DE3921072A1 - Electrostatic processing of crude potash with no wet stage - using free fall separator in which vertical air flow is maintained - Google Patents

Electrostatic processing of crude potash with no wet stage - using free fall separator in which vertical air flow is maintained

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Abstract

Processing ground mineral mixts. contg. a significant proportion of fines comprises first chemical conditioning, then triboelectric charging in carrier air, with sepn. into coarse (C) and fine (F) fractions of specified size ranges. (C) is then processed electrostatically in a free-fall separator (FFS). (F), after sepn. from the carrier; is also treated in an FFS in which the electrical field is imposed on a flow of air passing vertically from the inlet to the base of the separator. The range of particle size sepn. is pref. 0.04-0.315 (esp. 0.063-0.2)mm, and the flow rate of the vertical air column is less than 3 (esp. 1) m/sec. The conditioned mineral is treated with heated air in e.g. a fluidised bed, using air of predetermd. relative humidity. The fines are removed in the air of predetermd. relative humidity. The fines are removed in the air flow and recovered e.g. in a cyclone. The resulting fraction (particle size under 0.1mm) is passed to an FFS. USE/ADVANTAGE - The method is esp. applied to crude potash and provides sepn. according to both mineral type and particle size, i.e. sepn. of fines. It allows complete dry processing of potash, eliminating the need for wet processing (which interferes with the dissolution process and greatly increases the amt. of waste liquor).

Description

Mineralgemenge, insbesondere Kalirohsalze, können bekanntlich trocken durch elektrostatische Trenn­ verfahren in ihre Komponenten zerlegt werden. Dazu werden die Kalirohsalze bis zur Zerstörung der Verwachsungen vermahlen und aus dem Mahlgut der An­ teil mit einer Körngröße von bis zu 2 mm isoliert. Dieser Anteil der Kalirohsalze wird dann mit gerin­ gen Mengen chemischer Konditionierungsmittel ver­ mischt, die in der nachfolgenden triboelektrischen Aufladung des Gemenges unter definierter relativer Feuchte und Temperatur der umgebenden Luft den Ladungsübergang zwischen den Gemengeteilchen er­ leichtern. Das triboelektrisch aufgeladene Gemenge wird anschließend elektrostatischen Freifallschei­ dern zugeführt, in denen es in Wertstofffraktion, Mittelgut und Rückstand getrennt wird. Diese Ar­ beitsweise ist für Kalisalze von Singewald et al in der Zeitschrift "Chem.-Ing.-Techn." 55 (1983), Seiten 39 bis 45, ausführlich beschrieben.Mineral batches, especially crude potassium salts, can As is well known, dry due to electrostatic separation process can be broken down into its components. To the raw potassium salts are destroyed until the Grindings ground and from the regrind of the An partly insulated with a grain size of up to 2 mm. This proportion of the raw potassium salts is then reduced quantities of chemical conditioning agents mixes that in the subsequent triboelectric Charge of the batch under a defined relative Humidity and temperature of the surrounding air Charge transfer between the batch particles easier. The triboelectrically charged batch is then electrostatic free fall fed in which it is in the fraction of recyclables, Mittelgut and residue is separated. This ar for potassium salts by Singewald et al in the magazine "Chem.-Ing.-Techn." 55 (1983), Pages 39 to 45, described in detail.

Es ist jedoch auch bekannt, daß Feinstanteile mit Korngrößen von unter 0,1 mm, die in den aufgemah­ lenen Kalisalzgemengen in merkbaren Anteilen ent­ halten sein können, die elektrostatische Aufberei­ tung dieser Gemenge erheblich stören. Deshalb sind in den DE-Patentschriften 12 59 803 und 12 79 572 Verfahren offenbart, nach denen diese Störungen weitgehend vermieden werden können. Nach diesen Verfahren wird aus dem aufgemahlenen Kalirohsalz­ gemenge in einer ersten elektrostatischen Trenn­ stufe eine sogenannte Staubfraktion, die aus den Feinstanteilen besteht, ein Rückstand, ein Wert­ stoff-Vorkonzentrat und gegebenenfalls ein Mittel­ gut erhalten. In beiden Fällen ist es notwendig, die abgetrennte Staubfraktion im Rahmen eines Naß­ verfahrens weiter zu verarbeiten, wenn daraus ein verkaufsfähiges Produkt erzeugt werden soll. However, it is also known that very fine fractions with Grain sizes of less than 0.1 mm, which in the mowed entail noticeable proportions of the potassium salt mixtures can be kept electrostatic processing tion of this batch significantly disrupt. That is why in DE patents 12 59 803 and 12 79 572 Procedures disclosed according to which these disorders can be largely avoided. After these Process is made from the ground potash raw salt batch in a first electrostatic separation stage a so-called dust fraction, which from the Fine fractions exist, a residue, a value preconcentrate and optionally an agent well preserved. In both cases it is necessary the separated dust fraction in the context of a wet process further if this results a salable product is to be created.  

Die erheblichen und bis zu 20% betragenden Mengen an Feinstanteilen in vermahlenen Kalirohsalzen füh­ ren bei Weiterverarbeitung auf nassem Wege zu erheb­ lichen Störungen der betreffenden Verfahren.The considerable amounts up to 20% lead to fine fractions in ground crude potassium salts in wet processing disruptions of the relevant procedures.

Hieraus ergab sich die Aufgabe, Möglichkeiten zu finden, auch die Staubfraktionen von vermahlenen Mineralgemengen, insbesondere Kalirohsalzen, elek­ trostatisch und damit trocken aufzubereiten.This gave rise to the task of creating opportunities find, also the dust fractions of ground Mineral batches, especially raw potassium salts, elec to be processed trostatically and thus dry.

Es wurde ein Verfahren zur Aufbereitung von gemah­ lenen Mineralgemengen, insbesondere Kalirohsalzen, mit merkbaren Mengen an Feinanteilen, nach chemischer Konditionierung und triboelektrischer Aufladung durch elektrostatische Trennung in Freifallscheidern, wo­ bei neben der Scheidung nach Mineralien auch eine Klassierung nach Korngrößen und somit eine Abtren­ nung des Feinanteils einhergeht, gefunden. Danach wird das Mineralgemenge nach Konditionierung und triboelektrischer Aufladung in einem definierten Bereich für die Trennkorngröße in eine Grob-Fraktion und in eine Fein-Fraktion getrennt und die Grob- Fraktion anschließend in an sich bekannter Weise in Freifallscheidern elektrostatisch aufbereitet, während die Fein-Fraktion einem elektrostatischen Freifallscheider gesondert aufgegeben wird, in dem sie einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, dem ein vertikal von der Aufgabeeinrichtung zum Fuß des Scheiders gerichteter Luftstrom überlagert ist.A process for the preparation of mowed was mineral mixtures, in particular crude potassium salts, with noticeable amounts of fine fractions, after chemical Conditioning and triboelectric charging through electrostatic separation in free fall separators where in addition to the divorce for minerals also one Classification according to grain sizes and thus an separation of the fine fraction is found. After that the mineral mixture after conditioning and triboelectric charging in a defined Area for separating grain size in a coarse fraction and separated into a fine fraction and the coarse Fraction then in a conventional manner electrostatically processed in free-fall separators, while the fine fraction is an electrostatic Free fall separator is given up separately in the it is exposed to an electrical field which one vertically from the feeder to the foot the air flow directed by the separator is superimposed.

Der hier in Frage kommende Bereich für die Trennkorn­ größe liegt zwischen 0,04 und 0,315 mm.The area in question for the separation grain size is between 0.04 and 0.315 mm.

Der für dieses Verfahren bevorzugte Bereich ist der zwischen 0,063 und 0,2 mm. The preferred range for this method is the between 0.063 and 0.2 mm.  

Besonders günstig beträgt die Strömungsgeschwindig­ keit des vertikal gerichteten Luftstroms weniger als 3 m/sec, vorzugsweise weniger als 1 m/sec.The flow rate is particularly favorable vertical airflow less than 3 m / sec, preferably less than 1 m / sec.

Die Erfindung wird nachstehend am Beispiel der Auf­ bereitung von Kalirohsalz beschrieben. Zur Durch­ führung des Verfahrens der Erfindung wird das auf Korngrößen von unter 2 mm vermahlene Kalirohsalz mit bekannten Konditionierungsmitteln chemisch konditioniert und unter lebhafter Bewegung der einzelnen Salzteilchen, beispielsweise in einem Fließbett, in dem Strom einer entsprechend erwärm­ ten Trägerluft mit einer vorbestimmten relativen Feuchte triboelektrisch aufgeladen. Hierbei werden die feinen Anteile des Salzgemenges mit der Trä­ gerluft aus dem Fließbett ausgetragen und danach von der Trägerluft, beispielsweise mittels eines Zyklons oder anderer hierfür geeigneter Staubab­ scheideeinrichtungen, getrennt.The invention is illustrated below using the example of the preparation of raw potassium salt. To through implementation of the method of the invention is based on Grain sizes of less than 2 mm ground crude potassium salt chemically with known conditioning agents conditioned and with vigorous movement of the individual salt particles, for example in one Fluid bed, in the stream one warms accordingly th carrier air with a predetermined relative Humidity charged triboelectrically. Here are the fine portions of the salt mixture with the Trä air is discharged from the fluid bed and then from the carrier air, for example by means of a Cyclones or other suitable dust removal separators, separated.

Die abgetrennte Feinfraktion mit Teilchengrößen von unter 0,1 mm wird dann in die Aufgabeeinrich­ tung eines elektrostatischen Röhren-, Band- oder Walzenscheiders eingeführt, vorzugsweise eines Röhren- oder Bandscheiders.The separated fine fraction with particle sizes of less than 0.1 mm is then placed in the feed device tion of an electrostatic tube, tape or Roll cutter introduced, preferably one Tube or belt separator.

Besonders gute Trennergebnisse werden hierbei in Scheidern erreicht, in denen eine von der Aufgabe­ schurre zu dem unteren Ende des Scheiders gerich­ tete Luftströmung erzeugt und aufrechterhalten wird. Die Strömungsgeschwindigkeit dieser Luft­ strömung soll weniger als 3 m/sec, vorzugsweise weniger als 1 m/sec, betragen. Particularly good separation results are here in Reached in which one of the task scuffle to the bottom of the scraper air flow generated and maintained becomes. The flow rate of this air flow should be less than 3 m / sec, preferably less than 1 m / sec.  

Durch diese Luftströmung wird eine weitgehendst wir­ belfreie Durchströmung des Fallschachtes in Fall­ richtung gewährleistet, die die Ablenkung der gelade­ nen Salzteilchen in Richtung der gegensinnig gelade­ nen Elektrode wesentlich verbessert, vor allem für die Feinstteile von geringem Gewicht.Through this air flow we become largely Bel Free flow through the chute in case Direction ensures the distraction of the load a salt particle in the opposite direction Node significantly improved, especially for the finest parts of low weight.

Eine derartige Luftströmung kann vorteilhaft durch Rohre aus elektrisch nicht-leitendem Material erzeugt werden, deren Wände eine Vielzahl von nach dem Fuß des Scheiders gerichteten düsenartigen Öffnungen aufweisen und die über eine Regeleinrichtung an eine Vorrichtung zur Erzeugung von Unterdruck angeschlos­ sen sind. Diese Rohre sind in den Trenngutablaufkanä­ len des Scheiders parallel zu dessen horizontaler Achse bzw. dessen unterer Kante angeordnet und rei­ chen nahezu über die gesamte Länge der Ablaufkanäle.Such an air flow can advantageously by Tubes made of electrically non-conductive material be whose walls are a variety of after the foot the nozzle-like openings directed by the separator have and via a control device to a Device for generating negative pressure connected are. These pipes are in the separating material drainage channel len of the separator parallel to its horizontal Axis or its lower edge arranged and clean Chen almost over the entire length of the drainage channels.

Eine derartige Vorrichtung ist als Beispiel in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt. Unter dem von den Bandelektroden 1 begrenzten Fallschacht 2 sind in den Trenngutablaufkanälen 4 bis 6 die Rohre 7 angeordnet, die mit der Vorrichtung zur Erzeugung von Unterdruck verbunden sind. In Fig. 2 ist schema­ tisch ein Teilschnitt durch ein solches Rohr 7 ge­ zeigt, in dem die nach dem Fuß des Ablaufkanals ge­ richteten düsenartigen Öffnungen 8 dargestellt sind. Selbstverständlich können in einem Fallschacht eine Mehrzahl solcher Rohre 7 vorgesehen sein.Such a device is shown schematically as an example in FIGS. 1 and 2. Under the limited band of the electrodes 1 chute 2, the tubes 7 are arranged in the Trenngutablaufkanälen 4 to 6, which are connected to the device for generating negative pressure. In Fig. 2 is schematically a partial section through such a pipe 7 shows ge, in which the ge directed towards the foot of the drain channel nozzle-like openings 8 are shown. Of course, a plurality of such tubes 7 can be provided in a chute.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, in den Ablauf­ kanälen des Scheiders eine oder mehrere horizontale Ringleitungen aus elektrisch nicht-leitendem Mate­ rial vorzusehen, in deren Wandungen nach unten ge­ richtete Düsen bzw. Düsenöffnungen angeordnet sind. Auch mit diesen Ringleitungen kann die gewünschte Luftströmung erzielt werden, wenn die Ringleitungen über entsprechende Regeleinrichtungen mit einer Vorrichtung zur Erzeugung von Unterdruck verbunden sind. But there is also the possibility in the process channels of the separator one or more horizontal Ring lines made of electrically non-conductive mate rial provided in the walls down ge directed nozzles or nozzle openings are arranged. Even with these ring lines, the desired one Air flow can be achieved when the ring lines via appropriate control devices with a Device for generating negative pressure connected are.  

Die aus den düsenartigen Öffnungen 8 in die Rohre 7 bzw. in die Ringleitungen einströmende Luft be­ bewirkt einen leichten Unterdruck in dem oberen Teil 9 der Trenngutablaufkanäle, der seinerseits in dem Fallschacht 2 eine vertikale, von der Aufgabe­ einrichtung zum Fuß des Scheiders gerichtete Luft­ strömung erzeugt.The air flowing in from the nozzle-like openings 8 into the tubes 7 or into the ring lines causes a slight negative pressure in the upper part 9 of the separating material drainage channels, which in turn in the chute 2 has a vertical air flow directed from the task device to the base of the separator generated.

Wie bereits erwähnt, führen die bis zu 20% betra­ genden Mengen an Feinanteilen in vermahlenen Kali­ rohsalzen nach ihrer Abtrennung von den Grobanteilen und Weiterverarbeitung auf nassem Wege zu erhebli­ chen Störungen des Löseverfahrens und zu einer dra­ stischen Erhöhung der Ablaugenmengen. Diese Nach­ teile werden durch das Verfahren der Erfindung ver­ mieden und gegen die Vorteile einer vollständigen Aufarbeitung der Kalirohsalze nach dem trockenen elektrostatischen Trennverfahren eingetauscht.As already mentioned, they lead up to 20% quantities of fine fractions in ground potash raw salts after their separation from the coarse fractions and further processing by wet means Chen disruption of the dissolution process and to a dra tical increase in the amount of leachate. This after parts are ver by the method of the invention shunned and against the benefits of a complete Processing of raw potassium salts after dry exchanged electrostatic separation process.

In den folgenden Beispielen wird als Mineralgemenge ein gemahlenes Kalirohsalz eingesetzt.In the following examples is used as a mineral batch a ground crude potassium salt is used.

Dieses Kalirohsalz hat einen K2O-Gehalt von 18,2 Gew.-%. Neben sehr geringen Anteilen an Kieserit und Anhydrit besteht der Rest aus Steinsalz. Das Kalirohsalz wird mit 150 g/t Salicylsäure kondi­ tioniert und anschließend der Fließbetteinrichtung aufgegeben, in der es mit einer Luft von 10% rela­ tiver Feuchte und einer Temperatur von 60°C behan­ delt und triboelektrisch aufgeladen wird.This crude potassium salt has a K 2 O content of 18.2% by weight. In addition to very small amounts of kieserite and anhydrite, the rest consists of rock salt. The crude potassium salt is conditioned with 150 g / t salicylic acid and then added to the fluid bed device, in which it is treated with an air of 10% relative humidity and a temperature of 60 ° C and is charged triboelectrically.

Die in der Fließbetteinrichtung abgetrennten Grob- und Feinanteile haben folgende Siebanalysen: The coarse material separated in the fluid bed and fine particles have the following sieve analyzes:  

Von dem so vorbehandelten Kalirohsalz werden für die Durchführung der nachfolgenden Beispiele je­ weils 10 t eingesetzt. From the crude salt thus pretreated for the implementation of the following examples each because used 10 t.  

Beispiel 1 (Vergleich gemäß DE-PS 12 59 803)Example 1 (comparison according to DE-PS 12 59 803)

In der Ausführung folgt dieses Beispiel dem Verfahrens­ schema nach Fig. 3. Es werden folgende Trennergebnisse erhalten:In the implementation, this example follows the process diagram according to FIG. 3. The following separation results are obtained:

Die Vermischung von Wertstoff-Vorkonzentrat und Staub­ fraktion ergibt ein Konzentrat mit 43,0 Gew.-% K2O in einer Ausbringung von 88,3 Gew.-% K2O. Im Rückstand wird ein mittlerer K2O-Gehalt von 3,4 Gew.-% ermittelt, und zwar in der Siebfraktion von < 0,1 mm zu 2,3 Gew.-% und in der Siebfraktion von < 0,1 mm zu 8,2 Gew.-%. Mixing the preconcentrate of valuable materials and dust fraction results in a concentrate with 43.0% by weight K 2 O in a yield of 88.3% by weight K 2 O. The residue has an average K 2 O content of 3 , 4 wt .-% determined, in the sieve fraction of <0.1 mm to 2.3 wt .-% and in the sieve fraction of <0.1 mm to 8.2 wt .-%.

Beispiel 2 (Vergleich gemäß Schema in Fig. 4, aber ohne Luftströmung)Example 2 (comparison according to the scheme in FIG. 4, but without air flow)

Nach der triboelektrischen Aufladung werden Fein- und Grobanteil getrennten elektrostatischen Freifall­ scheidern zugeführt. Es werden folgende Trennergebnisse erhalten:After triboelectric charging, fine and coarse fraction of separated electrostatic free fall fed to separators. The following separation results are shown receive:

Die Vermischung von Grob- und Feinkonzentrat ergibt ein Konzentrat mit 44,2 Gew.-% K2O-Gehalt in einer Ausbringung von 90,1 Gew.-% K2O. Dies entspricht einer Steigerung des K2O-Ausbringens um 1,8% im Vergleich zu den Ergebnissen nach Beispiel 1. The mixing of coarse and fine concentrate results in a concentrate with 44.2% by weight K 2 O content in a yield of 90.1% by weight K 2 O. This corresponds to an increase in K 2 O output by 1 .8% compared to the results according to Example 1.

Beispiel 3 (erfindungsgemäß, getrennte Verarbeitung des Feinanteils mit Luftströmung im Fall­ schacht entsprechend dem Schema in Fig. 4)Example 3 (according to the invention, separate processing of the fine fraction with air flow in the chute according to the diagram in FIG. 4)

Es werden folgende Trennergebnisse erhalten:The following separation results are obtained:

Die Vermischung von Grob- und Feinkonzentrat ergibt ein Konzentrat mit 45,1 Gew.-% K2O-Gehalt in einer Ausbringung von 92,7 Gew.-% K2O. Im Vergleich mit den Ergebnissen nach Beispielen 1 und 2 werden hier die höchsten Werte erreicht. Der Vergleich der Trenn­ ergebnisse zeigt weiter, daß die Trennschärfe im Scheider für den Feinanteil durch die vertikale Luft­ strömung erheblich verbessert wird.The mixing of coarse and fine concentrate results in a concentrate with 45.1% by weight K 2 O content in an output of 92.7% by weight K 2 O. In comparison with the results according to Examples 1 and 2, reached the highest values. The comparison of the separation results further shows that the selectivity in the separator for the fine fraction is significantly improved by the vertical air flow.

Claims (6)

1. Verfahren zur Aufbereitung von gemahlenen Mine­ ralgemengen, insbesondere Kalirohsalzen, mit merkbaren Mengen an Feinanteilen nach chemischer Konditionierung und triboelektrischer Aufladung durch elektrostatische Trennung in Freifallschei­ dern, wobei neben der Scheidung nach Mineralien auch eine Klassierung nach Korngrößen und somit eine Abtrennung des Feinanteils einhergeht, dadurch gekennzeichnet, daß das Mineralgemenge nach der Konditionierung über Trägerluft tribo­ elektrisch aufgeladen und in einem definierten Bereich für die Trenngrößen getrennt, die Grob­ korn-Fraktion anschließend in Freifallscheidern elektrostatisch aufbereitet wird, während die Feinkorn-Fraktion nach der Trennung von der Trägerluft einem elektrostatischen Freifallschei­ der aufgegeben wird, bei dem das elektrische Feld von einem gerichteten Luftstrom vertikal von der Aufgabeeinrichtung bis zum Fuß des Scheiders überlagert ist.1.Procedure for the preparation of ground minerals, in particular crude potassium salts, with noticeable amounts of fine fractions after chemical conditioning and triboelectric charging by electrostatic separation in free-fall separators, whereby in addition to mineral separation, there is also a classification according to grain size and thus a separation of the fine fraction. characterized in that the mineral mixture is electrically charged tribo after conditioning via carrier air and separated in a defined range for the separation sizes, the coarse grain fraction is then electrostatically processed in free-fall separators, while the fine-grain fraction after separation from the carrier air is electrostatically free-falling which is given up in which the electric field is superimposed vertically by a directed air flow from the feed device to the base of the separator. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich für die Trennkorngröße zwischen 0,04 und 0,315 mm liegt.2. The method according to claim 1, characterized in that that the range for the grain size between 0.04 and 0.315 mm. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bevorzugte Bereich für die Trennkorn­ größe bei 0,063 mm bis 0,2 mm liegt.3. The method according to claim 1, characterized in that the preferred range for the separation grain size is 0.063 mm to 0.2 mm. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des vertikalen Luftstroms weniger als 3 m/sec, vorzugsweise weniger als 1 m/sec, beträgt. 4. The method according to claim 1, characterized in that the flow rate of the vertical Airflow less than 3 m / sec, preferably is less than 1 m / sec.   5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Trenngutablaufkanälen des Freifall­ scheiders Rohre oder Ringleitungen aus elek­ trisch nicht-leitenden Materialien angeordnet sind, die eine Mehrzahl nach dem Fuß des Schei­ ders gerichtete Düsenöffnungen aufweisen und die über eine Regeleinrichtung mit einer Vor­ richtung zur Erzeugung von Unterdruck verbunden sind.5. Device for performing the method according to claims 1 to 4, characterized in that in the release material drainage channels of the free fall Scheiders pipes or ring lines made of elec arranged non-conductive materials are the majority after the foot of the shit ders directed nozzle openings and which have a control device with a pre direction for generating negative pressure are. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die horizontal gerichteten Rohre der Längsachse bzw. Unterkante des Scheiders parallel angeordnet sind.6. The device according to claim 5, characterized records that the horizontally directed pipes the longitudinal axis or lower edge of the cutter are arranged in parallel.
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