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Verfahren zur Flotation von Sylvin aus tonartige Bestandteile enthaltenden
Kalirohsalzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Flotation von Sylvin aus
tonartige Bestandteile enthaltenden Kalirohsalzen, bei dem das zerkleinerte Rohsalz
in zwei Kornfraktionen vorklassiert und nach Konditionierung mindestens einer Fraktion
einer mehrstufigen, vorzugsweise zweistufigen Flotation aufgegeben wird.
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Die Erfindung betrifft insbesondere ein verbessertes Verfahren zur
Abtrennung und Konzentration der nichtmetallischen Sylvinanteile von Sylvinitsalzen,
die in ihrer natürlich vorkommenden Form geringe, aber dennoch unerwünschte Mengen
unlöslicher tonartiger Mineralien enthalten, die Schlämme bilden, die die Konzentration
des Sylvingehaltes solcher Salze durch Flotation und anäere übliche Gewinnungsverfahren
beeinträchtigen. Sylvin (KCI) kommt in Nordamerika in größeren Mengen beispielsweise
auf den Lagerstätten des Perm-Beckens, insbesondere in der Umgebung von Carlsbad
in New Mexico, vor.
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Die Sylvinitsalze werden aus der entsprechenden geologischen Schicht
auf übliche Weise abgebaut und zunächst gebrochen bzw. grob zerkleinert. Bei der
Konzentration der Kalianteile solcher Sylvinitsalze durch Flotation ist es üblich,
zuvor ein Entschlammungsverfahren durchzuführen, das darin besteht, daß man das
grob zerkleinerte Salz durch Berieselung wäscht, um den größten Teil des unerwünschten
Schlammes hieraus zu entfernen. Eine mit den Bestandteilen des Salzes gesättigte
Lauge wird normalerweise dem Sand und den gröberen Teilchen des -ebrochenen Salzes
zugegeben, und es wird so eine Trübe hergestellt. Die auf diese Weise hergestellte
Trübe wird hierauf verschiedenen kräftigen Rührvorgängen unterzogen, die als Beriese-Itings-
oder Waschvorgänge bekannt sind, um den Schlamm von den Salzkristallen des Sandes
und den gröberen Teilchen des Salzes zu befreien, worauf der zurückbleibende Schlamm
in der Lauge aufgeschlämmt bzw. suspendiert wird. Hierauf wird die Trübe vor der
Flotation in üblichen hierfür geeigneten Vorrichtungen behandelt und klassiert,
wie z. B. mit Zyklonen, Rechenklassierern, feststehenden oder bewegten Sieben, Klassierkegeln,
Schüsselklassierern, Hydroseparatoren u. dgl. Bisher wurden sowohl die Trübe aus
gröberen sowie die aus feineren Teilchen, die nach der Behandlung durch die obengenannte
Klassierung erhalten wurde, einer Konditionierung mit schlammverhindernden Mitteln
(Inhibitoren), Sammlern, Schäumern und schaumregelnden Mitteln unterworfen und die
so erhaltene, konditionierte Trübe vor der Gewinnung des fertigen Produkts einer
ersten bzw. Flotations-Vorschäumerstufe und einer zweiten bzw. Reinigungsstufe (Reichschäumerstufe)
aufgegeben. Die zusätzlich verwendeten schlanunverhindernden Mittel wurden während
des Konditionierens zugegeben, um eine Beeinträchtigung durch die restlichen Schlämme
zu verhindern, die in der Trübe nach der Beendigung des Entschlammungsvorganges
zurückblieben. Die vollständige Entfernung der genannten Schlämme durch übliche
mechanische Verfahren hat sich als unpraktisch erwiesen.
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Bei dem vorgenannten Verfahren besteht eine weitere Schwierigkeit
in dem störenden Einfluß der restlichen Schlämme auf den Flotationsvorgang, die
in wesentlichen Mengen, insbesondere in der Trübe mit feineren Teilchen enthalten
sind und die Flotation und somit die Gewinnung der gröberen Teilchen der Sylvinanteile
in beachtlichem Umfang selbst dann verhindert, wenn während der Konditionierung
ein entsprechender Inhibitor verwendet wird.
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Gemäß der Erfindung wurde nun gefunden, daß durch getrennte Behandlung
der aus der Klassierungsvorrichtung entnommenen feinen Trilbe und durch getrennte
Behandlung des darin enthaltenen Schlammes mit einem geeigneten Inhibitor und
durch
unmittelbare Aufgabe der feinen Trübe, die zwar noch restlichen, jedoch mit dem
Inhibitor behandelten Schlamm enthält, in die Reinigungs-Flotationsstufe (Reichschäumerstufe)
eine ausreichende Menge an Sammler- und schaumregelnden Reagenzien in dem Konzentrat
der Vorschäumerstufe, vorhanden ist, das aus der in der Vorschäumerstufe
be-
handelten Trübe aus gröberen Teilchen erhalten wurde, und daß dieser übers#chuß
an schaumregelnden Mitteln ausreicht, um die feine Trübe wirksam zu konditionieren
und so hieraus und auch aus der gröberen Trübe eine ausgezeichnete Gewinnung des
Sylvinanteiles herbeizuführen.
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Durch Umgehen der Vorschäume-rstufe wird bei dem feineren Trübeanteil
der Wirkungsgrad der Schaumflotation hinsichtlich der Gewinnung der gröberen Teilchen
des Sylvinanteiles wesentlich erhöht. Außerdem führt das Weglassen der Vorschäumerstufe,
in der angegebenen Weise zu einer wesentlichen Verringerung der zur Erzielung einer
wirksamen Trennung der Sylvinanteile von der Gangart erforderlichen Menge an Reagenzien.
Weitere Ziele und Vorteile der Ausführung der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß nur
die Fraktion größerer Korngröße konditioniert und nur diese einer Vorflotationsstufe
aufgegeben wird, wogegen dir, Fraktion kleinerer Korngröße zusammen mit dem Konzentrat
der Vorflotationsstufe direkt einer Nachflotationsstufe aufgegeben wird.
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Dir, feinere Fraktion des Salzes hat die Form einer sehr feinvertellten
(hoch verdünnten) Trübe, die neben den hierin enthaltenen, gewünschten Sylvinanteilen
den größten Teil des restlichen Schlammes enthält, der von der gröberen Fraktion
abgetrennt wurde. Das »Unterkorn« oder die feinen Teilchen werden zweckmäßigerweise
von dem Schlamm durch einen Hydroseparator oder eine ähnliche Klassierungsanlage
abgetrennt, bei der der überlauf einen hohen Prozentsatz des restlichen Schlammes
und einen relativ niedrigen Prozentsatz der Sylvinanteile enthält. Der Unterlauf
des Hydroseparators oder einer ähnlichen Vorrichtung enthält demgegenüber einen
hohen Prozentsatz der der Vorrichtung aufgegebenen Sylvi#nanteile und einen relativ
niedrigen Prozentsatz an Schlamm.
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Das »überkorn« bzw. die gröberen Teilchen des Salzes ergeben eine
Trübe hoher Dichte, aus der noch weitere, jedoch geringere Mengen »Unterkorn«-Teilchen,
d- h. Teilchen mit einer Größe von etwa 0,20 mm oder feiner, und Schlamm
während des Unterteilens in die verschiedenen Teilchengrößen bzw. während des Klas,sierens
der Teilchen der Trübe hoher Dichte abgesondert werden können, wenn die Trübe durch
eine Anzahl solcher Vorrichtungen wie Zyklone, Rührvorrichtungen und/ode-r feststehende
Siebe od. dgl. geleitet wird. Die abgesonderten feinen Teilchen und der restliche
Schlamm werden hierauf zusammen mit der ursprünglich abgetrennten feinen Fraktion
einem Hydroseparator aüfgegeben.
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Die gröbere Trübe, hoher Dichte wird hierauf durch Zugabe von Schlammreglern,
Sammlern, Schäumern. und schaumregelnden Reagenzien unmittelbar vor dem einleitenden
Flotationsprozeß konditioniert, das vorstehend und wie üblich als Vorschäumerstufe
bezeichnet wurde. Bisher wurde der teilweise entschlammte, aus dem Hydroseparator
erhaltene Unterlauf, der die feineren Anteile enthält, der gröberen entschlammten,
einen hohen Feststoffgehalt besitzenden Trübe, unmittelbar vor der vorausgehenden
Einwirkungsstufe wieder zugeführt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entfällt diese Stufe, und die
feine, teilweise entschlamnite Trübe wird nach der Zugabe geeigneter Inhibitoren
direkt der Reichschäumerstufe, die für den gröberen Trübeanteil die zweite Flotationsstufe,
darstellt, zugeführt.
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Die Einwirkungsstufe und die Vorschäumerstufe werden somit nur bei
der Trübe hoher Dichte, die die gröbere bzw. Überk-ornfraktion enthält, angewandt,
und die Konditionierungsmittel, die eine Affinität gegenüber den Sylvinanteilen
besitzen, werden erfindungsgemäß lediglich dieser Trübe zugegeben. Geeignete kationische
Sammler zur Erzielung der Konzentration der gewünschten Sylvinanteile aus dem Sylvinitsalz
sind oberflächenaktive Mittel, wie wasserlösliche Aminsalze, wie die quarternären
Ammoniumsalze, z. B. Cetylpyridinbromid, Heptadecylaminhydrochlorid; die wasserlöslichen
Salze von monoalkylsubstituierten Guanidinen, bei denen die Alkylsubstituente ein
normaler, primärer, aliphatischer Rest mit 6 oder mehr Kohlenstoffatomen
ist, z. B. Dodecylguanidinhydrochlorid und die Salze durch Säureaddition an normalerweise
primären, sekundären oder tertiären aliphatischen Aminen, die gesättigter oder olefinisch
ungesättigter Form sind und 8 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten. Primäre
Amine werden jedoch vorzugsweise verwendet. Beispiele der obenerwähnten Aminsalze
sind Stearylaminhydrochlorid, Laurylaminhydrochlorid, Octylaminhydrobromid, Myristylaminhydrochlerid,
Pentadecylaminhydrochlo,rid, Octylaminhydrochlorid und ähnliche Salze von Margarylamin,
Myristoleylamin, Palmitoleylamin, Oleylamin und Linoleylan-#n.
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Die obenerwähnten Sammler werden der gröberen Trübe direkt oder in
Verbindung mit nicht mit Wasser mischbaren ölen, wie Heizöl, Kerosin oder Pineöl,
oder einem handelsüblichen Schäumer, wie Methylisobutylcarbitol, zugegeben, die
mit den oben erwähnten Aminsalz-Flotationsmitteln zusammenwirk-en. In manchen Fällen
ist es außerdem zweckmäßig, bestimmte verdünnte anorganische Säuren oder Alkalien
zu verwenden, um den pH-Wert der konditionierten Trübe in geeigneter Weise einzustellen,
derart, daß die höchstmögliche Konzentration des bestimmten gewünschten Mineralstoffes,
d. h. das Sylvin, erhalten wird.
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In der oben erwähnten Vorschäumerstufe, die sich an die Konditionierung
der gröberen Trübe anschließt, werden wesentliche Mengen der schwimmfähigen Sylvinanteile
beispielsweise von der Gangart getrennt und erscheinen an der Oberfläche innerhalb
der Vorschäumerstufe verwendeten Flotationszellen in Form eines schaumigen Trübekonzentrats,
das als Konzentrat der Vorschäumerstufe (Vorschäumerkonzentrat) bezeichnet wird.
Das Vorschäumerkonzentrat enthält das breite Spektrum gröberer Sylvinteilchen, die
ursprünglich in dem Salz vorhanden waren, selbstverständlich mit Ausnahme des Schlammes
' der bereits vorher in der vorgeschalteten Entschlammungsstufe entfernt
oder zusammen mit den Unterkomteilchen zur getrennten Behandlung vor der Wiedereinführung
und Vermischung in der nachfolgenden Reichschäumer
- oder Reinigungsstufe
abgesondert worden war.
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Darüber hinaus fehlen im Vorschäumerkonzentrat auch die Sylvinteilchen,
die in der Vorschäumerstufe nicht aufgeschwommen sind und deshalb zusammen mit der
Gangart bzw. den Abgängen der Vorschäumerstufe ausgetragen werden; derartige Fehlausträge
sind jedoch erfindungsgemäß sehr gering.
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Neben den Sylvinanteilen enthält das aus der Vorschäumerstufe gewonnene
Vorschäumerkonzentrat noch feine Teilchen von Gangart, die in dem Schaum des Vorschäumerkonzentrats
mechanisch mitgeführt werden. Dieser Rückstand an Gangart stellt natürlich eine
Verunreinigung des Sylvinanteiles dar. Um diese unerwünschten Verunreinigungen zu
entfernen, wird das Vorschäumerkonzentrat einem zweiten Flotationsvorgang, der als
Reiniger- oder Reichschäumerstufe bezeichnet wird, unterworfen. Wie bekannt, sprechen
die gröberen Fraktionen des Vorschäumerkonzentrates im allgemeinen nicht auf eine
Flotation in der zweiten oder Reinigungsstufe an. Somit wird zwischen der vorausgehenden
Vorschäumerstufe und der Reinigungsstufe eine Zwischenabsiebung vorgenommen.
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Dabei wird ein Siebtuch (Siebbelag) verwendet, dessen Maschenweite
groß genug ist, um sowohl die gewünschten Fraktionen des Sylvinkonzentrates als
auch die Gangartteilchen gleicher Größe durchzulassen; andererseits soll die Maschenweite
jedoch so klein sein, daß ein Durchgang der restlichen und gröberen Fraktionen des
Sylvinkonzentrates verhindert wird. Die gewonnenen, weniger groben Fraktionen des
Vorschäumerkonzentrates werden hierauf zusammen mit dem aus dem obengenannten Hydroseparator
gewonnenen, aus feinerTrübe bestehenden Unterlauf der Reichschäumerstufe aufgegeben.
Das restliche Ganggestein wird in dieser zweiten Flotationsstufe auf ähnliche Weise
entfernt wie in der vorausgehenden Vorschäumer-Flotationsstufe. In der Reichschäumerstufe
arbeitet man ohne weitere Zugabe von Sammler- und schaumregelnden Flotationsreagenzien
in das Konzentrat der Vorschäumerstufe oder die feinere Trübe, die in dieser Stufe
zufließt, da festgestellt wurde, daß in dem Vorschäumerkonzentrat Sammler und schaumregelnde
Reagenzien in einer Menge vorhanden sind, die ausreicht, um die als Unterlauf aus
dem Hydroseparator abfließende Trübe innerhalb der Reichschäumerstufe wirksam zu
konditionieren und um eine ausgezeichnete Gewinnung des gewünschten Minerals, nämlich
des Sylvins, hieraus sicherzustellen.
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Wie bereits erwähnt, ist es üblich, den störenden Einfluß des noch
in der Trübe befindlicben Schlammes auf die Sammlerwirkung, insbesondere der gröberen
Teilchen, dadurch zu unterbinden, daß man in der Konditionierungsstufe zusätzlich
ein Inhibitor regelndes Reagenz verwendet.
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Im vorliegenden Fall wird dieses regelnde Schwimmittel der feineren
Trübe zugegeben, nachdem diese dem Hydroseparator als Unterlauf entnommen wurde
und unmittelbar bevor diese Trübe, bestehend aus den feineren Teilchen und dem restlichen
Schlamm, den Flotationszellen der Reichschäumerstufe zugeführt wird. Solche Inhibitoren
sind beispielsweise Stärke, Dextrin, die Polyglykole und deren Ester und wasserlösliche
Acrylnitrilpolymerisate, bei denen wenigstens eine Nitrilgruppe durch Alkoholyse
zu dem entsprechenden Ester und/oder durch alkolische Hydrolyse zu dem entsprechenden
Salz umgewandelt wurde. Beispiele solcher Polymerisate sind die von der Dow Chemical
Co. unter den Handelsbezeichnungen NP-10 und NP-20 verkauften Produkte, die im wesentlichen
aus wasserlöslichen Akrylnitrilpolymerisat bestehen, bei dem eine teilweise, jedoch
unvollständige Verseifung der reaktionsfähigen Carboxylgruppen durchgeführt wurde.
Diese Polymerisate besitzen ein relativ hohes Molekulargewicht, das sich mit größeren
Bezeichnungsnummern erhöht.
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Die obengenannten Akrylnitrilpolymerisate werden mit Erfolg als regelndes
Flotationsmittel in Verbindung mit den genannten Polyglykolen und deren Estern,
z. B. Methoxypolyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 750 (MPG-750)
oder einem Polymerisat verwendet, das im wesentlichen aus Mannoseeinheiten, wie
Mannogalaktan, besteht, das beispielsweise aus dem Endosperm von Guar-Samen gewonnen
wird.
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Weil, wie bereits festgestellt, die gröberen Sylvinteilchen auf Grund
des erhöhten Verhältnisses von Masse zur Oberfläche schlechter aufschwimmen als
feinere Teilchen, wirkt sich die Anwesenheit von Schlamm in der Trübe, der dazu
neigt, das Aufschwimmen der feinen Sylvinteilchen in der Trübe zu behindern, besonders
nachteilig auf die gröberen Teilchen aus, d. h. solche, deren Korngröße
1,19 nun oder mehr beträgt. Demzufolge führt die Tatsache, daß die feinere
Trübe mit dem darin enthaltenen restlichen Schlamm erst hinter der Vorschäumer-Flotationsstufe
zugegeben wird, zu einem wesentlich erhöhten Flotationswirkungsgrad für die gröbere
Fraktion der Sylvinanteile, die in der Vorschäumer-Flotationsstufe gewonnen wird
und das obenerwähnte Vorschäumerkonzentrat darstellt. Wenn die im Unterlauf aus
dem Hydroseparator abfließende Trübe, die wechselnden Mengen restlichen Schlammes
enthält, der gröberen Trübe, die vor der Vorschäumerstufe mit Reagenzien konditioniert
wurde, zugegeben würde - wie das bei den bisher bekannten Gewinnungsverfahren
der Fall war -, dann stört der (in der Trübe) anwesende Schlamm die Flotation
der gröberen Fraktionen der Sylvinanteile und macht daher teilweise den Zweck der
Vorschäumer-Flotationsstufe zunichte. Bisher wirkte man diesem störenden Einfluß
des Schlammes zum Teil dadurch entgegen, daß man erhöhte Mengen an Inhibitoren,
Sammlern und schaumregelnden Schwimmitteln verwendete und die Dichte des Unterlaufs
des Hydroseparators hinsichtlich der Feststoffe so hoch wie möglich hielt.
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Wenn man die im Unterlauf aus dem Hydroseparator austretende feine
Trübe keiner Vorschäumerstufe aufgibt, erzielt man eine beachtliche Verringerung
der zur wirksamen Trennung der Sylvinanteile von der Gangart erforderlichen Menge
an Flotationsreagenzien.
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Eine dritte Flotationsstufe kann und sollte zweckmäßigerweise bei
den Sylvinitsalzen durchgeführt werden. Diese dritte oder Nachschäumer-Flotationsstufe
(Nachreinigungsstufe) wird auf die gleiche Weise durchgeführt wie die bisher beschriebenen
Flotationsverfahren. Das Sylvinkonzentrat wird in der Nachschäumerstufe gewonnen
und entfernt.
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Die erfindungsgemäß angewandten Schaum-Schwimmverfahren sind übliche
Verfahren, die auch mit den üblichen Flotationszellen durchgeführt werden.
Während
sich das hier beschriebene Verfahren insbesondere zur Konzentration und Gewinnung
von Sylvin aus den Sylvinitsalzen eignet, die in der Umgebung von Carlsbad, New
Mexico, abgebaut werden, läßt es sich selbstverständlich mit dem gleichen Erfolg
auch bei ähnlichen Kaliumchlorid enthaltenden Vorkommen anwenden, die durch Schaurn-Schwimmverfahren
aufbereitet werden können, wie z. B. bei den Vorkommen in der Umgebung von Trona,
Kalifornien, und Bonneville, Utah. Die Zeichnung ist ein schematischer Stammbaum
zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Sie enthält außerdem für Vergleichzwecke
Hinweise auf das bisher auf diesem Gebiet bekannteste Verfahren.
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Wie, im Stammbaum dargestellt, in dem gleiche Zahlen gleiche Vorgänge
und Verfahrensstufen bedeuten, wird das bergmännisch gewonnene RohsaIz zuerst auf
übliche Weise unter Anwendung üblicher Zerkleinerungs- und Mahlvorrichtungen zerkleinert,
indem es zuerst vorzerkleinert und dann einer Hammermühle, einer Kugelmühle, einer
Stabmühle od. dgl. aufgegeben wird, um die Sylvinbestandteile des Salzes freizulegen.
Das Brechen und Mahlen wird normalerweise mit im wesentlichen trockenem Salz durchgeführt.
Der so erhaltene Mühlenaustrag 2 wird hierauf mit einer Lauge vermischt, die mit
den Bestandteilen des Rohsalzes in einer Menge gesättigt ist, die ausreicht, eine
Trübe zu bilden, die hierauf in verschiedener Weise in einer Waschvorrichtung 4
heftig gerührt wird, wodurch wesentliche Mengen des vorhandenen Schlammes von den
Salzkristallen gelöst und in der Lauge suspendiert werden. Im Anschluß an dieses
einleitende Waschverfahren wird die Sylvinittrübe Wasservorrichtungen aufgegeben.
Während die Klassierung, wie in der graphischen Darstellung angegeben, auf verschiedene
Art und Weise durchgeführt werden kann, wird die aus dem einleitenden Waschvorgang
gewonnene Trübe in die Zyklonen 6 gegeben, in denen das zerkleinerte Sylvinitsalz
vorerst und im wesentlichen in zwei Fraktionen aufgeteilt wird, von denen die eine
Teilchen mit »Untergröße«, d. h. mit einer Komgröße von etwa 0,20 mm oder
feiner, und die zweite Teilchen mit einer Korngröße von über 0,20 mm enthält. Die
zuerst genannte oder erste Fraktion enthält sowohl Sylvinteilchen mit Untergröße
als auch eine wesentliche Menge Schlamm. Diese erste Fraktion wird als Suspension
in einen Schüsselklassierer 12 geleitet. Der überlauf des Schüsselklassierers gelangt
in einen Hydroseparator 8, aus dem eine hohe Konzentration an Schlamm und
sehr geringe Mengen Sylvin, die in der Lauge suspendiert sind, als überlauf entfernt
und der Laugenwiedergewinnungsvorrichtung zugeführt werden.
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Gleichzeitig wird die größere Trübe aus Teilchen mit Übergröße,
d. h. mit einer Größe von mehr als 0,20 mm, die zu Anfang aus den Zyklonen
6 erhalten wurde, in einen Vierfach-Rechenklassierer 18 gegeben, um
die gröbsten Teile aus der Trübe zu entfernen. Die gröbere Trübe, die normalerweise
eine hohe Dichte besitzt und die Teilchen mit sogenannter Übergröße enthält, wird
hierauf Konditioniervorrichtun,-en 20 für die anschließende Flotation aufgegeben.
Die Teilchen mit Untergröße in dem überlauf aus dem Vierfach-Rechenklassierer
18 werden der feinen Trübe aus dem Zyklonüberlauf zugegeben und dem Schüsselklassierer
12 zugeführt. Die gröberen Teilchen oder Sandkörner, die in dem Schüsselklassierer
12 gewonnen wurden, werden dann den Konditioniervorrichtungen 20 zur anschließenden
Flotation aufgegeben.
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Die Konditionierung der gröberen Trübe besteht in der Zugabe von schlammverhindernden
Reagenzien, Sammlern, Schäumem und schaumregelnden Reagenzien, d. h. eines
sauren Additionssalzes wie das von der Firma Armour & Co. unter der Handelsbezeichnung
»Armac TD« verkaufte Produkt, das aus den wasserlöslichen Azetatsalzen der normalen
Hexadecyl-, Oktadecyl- und Aktadecenylaminen etwa in Mengenverhältnissen von
30 zu 25 zu 45 Gewichtsteilen besteht und hiermit zusammenwirkenden
Reaktionsmitteln wie Heizöl, Kerosin, Pineöl und Methylisobutylcarbitol (MIBC).
Die Konditionierungsstufe wird durch wenigstens 20 Sekunden dauerndes Verrühren
der Trübe mit den genannten Reagenzien in den Konditioniervorrichtungen 20 beendet.
Der Rührvorgang wird entweder mechanisch oder durch Einleiten eines Luftstroms oder
eines anderen nicht reaktionsfähigen Gases durchgeführt.
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Erfindungsgemäß sind nur 50... 115 g Aminreagenz
je Tonne Feststoff im Mühlenaustrag, d. h. je Tonne gebrochenes
Sylvinitsalz, das zu Anfang der Waschvorrichtung 4 aufgegeben wurde, erforderlich,
und nur 15 ... 25 g Flotationsölreagenz (z. B. das Produkt Nr. 634 der Allied
Chemical and Dye Co,. das bei der Herstellung von Kresol als Rohnebenprodukt anfällt)
werden je Tonne Feststoff im Mühlenaustrag für die Konditionierungsstufe20
benötigt.
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Gleichermaßen betragen die erforderlichen Mengen an MPG-750, NP-10
und MIBC nur ungefähr 55 ... 100 g/t, 2,5 ... 100 g/t und 20
... 25 g/t Mühlenaustrag. Wenn außerdem gegebenenfalls NP-20 verwendet wird,
so ist die normalerweise verwendete Menge nicht mehr als 1134 g/t Mühlenaustrag.
Somit beträgt die Gesamtmenge an Flotationsmitteln, die erfindungsgemäß während
der Konditionierungsstufe zugegeben wird, zwischen 12,7 und 267,6
g/t Mühlenaustrag. Die Wirkung der auf diese Weise zugegebenen Sammler, Schäumer
und schaumregelnden Reagenzien wird in der Vorschäumer-Flotationsstufe 22, die der
Konditionierung folgt, sofort ausgenutzt.
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Wie bisher üblich, werden in der Vorschäumerstufe alle schwimmfähigen
Sylvinanteile von der Gangart getrennt und erscheinen in den innerhalb der Vorschäumerstufe
verwendeten Flotationszellen als schaumige Trübe an der Oberfläche. Der so gewonnene
Schaum, der das Vorschäumerkonzentrat darstellt, enthält alle gewinnbaren gröberen
Sylvinteilchen, d. h. Sylvinteilchen mit einer Korngröße von über
0,05 mm, die in dem Sylvinitsalz ursprünglich vorhanden waren, mit Ausnahme
der sehr feinen Teilchen, die in den einleitenden Entschlammungs-und Waschverfahren
entfernt wurden, und mit Ausnahme der wenigen Teilchen, die entweder in der Vorschäumerstufe
nicht aufschwimmen, sondern zusammen mit der Gangart in den Abgängen der Vorschäumerstufe
ausgetragen werden, oder die so groß und grob sind, daß sie nicht in charakteristischer
Weise auf die in der Reichschäumerstufe angewendeten Flotationsverfahren ansprechen.
Aus diesem Grunde wurden verschiedene Verfahren angewendet, um einen Verlust nicht
schwimmfähiger, jedoch grober Teilchen in der Reichschäumerstufe zu vermeiden.
Ein
vorzugsweise angewendetes Verfahren ist, wie hier angegeben, die Verwendung von
Sieben 24, bei denen die Maschenweite des Siebbelags so groß ist, d. h. größer
als 0,60 mm, daß die größeren und gröberen Sylvinteilchen (als Rückhalt)
gewonnen werden, jedoch im Gegensatz dazu die feineren Fraktionen des Vorschäumerkonzentrats
zur Verarbeitung in der Reichschäumerstufe 26 durchgehen. Die durch die Absiebung
24 gewonnenen gröberen Fraktionen werden dann auf geeignete Weise entwässert, und
man erhält so die groben Sylvinanteile.
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Die feineren Fraktionen der gröberen Trübe, die der Reichschäumerstufe
26 von den Sieben 24 aus zugeführt werden, werden (vor der Reichschäumerstufe
26) dem unmittelbar aus dem Hydroseparator 8
kommenden, aus feiner
Trübe bestehenden Unterlauf zugegeben. Diesem aus feinkörnigen Anteilen und restlichem
Tonschlanun bestehenden Unterlauf wird bei 15, noch vor Aufgabe in die Reichschäumer-Flotationsvorrichtung,
ein oben beschriebenes regelndes Inhibitor-Flotationsmittel zugegeben, um die störende
Wirkung des restlichen Schlammes auf die Flotation der Sylvinanteile, insbesondere
auf gröbere Teilchen, das sind Teilchen mit einer Korngröße von 1,19 mm oder
größer, die in der Trübe des Unterlaufs vorhanden sind, aufzuheben.
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Die Konzentration des als regelndes Flotationsreagenz verwendeten
wasserlöslichen Akrylnitrilpolymerisates beträgt etwa 2 ... 50 g/t Sylvinit-Mühlenaustrag.
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Die als überlduf der Flotationszellen der Reichschäumerstufe26 gewonnenen
Sylvinanteile werden anschließend zweckmäßigerweise einer dritten Nachschäumer-
oder Nachreinigungsstufe genannten Flotationsstufe28 aufgegeben, in der der gesamte
noch vorhandene Schlamm sowie alle wäßrigen Komponenten entfernt werden, um Sylvinanteile
hoher Konzentration als Fertigprodukt 30 zu erhalten.
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Unter Zuhilfenahme der schematischen Darstellung der Zeichnung erkennt
man, daß bei den bisher angewendeten üblichen Verfahren der Unterlauf des Hydroseparators
8 den Konditionierungsvorrichtungen 20 zugeführt wird, wo er mit der darin
enthaltenen gröberen Trübe vermischt wird. Nach der Konditionierung, bei der auch
das regelnde Inhibitor-Flotationsmittel zugegeben wird, wird diese Trübe der Vorschäumerstufe
22 und anschließend der Absiebung 24 zugeführt, bevor sie in die Reichschäumerstufe
26 gelangt. Somit werden die mit Flotationsreagenzien behandelten weniger
groben Fraktionen des Vorschäumerkonzentrats sowie der Unterlauf des Hydroseparators
8, der die feinen Anteile und den restlichen Schlamm enthält, sowohl der
Vorschäumerstufe 22 als auch der Reichschäumerstufe 26, wie oben bereits
erwähnt, aufgegeben.
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Die Erfindung wird weiterhin durch die nachfolgenden Beispiele erläutert.
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Beispiel 1
In einem großtechnischen Betriebsversuch werden vier
Tonnen aus einer größeren Menge Sylvinitrohsalz, das in der Umgebung von Carlsbad,
New Mexico, abgebaut wurde und etwa 22,9% K20 (entspricht 36,25% Sylvin) enthält,
durch Schlag- oder Prallbrecher bzw. -mühlen im geschlossenen Kreislauf mit Vibrationssieben
zerkleinert. Der so erhaltene Mühlenaustrag wird (in vier getrennten Proben) einzeln
und hintereinander einem Waschvorgang unterworfen, um nach Zugabe einer gesättigten
Lauge zur Bildung einer Trübe ein erstes Entschlämmen durchzuführen. Die hierbei
verwendete gesättigte Lauge wird aus einer anderen Menge zerkleinertem Sylvinitrohsalz
hergestellt, indem dieses so lange bei Raumtemperatur mit Wasser verrührt wird,
bis kein Sylvinitsalz mehr in Lösung geht. Die Lauge ist somit mit den Bestandteilen
des Rohsalzes gesättigt. Sie wird im Verlauf des vorliegenden Verfahrens hergestellt
und, wie nachstehend näher beschrieben, im Kreislauf geführt. Ihr spezifisches Gewicht
beträgt etwa 1,240. Der einleitende Wasch- bzw. Entschlammungsvorgang dauert etwa
30 Minuten.
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Die dem obenerwähnten Waschvorgang unterworfene Trübe enthält etwa
60 Gewichtsprozent suspendierter Feststoffe. Die erhaltene Trübe wird hierauf
in einer Anzahl Zyklonen vorerst und im wesentlichen in zwei Fraktionen unterteilt,
von denen die eine einen Anteil von 150/e mit einer Korngröße von etwa 0,20 mm oder
kleiner und die andere einen Anteil von 85,9/o, mit einer Korngröße von über 0,20
mm besitzt. Die Teilchen mit »Untergröße«,
d. h. mit einer Korngröße von
0,20 mm oder kleiner, werden entfernt, und die im wesentlichen gröberen Teilchen,
d. h. Teilchen mit einer Korngröße von mehr als 0,20 mm enthaltende Trübe,
werden in einem Vierfachrechenklassierer nochmals klassiert. Der hier gewonnene,
die Teilchen mit Untergröße enthaltende Rückstand wird darauf der feinen Trübe,
die die eingangs in den Zyklonen abgetrennten Teilchen mit Untergröße enthält, zugegeben.
Die vier Proben grober Trübe, die die aus dem Vierfachklassierer gewonnenen Teilchen
mit übergröße enthält, werden hierauf Konditionierern aufgegeben, in denen jeder
der erwähnten Proben,
d. h. den Proben a) bis
d), Reagenzien in Mengen
zugegeben werden, wie sie in der nachfolgenden Tabelle I aufgeführt sind (Werte
in g/t Mühlenaustrag).
| Tabelle 1 |
| Probe MPG ions Versuchs_ Gesamt- |
| NP-10 Amine MIBC Flotat Öl NP-20
zugabe an |
| 750 Nr. 634 reagenzien Reagenzien |
| a) 96,0 3,10 109,0 23,7 23,7 7,90 264 |
| b) 61,2 5,3 74,16 20,0 20,0 18,50 197 |
| c) 60,8 5,20 75,6 20,0 20,0 1,20 1,55
184,5 |
| d) 55,6 8,2 74,1 20,0 20,0 4,90 181 |
Nach der Zugabe der oben aufgeführten Reagenzien wird das Rühren in den Konditionierem
noch etwa
8 Minuten fortgesetzt.
Die aus den Zyklonen gewonnene
feinere Trübe wird in einem Schüsselklassierer, der dazu dient, weiteren restlichen
Schlamm zu entfernen, getrennt behandelt. Der Überlauf aus dem Vierfachrechenklassierer
wird ebenfalls in den Schüsselklassierer geleitet und dort auf gleiche Weise behandelt.
Die aus dem Schüsselklassierer erhaltenen Sandrückstände werden hierauf noch vor
der Flotation Konditionierern zugeführt. Der Überlauf des Schüsselklassierers wird
alsdann einem Hydroseparator aufgegeben, dessen restlichen Schlamm und Lauge enthaltender
Überlauf abgeleitet wird. Dem Unterlauf des Hydroseparators werden anschließend
2
... 50 g/t Mühlenaustrag eines schlammverhindemden Flotationsmittels, nämlich
wasserlösliches Akrylnitrilpolymerisat NP-10, zugegeben und die behandelte Trübe
hieraus in die Flotationszellen der Reichschäumerstufe -eleitet. Die Lauge in dem
hinter dem Hydroseparator abgeleiteten Schlamm wird wieder gewonnen und in den Verfahrenskreislauf
zurückgeführt.
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Die konditionierte Trübe dagegen wird einer einleitenden Vorschäumerflotation
in einer abgewandelten Turboflotationsmaschine unterzogen, in der praktisch alle
in der Trübe enthaltenen schwimmfähicren Sylvinanteile von der Gangart, die den
Abgängen zug Die als Überlauf ge-,eführt wird, getrennt werden.
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wonnenen schwimmfähigen Sylvinanteile stellen das Konzentrat der Vorschäumerstufe
(Vorschäumerkonzentrat) dar, das hierauf Tuchsiebe mit einer Maschenweite von
0,60 mm aufgegeben wird, um die gröbsten Fraktionen
(d. h. Teilchen
mit einer Korngröße von über
0,60 mm), die möglicherweise auf die anschließende
Flotation in der Reichschäumerstufe nicht ansprechen, zu entfernen. Die hierbei
(als Siebrückstand) gewonnenen gröbsten Fraktionen werden auf übliche Weise entwässert
und ergeben die gewünschten Sylvinanteile. Die wiedergewonnene, mit den Bestandteilen
des Sylvinitsalzes gesättigte Lauge wird in den Kreislauf zurückgeführt und bildet
mit den nachfolgenden Sylvinitrohsalzmengen wiederum eine Trübe. Der andere Teil
(Siebdurchgang) des Vorschäumerkonzentrats wird hierauf in die Flotationszellen
der Reichschäumerstufe geleitet, die den in der Vorschäumerstufe verwendeten Zellen
ähnlich sind. An dieser Stelle werden die feine, aus dem Hydroseparator kommende
Trübe und das Konzentrat der gröberen Trübe miteinander vermischt und aus dieser
Mischung weitere Mengen Gangart durch die Wirkung derjenigen Sammler und schaumregelnden
Reagenzien, die nach der Vorschäumerstufe in dem Konzentrat der gröberen Trübe noch
vorhanden sind, entfernt. Das in dieser Verfahrensstufe gewonnene Sylvinkonzentrat
wird hierauf einem dritten, Nachschäumerstufe genannten Flotationsvorgang unterzogen,
um weitere Mengen restlicher Gangart zu entfernen. Das hier und in der Reichschäumerstufe
abgetrennte Nebengestein wird den Abgängen zugeführt. Die in der Nachschäumerstufe
gewonnenen Sylvinanteile werden hierauf auf übliche Weise entwässert und stellen
die gewünschten Sylvinanteile dar. In der nachfolgenden Tabelle II sind die durch
die Flotation der vorgenannten Proben gewonnenen Trennprodukte aufgeführt. Die Bezeichnungen
a) bis
d) entsprechen jeweils den Proben für die unter den aleichen Bezeichnungen
in der obigen Tabelle
1
die Zusatzmengen an Flotationsreagenzien angegeben
wurden.
| Tabelle II |
| Probe Ki!O-Gehalt in 1/o K20-Ausbringen |
| Aufgabe Kon- Abgänge in 1/o |
| zentrat |
| a) 25,24 58,60 0 ' 76 98,26 |
| b) 21,88 58, 59 0,55 98,41 |
| c) 21,66 58,45 0,46 98,65 |
| d) 22,83 58,48 0,70 98,11 |
Beispiel 2 Acht Sylvinitrohsalzproben gemäß Beispiel
1 werden gewaschen,
entschlammt, klassiert und in der beschriebenen Weise konditioniert, jedoch mit
dem Unterschied, daß der aus feiner Trübe bestehende Unterlauf des Hydroseparators
mit der gröberen Trübe vermischt und zusammen mit dieser konditioniert wird. Die
bei den entsprechenden Proben e) bis
1) verwendeten Reagenzien und deren
Zugabemengen sind in der nachfolgenden Tabelle III aufgeführt.
| Tabelle IH |
| MPG Flotations Versuchs- Gesamt- |
| Probe 750 NP-10 Amine MIBC Nr.
634 Öl NP-20 reagenzien zugabe an |
| Reagenzien |
| e) 150,0 5,50 129,9 25,0 20,0 331 |
| f) 150,0 5,50 129,9 25,0 20,0 331 |
| 9) 152,9 6,07 131,2 25,0 20,9 332 |
| h) 151,0 3,70 131,2 25,0 19,9 11,2 342 |
| i) 150,4 5,50 134,3 25,0 22,2
337 |
| i) 148,9 6,05 120,4 24,4 24,8 324 |
| k) 141,5 6,84 133,8 20,8 23,2 3,85 330 |
| 1) 144,5 6,07 122,8 24,8 25,0 322 |
Abweichend vom Beispiel
1 wird das regelnde Inhibitorreagenz, nämlich das
wasserlösliche Akrylnitrilpolymerisat NP-10 gemäß Beispiel
1, der Mischung
aus gröberer und feinerer Trübe während der Konditionierung in einer Menge von
5 ... 6 g/t Sylvinitmühlenaustrag zugegeben. Die miteinander vermischten
und konditionierten feinen und groben Proben werden in der im Beispiel
1 beschriebenen Weise einer Vorschäumer-Flotationsstufe, einer Absiebung,
einer Reichschäumer-Flotationsstufe und einer Nachschäumer-Flotationsstufe zugeführt.
Dabei erhält man die
Flotationstrennprodukte, die in Prozentwerten
in der nachfolgenden Tabelle IV angegeben sind, in der die Probenbezeichnungen e)
bis
1) einschließlich mit den Proben e) bis
1) der obigen Tabelle
III übereinstimmen.
| Tabelle IV |
| K2O-Gehalt in % K20-Ausbringen |
| Probe Aufgabe Kon- Abgänge in % |
| zentrat |
| e) 23,03 58,35 1,27 96,59 |
| f) 22,95 58,38 1,42 96,15 |
| g) 21,17 58,31 1,51 95,34 |
| h) 24,03 58,51 1,45 96,35 |
| i) 23,01 58,31 1,30 96,50 |
| j) 23,65 58,70 1,82 95,26 |
| k) 24,32 58,80 2,19 94,52 |
| 1) 26,73 58,73 2,09 95,58 |
Aus den vorstehenden Beispielen, von denen Beispiel
1 das erfindungsgemäße
Verfahren und Beispiel 2 das bisher angewendete Verfahren beschreibt, ist ersichtlich,
daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein wesentlich höherer Wirkungsgrad bei
der Gewinnung von Sylvin aus Sylvinitsalzen erzielt wird, der mit einem entsprechend
geringeren Verbrauch von Konditionierungsmitteln verbunden ist. Hierdurch wird Material
auf einem Gebiet eingespart, auf dem die Kosten ausschlaggebend und die verwendeten
und behandelten Stoffmengen sehr groß sind.