden NaCl-Gehalten:

Tabelle 3

Nr.	%
9	79,4
10	89,6
11	91,2
12	92,1
13	81,4

	Aufgabe	Gehal	in %	Anteil	e in %
20	Konzentrat ..	K, O	Kieserit	K₂O	Kieserit
Rückstand ...	11,2	26,8	100	100
20.0	43,5	98,3	96,7
0,4	2,2	1,7	3,3

25

30

Bei hohen relativen Feuchten und entsprechend tiefen Temperaturen sind die Ergebnisse besonders günstig. Der Wärmeaufwand ist daher gering.

Es können also bei einmaligem Durchgang hochwertige Düngesalze mit 20 bis 29% K, O und 15 bis 17% MgO bei K₂O-Ausbeuten von 88 bis 90% und MgO-Ausbeuten von 85 bis 88% hergestellt werden.

Tabelle 3 zeigt die gemeinsame K₂O-MgO-Gewinnung bei 47° C entsprechend 15% relativer Feuchte in der Erwärmungsluft.

Das Salz wurde mit 100 g/t 6-Hydroxy-O-tolylsäure-(l) und 75 g/t Trichloressigsäure behandelt. Ujn Sylvin und Kieserit nahezu quantitativ zu gewinnen, wurde der Rückstand der 1. Trennung ohne Nachkonditionierung einem zweiten Scheider zuge-Der NaCl-Gehalt im Rückstand beträgt 97,2%.

Es wird also ein MgO-haltiges Kali-Düngesalz mit 20% K₂O und 15% MgO bei einer Ausbeute von 98% für Sylvin und 97% für Kieserit gewonnen.

Dieses Ergebnis des Verfahrens der Erfindung stellt einen sprunghaften Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik dar. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens der Erfindung liegt auch darin, daß ein hoher Rohsalzdurchsatz möglich ist, bei dem praktisch keine oder nur eine geringe Menge Mittelgut anfällt. Es ist auch möglich, das K₂O-MgO-Konzentrat nachträglich in Sylvin und Kieserit aufzuspalten. Diese nachträgliche Trennung in Sylvin und Kieserit bringt ebenfalls Vorteile, da die größere Steinsalzmenge als Rückstand abgetrennt und nur noch die kleinere Menge KjO-MgO-Konzentrat aufzubereiten ist. Nach bekannten Verfahren wird dagegen beim ersten Trennschritt entweder Sylvin oder Kieserit abgetrennt und die nachgeschaltete Trennstufe mit der gesamten Steinsalz- und Kieseritmenge oder mit der gesamten Steinsalz- und Sylvinmenge belastet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von Kieserit enthaltenden Kalirohsalzen, dadurch gekennzeichnet, daß das auf- gemahlene Rohsalzgemisch mit Halogencarbonsäuren als Hilfskonditionierungsmittel behandelt wird, welche eine Umladung des Kieserits bewirken und daß durch die gleichzeitige Anwendung des Hilfskonditionierungsmittels zusammen mit aromatischen Carbonsäuren als Konditionierungsmittel für Sylvin eine gemeinsame Abscheidung eines kieserit- und sylvinhaltigen Konzentrats an der positiven Elektrode und eines K₂O-armen praktisch kieseritfreien Steinsalzes an der negativen Elektrode erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung bei etwa 10 bis 20% relativer Feuchte in der Trocknerluft, entsprechend 45 bis 59° C bei 12 g/m³ absoluter Luftfeuchte, in einem Freifallscheider bei 4 kV/cm Feldstärke, durchgeführt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das K₂ 0-MgO-Verhältnis des Konzentrats durch Verstellen der Trennblende auf einen K₂O-Gehalt von etwa 15 bis 40% und einen MgO-Gehalt von 5 bis 15% eingestellt wird.