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Verfahren zur Aufbereitung von Kainit zum Zwecke der Herstellung von
Kaliumsulfat Es ist bekannt, daß Kainitmineralien, die reich an Tonerde sind und
in diesem Falle normalerweise aus kleinen Kristallen (von einer Größe von weniger
als 0,1 mm) bestehen, nicht geeignet zur Anreicherung durch Flotation sind.
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Es ist in einigen Fällen der hohe Verbrauch an den Reaktionsteilnehmern
unwirtschaftlich, oder es entstehen größere Abfallschäume. Außerdem ist bei einem
solchen Mineral die Abtrennung der Salzlösungen von den Endprodukten sehr schwierig
wegen der Anwesenheit von sehr kleinen Kristallen und wegen der Tonerde, die die
Filtertücher verstopft, die bei Abtrennung der Flüssigkeit von den Festbestandteilen
verwendet werden.
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Diese Schwierigkeiten werden nach der Erfindung überwunden, die außerdem
auch bei Mineralien mit genügendem Kristallisationsvermögen und Fehlen von schlammigem
Material angewendet werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht aus folgenden Stufen:
1. Überführung des Kainitminerals in eine Mischung von |
Schönit und Natriumchlorid durch Behandlung des |
Minerals mit der rückgeführten Sulfatmutterlauge, die |
in der weiter unten beschriebenen Weise erhalten wird; |
2. Trennung des Schönits vom Natriumchlorid durch |
Flotation; |
3. Überführung des Schönits in Sulfat durch Behandlung |
mit Wasser. |
Die Überführung nach Punkt 1 kann in zwei Stufen ausgeführt werden, d. h. zuerst
durch Einführung nur einer beschränkten Menge von Kainit, um alles Natriumchlorid,
das darin enthalten ist, zu lösen und die Bildung von reinem Schönit zu erhalten.
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In einer zweiten Stufe nach Abtrennung des reinen Sehönits durch Filtrierung
wird das zurückbleibende Kainitmineral, berechnet auf die rückbleibende Aktivität
der Mutterlösung bei der Überführung in Schönit + Na Cl, zu der Mutterlauge zugegeben.
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Die Sulfatmutterlauge aus der Behandlung nach Punkt 3 wird zur Überführung
des Kainitminerals nach Punkt 1 verwendet. Die Schwierigkeiten, die sich bei der
Flotation von schlammreichen und aus sehr kleinen Kristallen bestehenden Kainitmineralien
ergeben, werden leicht durch diese Methode überwunden, die auf der Tatsache beruht,
daß kristallwasserhaltige Doppelsulfate von K und Mg leicht große Kristalle bilden.
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Einige Ergebnisse der granulometrischen Analyse sind im folgenden
angeführt, die die Größenänderung der Kristalle beim Übergang von Kainit + NaCl
in Schönit + Na Cl zeigen.
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Das folgende Beispiel, bei dem extrem feine Kainitmineralien verwendet
werden, wird angeführt, um die Möglichkeiten des Erhaltes großer Kristalle zu unterstreichen.
Beispiel l Beispiel 2 mm Kainit Schönit Kainit Schönit mineral + Na Cl mineral +
Na Cl + 0,6 - 2,18 - -+ 0,4 1,98 6,08 - 2,76 + 0,3 4,62 33,52 5,12 7,90 0,2 5,20
34,26 6,62 49,09 0,1- 30,40 16,00 27,81 38,76 0,06 23,50 5,90 25,11 0,89
-0,06 34,30 1,50 35,35 0,60 Die Überführung wird folgendermaßen ausgeführt:
1. In ein Gefäß, das mit einem Rührer versehen ist, |
wird so viel Sulfatmutterlauge eingetragen, wie nötig |
ist, um einen bestimmten Anteil Kainitmineral in |
eine Mischung von Schönit und NaCl überzuführen. |
2. Zu der Mutterlauge wird eine berechnete Menge Kainit |
zugegeben, um ihn in Schönit überzuführen, der durch |
Dekantierung und Filtrierung abgetrennt wird. Eine |
Trennung von Schönit-Steinsalz-Gemischen bzw. |
Leonit-Steinsalz-Gemischen durch Flotation unter |
Verwendung von Alkylsulfaten bzw. Alkylsulfonaten |
mit einer Kohlenstoffkette von vorwiegend 6 bis |
18 C-Atomen ist bereits bekanntgeworden. |
Neu ist demgegenüber die erfindungsgemäße Verwendung von Salzen
höherer aliphatischer Säuren oder der Säuren selbst bei Gegenwart aliphatischer
Amine mit unverzweigter Kette.
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Zum Beispiel: 1 t Kainitmineral, bestehend aus 6,5 °/o Mg, 28,5% Cl,
12,5% Na, 12% K2O, 26% SO4" und 14,6% H2O, wobei die Feuchtigkeit und das Unlösliche
die Differenz auf 100% beträgt, wird bei 20°C mit 1,67 m3 Sulfatmutterlauge (bei
20° C) behandelt, die die folgende Zusammensetzung hat: 37,6 g/1 Mg, 53,7 g/1 K2
0, 207,4 g/1 S 04, d. h. eine Gleichgewichtszusammensetzung der Sulfatmutterlauge
durch teilweise Auslaugung des Sulfates nach Kühlung bei 20° C und Abtrennung des
Schönitrückstandes.
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Das Produkt nach Waschung zur Entfernung der anhaftenden Mutterlauge
besteht aus 1,06% Cl, 5,35% Mg, 210/0 K2 0, 0,65% Na, 42,7% SO4" und 24% H20. 3.
Die Lösung wird filtriert zur Entfernung des Rückstandes und wieder in den Kessel
gefüllt. Der übrige Anteil Rohkainit wird unter Rühren abgegeben. Nach erfolgter
Umwandlung wird der Rückstand, bestehend diesmal aus Schönit, Natriumchlorid, abgetrennt.
Eine typische Zusammensetzung des unter diesen Bedingungen erhaltenen abfiltrierten
Produktes wird durch die folgenden Zahlen wiedergegeben: 4,25% Mg, 20,6% Cl, 10%
K2 0, 12,25% Na, 25,9% SO4, 30% H2O.
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Die entsprechende Mutterlauge hat folgende Zusammensetzung: 56,3 g/1
Mg, 32,5 g/1 K20, 48,25 g/1 Na, 177,8 g/1 Cl, 119,6 g/1 SO,.
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Diese Mutterlauge wird als Flotationsmedium verwendet. Die Kristallgröße
dieses Rückstandes erlaubt ein weitgehendes Entschlammen und eine sehr selektive
Flotation mit hoher Ausbeute bei der Abtrennung des Schönits aus einer Mischung
von NaCl + MgSO4 ₧ 7H2O.
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Der reine Schönit, der eventuell auf der ersten Umsetzungsstufe erhalten
wird, wird zu dem durch Flotation getrennten Schönit zugegeben; beide werden dann
bei einer geeigneten Temperatur einer Auslaugung unterworfen, wobei man auf der
einen Seite Kaliumsulfat und auf der anderen Seite eine Mutterlauge erhält, die
K2SO4 und MgSO4 enthält. Die Mutterlauge wird auf Raumtemperatur gekühlt und nach
Abtrennung des während der Kühlung auskristallisierten Schönits nach Punkt l des
obigen Schemas verwendet.
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Es wurde gefunden, daß genügend reiner Schönit in den Schäumen gesammelt
werden kann und hohe Ausbeuten erzielt werden, wenn ein Salz einer hohen aliphatischen
Säure oder die entsprechende Säure zusammen mit dem unverzweigten kationaktiven
Amin verwendet wird. Die Schönitflotation wird folgendermaßen ausgeführt:
a) Die Mischung von Schönit und Natriumchlorid, er- |
halten aus dem Kainitmineral, wie oben beschrieben, |
wird auf geeignete Weise entschlämmt und eine Salz- |
lösung zugegeben zur Bildung einer Trübe, die 25 bis |
350/, Festkörper enthält. Die Salzlösung muß eine |
solche Zusammensetzung haben, daß ein Ionenaus- |
tausch praktisch innerhalb der Flotationszeit nicht |
stattfinden kann. Eine befriedigende Lösung hat fol- |
gende Zusammensetzung: 48,25 g/1 Na, 32,5 g/1 K20, |
56,3 g/1 Mg, 119,6 g/l SO4, 117,8 g/1 Cl. |
b) Die Trübe wird mit 200 bis 400 g/t einer höheren ali- |
phatischen Säure oder eines Salzes derselben (z. B. |
Natriumoleat) 5 bis 10 Minuten versetzt. Der kation- |
aktive Sammler, der aus 100 bis 300 g/t Salz eines |
primären Amins (Fettaminacetat und 80 bis 120 g/t |
eines aromatischen oder aliphatischen Alkohols [Amyl- |
alkohol]) besteht, wird dann zu der Trübe zugegeben. |
Der Anteil an notwendigen Reaktionsmitteln hängt |
von dem rückbleibenden Anteil an Schlamm in der |
Trübe ab. |
c) Die so erhaltene Trübe wird dann in die Flotations- |
zellen geschüttet, nach 10 Minuten findet die Trennung |
des Schönits statt, der Schönit wird in den Schäumen |
gesammelt, und das Natriumchlorid verbleibt im |
Rückstand der Trübe. |
d) Die Flüssigkeit wird von den Festkörpern durch Fil- |
trierung getrennt. Die Flüssigkeit, die durch die Salz- |
lösung gebildet wurde, wird dann in den Kreislauf |
zurückgeführt, um wieder die Trübe mit dem Kainit- |
mineral, welcher in eine Mischung Schönit und Na- |
triumchlorid umgesetzt wurde, zu bilden. |
Als Beispiel seien die folgenden Versuche aufgeführt:
Gewicht K20 Na K2O- Reaktionsmittel, g/t |
Produkt Natrium- Fett- Amyl- |
% % % Ausbeute oleat aminacetat alkohol |
Mischung Schönit + NaCl .. 100 12 18,5 100 |
Flotiertes Mineral .......... 58,5 20 3,5 97,5 200 I
220 100 |
Abfälle ................... 41,5 0,8 36 2,5 |
Wenn Konzentrate von höherer Reinheit gewünscht werden, kann das flotierte Mineral
einfach nochmal flotiert werden ohne weiteren Zusatz von Reaktionsmitteln.
Beispiel |
Gewicht K20 Na K20- Reaktionsmittel, g/t |
Produkt Natrium- Fett- Amyl- |
°I° °/° °/° Ausbeute oleat aminacetat alkohol |
Mischung Schönit + NaC1 . . 100 12 18,5 100 |
Flotiertes Mineral .......... 48,7 21,5 0,7 87,3 250
220 100 |
Rückstand der zweiten Flo- |
tation .................. 9,8 12,5 16,5 10,2 |
Abfälle ................... 41,5 0,8 36 2,5 |
Wenn die zu flotierende Mischung aus Kainit zusammen mit Schönit
und Natriumchlorid besteht, kann der Kainit in den Schäumen zurückgewonnen und der
Schönit sukzessive durch Zugabe von höheren Fettsäuren und einem weiteren Anteil
an Amin gewonnen werden.
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Das folgende Beispiel gibt einen solchen Versuch wieder:
K2O K2O K2O- Reaktionsmittel, g/t |
Produkt Gewicht als als Na KCl- K2S04 Gesamt- |
KCl K2SO4 Ausbeute Ausbeute Fettamin- Amyl- Natrium- |
% % % ausbeute acetat alkohol oleat |
I |
Mischung ......... 100 4,5 8,3 16 100 100 100 |
Flotierter Kainit ... 26 15 3 1,95 86,6 7,2 150 60 |
Flotierter Schönit .. 40 0,6 18,7 2,76 10,9 90,3 97,5 200 50
250 |
Abfälle ........... 34 0,3 0,7 36,2 2,5 2,5 2,5 |