Объяснить влияние глинистых шламов на процесс обогащения сильвинита и назначение обесшламливания сильвинита. Способы обесшламливания, привести их краткое описание.

 

Одной из основных проблем при обогащении сильвинитов Старобинского месторождения является устранение вредного влияния глинисто-карбонатных примесей.

Гидрофобизатором (собирателем) КС1 является амин. Адсорбция амина или закрепление амина на поверхности KCl значительно осложняется при наличии в пульпе глинистых примесей. Содержание 0,3% глинистых шламов в питании флотации уменьшает адсорбцию аминов на KCl в 3 раза, а содержание 1% полностью подавляет флотационный процесс.

К шламам относятся тонкие частицы руды крупностью менее 0,045-0,074 мм. Шламы бывают солевые (частицы минералов) и глинистые (частицы нерастворимого остатка или н.о.).

Шламы обладают очень большой удельной поверхностью, поэтому солевые шламы адсорбируют на своей поверхности большое количество реагентов, ухудшая при этом селективность (избирательность) процесса флотации и увеличивая затраты.

Глинистые шламы оказывают отрицательное действие:

-обладая природной гидрофобностью, они блокируют поверхность воздушных пузырьков, после чего пузырьки теряют способность вынести в пену полезный минерал;

-адсорбируют на своей поверхности амины, являющиеся собирателем KCL, за счет чего флотируются одновременно с KCL, снижая качество готовой продукции;

- шламы способны блокировать поверхность полезного минерала и воздушных пузырьков, нарушая тем самым селективность процесса и приводя к потерям полезного минерала;

-глинистые шламы, перешедшие в концентрат, затрудняют его фильтрацию, снижают производительность вакуум-фильтров и повышают влажность кека концентрата.

Для устранения отрицательного влияния глинистых шламов применяют перед флотацией полезного минерала предварительное обесшламливание, т.е. удаление из процесса обогащения глинисто-карбонатных шламов. 

Применяют гидро-механическое и флотационное обесшламливание.

Гидро-механическое обесшламливание основано на разделении частиц по массе и крупности. Для выполнения этой операции применяют гидроциклоны и гидросепараторы.

В гидроциклоны пульпа подается тангенциально (по касательной) и под давлением, за счет центробежных сил крупные частицы прижимаются к стенкам и разгружаотся в нижней конической части. При этом мелкие, как правило глино-солевые, частицы сосредотачиваются в центре и выносятся в слив. Разделение в гидроциклонах СВП-710 происходит по крупности 0,15мм. Необходимую для эффективного обесшламливания крупность разделения устанавливают путем экспериментального побора размеров питающего, сливного, пескового патрубков и давления на входе в гидроциклон.

 Далее мелкие менее 0,15мм частицы подвергают обесшламливанию в гидросепараторах, где разделение идет по крупности 0,074мм за счет различной скорости оседания частиц и определенной (1.8-2.0 м/час) скорости восходящего потока пульпы.

Флотационный метод обесшламливания является наиболее селективным (избирательным) по сравнению с гидро-механическими методами. Наиболее приемлемым является удаление тонких менее 0.045мм глинистых примесей методом шламовой флотации с использованием для гидрофобизации (несмачиваемости) глинистых частиц различных поверхностно-активных веществ, которые также и укрупняют или флокулируют частицы В качестве собирателя шламов используют полиакриламид.

Устранение вредного влияния глинистых шламов на технологические процессы - важная составная часть флотационного метода обогащения калийных руд. Количество стадий обесшламливания определяется в зависимости от содержания н.о. в исходной руде. В результате выполнения процесса добиваются максимально возможной степени обесшламливания (извлечения Н.О. с минимальными потерями KCL со шламовым отвальным продуктом. В результате выполнения 5-ти стадийного обесшламливания получают:

-шламы с содержанием в твердой фазе КС1 12.8 – 12.9% и Н.О. 64 - 65%

-обесшламленный продукт с содержанием Н.О. 1.7-1.8%.

 

 Объяснить влияние глинистых шламов на процесс обогащения сильвинита и назначение обесшламливания сильвинитовой руды, способы обесшламливания, привести их краткое описание.

 

Одной из основных проблем при обогащении сильвинитов Старобинского месторождения является устранение вредного влияния глинисто-карбонатных примесей.

Гидрофобизатором (собирателем) КС1 является амин. Адсорбция амина или закрепление амина на поверхности KCl значительно осложняется при наличии в пульпе глинистых примесей. Содержание 0,3% глинистых шламов в питании флотации уменьшает адсорбцию аминов на KCl в 3 раза, а содержание 1% полностью подавляет флотационный процесс.

К шламам относятся тонкие частицы руды крупностью менее 0,045-0,074 мм. Шламы бывают солевые (частицы минералов) и глинистые (частицы нерастворимого остатка или н.о.).

Шламы обладают очень большой удельной поверхностью, поэтому солевые шламы адсорбируют на своей поверхности большое количество реагентов, ухудшая при этом селективность (избирательность) процесса флотации и увеличивая затраты.

Глинистые шламы оказывают отрицательное действие:

-обладая природной гидрофобностью, они блокируют поверхность воздушных пузырьков, после чего пузырьки теряют способность вынести в пену полезный минерал;

-адсорбируют на своей поверхности амины, являющиеся собирателем KCL, за счет чего флотируются одновременно с KCL, снижая качество готовой продукции;

- шламы способны блокировать поверхность полезного минерала и воздушных пузырьков, нарушая тем самым селективность процесса и приводя к потерям полезного минерала;

-глинистые шламы, перешедшие в концентрат, затрудняют его фильтрацию, снижают производительность вакуум-фильтров и повышают влажность кека концентрата.

Для устранения отрицательного влияния глинистых шламов применяют перед флотацией полезного минерала предварительное обесшламливание, т.е. удаление из процесса обогащения глинисто-карбонатных шламов. 

Применяют гидро-механическое и флотационное обесшламливание.

Гидро-механическое обесшламливание основано на разделении частиц по массе и крупности. Для выполнения этой операции применяют гидроциклоны и гидросепараторы.

В гидроциклоны пульпа подается тангенциально (по касательной) и под давлением, за счет центробежных сил крупные частицы прижимаются к стенкам и разгружаотся в нижней конической части. При этом мелкие, как правило глино-солевые, частицы сосредотачиваются в центре и выносятся в слив. Разделение в гидроциклонах СВП-710 происходит по крупности 0,15мм. Необходимую для эффективного обесшламливания крупность разделения устанавливают путем экспериментального побора размеров питающего, сливного, пескового патрубков и давления на входе в гидроциклон.

Далее мелкие менее 0,15мм частицы подвергают обесшламливанию в гидросепараторах, где разделение идет по крупности 0,074мм за счет различной скорости оседания частиц и определенной (1.8-2.0 м/час) скорости восходящего потока пульпы.

Флотационный метод обесшламливания является наиболее селективным (избирательным) по сравнению с гидромеханическими методами. Наиболее приемлемым является удаление тонких менее 0.045мм глинистых примесей методом шламовой флотации с использованием для гидрофобизации (несмачиваемости) глинистых частиц различных поверхностно-активных веществ, которые также и укрупняют или флокулируют частицы. В качестве собирателя шламов используют полиакриламид.

Устранение вредного влияния глинистых шламов на технологические процессы - важная составная часть флотационного метода обогащения калийных руд. Количество стадий обесшламливания определяется в зависимости от содержания н.о. в исходной руде. Практика флотационного обогащения сильвинитовых руд показывает, что наиболее эффективным методом борьбы с вредным воздействием глинисто-карбонатных шламов на процесс обогащения является глубокое предварительное обесшламливание питания сильвиновой флотации, которое осуществляется с использованием как методов гидравлической классификации, так и методов флотации. Глубина обесшламливания и потери сильвина со шламовым продуктом обуславливается целым рядом факторов, зависящих как от вещественного состава руды, так и от применяемой схемы обесшламливания и ее аппаратурного оформления.

 

 

 

Привести краткую характеристику и сравнение способов производства хлористого калия из сильвинитовой руды.

Процесс переработки сильвинита флотационным способом состоит из следующих стадий:

1. Дробление сильвинитовой пуды до крупности 10 мл.

2. Измельчение до крупности 1,15-1,25 мл

3. Обесшламливание сильвинитовой руды в пять стадий

4. Флотация сильвинам (перечистная и контрольная)

5. Классификация, обезвоживание и сушка флотационного концентрата

6. Классификация, фильтрование хвостов контрольной флотации

7. Сгущение и транспортировка на шламохранилище глинистых шламов

8. Гранулирование хлористого калия (с облагораживанием).

Флотация (от английского слова flotation - всплывание) - один из наиболее распространенных методов обогащения полезных ископаемых.

Флотационный способ обогащения растворимых солей получил распространение после того, как было показано, что разделение этих солей может осуществляться в их насыщенном растворе.

 Флотационный способ получения калийных солей основан на различии поверхностной активности извлекаемых минералов и пустой породы, способности кристаллов прилипать к пузырькам воздуха и увлекаться в пенный слой.

 Для придания поверхности минералов определенных свойств, гидрофобизации или гидрофилизации, создание устойчивых воздушных пузырьков в практике флотации обогащения применяют флотореагенты: собиратели, депрессоры, вспениватели, активаторы и регуляторы среды.   Процесс флотации состоит из ряда последовательных стадий:

1) диффузия в растворе и селективная адсорбция собирателя на поверхности флотируемого компонента обогащаемой руды;

2) образование воздушного пузырька и адсорбция пенообразователя на границе жидкость – газ;

3) образование комплекса пузырек - флотируемая минеральная частица.

4) всплывание воздушных пузырьков с прилипшими к ним минеральными частичками;

5) распад флотационной пены и выделение концентрата.

Принципиальная схема переработки сильвинита флотационным способом представлена на рисунке

Измельчение

Классификация на дуговых ситах

Перемешивание пульпы с реагентом-депрессором

Основная флотация

Фильтрация и сушка KCl

Сгущение концентрата

II перечистка концентрата

I перечистка концентрата

Фильтрация

Сгущение

Контрольная флотация

Хвосты в отвал

Концентрат

Промежуточный продукт

Готовый продукт на склад

Галитовые хвосты

+ 0,75мм

- 0,75мм

Рисунок 1.2.2 – Принципиальная схема переработки сильвинита флотационным способом

Сильвинит

Флотационный способ имеет ряд преимуществ перед галургическим: процесс может быть легко автоматизирован; обогащение осуществляется в пульпе при нормальной температуре, что резко снижает коррозию аппаратуры, а также улучшает условия труда; хлористый калий получается менее слеживающимся; как правило, сокращаются капитальные затраты; требуется значительно меньший расход технологического пара.

Но флотационный способ производства хлористого калия из сильвинита обладает по сравнению с галургическим и рядом недостатков: содержание хлористого калия в продукте не превышает, как правило, 95%; галитовые отвалы содержат незначительные примеси жирных аминов, что затрудняет их переработку на кормовую и особенно на пищевую поваренную соль; безвозвратно теряется содержащийся в сильвините бром, поскольку флотационное обогащение не сопровождается растворением хлористого калия в оборотном растворе.

Процесс переработки сильвинита галургическим способом состоит из следующих стадий:

1. Рудоподготовка (дробление сильвинитовой руды с предварительным грохочением)

2. Выщелачивание (растворение) KCl из сильвинита горячим ненасыщенным по KCl раствором (роастворяющий щелок)

3. Фильтрование нерастворенной части руды (галитовых отходов) с целью снижения потерь KCl с жидкой фазой галитового отвала

4. Осветление полученного насыщенного щелока с целью выделения из него взвешенных частиц солевого и глинистого шлама

5. Промывка сгущенного шламового продукта с целью снижения потерь KCl

6. Вакуум-кристаллизация осветленного насыщенного щелока в многоступеньчатой вакуумкристаллизационной установке

7. Сгущение хлоркалиевой супензии

8. Центрифугирование с целью получения осадка KCl влажностью 5-7%

9. Сушка осадка KCl в барабанных сушилках и печах КС

10. Грануляция мелкокристаллического KCl

11. Погрузка и складирование готового продукта

12. Подогрев маточного щелока до температуры 115-119 гр. с последующей подачей на растворение

 Способ растворения и раздельной кристаллизации называют также галургическим или химическим. Галургический способ переработки сильвинитовых и карналлитовых руд впервые был освоен калийной промышленностью в 1861 г. и до настоящего времени находит широкое применение на калийных предприятиях. Сущность этого способа состоит в том, что хлористый калий выщелачивают из сильвинита горячим оборотным щелоком, а оставшийся невыщелоченным галит направляют в отвал. Полученный горячий крепкий щелок проходит очистку от солевого и глинистого шламов путем отстаивания. Из осветленного горячего щелока производят кристаллизацию хлористого калия. Полученные кристаллы хлористого калия отделяют от охлажденного маточного щелока, сушат и выпускают в качестве продукции, а маточный щелок после подогрева возвращают на выщелачивание новых порций хлористого калия.

Галургический способ получения хлористого калия из сильвинита — циклический процесс с непрерывной циркуляцией в системе насыщенного хлористым натрием растворяющего щелока .

Важнейшие операции этого способа - выщелачивание сильвинита нагретым до 120° оборотным щелоком (растворение) и селективная кристаллизация КС1 из полученного крепкого щелока (вакуум-кристаллизация).

Дробление сильвинитовой руды до необходимой крупности по классу 5 мм с целью раскрытия минералов руды и увеличения поверхности взаимодействия жидкой и твердой фаз.

Растворение сильвинита горячим щелоком в растворителях со шнековыми мешалками и ковшовыми элеваторами, которые обеспечивают перемешивание твердой и жидкой фаз. Для получения насыщенного по хлориду калия горячего щелока с высокой степенью его извлечения выщелачивание ведут последовательно в трех растворителях. При растворении получают твердую фазу - галитовые отходы (хлорид натрия), который после обезвоживания на ленточных вакуум-фильтрах, складируется на солеотвал и насыщенный раствор самотеком поступающий в систему отстойников, где идет осаждение солевого и галитового шламов.

С целью кристаллизации хлорида калия из осветленного насыщенного раствора его подвергают охлаждению от 98-92°С до 30-35°С за счет самоиспарения раствора под вакуумом. Горячий щелок из бака поступает на 1 ступень первого корпуса вакуум-кристаллизационной установки (ВКУ), а затем переходит на последующие ступени, охлаждаясь за счет испарения воды.

Суспензию хлористого калия после вакуум-кристаллизации подают в бак-гидрозатвор, а затем сгущают на отстойниках. Сгущенную суспензию через промежуточную мешалку подают на центрифуги. Массовая доля концентрата хлористого калия после центрифуг составляет 5-7%.

Сушка отфильтрованного хлорида калия осуществляется на сушильных барабанах или печах кипящего слоя. В качестве топлива в топках используют мазут или газ. Мелкокристаллический продукт после сушки подвергается обработке реагентами-антислеживателями, пылеподавителями или гранулированию.

Содержание хлористого калия в концентрате составляет 95-98%, в галитовых отходах 2,5-3,0%, извлечение 86,5-87,5%.

Галургический способ позволяет эффективно перерабатывать руды с высоким содержанием нерастворимого остатка (н.о.), обеспечивает получение продукта с высоким содержанием полезного компонента, позволяет комплексно использовать перерабатываемое сырье.

С другой стороны способ энергоемок, требует коррозионно-устойчивой аппаратуры, не позволяет получать крупный, менее слеживающийся конечный продукт.

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: