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Verfahren zur Flotation von Kainitmineralien Die Erfindung bezieht
sich auf die Flotation von Kainitmineralien zwecks Gewinnung von Kainit unter Ausscheidung
von Halit und besteht darin, daß der Trübe aus in einer Flotationslauge in Gegenwart
von Magnesiumchlorid vermahlenem Rohgut ein Bleisalz, vorzugsweise Bleinitrat, und
als kationaktiver Sammler ein zweigkettiges Aminsalz, z. B. Trimethylhexylaminchlorhydrat,
sowie periodisch geringe Alkoholmengen zugesetzt werden.
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Kainitische Mineralien (Kainit : K Cl ₧ Mg S O4 ₧ 3
H2O) werden im allgemeinen mit solchen Natriumchloridmengen vorgefunden, daß eine
wirtschaftliche Verwendung des Vorkommens dadurch verhindert oder zumindest stark
beschränkt wird.
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Es ist daher in den meisten Fällen eine vorherige Reinigung notwendig,
die in der Trennung der kainitischen Fraktion von der Natriumchloridfraktion besteht.
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Die chemischen Verfahren zur Trennung der beiden Fraktionen sind sehr
mühsam und zeitigen keine wirtschaftlich zufriedenstellenden Ergebnisse.
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Trotz der zahlreichen Verfahren, die angegeben wurden, um die obengenannte
Trennung zu erreichen, sind nur zwei Verfahren technisch ausgenutzt worden und auch
diese nur in besonderen Fällen, um später wieder vollständig aufgegeben zu werden.
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Das erste der beiden erwähnten Verfahren von Precht behandelt das
kainitische Material in einer besonderen Vorrichtung mit Magnesiumchloridlösungen
bei Konzentrationen zwischen 100 und 200 g/l bei hohen Temperaturen und unter Druck,
so daß ein neues Doppelsalz der Zusammensetzung 2 Mg SO4 ₧ K2SO4 (Langbeinit)
in hochdispersem Zustand entsteht.
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Man nutzt diese Tatsache aus, um den sich gebildeten Langbeinit mittels
einer gelochten Trommel, die im Innern der Reaktionsvorrichtung vorgesehen ist,
vom Natriumchlorid - das keine Umänderung erfahren hat und daher eine gleiche Stückgröße
wie das Ausgangsmaterial aufweist - zu trennen.
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Beim anderen Verfahren werden Magnesiumchloridlösungen bei höheren
Konzentrationen (350 bis 400 g/l) verwendet, man arbeitet bei hohen Temperaturen
(110 bis 120°), jedoch bei gewöhnlichem Druck.
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Unter diesen Verhältnissen erhält man Kalium- und Magnesiumchlorid,
die in Lösung gehen, während das Magnesiumsulfat als Kieserit und Natriumchlorid
unlöslich bleiben.
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Unter den vorgeschlagenen Verfahren stellen diese, wie gesagt, die
besten Lösungen dar; sie können aber nicht als zufriedenstellend angesehen werden,
da sie schwierige technologische Aufgaben stellen, die durch die Gegenwart der Magnesiumchloridlösungen
bei hohen Drücken und hohen Temperaturen bedingt werden.
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Diese Gründe haben die Technik veranlaßt, über die Möglichkeit auf
physikalischem Weg die Nutzfraktion von den Verunreinigungen, hauptsächlich vom
Standpunkt der Flotation aus gesehen, zu trennen. Es ist klar, daß hier zwei Möglichkeiten
bestehen, um die Trennung auszuführen: den Kainit oder die Verunreinigungen, die
man zu entfernen wünscht, als Schaumkonzentrat zu gewinnen.
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Überraschend wurde bemerkt, daß, wenn die Flotation des Kainites mit
einem kationaktiven Sammler, der aus einem mit verzweigter Kette versehenen Amin
besteht, erfolgt, der Schaum nicht den Kainit, sondern das Natriumchlorid führt.
Man erzielt dabei eine praktisch vollständige Trennung, wobei man ein flotiertes
Natriumchlorid erhält, das höchstens 1 bis 2% K2O enthält und einen Rückstand, der
aus 96 bis 97 % Kainit besteht.
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Um zu vermeiden, daß Umwandlungsreaktionen zwischen den Salzen und
der Flotationslauge stattfinden, ist es notwendig, mit Lösungen von hohem Magnesiumchloridgehalt
zu arbeiten, die es verhindern, daß die Salze, welche das Rohmaterial bilden, in
Lösung übergehen. Es wird schließlich bemerkt, daß, wenn das gemahlene Rohmaterial
in das Wasser eingeführt wird, um die Flotationstrübe zu bilden, nicht nur die Auflösung
der Salze, sondern auch chemische Reaktionen stattfinden, wie die Umwandlung des
Kainites in Schönit nach dem Schema:
Der Ablauf der obengenannten Reaktion hängt von zahlreichen Faktoren
ab, und zwar von der Dauer, Mahlfeinheit des Rohgutes, der Temperatur, der im Kreislauf
befindlichen Wassermenge usw.
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Die mit der anfallenden Lösung vorgenommene Flotation kann eine ständige
Erzeugung, eine gleichmäßige Anwendung und Verbrauch der Flotationsmittel nicht
gewährleisten; wird hingegen die Flotation mit zweckmäßig eingestellten Pufferlösungen
nach der neuen Erfindung vorgenommen, so gestattet sie, alle vorerst angeführten
Schwierigkeiten zu überwinden.
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Wird z. B. die Flotation mit einer 300 bis 350 g/l Magnesiumchlorid
enthaltenden Lauge vorgenommen, so kann die Erzielung einer praktisch gleichmäßigen
Erzeugung mit konstantem Gehalt sowie mit einer praktisch konstanten Ausbeute zugesichert
werden.
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Es versteht sich, daß das neue Verfahren eine dementsprechende Wiederverwendung
der Mutterlaugen bedingt. Die Flotation erfordert folgende Phasen: 1. Das Rohgut
wird im trockenen oder feuchten Zustand in der Flotationslauge auf eine Körnung
gemahlen, wie sie zur Freilegung der Mineralbestandteile notwendig ist.
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2. Die Trübe bildet sich aus dem gemahlenen Material und der Flotationslauge
mit einem Feststoffgehalt von 30 bis 40 %.
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3. Die Trübe wird während 10 Minuten mit einem Bleisalz, z. B. Pb
(NO3)2, und zwar in einer Menge von 350 g pro Tonne trockenes festes Mineral, konditioniert;
darauf MgCl2 % Flotationszusätze Gramm/Tonne K2O Na Cl (durch Haft- Ausbeute % %
wirkung K2O Trimethyl-% % aus der Pb (NO2)2 hexylamin- alkohol Flotation) chlorhydrat
a) Rohgut ................ 8,5 55,2 - - 350,0 150,0 80,0 Schaumkonzentrat ......
1,5 90,0 2,1 10,0 Rückstandskonzentrat ... 18,0 3,0 2,0 90,0 b) Rohgut ................
12,5 34,2 - - 320,0 140,0 80,0 Schaumkonzentrat ...... 1,5 90,0 2,0 4,0 Rückstandskonzentrat
... 18,0 3,0 2,0 96,0 c) Rohgut ................ 14,0 26,3 - - 300,0 120,0 60,0
Schaumkonzentrat ...... 2,0 87,5 2,0 3,7 Rückstandskonzentrat ... 18,2 2,2 2,0 96,3
Zum Stand der Technik soll noch folgendes ausgeführt werden: Es ist ein Verfahren
zur Schwimmaufbereitung von Kalium-Natrium- und Magnesiumsalzen beschrieben unter
Anwendung von Sulfonaten oder Aminen der cyclischen und acyclischen Kohlenwasserstoffe
als Schwimmittel, wobei Bleisalze zugegeben werden, die auf das Steinsalz ausfällend
wirken, so daß es in den Rückstand geht.
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Unterschiedlich davon bezieht sich das Verfahren gemäß der Erfindung
auf die Abtrennung des Steinsalzes von Kainitgestein durch Flotation eines anderen
Materials. Nach dem neuen Verfahren erhält man als Schaumkonzentrat NaCl, während
sich nach dem entgegengehaltenen Verfahren KCl im Schaum ansammelt.
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Das Bleisalz wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wegen seiner
bekannten aktivierenden Wirkung verwendet und nicht zum Ausfällen des NaCl.
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Ein weiteres bekanntes Verfahren bezieht sich auf die Schwimmaufbereitung
von Sylvinit, wobei das Chlorwird ein besonderer kationaktiver Sammler, nämlich
das Chlorhydrat des 3, 4, 5-Trimethylhexylamins
in einer Menge von 150 g pro Tonne Mineral, zugesetzt. Die so behandelte Trübe wird
mit kleinen nacheinanderfolgenden Amylalkoholzusätzen in Mengen von 60 bis 80 g
je Tonne Mineral zur Flotation gebracht.
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4. Die Flotationsmasse wie auch die Rückstände werden mittels Filtration
oder Zentrifugierung von der Flüssigkeit abgetrennt und die so gewonnene Flüssigkeit
in den Kreislauf zurückgeführt. Die unvermeidlichen Verluste, die der restlichen
Feuchtigkeit, die in den Filterkuchen enthalten ist, zuzuschreiben sind, werden
wieder mit neuer MgCl2-Flotationslauge ergänzt.
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Auf diese Weise gelingt es, ein sehr kainitreiches Produkt zu erlangen,
unabhängig vom K2O-Gehalt des Rohmaterials. Dieser Kreislauf ist für jene Mineralien
empfehlenswert, deren Gehalt an NaCl gleich oder niedriger als der Gehalt an K2O
ist.
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Die Ergebnisse einer Reihe von Versuchen einer Flotationsbehandlung
einiger Kainitvorkommen, die nur als Beispiel und nicht als Einschränkung angeführt
sind, zeigen die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens: natrium als Schaumkonzentrat
erhalten wird. Unterschiedlich davon bezieht sich die neue Erfindung auf ein Verfahren
zur Gewinnung von praktisch reinem Kainit aus Kainitsalzen, welche gewöhnlich von
Chlornatrium begleitet sind. Hier wird das Natriumchlorid als Schaumkonzentrat erhalten
und Rückstand der reine Kainit gewonnen, während nach dem entgegengehaltenen Verfahren
KCl Rückstand erhalten wird. Als Flotationssammler verwendet man bei diesem bekannten
Verfahren Fettsäuren, d. h. anionaktive Reaktionsmittel, während das erfindungsgemäße
Verfahren besonders dadurch gekennzeichnet ist, daß kationaktive Reaktionsmittel
verwendet werden, wobei man mit Lösungen von hohem Magnesiumchloridgehalt arbeitet.
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Endlich kennt man ein Verfahren zur Schwimmaufbereitung von Sylvin
und Steinsalz, wobei die Flotationsausbeute an KCl im Konzentrat durch Zusatz von
wasserlöslichen Magnesiumsalzen in der Schwimmlauge wesentlich verbessert wird.
Als Schwimmittel werden
hier die Sulfonate der Kohlenwasserstoffe
der aliphatischen Reihe verwendet.