книги из ГПНТБ / Брагина В.И. Технология угля и неметаллических полезных ископаемых

да топлива*меньшую коррозию аппаратуры, уменьшение сле-

частиц. Например, для отдельных типов руд на Березников­ ском комбинате установлена возможность раскрытия мине­ ралов при измельчении 'до 3^-2 мм, но флотация столь круп­ ных частиц в обычных флотационных машинах даже с при­

тельными потерями сильвина в хвостах. Исследования пока­ зали, что в данном случае целесообразно применять флотогразитацию.

Обогащение в тяжелых средах

Отделение галитовой породы от сильвинитовой после круп­ ного дробления (крупнее 3 мм), а также в более мелких.

классах сильвинитовой руды может быть произведено в тя­ желых суспензиях.

Обогащение в тяжелых средах крупно дробленых руд мо­ жет оказаться целесообразным в сочетании с другими мето­ дами обогащения.

Предлагается [87] проводить многоступенчатое разделе­ ние в тяжелых стабильных органических жидкостях продук­ тов, содержащих калийные соли. В качестве таких жидкостей применяются смеси тетрабромэтана и жидких углеводоро­ дов (легкий и тяжелый бензин, керосин, газойль, толуол, бен­ зол, декалин, тетралин, метанол, хлороформ, четыреххлорисгый углеводород).

Некоторые калийные руды при дроблении до 30—50 мм могут быть разделены в тяжелых суспензиях с выводом око­ ло 40% породы из последующего процесса обогащения. Пер­ спективным в ряде случаев является обогащение руд, из­ мельченных до 1—5 мм, в гидроциклонах при применении магнетитовой суспензии в насыщенном водном растворе со­

Тяжелые суспензии нашли также промышленное приме­ нение для калийных руд во Франции [2] .

Химический метод

Химический метод переработки калийных солей, впервые освоенный в немецкой калийной промышленности (1861 г.), до настоящего времени широко применяется на калийных пред­ приятиях различных стран.

ным раствором при температуре, близкой к 100°, в раствор переводится, главным образом, хлористый калий, большая часть хлористого натрия в раствор не переходит. При охлаж­ дении полученного горячего раствора хлористый калий выпа­

Для сильвинито-карналлитовых руд может применяться «холодное разложение карналлита» [2] . При обработке не­ большим количеством воды карналлит разлагается на твер­ дый хлористый калий и раствор, содержащий, главным об­ разом, хлористый магний. Последний переходит "в жидкую фазу, в то время как хлориды калия и натрия остаются в. осадке, образуя своего рода искусственный сильвинит, пере­ рабатываемый в хлористый калий по одному из описанных выше методов. После холодного разложения щелок делится на 2 части, одна из которых разбавляется водой и возвра­ щается в процесс, а вторая используется для получения хло­ ристого магния или направляется в сброс.

Лаигбейнитовую руду обрабатывают холодной воден. Так как NaCl при этом растворяется во много раз быстрее, чем лангбёйнит и кизерит, то он переходит в раствор, отделяясь от нерастворимого остатка, который после сушки является готовым удобрением. В США оно выпускается под названи­ ем суль-по-маг.

Электростатический метод

В отечественной и зарубежной литературе имеются сооб­ щения о возможности электросепарации калийных руд [2, 81].

разделение смеси в электрическом поле постоянного напря­ жения при свободном падении частиц. Второй путь — метод коронно-барабанной сепарации, при которой смесь подвер­ гается предварительной обработке поверхностно-активными: веществами, обеспечивающими значительную разницу в. электропроводности частиц минералов с последующим раз­ делением на коронном сепараторе. Имеющиеся сообщения свидетельствуют о наличии ряда вариантов этих методов.

заряда возможно при их контактном трении. Для -?того не­ обходимо наличие хотя бы двух различных частиц. По пра­

подкладки, на которой производится встряхивание образцов. При зарядке частиц NaCl на подкладке из1<.С1 или наоборот

вания. Такое же положение наблюдалось и с другими гало-

противоположные заряды и поэтому могут быть разделены. Разделение их зависит от подкладки, на которой происходит встряхивание. Например, оно не достигается при встряхива­

Сильвиниговые руды, содержащие глинистые шла мы, тре­ буют предварительной их промывки органическими вещества­ ми. Это значительно осложняет технологию и существенно повышает стоимость готового продукта.

. Полупромышленные установки действуют в США на Карлсбадском месторождении и в Западной Германии [85]..

Разделение осуществляется при измельчении до 0,1 мм и тем­ пературе 38—200° С.

При электрическом обогащении по второму методу ис­ ходная измельченная руда обрабатывается смесью веществ анионного характера и полиэлектролитов. В качестве веществ анионного характера рекомендуются вещества с содержани­ ем в молекуле не менее 6 атомов углерода и большого коли­ чества функциональных групп, например, Na-карбоксиметил- целлюлоза, маногалактоза, декстрина, танина, желатина, по­ ливинилового спирта.

В качестве поливалентных электролитов рекомендуются нафтеновые кислоты, смесь жирных кислот С4—С9 , сульфиро­ ванные амиды жирных кислот. Расход первых составляет 50—150 г и вторых 40—60 г на тонну руды [2] .

Термический метод

Природные калийные соли, как было показано ранее, представлены чередованием сильзинитовых и галитовых пластов мощностью от нескольких сантиметров до 1 м и про­ слоями глинисто-карбонатной породы. Полезный минерал преимущественно сосредоточен в сильвинитовых пластах и прослоях.

Естественно, что при таком строении сильвинитовых по­ род извлечение полезного минерала путем тонкого измель­ чения всей руды и последующего его выделения одним из применяемых в настоящее время методов не является наибо­ лее эффективным. С технологической точки зрения было бы целесообразным сосредоточить полезный минерал в одном из классов крупности путем селективного разрушения или дроб­ ления отдельных пластов или прослоек, содержащих один какой-либо минерал.

Эффективность применяемых в настоящее время мокрых> методов обогащения сильвинитовых руд во многом зависит от содержания полезного вещества в исходной руде и осо­ бенно примесей глинистого и карбонатного вещества. Выде­ ление сильвинитовых прослоев путем селективной добычи из общей солевой массы позволило бы получить руду с содер­ жанием полезного минерала в ней в 2 и более ^ а з а выше его общего содержания в разрабатываемом месторождении.

Вторым возможным методом обогащения хлористым ка­ лием перерабатываемой руды является селективное разруше­ ние или дробление-руды с последующим разделением ее гро-

хочением. При наличии переслаивания сильвинитовых пород важным для технологического процесса является нахожде­ ние условий преимущественного разрушения или дробления отдельных полиминералов, содержащихся в разрабатывае­ мых пластах.

ИОНХ А Н БССР установлено, что при нагревании кусков крупнокристаллической руды до температуры 300—400° С наблюдается явление -термического самораздпобления при­ родной галитовой породы до моно- и полиминеральных зерен крупностью меньше 5 мм, в то время как богатые хлористым

Время, необходимое для термического разрушения, зави­ сит от крупности исходной руды и включает время нагрева­ ния руды до начала разрушения и время непосредственного разрушения галита. Опыты показали, что разрушение образ­ цов, если они приняли нужную температуру, происходит бы­ стро и длится несколько секунд, в то время как нагрев их требует большего времени (несколько минут). При темпера­ турах выше 600° С время разрушения не зависит ст темпе­ ратуры, остается постоянным, тогда как время прогрева за­ висит от величины последней.

При термическом разрушении галитовых кусков происхо­ дит также перераспределение между классами крупности со­ держащегося в руде нерастворимого остатка. Тонковкрапленный нерастворимый остаток распределяется одинаково меж­ ду всеми классами крупности, тогда как прослойки нераство­ римого остатка попадают в крупные классы.

Причины, вызывающие самораздробление галитовой по­ роды при нагреве сильвинитовой руды, могут быть различ­ ные. При нагреЕе кусков руды в предварительно нагретой муфельной печи могут возникать термические напряжения вследствие быстрого нагревания, приводящие к разрушению. Однако возникающие термические напряжения должны бы­ ли бы вызывать одинаковое разрушение богатых и бедных хлористым калием сильвинитовых образцов, чего в действи­ тельности не наблюдается.

Работами А. Ф. Иоффе [25] показано, что в диапазоне температур от 180 до 650° С прочность монокристаллов ка­ менной соли остается приблизительно постоянной. Следова-

тельно, на разрушение природных галитовых поликристал­ лов оказывают влияние, по-видимому, другие факторы.

Примеси, содержащиеся в солевых минералах в виде микровключенных рапы и газов и накопившиеся в период кристаллизации солей в природных условия-х, оказывают ре­ шающее влияние на эффект их термического разрушения.

Анализ газов, выделенных' при нагревании микрозернис­ того сильвинита и галита летней садки Березниковского и Старобинского месторождений, показывает, что газы, содер­ жащиеся в галите и сильвините, выделенные из старобинских и березниковских руд, имеют примерно одинаковый состав, который мало зависит от температуры породы.

Состав газов [2] показывает, что при нагревании калий­ ных руд до температуры 400—600°С из сильвинита выделяет­ ся в 2—3 раза и из галита в 4—5 раз больше газов, чем при их растворении. При этом количество газа, выделенного из галитовой породы, зависит от наличия примесей нераствори­ мого остатка.

С изменением температуры обработки изменяется степень разрушения галитовой породы. Максимальная степень разру­ шения галитовой породы достигается при ее нагревании до температуры 600° С. При этом более мелкие классы (<40 мм) для своего разрушения требуют более высокой температуры, тогда как классы крупнее 40 мм в преоблада­ ющем количестве разрушаются при 400° С. Выход неразру­ шенных классов по мере снижения крупности исходных об­ разцов возрастает от 10% для класса —160+80 мм, до 97% для класса — 5 + 3 мм при температуре 400° С, а при 600° С соответственно от 0 до 51% . Таким образом, использование более крупной галитовой породы позволяет при низких тем­ пературах осуществить более полно их термическое разруше­ ние.

При. небольшой мощности сильвинит'овых прослоек по­ рядка 10 мм. последние при термической обработке перехо­ дят в крупные классы с невысоким содержанием хлористого калия. В образцах с более мощными сильвинитовыми про­ слойками содержание хлористого калия в крупных классах значительно повышается.

Опыты по термическому разрушению сильвинитовых по­ род показали, что их строение оказывает существенное влия­ ние на степень разрушения. Тонковкрапленный сильвинит с высоким содержанием хлористого калия практически н е ' разрушается. Сильвинит, вкрапленный в галит в виде от-

ном классе (>50 мм) увеличивается по сравнению с исход­

тает. Извлечение хлористого калия в крупный класс в зави­ симости от температуры и времени прогрева колеблется в пределах 80—88%.

Особенно перспективным этот метод представляется в со­ четании с электростатическим методом обогащения сильвинитов.ых руд, требующим для успешной сепарации предвари­ тельного нагрева руды.

Схемы обогащения

В зависимости от характера руд схемы обогащения ка­ лийных руд (рис. 27, 28) имеют свои особенности.

На рис. 29 представлена схема фабрики в Саскачевани (Канада). Фабрика перерабатывает сильвинитовые руды, со­ держащие карналлит. Руда состоит из сильвина, карнал­ лита, галита, небольшого количества глины и примесей. Весь процесс автоматизирован. В смене работает 11 чело­ век.

Во Франции в Эльзасе руда фабрики «Теодор» содержит 30% хлористого калия, 60% галита и 10% нерастворимого остатка. Фабрика (рис. 30) работает с 1961 г. и имеет произ­ водительность 300 т/час. Флотация ведется с использовани­ ем крахмала 60 г/т, амина 50 г/т и соснового масла 25 г/т. Конечный концентрат содержит 95—95,5% К О .