способ переработки карналлитовых руд

Формула изобретения

1. Способ переработки карналлитовых руд, включающий измельчение руды, введение собирателя, флотационное выделение ангидрита, водонерастворимых глинистых шламов и галита с получением обогащенного карналлита в виде камерного продукта флотации, отличающийся тем, что выделение ангидрита производят в две стадии: вначале из руды, а затем из обогащенного карналлита при соотношении количеств ангидрита, извлекаемых в пенный продукт на первой и второй стадиях, в пределах от 1 : 0,5 до 1 : 2,4 соответственно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед второй стадией выделения ангидрита обогащенный карналлит обезвоживают до содержания свободной воды не более 15%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии переработки карналлитовых руд с получением обогащенного карналлита и может быть использовано для повышения эффективности переработки карналлитовых руд или других видов горно-химического карналлитсодержащего сырья.

Карналлит (KCl MgCl₂ 6H₂O) - исходное сырье для получения металлического магния. В настоящее время обогащенный карналлит получают методом термического выщелачивания карналлита из карналлитовых руд с последующей кристаллизации карналлита из раствора (Лебедев О.А. Производство магния электролизом. М.:Металлургиздат, стр. 30-33). Процесс требует значительных тепловых затрат и применения оборудования из дорогих специальных коррозионно-стойких сталей. Для снижения затрат на производство предложен способ флотационного получения обогащенного карналлита с выделением в пенный продукт ангидрита, водонерастворимых глинистых шламов и галита с получением обогащенного карналлита в виде камерного продукта флотации (патент N 2079378 от 16.06.94 - прототип). Преимуществом этого способа является получение обогащенного карналлита при нормальной температуре с использованием оборудования из обычной стали, что значительно снижает затраты на производство.

Недостатком способа является то, что предложенная технология, предусматривающая флотационное выделение ангидрита из руды совместно с глинистыми шламами и галитом, не обеспечивает необходимую эффективность выделения ангидрита (извлечение сульфата кальция в пенный продукт не превышает 50-60%). Это приводит к тому, что по предложенному способу получается обогащенный карналлит с требуемым содержанием хлористого магния (31,51%), но содержание сульфата кальция превышает 0,1% и составляет 0,2 - 0,4%. Превышение содержания сульфата кальция в обогащенном карналлите более 0,1% приводит к значительному увеличению расхода тока при электролизе расплава карналлита и повышению затрат на производство металлического магния.

Известен способ очистки флотационного карналлита от примесей сульфата кальция путем растворения флотационного карналлита с последующей его кристаллизацией (патент N 2078040 от 04.07.94). Флотохимическая технология предусматривает обратную флотацию карналлита с выделением обогащенного карналлита в виде камерного продукта флотации и направлением его на растворение. После растворения карналлита проводится осветление полученного раствора с осаждением ангидрита, а получаемый затем кристаллизованный карналлит содержит менее 0,1% сульфата кальция.

Этот флотохимический способ обеспечивает получение карналлита требуемого состава как по MgCl₂, так и по сульфату кальция, требует меньших энергозатрат по сравнению с методом термического выщелачивания.

Недостатком способа является то, что количество карналлита, направляемого на растворение, составляет значительную величину (65-70% от руды) и энергозатраты на получение карналлита по этому способу существенным образом выше, чем флотационным способом по патенту N 2079378 от 16.06.94 (прототип).

Целью изобретения является разработка технологии получения обогащенного карналлита путем флотационного разделения содержания в руде минеральных составляющих, обеспечивающей эффективное выделение ангидрита (CaSO₄) и повышение качества карналлита за счет уменьшения содержания в нем сульфата кальция.

Поставленная цель достигается путем осуществления флотационного выделения сульфата кальция в две стадии: вначале из руды, а затем из обогащенного карналлита при отношении количеств ангидрита, извлекаемых на первой и второй стадиях, от 1 : 0,5 до 1 : 2,4 соответственно. Проведение дополнительного извлечения сульфата кальция из обогащенного карналлита при оптимальном соотношении количеств извлекаемого сульфата кальция на первой и второй стадиях позволяет получать карналлит с требуемым содержанием хлористого магния и CaSO₄ без увеличения потерь хлористого магния.

Для повышения селективности и эффективности флотации ангидрита при меньшем расходе реагентов перед второй стадией выделения ангидрита обогащенный карналлит обезвоживается до содержания свободной воды (в связи с тем, что карналлит относится к минералам-кристаллогидратам и содержит кристаллизационную воду под свободной водой понимается вода, удаляемая при сушке пробы при температуре не более 60^oC) не более 15%.

Предложенный способ испытан в лабораторных условиях при флотации карналлитовой руды Соликамского месторождения (ОАО Сильвинит) следующего состава: карналлит - 64,6%, галит - 28,3%, сильвин - 5,3%, ангидрит - 0,7%, глинистые водонерастворимые шламы - 1,1%.

Пример 1. Прототип. Руда измельчалась до крупности 0,6 мм, обрабатывалась полиакриламидом (ПАА), оксиэтиллированными жирными кислотами (ОЖК), проводилась флотация ангидрита и глинистых шламов, затем вводился алкилморфолин (АМ) и осуществлялась флотация галита с получением обогащенного карналлита в виде камерного продукта флотации.

Пример. 2 Заявляемый способ. Руда измельчалась до крупности 0,6 мм, обрабатывалась полиакриламидом, оксиэтилированными жирными кислотами, проводилась флотация ангидрита и глинистых шламов, затем вводился адкилморфолин и осуществлялась флотация галита с получением обогащенного карналлита в виде камерного продукта флотации.

Полученный обогащенный карналлит дополнительно обрабатывался ОЖК и осуществлялась вторая стадия флотации ангидрита.

Пример 3. Заявляемый способ. Руда измельчалась до крупности 0,6 мм, обрабатывалась полиакриламидом, оксиэтилированными жирными кислотами, проводилась флотация ангидрита и глинистых шламов, затем вводился алкилморфолин и осуществлялась флотация галита с получением обогащенного карналлита в виде камерного продукта флотации.

Полученный обогащенный карналлит обезвоживался фильтрованием, дополнительно обрабатывался ОЖК и осуществлялась вторая стадия флотации ангидрита.

Результаты испытаний приведены в таблицах 1 и 2. Как видно из результатов испытаний, при заявленном пределе изменения соотношений количеств извлекаемого ангидрита на первой и второй стадиях достигается наименьшее содержание сульфата кальция в готовом продукте (не более 0,1%) без снижения извлечения хлористого магния в обогащенный карналлит по сравнению с известным способом, т.е. без увеличения потерь MgCl₂.

При соотношении количеств извлекаемого ангидрита на первой и второй стадиях более 1 : 0,5 флотация ангидрита на второй стадии происходит неэффективно и не обеспечивается содержание сульфата кальция в готовом продукте 0,1 мм и менее.

При соотношении количеств извлекаемого ангидрита на первой и второй стадиях менее 1 : 2,4, т.е. при преимущественном извлечении ангидрита на второй стадии флотации, готовый продукт содержит CaSO₄ 0,1 мм и менее, но процесс выделения сульфата кальция из обогащенного карналлита сопровождается повышенными потерями хлористого магния. Это приводит к ухудшению экономических показателей получения обогащенного карналлита вследствие уменьшения выпуска готовой продукции.

Осуществление обезвоживания карналлита перед второй стадией выделения ангидрита до влажности не более 15% повышает селективность и эффективность выделения ангидрита на второй стадии и позволяет при меньшем расходе реагентов повысить извлечение сульфата кальция в пенный продукт без снижения извлечения хлористого магния в готовый продукт и снизить содержание CaSO₄ в карналлите.

Способ может быть применен на предприятиях по производству обогащенного карналлита ОАО Сильвинит и ОАО Уралкалий.

Реализация его позволяет повысить качество обогащенного карналлита и уменьшить затраты на производство.