4.3. Производство хлорида калия флотационным методом

Флотационный метод получения хлорида калия в настоящее время является основным промышленным методом. Он основан на флотационном разделении сильвинита и галита в среде насыщенного водного солевого раствора. Несмачиваемый хлорид калия переходит в пенный кон­центрат, а смачиваемый хлорид натрия составляет так называемые флотохвосты. Для повышения эффективности процесса разделения ис­пользуются добавки – флотационные реагенты, призванные придать по­верхности кристаллов KCl несмачиваемость (гидрофобность) и способствовать образованию стойкой минерализованной пены. Прове­дению процесса флотации сильно мешает присутствие в руде глинис­тых частиц. Поэтому требуется проведение специальной операции обесшламливания, а руды с содержанием глинистых частиц более 10  флотационной переработке не поддаются.

Производственный процесс включает следующие операции.

1. Измельчение исходной руды. Оно проводится до получения ме­ханической смеси отдельных кристаллов (зерен) сильвинита и галита. Излишнее измельчение приводит к увеличению потерь продукта и ухуд­шению его качества. Дробление ведут постадийно с промежуточной классификацией по крупности частиц. Окончательное измельчение про­водят в мельницах мокрого помола.

2. Обесшламливание измельченной руды. Проводится с целью уда­ления глинистых примесей. Известны различные способы обесшламлива­ния. Наиболее распространены флотационное и гидравлическое обесшламливание. Первый метод успешно применяется при малом содержании глинистых частиц в руде (не более 3 ), которые переводятся в пенный продукт. Камерный продукт, представленный зернами сильвинита и галита передается на основную флотацию с целью выделения KCl.

28

Рис. 3. Принципиальная технологическая схема производства KCl галургическим способом:

1 – приемный бункер; 2 – весовой дозатор; 3, 4, 5 – растворители; 6 – теплообменник; 7 – шестиконусный отстойник; 8 – бак-сборник; 9 – вакуум-кристаллизационная установка; 10 – центрифуга; 11 – барабанная горизонтальная сушилка; 12 – циклоны; 13 – вентилятор

В качестве реагентов используется собиратель ФР-2 и флокулянт-полиакриламид. Степень очистки составляет 80–90 .

Гидравлическое обесшламливание проводят в цепочке аппаратов, включающих гидроциклон, гидросепаратор и спиральный классификатор. В результате получают три потока: крупнозернистую (+0,8 мм) и мелкозернистую (-0,8 мм) руды, которые поступают на раздельную ос­новную флотацию, и сгущенный шлам, направляемый в отвал.

3. Флотационное разделение руды. Для повышения эффективности флотации используют флотореагенты: собиратели, депрессоры, пенооб­разователи и регуляторы среды. В качестве собирателей применяют высокомолекулярные (С₁₀-С₂₂) первичные алифатические амины и их соли, которые избирательно адсорбируются на поверхности кристал­лов KCl и придают ей гидрофобность. Реагенты-депрессоры умень­шают сорбцию собирателя на поверхности примесных минералов, спо­собствуют осаждению частиц глинистого шлама. В качестве таких ре­агентов применяется жидкое стекло, полиакриламид, карбоксилметил-целлюлоза, мочевиноформальдегидные смолы и др. В качестве пенооб­разователей используют промышленные поверхностно-активные вещества (ПАВ): сосновое масло, высокомолекулярные спирты и др. Оптимальное значение рН среды поддерживают добавкой кислоты или щелочи. Пенный концентрат поступает на перечистную флотацию для повышения содер­жания в нем хлорида калия, а камерный остаток (или хвосты) направ­ляются на контрольную флотацию для уменьшения потерь с отва­лом.

4. Выделение кристаллов KCl. Очищенный концентрат сгуща­ют в отстойниках и направляют на центрифугу или вакуум-фильтр для выделения кристаллов KCl.

5. Сушка продукта и гранулирование. Продукционный хлорид ка­лия сушат до остаточного содержания влаги 0,5–0,8  в сушилках кипящего слоя или в трубах-сушилках. Высушенный мелкозернистый продукт гранулируют методом прессования. Газы из сушилок направляются на очистку от пыли KCl и выбрасываются в атмосферу.

6. Обезвоживание хвостов и шламов. Остающиеся после разделе­ния хвосты и шламы обезвоживаются отстаиванием и фильтрацией. Жидкая фаза, представленная насыщенным солевым раствором возвращает­ся в технологический процесс, а сгущенные хвосты и шламы удаляют­ся за пределы производства в отвал.