старший научный сотрудник, PhD, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБОГАЩЕНИЯ СИЛЬВИНИТОВ ТЮБЕГАТАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
АННОТАЦИЯ
Приводятся результаты исследований процесса обогашения сильвинитовых руд Тюбегатанского месторождения с содержанием 18,2-22,7% KCI и 4,95-5,01% нерастворимого в воде. При проведении анализа использовали набор лабораторных сит с диаметром отверстий сеток равным 1,6; 1,25; 1,00; 0,5, 0,1 мм и двух фракции мелкозернистый (МФК 1,25-1,00 мм) и крупнозернистый (КФК 1,6-1,25 мм) для сильвинитовой руды. Выбраны флотореагенты из местного сырья – Ф-1, Ф-2, Ф-3, Ф-4 и изучены их пенаобразующий способности.
ABSTRACT
The results of studies of the process of enrichment of sylvinite ores of the Tyubegatan deposit with a content of 18,2-22,7% KCI and 4,95-5,01% insoluble in water are presented. The analysis used a set of laboratory sieves with mesh openings equal to 1,6; 1,25; 1,00; 0,5; 0,1 mm and two fractions fine-grained (MFK 1,25-1,00 mm) and coarse-grained (KFK 1,6-1,25 mm) for sylvinite ore. The selected flotation reagents from local raw materials - F-1, F-2, F-3, F-4 and studied their foaming ability.
Ключевые слова: месторождений Тюбегатан, сильвинит, флотореагент, хлорида калия, амин.
Keywords: deposits Tyubegatan, sylvinite, flotation reagent, potassium chloride, amine.
В настоящее время изо дня в день увеличивается спрос на калийные удобрения. Республика Узбекистан по запасам калийных солей (сильвинит) занимает одно из ведуших мест в мире. Даже одно из месторождений Тюбегатан обладает запасами свыше 215 миллион тонн сильвинита. В настоящее время разработана технология получения хлорида калия из сильвинита Тюбегатанского месторождения методом флотации. Механизм состоит из следующих стадий: диффузия в растворе и селективная адсорбция собирателя на поверхности солевого минерала; столкновение минеральных частиц с пузырьками воздуха в пульпе; закрепление на пузырьках столкнувшихся с ними частиц; образование минерализованной пены, вынос частиц с пеной на поверхность в виде концентрата [1,2].
Выделение флотацией хлористого калия (сильвина) в пенный продукт из сильвинитовых руд возможно благодаря способности пузырьков воздуха прилипать и выносить в пенный продукт гидрофобные частицы сильвина. Свойство гидрофобности частиц сильвина не связано со свойством его кристаллической решетки, а является результатом обработки их специальным селективно действующим реагентом-собирателем [3-5]. В основе селективного процесса гидрофобизации флотируемых минералов лежит явление сорбции реагента на отдельных минералах, которая может рассматриваться как хемосорбция, либо физическая сорбция на флотируемых минералах.
Поэтому в данной работе было изучено возможность использования сильвинитов и флотореагентов местного происхождения.
С целью определения связи между нерастворимым в воде остатка (н.о.) с хлоридом калия в слоях, было изучено влияние фракционного состава руды на его химический состав. С этой целью усредненную, измельченную руду с известной концентрацией разделили на фракции с диаметром частиц, мм: 1,60-1,25; 1,25-1,00; 1,00-0,50; 0,50-0,10; -0,10. Был изучен химический состав каждой фракции. Результаты исследований отражены в таблице 1.
Таблица 1.
Влияние фракционного состава руды на его химический состав
№ |
Сильвинитовая руда, мм |
Массовая доля компонентов, % |
|||
KCl |
NaCl |
н.о. |
H2O |
||
1. |
+1,60-1,25 |
9,42 |
83,17 |
5,01 |
0,14 |
2. |
+1,25-1,00 |
10,32 |
75,73 |
12,56 |
0,15 |
3. |
+1,00-0,50 |
7,85 |
66,97 |
24,54 |
0,24 |
4. |
+0,50-0,10 |
6,32 |
60,11 |
32,20 |
0,28 |
5. |
-0,10 |
4,78 |
47,56 |
44,60 |
0,16 |
В результате проведенных исследований установлено, что при разделении образцов сильвинита на фракции оптимальной фракцией по количеству KCl и н.о. можно считать фракции на промежутке +1,60-1,25 и +1,25-1,00. В этом промежутке количество KCl колеблется в пределах 9,42-10,32%, а н.о. 5,01-12,56% и эти фракции можно в дальнейшем обогащать флотационным способом, а остальные фракции способом галургии.
С целью изучения влияния размера частиц сильвинита и массового соотношения циркулирующего маточного раствора к сильвиниту при гидрообесшламливании сильвинита были проведены следующие исследования. Для исследования использовали двух фракции мелкозернистый (МФК 1,25-1,00 мм) и крупнозернистый (КФК 1,6-1,25 мм). Объектом исследований являлась фракция МФК, содержащая до 12,5% Н.О. и руда КФК, содержащая до 5% Н.О. Из сильвинита был приготовлен насыщенный раствор (таблице 2 и 3). При температуре 300С были смешаны исходные фракции сильвинита и насыщенного раствора на его основе при Т:Ж=1:2; 1:4; 1:6; 1:8. Время перемешивания длилось 2 минут, время отстаивания суспензии 0,5 минут; 1 минут и 1,5 минуты. По истечении определенного времени отделили осажденные кристаллы сильвинита от мутной жидкой фазы и определили степень обесшламливания.
Таблица 2.
Влияние времени отстаивания суспензии и массового соотношения Т:Ж фаз на процесс гидрообесшламливания сильвинита (МФК 1.25-1.00)
№ |
Размер частиц, мм |
Время отстаивания суспензии, минут |
Соотношение Т:Ж (сильвинита к насыщенному раствору на его основе) |
Степень обесшламливания, % |
1 |
+1,25-1,00
|
0,5 |
1:2 |
62,22 |
2 |
1:4 |
64,70 |
||
3 |
1:6 |
66,18 |
||
4 |
1:8 |
67,25 |
||
5 |
1,0 |
1:2 |
64,51 |
|
6 |
1:4 |
66,18 |
||
7 |
1:6 |
67,65 |
||
8 |
1:8 |
68,32 |
||
9 |
1,5 |
1:2 |
52,10 |
|
10 |
1:4 |
54,41 |
||
11 |
1:6 |
57,35 |
||
12 |
1:8 |
59,94 |
Таблица 3.
Влияние времени отстаивания суспензии и массового соотношения Т:Ж фаз на процесс гидрообесшламливания сильвинита (КФК 1.6-1.25)
№ |
Размер частиц, мм |
Время отстаивания суспензии, минут |
Соотношение Т:Ж (сильвинита к насыщенному раствору на его основе) |
Степень обесшламливания, % |
1 |
+1,6-1,25
|
0,5 |
1:2 |
52,34 |
2 |
1:4 |
54,17 |
||
3 |
1:6 |
55,30 |
||
4 |
1:8 |
56,67 |
||
5 |
1,0 |
1:2 |
53,10 |
|
6 |
1:4 |
54,80 |
||
7 |
1:6 |
56,20 |
||
8 |
1:8 |
57,10 |
||
9 |
1,5 |
1:2 |
39,60 |
|
10 |
1:4 |
40,30 |
||
11 |
1:6 |
43,50 |
||
12 |
1:8 |
45,20 |
Как видно из таблицы 2 и 3 оптимальным временем отстаивания суспензии является 1,0 минут, а соотношением Т:Ж=1:4.
Наибольшее распространение получило гидромеханическое обесшламливание, которое основано на принципе классификации измельченной руды по скорости осаждения за счет различной крупности глинисто-карбонатных и солевых минералов. При мокром измельчении и диспергировании руды в стержневой мельнице глинисто-карбонатные минералы переходят в тонкие классы 1,25-1,00 мм.
Как видно из таблицы 2 оптимальным временем отстаивания суспензии является 1,0 минут, а соотношением Т:Ж=1:4.
Дехканабадский завод калийных удобрений флотореагенты используемые для производства калийных удобрений закупает за валюту из-за рубежа. А это приводит к повышению себестоимости хлорида калия. В связи с этим использование местного сырья для производства флотореагентов позволит снизить себестоимость калийных удобрений и получить большую прибыль за счёт экспорта продукции. С этой целью были выбраны флотореагенты из местного сырья – Ф-1, Ф-2, Ф-3, Ф-4 и изучены их пенаобразующий способности (таблица 3).
Таблица 4.
Пенаобразующий способности флотореагентов местного происхождения
№ |
Вид флотореагента |
|||||||
Ф-1 |
Ф-2 |
Ф-3 |
Ф-4 |
|||||
Время, минут |
Высота пены, мм |
Время, минут |
Высота пены, Мм |
Время, минут |
Высота пены, мм |
Время, минут |
Высота пены, мм |
|
1. |
0 |
93 |
0 |
107 |
0 |
107 |
0 |
135 |
2. |
0,5 |
94 |
0,5 |
109 |
0,5 |
109 |
0,5 |
137 |
3. |
1 |
95 |
1 |
111 |
1 |
110 |
1 |
139 |
4. |
5 |
89 |
5 |
35 |
5 |
33 |
5 |
71 |
5. |
10 |
15 |
10 |
33 |
10 |
33 |
10 |
69 |
6. |
30 |
10 |
30 |
32 |
30 |
25 |
30 |
61 |
7. |
60 |
7 |
60 |
31 |
60 |
24 |
60 |
57 |
По результатам опытов, самую высокую показатель пенообразования показали флотореагенты Ф-2 и Ф-3. В этом образце устойчивость пены составляет 0,8-10мм/мин.
Использование местного сырья для производства флотореагентов позволит снизить себестоимость калийных удобрений и получить большую прибыль за счёт экспорта продукции. С этой целью были выбраны флотореагенты из местного сырья и изучены их пенообразующие способности.
Список литературы:
- Постоянный технологический регламент производства хлористого калия из сильвинитовой руды флотационным методом. УП «Дехканабадский завод калийных удобрений». Утвержден директором УП «Дехканабадский завод калийных удобрений». 31.12.2012 г.
- Самадий М.А., Мирзакулов Х.Ч., Бойназаров Б.Т., Кабулов Б.Д. Исследование минералогического состава и стадии обесшламливания сильвинита Тюбегатанского месторождения // Международный симпозиум «Химия для биологии, медицины, экологии и сельского хозяйства» ISHEM 2015. Тезисы докладов. Санкт-Петербург, 2015. С. 198.
- Мияссаров И.М., Адилова М.Ш., Байраева Д.А. Исследование процесса обогащения низкосортных сильвинитов тюбегатанского месторождения «XXI аср – интеллектуал ёшлар асри» Республика илмий ва илмий-техник анжуман материаллари (2018 йил 30 март) стр. 104-105.
- Соколов, М.Т., Новик, Д.М. Технология калийных удобрений: лабораторные работы по одноименному курсу. / М. Т. Соколов, Д. М. Новик. –Мн.: БГТУ, 2005. – 44 с.
- ГОСТ 20851.3-93. Удобрения минеральные. Методы определения массовой доли калия. - М.: ИПК. Издательство стандартов, 1995. - 41 с.