Влияние шламов на флотацию калийных руд. Методы обесшламливания. Флотационное обесшламливание калийных руд.

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 12.5 – 13.0% и Н.О. 64 - 65%

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

 

11) Технологические параметры флотационного обогащения калийных руд. Технологические схемы флотационного обогащения с предварительным обешламливанием.

Стадии переработки руды флотационным способом:

· Дробление сильвинитовой руды с предварительным ее грохочением.

· Измельчение дробленной руды с предварительной и поверочной классификацией.

· Обесшламливание питания сильвиновой флотации (5 стадий).

· Сильвиновая (основная, контрольная и перечистные) флотация.

· Выщелачивание флотоконцентрата.

· Классификация и обезвоживание галитовых отходов сильвиновой флотации.

· Сгущение шламовых отходов производства.

·  Классификация, обезвоживание и сушка сильвинового концентрата.

· Получение обеспыленного и непылящего хлористого калия.

· Гранулирование мелкого хлористого калия и облагораживание гранул.

· Складирование и отгрузка готовой продукции.

· Удаление и складирование галитовых хвостов и шламовых отходов.

Дробление сильвинита до крупности 10мм проводитя в одну стадию с предварительным грохочением. Измельчение проводится в одну стадию с предварительной и поверочной классификацией при работе мельницы в замкнутом цикле.Эти операции проводятся с целью не измельчать ничего лишнего.

Для снижения содержания н.о. в питании сильвиновой флотации проводится глубокое обесшламливание в 5 стадий с использованием как методов гидравлической классификации и флотации. Цель обесшламливания максимальное извлечение Н.О. при минимальных потерях КС1.

Сильвиновая флотация проводится основная (для получения чернового концентрата) и контрольная (для доизвлечения КС1 из хвостов основной флотации).Перечистка чернового концентрата обеспечивает повышение качества концентрата до уровня не менее 92%. Выщелачиванием NaCl для повышения качества концентрата до уровня 98% по твердой фазе с использованием выщелачивающего раствора (недонасыщенный по NaCIраствор хлорида калия).Для приготовления выщелачивающего раствора используют обычно низкокачественную пылевую часть готового продукта (циклонная пыль сушильных и аспирационных установок и др.) из системы газоочистки.

Обезвоживание концентрата проводится с целью получения кека концентрата влажностью не более 7%, для этого в данную стадию включают операцию гидроклассификации концентрата, крупную фракцию (пески гидроциклона)обезвоживают на центрифугах или ленточных вакуум-фильтрах, а мелкую после сгущения во флотомашине (флотосгущение) обезвоживают на барабанных или дисковых вакуум-фильтрах.

Хвосты флотации получаются неравномерными по грансоставу с повышеным содержанием жидкой фазы, поэтому в данную стадию включают операцию гидроклассификации хвостов, сгущение слива гидроциклона с сгустителе с последующим фильтрованием хвостов (пески г/ц и разгрузка сгустителя) на барабанных вакуум-фильтрах с получением кека хвостав влажностью не более 9,5%.

С целью снижения потерь КСl с жидкой фазой шламов и возврата в процесс маточного раствора шламы сгущаются. Сгущёный шламовый продукт при Ж/Т не более 1,8 сбрасывается на шламохранилище, а осветленный маточник возвращается в процесс. Часть жидкой фазы из накопительного бассейна возвращается в процесс в виде рассола.

Сушка концентрата проводится в сушильных барабанах или печах КС до влажности не более 0,5% с использованием топочных газов полученных от сжигания топлива. Очистка отработанных дымовых газов проводится в две стадии: сухая – в циклонах и мокрая – в КОП.

      Параметры процесса:

-температура маточника не менее 18˚С;

-крупность флотируемой руды не более 10-15% фракций более1,25мм;

-массовая доля Н.О. в питании флотации не более 2%;

-время контактирования с собирателем 1 мин, с депрессором 2мин;

-время основной флотации 5 мин, контрольной флотации 2-3 мин, перечистных флотаций 2-3мин;

-массовое соотношение жидкой и твердой фаз основной флотации 3-3,5 и перечистных операций 5-5,5;

-рабочие растворы амина водные с концентрацией 0,5-0,6%, при температуре 60-65˚С, и рН 2- 2,5 (при температуре маточника менее 25˚С применяют зимние марки аминов, а при температуре маточника более 25˚С применяют летние марки аминов с увеличенным содержанием аминов с длиной углеводородного радикала С_20-22), расход 30-35г/т стандартной руды;

-депрессоры (крахмал, тапиока, мезга) солевые растворы 160-200г/т натуральной руды;

-качество чернового концентрата не менее 70% по твердой фазе;

-массовая доля КС1 в хвостах контрольной флотации не более 1,5% по твердой фазе;

-качество концентрата после перечистки не менее 92% по твердой фазе;

-качество концентрата после выщелачивания не менее 98% по твердой фаз