Технологии обогащения калийных руд

Применяемые в настоящее время методы переработки калийных руд являются разновидностями методов обогащения, которые основаны на различных физических и химических свойствах минералов, входящих в состав руды.

Кроме высокого содержания полезных компонентов калийные удобрения должны удовлетворять и ряду некоторых требований: в зависимости от назначения (непосредственное внесение в почву или переработка и смешанные удобрения) иметь размер частиц определенной заданной величины, не слеживаться при длительном хранении и транспортировке.

В принципе имеется два промышленных метода получения калийных солей: флотационный и галургический. В основе галургического способа лежит различная растворимость солей в воде в зависимости от температуры среды и последующая раздельная кристаллизация солей из раствора при охлаждении.

В последние 10 – 15 лет начали широко применять и такие разновидности механического способа обогащения как электросепарация, гравитация, а также комбинированные методы.

Однако большая часть калийных солей обогащается флотацией. Флотация – процесс обогащения полезных ископаемых, основанный на различной способности поверхности минералов, входящих в состав перерабатываемой руды, смачиваться жидкостями. Для обогащения калийных руд применяют пенную флотацию. В этом случае через пульпу, содержащую флотационные реагенты, продувают воздух. Частицы минералов, несмачиваемые водой, прилипают к поднимающимся в пульпе пузырькам воздуха и всплывают на поверхность. Те частицы, которые хорошо смачиваются водой, не прилипают к пузырькам воздуха, остаются в пульпе и тонут.

Процесс флотационного обогащения калийных руд зависит от химического состава твердой и жидкой фаз, гранулометрического и минералогического состава питания, температуры и плотности пульпы, реагентного режима, конструкции аппаратов для кондиционирования и флотационных машин.

Флотационное разделение калийных минералов осуществляется в насыщенных растворах рудообразующих солей. Флотация солевого минерала наиболее эффективна в насыщенном растворе и практически не происходит в ненасыщенном растворе из-за растворения поверхностных слоев минерала совместно с адсорбированными реагентами.

Химический состав насыщенного раствора, характерного для флотации сильвинитовой руды Старобинского месторождения, при температуре 19 - 21°С приведен в таблице 4.1.

Таблица 4.1- Химический состав насыщенного раствора

Извлечение полезных минералов из руды, скорость и селективность флотации в значительной степени зависят от флотационной крупности флотируемого минерала, т.е. крупности, при которой возможен перевод частиц из руды в пену (для калийных руд до 0,8 – 3 мм). Присутствие таких солевых частиц ухудшает флотацию, снижает ее скорость и селективность, увеличивает расход собирателя. Слишком крупные частицы флотируются также плохо и вызывают потери KCl в хвостах флотации. Это связано с существованием предела размеров частиц, выше которого они не способны удерживаться на пузырьке воздуха при флотации.

Для разделения руды на составляющие минералы используют несколько процессов флотации. Комбинация отдельных процессов флотации называется схемой флотации. Схема флотации состоит из основного и двух-трех перечистных и контрольных процессов. Флотацию обычно проводят в механических флотационных машинах. При перечистных и контрольных процессах выделяют промежуточные продукты, переобогащение которых осуществляется на основной флотации после предварительного сгущения и измельчения (для раскрытия сростков типа галит-сильвин, глина-сильвин).

Требования к качеству выпускаемых концентратов

В настоящее время основными потребителями калийных удобрений ОАО «Беларуськалий» являются страны дальнего зарубежья, которые предъявляют высокие требования к их качеству и физико-механическим свойствам.

Конкурентоспособными на мировом рынке являются стандартные калийные удобрения, гранулированные с высокими прочностными свойствами. Готовой продукцией объединения является калий хлористый мелкий. В сухом виде неагрессивен, нетоксичен, негорюч, пожаро-взрывобезопасен.

К мелкому хлористому калию предъявляются следующие требования:

массовая доля калия, не менее 95,0%;

массовая доля воды, не более 1,0%;

рассыпчатость 100%.

Мелкозернистый хлористый калий должен отвечать требованиям ГОСТ-4568-95.

Физические свойства готовой продукции сведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1- Физико-механические свойства готовой продукции