DE3837278C2

DE3837278C2 -

Info

Publication number: DE3837278C2
Application number: DE19883837278
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl.-Chem. Dr. 6430 Bad Hersfeld De Fricke; Peter-Michael Dipl.-Chem. 6433 Philippsthal De Beier; Ingo Dipl.-Chem. Dr. 3430 Witzenhausen De Stahl
Original assignee: K+S AG
Current assignee: K + S AKTIENGESELLSCHAFT, 34119 KASSEL, DE
Priority date: 1988-11-03
Filing date: 1988-11-03
Publication date: 1990-10-18
Also published as: DD285968A5; DE3837278A1

Description

Elektrostatische Trennprozesse haben in den letzten Jahren in der Kaliindustrie verstärkt Eingang gefunden.

Das Rohsalz wird dabei auf eine Korngröße unter 2 mm vermahlen, mit geringen Mengen einer organischen Substanz vermischt und bei Temperaturen zwischen 30 und 80°C mit Luft definierter Feuchte im Wirbelbett bewegt, damit gezielt aufgeladen und im Freifallscheider im elektrostatischen Feld getrennt. Dabei scheiden sich an der positiven Elektrode die negativ aufgeladenen Teilchen und an der negativen Elektrode die positiv geladenen Teilchen ab. Diese werden getrennt ausgeführt. Dazwischen findet sich aber immer ein gewisser Anteil Salz, der ohne Ablenkung durchfällt. Die Ursachen können verschiedenartig sein; das Problem wird aber dadurch gelöst, daß man dieses Material, das sich offenbar für keine Seite entscheiden konnte, nach eventueller Vermahlung erneut dem Aufladungs-Mechanismus unterzieht.

Es hat sich also ein Standardverfahren herausgebildet, bei dem das sogenannte Mittelgut wieder an den Anfang des Prozesses zurückgeführt wird ("Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie", 4. Aufl., Bd. 13, S. 479). Alle technischen Prozesse laufen nach diesem Prinzip ab. Das Prinzip hat sich grundsätzlich bewährt.

In der DE-PS 16 67 814 wird ein solches Trennverfahren für ein kieserithaltiges Kalirohsalz (Hartsalz) beschrieben. Dabei kommen folgende Konditionierungsmittel zur Anwendung:
aliphatische, unverzweigte Fettsäuren der Kettenlängen C₃ bis C₁₈, vorzugsweise C₅ bis C₁₂, oder aromatische Carbonsäuren, oder Kombinationen aus aliphatischen und aromatischen Säuren und gleichzeitig Ammonsalze der niederen aliphatischen Fettsäuren, vorzugsweise Ammoniumformiat und Ammoniumacetat. Als weitere Bedingungen bei der Konditionierung gelten die relative Feuchte der umgebenden Luft mit 10 bis 30% und Temperaturen von 15 bis 40°C.

Die DE-PS 31 46 295 beschreibt eine mehrstufige Trennung, wobei die erste Stufe aus der Abtrennung des Steinsalzes und der Gewinnung eines Sylvin- Kieserit-Konzentrates bestehen; das Mittelgut aus dieser Trennung wird gemeinsam mit dem Rohsalz nach Durchlaufen der Konditionierung auf die erste Stufe aufgegeben.

Für die nachfolgende Trennung des Sylvin-Kieserit- Gemisches in eine Rohkieserit- und eine Rohkalifraktion werden detaillierte Reaktionsbedingungen angegeben.

In weiteren Trennstufen wird aus der Rohkieseritfraktion ein Reinkieserit und eine Restfraktion gewonnen, aus der Rohkalifraktion eine Reinkalifraktion und wiederum eine Restfraktion. Die beiden Restfraktionen werden gemeinsam der zweiten Trennstufe (also der vorangehenden), in der die Sylvin- Kieserit-Spaltung stattfindet, zugeführt. Die Mittelgüter all dieser verschiedenen Trennstufen werden jeweils der eigenen Trennstufe wieder aufgegeben.

Bei der Optimierung mehrstufiger Trennprozesse, vor allem bei der Auftrennung mehrerer Komponenten, ergab es sich, daß bestimmte Reinheiten bzw. Ausbeuten nicht erreicht werden konnten.

Innerhalb der deutschen Kalirohsalze spielen die Hartsalze und hierin der Kieserit (MgSO₄ · H₂O) eine besondere Rolle. Kieserit kann aus Hartsalzen mit Hilfe des elektrostatischen Trennverfahrens gewonnen werden. Nach dem Stand der Technik wird das Aufgabegut nach bekannten Verfahren chemisch und thermisch konditioniert und in einem ersten Schritt von der Hauptmenge Steinsalz getrennt.

In einer zweiten Stufe (Vortrennung) wird das erhaltene Kalimagnesia-Konzentrat (Mischung aus Kaliumchlorid und Kieserit) in ein Kieserit-Vorkonzentrat und in eine, die Kali-Mineralien enthaltende Restfraktion gespalten. Diese Vortrennung wird als geschlossener Prozeß gefahren, d. h., das anfallende Mittelgut wird in die Aufgabe zurückgeführt. Das in der Aufgabe enthaltene Steinsalz verteilt sich dabei annähernd gleichmäßig auf die Restfraktion und das Kieserit-Vorkonzentrat.

Anschließend wird nach erneuter Konditionierung das Kieserit-Vorkonzentrat in einer Nachreinigung in einen Rückstand und ein Kieseritkonzentrat mit einem Kieseritgehalt von 92% getrennt. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß bei hohen Anforderungen an die Qualität des Kieseritkonzentrats immer noch merkliche Ausbeuteverluste in Kauf genommen werden müssen.

Es stellte sich die Aufgabe, auch bei hohen Reinheiten des Kieseritkonzentrats eine hohe Ausbeute an Kieserit zu erreichen und somit die Verluste an Kieserit in den Restfraktionen zu minimieren. Untersuchungen haben nun gezeigt, daß Steinsalz die Aufladung Kieserit gegen Kaliminerale behindert. Dennoch wird der Kieserit stärker gegen die Kaliminerale als gegen Steinsalz aufgeladen.

Aufgrund dieser Erfahrungen entstand das erfindungsgemäße Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von gemahlenen Kalirohsalzen und Gewinnung von Kieserit in mehreren Freifallscheider-Trennstufen, in deren erster Stufe aus dem gemahlenen Kalirohsalz nach Konditionierung mit einem organischen Reagenz, Behandlung mit Luft vorgegebener Temperatur und Luftfeuchte und triboelektrischer Aufladung der Teilchen ein Kieserit-Kali-Gemisch erzeugt wird, das noch Restmengen an Natriumchlorid enthält, wobei das Kieserit-Kali-Gemisch in gleicher Weise elektrostatisch behandelt und weiterverarbeitet und in eine Kalifraktion an der positiven Elektrode und eine Kieseritfraktion an der negativen Elektrode aufgeteilt und das Mittelgut mit einem Hauptanteil an Steinsalz gesondert aufgefangen und dem Verfahren entzogen wird, während die übrigen Fraktionen elektrostatisch weiter gereinigt werden.

In den weiteren Trennstufen werden aus der Kalifraktion Reinkali bzw. aus der Kieseritfraktion reiner Kieserit gewonnen. Die hier entstehenden Restfraktionen, die also jeweils zum Partner der Trennstufen entgegengesetzt aufgeladen sind, werden in die Stufe der Kieserit-Kali-Spaltung zurückgeführt und dort mit dem Aufgabegut vor der Konditionierung gemischt.

Das Verfahren wird anhand der folgenden Gegenüberstellungen näher erläutert.

Die Beispiele der Tabelle 1 betreffen die Kieseritgewinnung aus einem Steinsalz-abgereicherten Rohsalz mit etwa 15% K₂O und etwa 20% Kieserit bei einer Temperatur von 56°C, entsprechend 5% relativer Feuchte bei 5,5 g H₂O/m³ Luft absoluter Luftfeuchte in einem Röhrenfreifallscheider. Als Konditionierungsmittel wurde ein Fettsäuregemisch C₁₀- C₁₈ verwendet.

Folgende Ergebnisse wurden erzielt:

Tabelle 1

Gegenüber dem Vergleichsversuch 1 nach dem Stand der Technik wurden im Versuch 2 nach dem Verfahren der Erfindung 19 Gew.-% des Aufgabegutes als Mittelgut mit einem Kieseritgehalt von 8% und einem Steinsalzgehalt von 80% aus dem Prozeß ausgeführt. Das nach dem Verfahren der Erfindung erzielte Vorkonzentrat ist um 10,33 Prozentpunkte Kieserit- reicher und die Restfraktion um 2,18 Prozentpunkte Kieserit-ärmer. Mit dem Mittelgut wurden 7,8% des in der Aufgabe enthaltenen Kieserits ausgeführt. Dennoch sinkt die Kieseritausbeute im Vorkonzentrat nur um 2,3 Prozentpunkte ab.

Bedingt durch die Mittelgutausfuhr wird die Kieseritnachreinigung von Steinsalz entlastet. Die Beispiele der Tabelle 2 zeigten die Kieseritgewinnung aus dem Kieserit-Vorkonzentrat bei einer Trenntemperatur von 56°C entsprechend 5% relativer Feuchte bei 5,5 g H₂O/m³ Luft absoluter Luftfeuchte. Die Konditionierung erfolgte mit Ammoniumacetat und einem Fettsäuregemisch C₁₀-C₁₈.

Tabelle 2

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden im Konzentrat und in der Restfraktion in etwa gleiche Kieseritgehalte wie nach dem Stand der Technik erzielt. Das Kieseritausbringen ist jedoch infolge eines günstigeren Mengenverhältnisses von Konzentrat zu Restfraktion um 8,5 Prozentpunkte besser.

Über den gesamten Prozeß gesehen, das heißt, Vortrennung zusammen mit der Nachreinigung, ergibt sich für das Verfahren nach der Erfindung ein Kieseritausbringen von 69,8% (86,1×81,1/100); für das Verfahren nach dem Stand der Technik eines von 64,2% (88,4×72,6/100).

Bei gleicher Produktqualität kann damit nach dem Verfahren gemäß der Erfindung eine um 5,6 Prozentpunkte höhere Kieseritausbeute erzielt werden.

Claims

1. Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von gemahlenen Kalirohsalzen und Gewinnung von Kieserit in mehreren Freifallscheider-Trennstufen, in deren erster Stufe aus dem gemahlenen Kalirohsalz nach Konditionierung mit einem organischen Reagenz, Behandlung mit Luft vorgegebener Temperatur und Luftfeuchte und triboelektrischer Aufladung der Teilchen ein Kieserit-Kali-Gemisch erzeugt wird, das noch Restmengen an Natriumchlorid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Kieserit-Kali-Gemisch in gleicher Weise elektrostatisch behandelt und weiterverarbeitet und in eine Kalifraktion an der positiven Elektrode und eine Kieseritfraktion an der negativen Elektrode aufgeteilt und das Mittelgut mit einem Hauptanteil an Steinsalz gesondert aufgefangen und dem Verfahren entzogen wird, während die übrigen Fraktionen elektrostatisch weiter gereinigt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Restfraktionen, die in den Trennstufen Kalireinigung und Kieseritreinigung entstehen, an den Anfang der Kieserit-Kali-Spaltungsstufe zurückgeführt werden.