DE1076593B

DE1076593B - Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von Kalisalzen

Info

Publication number: DE1076593B
Application number: DEK31075A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Autenrieth
Original assignee: Kali Forschungs Anstalt GmbH
Current assignee: Kali Forschungs Anstalt GmbH
Priority date: 1957-02-09
Filing date: 1957-02-09
Publication date: 1960-03-03

Description

DEUTSCHES

Es sind bisher sehr wenige Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von Kalisalzen bekanntgeworden. Eines dieser Verfahren (britische Patentschrift 723 477) arbeitet ohne Reagenzienzusatz lediglich mit Erhitzung des Aufbereitungsgutes auf ziemlich hohe Temperaturen (300 bis 700° C), auf die die elektrostatische Trennung nach Abkühlung auf Temperaturen zwischen 38 und 218° C folgt. Wegen der hohen Erhitzungskosten und der Tatsache, daß dieses Verfahren nur für bestimmte Salzsorten gute Ergebnisse liefert, bei anderen dagegen unbefriedigende oder unbrauchbare Resultate zeitigt, konnte sich dieses Verfahren in der Praxis nicht durchsetzen.

Eine andere Gruppe von Verfahren arbeitet mit Reagenzienzusatz (deutsche Patente 970 953, 948 861), und zwar werden in enger Anlehnung an die Flotationsverfahren solche Reagenzien benutzt, die bei der Flotation entweder als Sammler für die betreffenden Kalisalze bekannt sind (aliphatische Amine plus verzweigtkettige Alkohole) oder mit dem betreffenden Kalisalz Gitteranalogie aufweisen und epitaktisch adsorbiert werden können. Beabsichtigt war damit in beiden Fällen eine selektive Beeinflussung bestimmter Komponenten des Aufbereitungsgutes.

Erst durch allerneueste Untersuchungen wurde festgestellt, daß der Weg des selektiven Überziehens einer oder mehrerer Komponenten mit Konditionierungsmittel offenbar falsch ist. Im deutschen Patent 1 056 551 konnte gezeigt werden, daß eine große Klasse von Substanzen, nämlich organische Sulfate und Sulfonate, die in der Flotation von Sylvin nur eine untergeordnete oder, wie die sulfonierten Farbstoffe, überhaupt keine Rolle spielen, als Konditionierungsmittel für die elektrostatische Aufbereitung von sylvinhaltigem Aufbereitungsgut hervorragend geeignet sind. Die Art der Konditionierung (Aufsprühen, Mischen, Aufwirbeln in einem mit Konditionierungsmittel beladenen Gasstrom) bringt es mit sich, daß offenbar sämtliche Komponenten des Aufbereitungsgutes mit dem Konditionierungsmittel in Berührung kommen, so daß von einer selektiven Beeinflussung einer Komponente oder Komponentengruppe nicht die Rede sein kann. Die nach diesem Verfahren erzielten Ergebnisse waren derart überraschend und so hervorragend, daß es angezeigt erschien, auf diesem Wege weiterzuarbeiten.

Die diesbezüglichen Untersuchungen haben nun gezeigt, daß eine weitere, sehr große Klasse organischer Substanzen als Konditionierungsmittel für die elektrostatische Abtrennung von Sylvin den organischen Sulfaten und Sulfonaten als durchaus gleichwertig an die Seite zu stellen ist, nämlich die Carbonsäuren mit mindestens 3 C-Atomen im Molekül. Überraschenderweise hat sich ergeben, "daß die Größe und der che-Verfahren zur elektrostatischen
Aufbereitung von Kalisalzen

Anmelder:

Kali-Forschungs -Anstalt G. m. b. H.,
Hannover, Georgstr. 29

Dr.-Ing. Hans Autenrieth, Hannover-Kirchrode,
ist als Erfinder genannt worden

mische Charakter des Molekülrestes offenbar eine nur untergeordnete Rolle spielt, daß er der aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder hydroaromatischen Reihe angehören, gesättigt oder ungesättigt und auch mit weiteren funktioneilen Gruppen, beispielsweise auch mit weiteren Carboxylgruppen und/ oder Sulfogruppen substituiert sein kann. Ferner können, wie orientierende Versuche zeigten, die Carboxylgruppen auch ganz oder teilweise verestert sein. Hervorragende Vertreter der beanspruchten Klasse sind die Fettsäuren, die Naphthensäuren und Carboxylgruppen tragende Farbstoffe, wie die "weiter unten gegebenen Beispiele belegen.

Außerordentlich gute Ergebnisse lassen sich auch erzielen, wenn man die Carbonsäuren— wie die ganze beanspruchte Klasse im folgenden der Kürze halber genannt wird — im Gemisch mit den aus der deutschen Patentschrift 1 056 551 bekannten Sulfonaten anwendet, wie ebenfalls durch ein Beispiel dargetan wird. Auch Gemische von Carbonsäuren sind wirk

909 758/89

Das vorgeschlagene Verfahren besteht darin, daß das trockene Aufbereitungsgut einer Konditionierung mit den hier vorgeschlagenen Substanzen unterworfen und dann bei einer geeigneten Temperatur im Elektroscheider getrennt wird. Die Konditionierungsmittel 5 werden im allgemeinen in Mengen von 50 bis 300 g/t Aufbereitungsgut angewandt; in besonderen Fällen genügen aber auch schon erheblich geringere Mengen als 50 g/t.

Die Konditionierung erfolgt durch Inberührungbringen des Reagenzes mit dem Aufbereitungsgut durch Mischen, Andüsen, Aufwirbeln in einem Gasstrom, der mit dem Konditionierungsmittel beladen ist, durch Bestäuben, oder auf irgendeine sonstige bekannte Methode, wobei das Reagenz in Substanz oder in gelöster oder emulgierter Form zum Einsatz kommen kann.

Das Lösungs- bzw. Dispergiermittel ist vor der elektrostatischen Scheidung wieder zu entfernen.

Anschließend bringt man — wenn nötig ·— das Aufbereitungsgut auf die Trenntemperatur, die vorzugsweise zwischen 30 und 80° C liegt. Ist es aus irgendwelchen Gründen erwünscht, die Trennung bei höherer Temperatur vorzunehmen, beispielsweise weil das Aufbereitungsgut mit höherer Temperatur aus der Trockenanlage kommt, dann ist es ohne weiteres möglich, die Trennung auch bei Temperaturen bis zu 200° C vorzunehmen. In jedem Fall richtet sich die günstigste Trenntemperatur nach der Art des ange- wandten Konditionierungsmittels und ist durch Versuch leicht zu ermitteln.

Es hat sich gezeigt, daß eine kleine Variante in bestimmten Fällen die Trennergebnisse bedeutend verbessert. Diese Variante besteht darin, daß das Aufbereitungsgut, nachdem es die Trenntemperatur angenommen hat, nicht sofort über den Scheider gegeben wird, sondern zunächst um vorzugsweise 10 bis 30° C abgekühlt und dann wieder auf Trenntemperatur aufgewärmt wird.

Die besonderen Vorteile, die die Anwendung der genannten Stoffklasse mit sich bringt, liegt in zwei Tatsachen begründet: Diese Stoffe sind teilweise sehr billig, da es sich zum Teil um Abfallstoffe oder Nebenprodukte ohne ausreichende technische Verwendungsmöglichkeit handelt. Ferner werden nur sehr geringe Mengen in der Größenordnung von etwa 50 bis 300 g/t Aufbereitungsgut benötigt.

Beispiele

Die in der folgenden Tabelle zusammengestellten Ergebnisse wurden alle mit dem gleichen Rohsalz, einem Sylvinit mit 15% K₂O, bei einem Trennpotential von 3 bis 9 kV/cm erhalten.

Wie Tabelle 1 zeigt, werden gleich gute Ergebnisse erhalten sowohl bei Anwendung einheitlicher Substanzen als auch von Gemischen, Besonders beachtenswert sind die Wirkungen der Vorlauffettsäuren, die als billige Abfallprodukte bisher keine technische Verwendung fanden. Alizaringelb GG (Schultzsche Farbstofftabellen Nr. 55), Eosin (Schultzsche Farbstofftabellen Nr. 881) und Uranin (Schultzsche Farbstofftabellen Nr. 880) sind Carbonsäuren der aromatischen Reihe.

Die Ergebnisse, die mit Uranin und der Huminsäure erzielt wurden, erscheinen insbesondere hinsichtlich der Ausbeute im Vergleich mit den übrigen Stoffen als unbefriedigend. Immerhin stellen sie aber gegenüber den bisher bekanntgewordenen· Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von sylvinhaltigen Gemischen einen beachtlichen Fortschritt dar.

Tabelle 1

	Menge	Trenn tempe ratur	K₂O- Aus- beute	Konzen
				trat bei
Konditionierungs mittel				ein maliger Nadi-
	g/t	⁰C	«/0	konzen-
	2	3	4	trierung
			»/0K2O
1			5

Leinölfettsäure

Vorlauffettsäuregemisch C₃ bis C₁₀

Fettsäuregemische ί
C₇ bis C₁₂ j

Ölsäure

Ricinolsäure

Oxystearinsäure ..

Alizaringelb GG ..

Eosin

Huminsäure

Benzoorange R,

Farbstofftabelle

Nr. 404

Glutaminsäure ....

Schellack ~r,_._......

Leinölfettsäuren ..
Oxystearinsäure ..
Hauptlauffettsäure

C₁₂ bis C₁₈

Uranin

Naphthensäuren,

roh

Benzoesäure

p-Toluylsäure

Phenylessigsäure ..

Zimtsäure

Salicylsäure

Acetylsalicylsäure

Phthalsäure

Phthalsäure .......

Phthalsäure

Rhodamin 3 B extra,

Farbstofftabelle

Nr. 867

Glykokolldodecyl-

ester

Margarine

Olivenöl

100	60	96,5
100	40	95,3
75	35	94,9
150	60	93,2
150	60	91,5
75	120	93,0
100	50	83
100	40	90,6
75	40	89,8
150	60	92,1
150	60	90,7
150	60	67,3
150	80	90,9
150	50	91,5
150	50	93,3
150	50	96,5
150	50	89,8
150	50	94,7
150	60	78,2
150	50	89,8
150	50	93,3
150	50	86,4
150	50	94,0
150	50	93,3
150	50	92,0
150	50	84,4
5	50	85,6
19	50	90,0
37,5	50	88,4
75	50	91,5
150	50	86,3
150	50	88,8
150	50	72,6
150	50	92,3
150	50	86,8

53,3 54,1 59,2 55,8 55,6 55,0 53,5 53,1 51,2

53,8 55,0 40,0

48,5

52,2

55,0

53

51,2

53,4 47,4

55,7 53,2 59,2 58,0 58,5 51,5 47,9 41,4 53,6 56,5 58,4 59,5

55,8

50,0 48,8 47,9

Diese Tabelle könnte durch weitere Beispiele von Stoffen der vorgeschlagenen Klasse beliebig vermehrt werden, doch wird darauf verzichtet, da sich daraus keine neuen Gesichtspunkte ergeben würden.

In der Tabelle 2 wird der Einfluß der Zwischenabkühlung gezeigt. Die Ausbeute betrug beim Arbeiten in der gleichen Weise wie in den Beispielen der Tabelle 1 nach einmaliger Nachkonzentration nur 71,5%. Wurde aber nach dem Erwärmen auf 50° C zunächst auf 20° C abgekühlt, erneut auf 50° C erwärmt und dann erst geschieden, so erhielt man unter sonst glei-

chen Bedingungen eine K₂O-Ausbeute von 91,4°/o. Die Konzentrathöhe war in beiden Fällen die gleiche.

Tabelle 2

Konditionierungs mittel	Menge g/t	Trenn tempe ratur ⁰C	K₂O- Aus- beute °/o	Kon zentrat ¹VoK₂O
Walölfettsäure- gemisch	100	50	71,5* 91,4*	53,7

von Carbonsäuren als Konditionierungsmittel die Staubgehalte des Aufbereitungsgutes (Anteile der Korngrößen unterhalb 0,1 mm) keinen ins Gewicht fallenden Einfluß auf die Trennergebnisse, wie durch die folgende Tabelle 5 belegt wird, die an einem Hartsalz gewonnen wurde, das mit 150 g/t Vorlauffettsäure C₃ bis C₁₀ konditioniert und bei 60° C

10

_{3 10}

elektrostatisch getrennt wurde.

Tabelle 5

* Erklärung im Text.

Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse, die mit einem Gemisch von alkylsulfonsaurem Na (»Mersolat«) und einem Vorlauffettsäuregemisch erzielt wurden, wobei das Mischungsverhältnis alkylsulfonsaures Na : Fettsäure =1:1 betrug. Zum Vergleich sind die Ergebnisse für alkylsufonsaures Na allein und Fettsäure allein mit eingetragen.

Tabelle 3

Staubgehalt (-0,1 mm)	Ausbeute	Konzentrat % K₂ O	2. Durchgang
»/0	°/o K₂ O	1. Durchgang	60,8
0	91,0	47,3	60,3
2	92,7	38,5	60,5
4	94,1	42,8	60,3
7	91,3	41,0	60,5
10	90,5	37,6	59,8
14	90,0	41,7

Konditionierungsmittel

Fettsäuregemisch C₃ bis C₁₀
Alkylsulfonsaures Na
(»Mersolat«)

Alkylsulfonsaures Na

(»Mersolat«) + Fettsäuregemisch

150 150

150

93,0 92,5

92,3

Konzentrat VoK₂O

54,0

55

59,7

Es ist ersichtlich, daß bei gleicher Ausbeute die Konzentrathöhe sich durch die gleichzeitige und gemeinsame Anwendung der beiden Konditionierungsmittel um fast 5 bzw. 6% erhöht hat.

Daß das hier vorgeschlagene Verfahren nicht auf Sylvinite beschränkt ist, sondern sich für alle sylvinhaltigen Aufbereitungsgüter anwenden läßt, wird durch das nachfolgende Beispiel der Tabelle 4 belegt, die die Ergebnisse zeigt, die mit einem Hartsalz mit 12% K₂O erhalten wurden.

Tabelle 4

Konditionierungsmittel

Hauptlauffettsäure

C₁₄ bis C₂₂

Vorlauffettsäure

C₁₃ bis C₁₀

Naphthensäure,
dest

Naphthensäure, roh

Phthalsäure

Salicylsäure ......

Zimtsäure

Margarine

Benzoesäure

Wie schon bei der früher
von Sulfonaten haben auch

	Trenn	K₂O-
Menge	tempe	Aus-
	ratur	beute
g/t	⁰C	«/0
150	60	94,7
150	40	94,0
200	50	90,8
200	50	85,4
200	50	91,3
200	50	96,2
200	50	95,3
200	50	92,3
200	50	90,6

53,4 54,0

49,0

50,0

50,2

48,4

50,0

53,7

56,0

angegebenen Verwendung hier bei der Verwendung

65 Besonders interessant ist die Tatsache, daß sich auch solche Verbindungen nach diesem Verfahren mit sehr gutem Erfolg elektrostatisch abtrennen lassen, in denen das KCl nicht in freier Form, sondern gebunden als Doppelsalz vorliegt, wie beispielsweise im Carnallit (KCl-MgCl₂-OH₂O). In der folgenden Tabelle 6 sind die Ergebnisse zusammengestellt, die bei der Aufbereitung eines Carnallit-Rohsalzes erzielt wurden. Das Rohsalz hatte einen Gehalt von 52% Carnallit. Konditioniert wurde mit 150 g/t des Fettsäuregemisches C₃ bis C₁₀ (Vorlauffettsäuren). Die Trenntemperatur betrug 60° C. Es ist selbstverständlich, daß bei der Carnallitaufbereitung dessen Schmelztemperatur von 167,5° C nicht überschritten werden darf.

Tabelle 6

45 Konzentrat
Mittelgut ..
Rückstand .

Carnallitgehalt (°/o)

91,5

48,1

3,2

K₂ O-Menge °/

77,2 14,8

92 Vo Ausbeute

Konzentrat

⁰ZoK₂O

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von Kalisalzen (Rohsalzen oder Zwischenprodukten der Kaliindustrie) unter vorgängiger chemischer Konditionierung des Aufbereitungsgutes, gekennzeichnet durch die Konditionierung mit Carbonsäuren mit mindestens 3 C-Atomen der aliphatischen, cycloaliphatischen, aromatischen oder hydroaromatisdhen Reihe, deren Salze oder Ester, die im Molekül auch noch weitere Carboxylgruppen und/oder Sulfosäuregruppen und/oder andere funktioneile Gruppen tragen können.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Carbonsäuren als einheitliche Substanzen oder als Gemische entweder von Carbonsäuren unter sich oder auch von Carbonsäuren mit anderen als Konditionierungsmitteln für die elektrostatische Aufbereitung von sylvinhaltigem Gut bekannten Stoffen, beispielsweise den organischen Sulfaten oder Sulfonaten oder deren Gemischen, zur Anwendung kommen.

- »9 758/89 2.