RU2132239C1

RU2132239C1 - Method for deslurring potassium ores

Info

Publication number: RU2132239C1
Application number: RU97107928A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Тетерина; С.И. Черных; А.К. Софьин; А.М. Вахрушев; Л.П. Широбокова; Л.М. Папулов
Original assignee: Акционерное общество "Уралкалий"
Priority date: 1997-05-13
Filing date: 1997-05-13
Publication date: 1999-06-27

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: invention concerns high-clay potassium ores and includes: crushing starting material, conditioning ore pulp with flocculant and collector, deslurring pulp, and potassium chloride flotation. Main stage of deslurring pulp is carried out at pulp density 17-25% solids and countercurrent-concurrent-mode motion of bubbles and particles in ascending air flow in tower-type apparatus at pulp stream velocity 2-3 cm/s, air flow rate 0.3-0.6 cu.m/min sq.m, and froth layer thickness 0.3-0.5 m. When water-insoluble particles content in ore is superior to 4.0 wt.%, check flotation of deslurring main stage chamber product is performed. Polyacrylamide is used as flocculant with intake of 10 to 25 g per 1 t 100% ore and oxyethylated C₁₆-C₁₈-fatty acids in amounts 5 to 15 g/t are used as collector. EFFECT: reduced loss of useful component and simplified process. 3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение может быть использовано при обогащении высокоглинистых руд, например калийных. The invention can be used in the processing of highly clay ores, such as potash.

Известны способы обесшламливания калийных руд, предшествующие разделению сильвина и галита, основанные на применении флотации водонерастворимых (н.о. ) минералов (шламовая флотация), гидромеханического (гравитационного) обесшламливания и депрессии н.о. Наиболее эффективен способ шламовой флотации, осуществляемый в механических флотомашинах /1/. Однако для обесшламливания калийных руд повышенной шламуемости с содержанием н.о. более 3,0% этот метод не используется как неэкономичный. Known methods of de-slamming potash ores preceding the separation of sylvin and halite, based on the use of flotation of water-insoluble (n.o.) minerals (sludge flotation), hydromechanical (gravitational) de-slamming and depression n.o. The most effective slurry flotation method, carried out in mechanical flotation machines / 1 /. However, to de-clam potash ores with high sludge content with a grade of no. more than 3.0% this method is not used as uneconomical.

Наиболее близким к предлагаемому является способ флотационного обесшламливания высокоглинистых калийных руд /2/, включающий измельчение исходного сырья, предварительно обесшламливание, последовательное кондиционирование пульпы с флокулянтом и собирателем и флотацию шламов в гидродинамическом режиме, характеризующемся числом Рейнольдса от 50 до 2000. Closest to the proposed one is a method of flotation de-cladding of high clay potash ores / 2 /, including grinding of feedstock, pre-deslaming, sequential conditioning of the pulp with flocculant and collector and flotation of sludge in hydrodynamic mode, characterized by a Reynolds number of 50 to 2000.

Недостатком аналога является малая информативность по реализации способа с использованием пневматических машин, т.е. для характеристики использован только один параметр, характеризующий гидродинамику - число Рейнольдса. Поэтому способ не был практически реализован в части использования пневматических машин и не нашел применения при обесшламливании калийных руд. The disadvantage of the analogue is the low information content on the implementation of the method using pneumatic machines, i.e. for the characteristic, only one parameter characterizing the hydrodynamics is used - the Reynolds number. Therefore, the method was not practically implemented in terms of the use of pneumatic machines and did not find application for de-slamming potash ores.

Используемые по настоящее время схемы обесшламливания, основанные на применении способа флотационного и комбинированного графитационно-флотационного обесшламливания, особенно в стадиях основных операций, реализуются в механических флотомашинах /3, 4/, не обеспечивающих высокой скорости и селективности шламовой флотации, что в случае обесшламливания руд с содержанием н.о. более 3,0 масс.% приводит к неэкономичности флотационного обесшламливания /5, 6/. The de-cladding schemes used to date, based on the application of the flotation and combined graphite-flotation de-cladding methods, especially in the stages of basic operations, are implemented in mechanical flotation machines / 3, 4 /, which do not provide high speed and selectivity of slurry flotation, which in the case of de-cladding of ores with content n.o. more than 3.0 wt.% leads to the inefficiency of flotation deslamination / 5, 6 /.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в снижении потерь полезного компонента при обогащении, упрощении схемы обесшламливания и повышении эффективности процессов обесшламливания, снижении затрат на производство хлористого калия. The technical result of the invention is to reduce the loss of useful component during enrichment, simplify the process of de-sludge and increase the efficiency of de-sludge processes, reduce the cost of production of potassium chloride.

Достигается это тем, что проводится флотационное обесшламливание путем использования на основной стадии обесшламливания процесса колонной флотации, осуществляемой при плотности пульпы 17 - 25% твердого и скорости протока пульпы 2 - 3 см/с в восходящих потоках воздуха при противоточном характере движения пузырьков, создаваемых в нижней части аппарата, и частиц, подаваемых сверху аппарата на глубину 1/4 от верхнего края аппарата, а также при прямоточном характере движения частиц и пузырьков, поднимающихся эрлифтом в центр верхней части камеры. При этом при удельном расходе воздуха (0,3 - 0,6) м³/мин•м² преимущественная крупность пузырьков воздуха составляет 0,5 - 1,5 мм. Регулированием уровня пульпы, осуществляемым автоматически или через разгрузочный клапан, устанавливается толщина пенного слоя в пределах 0,3 - 0,5 м. При обесшлавливании руд с содержанием н.о. более 4,0 масс.% разгрузка машины подается на контрольную шламовую флотацию, осуществляемую либо в колонных, либо предпочтительнее в механических флотомашинах, обеспечивающих более глубокую оттирку минералов н.о. с поверхности солевых частиц и, как следствие, лучшую флотируемость сильвина. Перечистная флотация шламового пенного продукта основной стадии обесшламливания осуществляется известным способом или, что эффективно, по способу /7/.This is achieved by the fact that flotation deslamination is carried out by using the column flotation process at the main stage of deslamination, which is carried out at a pulp density of 17–25% solid and a pulp duct velocity of 2–3 cm / s in upward air flows with the countercurrent nature of the movement of bubbles created in the lower parts of the apparatus, and particles supplied from the top of the apparatus to a depth of 1/4 of the upper edge of the apparatus, as well as with the direct-flow nature of the movement of particles and bubbles rising by the airlift to the center of the upper part of the chamber. Moreover, with a specific air flow rate (0.3 - 0.6) m ³ / min • m ^{2, the} predominant particle size of air bubbles is 0.5 - 1.5 mm. By adjusting the pulp level, carried out automatically or through an unloading valve, the foam layer thickness is set in the range of 0.3 - 0.5 m. When decapitating ores containing n.o. more than 4.0 wt.% unloading of the machine is fed to the control sludge flotation, carried out either in columns, or preferably in mechanical flotation machines, providing a deeper grinding of minerals n.d. from the surface of salt particles and, as a result, better floatability of sylvin. Recycling flotation of the slurry foam product of the main stage of de-slamming is carried out in a known manner or, which is effective, by the method / 7 /.

Регулирование предлагаемого способа осуществляется изменением расхода реагентов при кондиционировании, а также плотности пульпы, скорости потока пульпы, расходом сжатого воздуха, подаваемого в колонный аппарат, высотой пенного слоя. The regulation of the proposed method is carried out by changing the flow rate of the reagents during conditioning, as well as the pulp density, flow rate of the pulp, the flow rate of compressed air supplied to the column apparatus, the height of the foam layer.

При подаче флокулянта (полиакриламида) менее 10 г/т руды по 100% содержанию основного вещества снижается минерализация пенного продукта и эффективность обесшламливания (табл. 1, пример 2). При подаче флокулянта более 25 г/т увеличивается вязкость и объем пены, ухудшается ее транспортируемость и съем с поверхности камер, растут затраты на ведение процесса (пример 3). When the supply of flocculant (polyacrylamide) of less than 10 g / t of ore at 100% content of the basic substance, the mineralization of the foam product and the effectiveness of de-slamming are reduced (table. 1, example 2). When a flocculant is supplied over 25 g / t, the viscosity and volume of the foam increase, its transportability and removal from the surface of the chambers deteriorate, and the costs of the process increase (Example 3).

При подаче собирателя (оксиэтилированные жирные кислоты C₁₆-C₁₈ - ОЖК) менее 5 г/т руды снижается минерализация пены и эффективность обесшламливания (пример 5). При расходе более 15 г/т руды улучшения процесса не наступает, растут затраты на реагент (пример 6).When the collector (oxyethylated fatty acids C ₁₆ -C ₁₈ - OLC) is fed less than 5 g / t of ore, the mineralization of the foam and the effectiveness of de-sludging are reduced (Example 5). At a flow rate of more than 15 g / t of ore, process improvement does not occur; reagent costs are rising (Example 6).

В колонном аппарате оптимальные технологические результаты достигаются при более плотных пульпах (17 - 25% твердого), чем в гидроциклонах (не более 15% твердого). При плотности более 25% твердого ухудшается извлечение н.о. в пенный продукт, снижается эффективность и селективность обесшламливания (пример 9), при плотности менее 17% твердого в пульпе возрастает выход пенного продукта и снижается извлечение н.о. в пенный шламовый продукт (см. табл. 1, пример 8). In the column apparatus optimal technological results are achieved with denser pulps (17 - 25% solid) than in hydrocyclones (not more than 15% solid). At a density of more than 25% solid, the recovery of n.o. into the foam product, the efficiency and selectivity of deslamination is reduced (example 9), at a density of less than 17% solid in the pulp, the yield of the foam product increases and the recovery of n.o. in the foam slurry product (see table. 1, example 8).

При скорости потока пульпы более 3 см/с снижается время флотации до 1,5 - 2,0 мин. , что недостаточно для ведения эффективного обесшламливания (пример 12). При скорости потока пульпы менее 2 см/с (время флотации более 2,5 - 3,0 мин.) эффективность обесшламливания высока, но возрастают объемы и площади камер колонных аппаратов (см. табл. 1, пример 11). At a pulp flow rate of more than 3 cm / s, the flotation time decreases to 1.5 - 2.0 minutes. , which is not enough to conduct effective deslaming (example 12). At a pulp flow rate of less than 2 cm / s (flotation time of more than 2.5 - 3.0 minutes), the efficiency of deslamination is high, but the volumes and areas of the chambers of the column apparatus increase (see table 1, example 11).

При удельном расходе воздуха менее 0,3 м³/мин•м² не создается необходимая толщина пены, снижается эффективность прцесса обесшламливания (пример 14). Повышение удельного расхода воздуха выше 0,6 м³/мин•м² нарушает аэрогидродинамический режим работы, снижает эффективность обесшламливания и увеличивает затраты на ведение процесса (пример 15).With a specific air flow rate of less than 0.3 m ³ / min • m ² , the required foam thickness is not created, the efficiency of the process of de-cladding is reduced (example 14). The increase in specific air consumption above 0.6 m ³ / min • m ² violates the aero-hydrodynamic mode of operation, reduces the efficiency of deslamination and increases the cost of the process (example 15).

Стабилизации толщины пенного слоя является одним из самых важных параметров регулирования процесса. Снижение толщины слоя пены менее 0,3 м приводит к значительному снижению селективности процесса, повышению выноса в шламовый пенный продукт солевых частиц, в частности частиц сильвина (пример 17). Повышение уровня слоя пены более 0,5 м не улучшает технологические результаты процесса и сопряжено с увеличением расхода воздуха и реагентов (пример 18). Stabilization of the thickness of the foam layer is one of the most important parameters of the process regulation. A decrease in the foam layer thickness of less than 0.3 m leads to a significant decrease in the selectivity of the process, an increase in the removal of salt particles, in particular sylvin particles, into the slurry foam product (example 17). An increase in the level of the foam layer of more than 0.5 m does not improve the technological results of the process and is associated with an increase in the flow of air and reagents (example 18).

Ведение процесса в оптимальном режиме ("ноу-хау") позволяет увеличить скорость процесса шламовой флотации в сравнении со скоростью в механических машинах /2/ в 4 - 5 раз. При этом обеспечиваются более высокое извлечение н. о. в пенный продукт при меньшем выносе в него KCl. Keeping the process in optimal mode ("know-how") allows to increase the speed of the sludge flotation process in comparison with the speed in mechanical machines / 2 / 4-5 times. This provides a higher extraction of n. about. into the foam product with less removal of KCl into it.

Способ осуществляют следующим образом. Исходный продукт (сильвинитовую руду) измельчают и классифицируют до крупности 0,8 или 1,2 мм, измельченную рудную пульпу плотностью 17 - 25% твердого кондиционируют флокулянтом - полиакриламидом и собирателем - ОЖК в течение 1 - 2 мин., обесшламливают в основной операции в пневматическом колонном аппарате с противоточно-прямоточным характером движения частиц и пузырьков с преимущественной крупностью 0,5 - 1,5 мм. Загрузку исходной пульпы в колонный аппарат при скорости 2 - 3 см/с осуществляют через кольцевой питатель, расположенный по периферии камеры на высоте 1/4 от верхнего края аппарата. Плотность флотации исходной пульпы составляет 17 - 25% твердого. В результате в пенный продукт извлекается до 68% н.о. и 3 - 5% хлористого калия против 50 - 55% н.о. и 10 - 14% KCl со сливом гидроциклонов 1-й стадии. Пенный продукт направляются согласно /3, 4/ на перечистную флотацию, а камерный продукт при содержании н.о. в исходной руде более 4% на контрольную флотацию, камерный продукт которой является исходным для сильвиновой флотации. The method is as follows. The initial product (sylvinite ore) is crushed and classified to a particle size of 0.8 or 1.2 mm, the crushed ore pulp with a density of 17 - 25% solid is conditioned with a flocculant - polyacrylamide and collector - OLC for 1 - 2 minutes, de-slurred in the main operation pneumatic column apparatus with countercurrent-flow nature of the movement of particles and bubbles with a predominant particle size of 0.5 - 1.5 mm The initial pulp is loaded into the column apparatus at a speed of 2–3 cm / s through an annular feeder located at the periphery of the chamber at a height of 1/4 from the upper edge of the apparatus. The flotation density of the initial pulp is 17 - 25% solid. As a result, up to 68% of oil is recovered in the foam product. and 3 - 5% potassium chloride versus 50 - 55% n.o. and 10-14% KCl with the discharge of hydrocyclones of the 1st stage. Foam product is sent according to / 3, 4 / for cleaning flotation, and the chamber product when the content is no. in the initial ore more than 4% for control flotation, the chamber product of which is the initial for sylvin flotation.

Источники информации, принятые во внимание:
1. Титков С.Н., Мамедов А.И., Соловьев Е.И. Обогащение калийных руд. М.: Недра, 1982, 216 с.Sources of information taken into account:
1. Titkov S.N., Mamedov A.I., Soloviev E.I. Enrichment of potash ores. M .: Nedra, 1982, 216 p.

2. Способ флотационного обесшламливания высокоглинистых калийных руд., Б.И. N 31, 1989, стр. 40. 2. The method of flotation deslamation of high clay potash ores., B.I. N 31, 1989, p. 40.

3. Постоянный технологический регламент N 9 производства хлористого калия флотационным способом (БКРУ-2 АО "Уралкалий"), Г. Березники, 1998 г. Срок действия по 1 сентября 2003 г. 3. Permanent process regulation N 9 for the production of potassium chloride by the flotation method (BKRU-2 of Uralkali JSC), G. Berezniki, 1998. Validity until September 1, 2003.

4. Постоянный технологический регламент N 38 производства хлористого калия флотационным способом /БКРУ-3 АО "Уралкалия"/. Березники, 1991 г. Срок действия по 32 декабря 200 г. 4. Permanent process regulation N 38 for the production of potassium chloride by flotation method / BKRU-3 of Uralkali JSC /. Berezniki, 1991. Validity until December 32, 200.

5. Рубинштейн Ю. Б. и др. Пенная сепарация и колонная флотация. - М.: Недра, 1989 г. - 304 с. 5. Rubinstein Yu. B. et al. Foam separation and column flotation. - M .: Nedra, 1989 .-- 304 p.

6. Тетерина Н.Н. и др. Флотация калийных руд в колонных пневматических машинах /Цв. металлургия. 1993, N 11, с. 14 - 16. 6. Teterina NN et al. Flotation of potash ores in column pneumatic machines / Tsv. metallurgy. 1993, N 11, p. 14 - 16.

7. Патент России N 2057596 кл. B 03 D 1/02, 10.04.96. Бюл. 10. Способ флотационного обогащения калийных руд /Кикот В.К., Краснов Г.Д., Ершов В.Н., Артемов В.П., Килин М.Л. 7. Patent of Russia N 2057596 class. B 03 D 1/02, 04/10/96. Bull. 10. The method of flotation concentration of potash ores / Kikot V.K., Krasnov GD, Ershov V.N., Artemov V.P., Kilin M.L.

Claims

1. The method of de-cladding potash ores, including grinding the feedstock, conditioning ore pulp with a flocculant and collector, de-clad pulp and subsequent flotation of potassium chloride, characterized in that the main stage of de-clumping is carried out at a pulp density of 17 - 25% solid and counter-flow flow bubbles and particles in the ascending air flow of the column apparatus at a pulp flow rate of 2 - 3 cm / s, specific flow rate (0.3 - 0.6) m ³ / min • m ² and the foam layer thickness of 0.3 - 0.5 m .

2. The method according to claim 1, characterized in that when de-slamming ore with a content of more than 4.0 wt. % of water-insoluble particles (N.O.) carry out control flotation of the chamber product of the main stage of deslamination.

3. The method according to claim 1, characterized in that polyacrylamide is used as a flocculant at a cost of 100% substance (10-25) g / t of ore, and C ₁₆ -C ₁₈ ethoxylated fatty acids (FFA) as a collector ) in the amount of (5 - 15) g / t ore.