DE1095762B

DE1095762B - Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von Kalisalzen

Info

Publication number: DE1095762B
Application number: DEK32135A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Autenrieth; Dr Rer Nat Gerd Peuschel
Original assignee: Kali Forschungs Anstalt GmbH
Current assignee: Kali Forschungs Anstalt GmbH
Priority date: 1957-06-07
Filing date: 1957-06-07
Publication date: 1960-12-29

Description

DEUTSCHES

Bei den bisher bekannten Methoden der elektrostatischen Aufbereitung von Mineralien macht man immer wieder die Beobachtung, daß bei dem gleichen Mineral und bei dem gleichen methodischen Vorgehen der Erfolg der Aufbereitung häufig außerordentlich stark schwankt, offenbar als eine Folge der verschiedenen Provenienz und Vorgeschichte des Aufbereitungsgutes. Dies ist auch bei den Kalisalzen der Fall, und zwar in einem solchen Ausmaß, daß man nie voraussagen kann, ob eine bei einem bestimmten Salz eindeutig bewährte Methode bei der Anwendung dieser Methode auf ein gleichartiges Salz, das aber anderer Herkunft ist, zum Erfolg führen wird.

In älteren Vorschlägen wurde schon gezeigt, daß man sich von diesen Schwankungen weitgehend unabhängig machen kann vermittels chemischer Konditionierung des Aufbereitungsgutes, indem sich in fast allen Fällen ein geeignetes chemisches Konditionierungsmittel finden läßt, das gerade für das bestimmte Aufbereitungsgut besonders gut wirkt. In den genannten älteren Vorschlägen wurde eine großeAnzahl von Konditionierungsmitteln angegeben und außerdem durch zahlreiche Beispiele belegt, daß sowohl verschiedenartige Salze als auch gleiche Salze verschiedener Herkunft und abweichender Begleitstoffe mit bestem Erfolg elektrostatisch aufbereitet werden können.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Anwendung einer neuen Stoffklasse als Konditionierungsmittel für die elektrostatische Aufbereitung, die in Verbindung mit den früher angegebenen Konditionierungsmitteln auch solche Güter aufzubereiten gestattet, die bisher der elektrostatischen Trennung widerstanden.

Es handelt sich bei dieser Stoffklasse um organische Verbindungen, die mindestens 6 C-Atome im Molekül aufweisen und eine größere Anzahl funktioneller Gruppen tragen, also »polyvalent« sind, wobei die funktionellen Gruppen alle unter sich gleich oder auch verschieden sein und außerdem ganz oder teilweise weitersubstituiert sein können. Konkret handelt es sich bei dieser Stoff Masse um Verbindungen vom Typ der Polysaccharide, der Eiweiße, der Polyacrylsäurederivate oder anderer Polymerer, wobei aber auch die entsprechenden Mono- oder Oligomeren mit eingeschlossen sind.

Wie schon angedeutet, sind diese polyvalenten Stoffe für sich allein als Konditionierungsmittel für die elektrostatische Aufbereitung im allgemeinen nicht wirksam, wie zahlreiche Versuche bestätigt haben. Sie haben also die Rolle von Hilfskonditionierungsmitteln. Das Verfahren selbst besteht darin, daß das Konditionierungsmittel und das polyvalente Hilfsmittel in innige Berührung mit dem Aufbereitungsgut gebracht werden. Das kann auf mannigfache Weise geschehen:

Das getrocknete, in der für die elektrostatische Aufbereitung üblichen Korngröße vorliegende Aufbereitungsgut wird mit geringen Mengen, nämlich etwa 10 bis 100 g, im allgemeinen etwa 50 g, des polyvalenten Hilfsstoffes

zur elektrostatischen Aufbereitung
von Kalisalzen

Anmelder:

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

Dr.-Ing. Hans Autenrieth,

und Dr. rer. nat. Gerd Peuschel, Hannover,

sind als Erfinder genannt worden

pro Tonne Aufbereitungsgut nach bekannten Methoden innig vermischt. Das eigentliche Konditionierungsmittel

ao wird anschließend aufgebracht. Die Konsistenz der polyvalenten Hilfsstoffe läßt meist das Aufbringen in Form einer Lösung (etwa 1- bis 5°/₀ig) als zweckmäßig erscheinen. Sofern eine gute Verteilung des Hilfsstoffes auf andere Weise gewährleistet erscheint, kann auch auf das Lösungsmittel verzichtet werden. Das Lösungsmittel ist vor der elektrostatischen Scheidung nach bekannten Methoden zu entfernen. Das eigentliche Konditionierungsmittel, bestehend aus einem organischen oder anorganischen Stoff anionischen Charakters, d. h. einem Stoff, welcher ein oder mehrere aktivierte, durch Metallionen ersetzbare Wasserstoffatome im Molekül enthält oder bei dem diese Wasserstoffatome ganz oder teilweise durch Metallionen ersetzt sind (Salze), wird ebenfalls mit dem Aufbereitungsgut innig vermischt, wobei es entweder in Substanz oder in Lösung zur Anwendung kommt, und zwar in Mengen von 20 bis 200 g, vorzugsweise 50 bis 150 g/t Aufbereitungsgut. Das Lösungsmittel ist ebenfalls vor der elektrostatischen Scheidung zu entfernen. PoIyvalenter Hilfsstoff und anionisches Konditionierungsmittel können zusammen in der gleichen Lösung oder nacheinander in verschiedenen Lösungen oder auch beide in Substanz oder eines in Substanz, das andere in Lösung aufgebracht werden. In manchen Fällen hat es sich sogar als vorteilhaft erwiesen, daß zunächst der Hilfsstoff in Form einer Lösung aufgebracht, dann das Lösungsmittel entfernt und erst dann das anionische Konditionierungsmittel auf das Gut aufgebracht wird. Die zweckmäßigste Weise des Vorgehens läßt sich durch einfache Vorversuche leicht ermitteln. Das so vorbehandelte Aufbereitungsgut wird bei einer geeigneten Temperatur, die zwischen Raumtemperatur und der Verdampfungs-, Schmelz- oder Zersetzungstemperatur der Konditionierungsmittel und/oder des Aufbereitungsgutes liegt, der elektrostatischen Scheidung unterworfen.

009 680/93

Die folgenden Beispiele demonstrieren den Erfolg des neuen Verfahrens. In Tabelle 1 sind Versuche mit einem Hartsalz wiedergegeben, die zeigen, daß eine Trennung

Tabelle 1

Hartsalz mit 25% K₈O
Korngröße... 0,1 bis 0,6 mm
Trenntemperatur... 50⁰C

Konditionierungsmittel

Keines

Sulfoniertes Fettsäureamid
(»Xynomine Powder«,
Onyx)

Fettsäuregemisch C₄-C₉...

Rückstand
°/o K₂O

20,7

23,4
13,6

Konzentrat
°/o K₂O

30,2

24,6
39,8

Ausbeute °/o K₂O

59,3

55,5
67,8 auf elektrostatischem Weg auch bei Verwendung von bei anderen Salzen sehr gut wirksamen Konditionierungsmitteln nicht möglich ist.

Das sonst hochwirksame sulfonierte Fettsäureamid »Xynomine Powder« bewirkt bei diesem Salz überhaupt keine Trennung. Der Versuch mit Fettsäure als Konditionierungsmittel läßt einen gewissen Trenneffekt erkennen und liefert ein Konzentrat von fast 40% K₂O, aber mit einer völlig unzureichenden Ausbeute. Ein volles

ίο Drittel des Aufbereitungsgutes fällt als Rückstand mit fast 14% K₂O an. Dieser hohe K₂O-Gehalt macht einen Abstoß des Rückstandes völlig unmöglich, und andererseits gibt es auch keine Möglichkeit, ihn in wirtschaftlicher Weise nutzbar zu machen. Wie schon erwähnt, sind die polyvalenten Stoffe als Konditionierungsmittel für sich allein kaum wirksam. Auf Zahlenbeispiele wird daher verzichtet. Die Beispiele der Tabelle 2 beziehen sich auf Hartsalze mit verschiedenen K₂O-Gehalten, die zwischen 15 und25 % schwankten.

Tabelle 2

Hartsalze mit 15 bis 25% K₂O

Korngröße 0,1 bis 0,6 mm

Trenntemperatur , 50° C

Konditionierungsmittel

a) Polyvalenter Hilfsstoff

b) Anionisches Mittel Menge g/t

Ausbeute °/o K₂O

1. Konz.

2. Konz. °/o K₂O

a) Na-Carboxymethylcellulose (»Tylose« Kalle)

b) a-Nitrose-/?-Naphthol

a) Na-Carboxymethylcellulose (»Tylose« Kalle)

b) Saccharin

a) Mannogalactose

b) Phthalimid—Kalium

a) »Separan 2610« (verm. Polystyrolderivat,

Dow Chemical)

b) Fettsäuregemisch C₄-C₈

a) Leim (»Halba«, Henkel)

b) Fettsäuregemisch C₄-C₉

a) Rohrzucker

b) Naphthensäuren

a) Traubenzucker

b) Fettsäuregemisch C₄-C₉

a) Dextrin

b) Ricinolsulfonsaures Na

a) Tannin

b) Fettsäuregemisch C₄-C₉

a) Polyacrylsäurederivat (»Sedipur CA 3« BASF)

b) Fettsäuregemisch C₄-C₉

a) Gelatine

b) Sulfoniertes Fettsäureamid (»Xynomine« Onyx)....

a) Polyacrylsäurederivat (»Sedipur CA 3« BASF)

b) Fettsäuregemisch C₄-C₉

a) Tannin

Dextrin

b) Fettsäuregemisch C₄-C₉

a) Polyacrylsäurederivat (»Sedipur CA 3«, BASF)

b) Benzoesäure

a) Polyvinylalkohol

b) Paraffinsulfonsaures Na (»Mersolat D«, Bayer)

a) Gallussäure

b) Alkylbenzolsulfonsaures Na (»Sulfonat N 56«,

Chem. Fabrik Stockhausen)

50 150

10 150

150

50 150

86,0 85,4 81,2

89,3

43,8 42,8 41,3

40,9 41,6 39,4 39,8 38,2 36,8 40,8 38,2 41,0

31,8

39,8 37,1

34,0

57,6 57,2 57,0

56,7 55,8 54,3 46,4 53,7 54,4 56,7 54,6 57,6

54,2

56,0 53,3

54,6

Außer Sylvin, Steinsalz und Kieserit enthielten alle Hartsalze der Beispiele auch gewisse Mengen toniger Begleitstoffe, die bekanntlich die elektrostatische Aufbereitung sehr erschweren. Auf die besonders günstige Wirkung der polyvalenten Hilfsstoffe auf diese tonige Begleitstoffe S wird weiter unten noch ausführlich eingegangen.

Die Werte der vorstehenden Tabelle wurden erhalten, indem das konditionierte Gut über den Elektroscheider gegeben wurde, bei dem drei Fraktionen anfallen. Das erste so erhaltene Konzentrat (in Tabelle 2 als »1. Konz.« bezeichnet) wurde dann erneut über den Scheider gegeben und so das zweite Konzentrat (»2. Konz.«) erhalten. (Die Mittelgüter beider Durchgänge gehen mit frischem Aufbereitungsgut zusammen erneut über den Scheider.)

Sehr günstig wird durch die polyvalenten Hilfsstoffe das Verhalten des Tones bei der elektrostatischen Scheidung beeinflußt. Wir konnten beobachten, daß bei denjenigen tonhaltigen Aufbereitungsgütern, die sich auch ohne polyvalente Hilfsstoffe elektrostatisch scheiden lassen, der Ton mit den Kalianteilen geht, d. h. sich im Konzentrat anreichert. Dies ist natürlich in höchstem Grad unerwünscht. Bei Anwendung polyvalenter Hilfsstoffe dagegen unterbleibt diese Anreicherung vollkommen, in manchen Fällen erfolgt sogar eine vollständige Umkehr, indem sich der Ton im Rückstand anreichert. Dieses Verhalten läßt sich qualitativ sehr leicht verfolgen, da der Ton dunkelgefärbt ist und man daher durch den bloßen Augenschein beurteilen kann, ob und wo eine Anreicherung des Tones erfolgt ist.

Die in den Tabellen 1 und 2 wiedergegebenen Versuche wurden zu Vergleichszwecken alle bei der gleichen Temperatur von 5O⁰C durchgeführt. Doch ist man an diese Temperatur nicht gebunden, sondern man kann sich dabei ganz nach den sonstigen Betriebsbedingungen richten. Die in Frage kommenden Temperaturgrenzen sind schon weiter oben genannt.

Somit bringt die Anwendung polyvalenter Hilfsstoffe zusammen mit den genannten Konditionierungsmitteln zwei entscheidende technische Fortschritte: Einmal wird es dadurch möglich, auch solche Kalisalze elektrostatisch aufzubereiten, die dieser Art der Trennung bisher nicht zugänglich waren, zum anderen läßt sich dadurch eine Anreicherung des Tones im Konzentrat vermeiden, in manchen Fällen sogar eine gleichzeitige und zusätzliche

Abtrennung der Tonanteile von den Kalianteilen bewirken.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur elektrostatischen Aufbereitung von Kalianteile enthaltenden Gemischen, insbesondere solchen, die auch tonige Bestandteile enthalten, durch chemische Konditionierung des Aufbereitungsgutes und anschließende Trennung in einem Elektroscheider, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditionierung mittels einer Substanz oder eines Substanzgemisches anionischen Charakters und einer oder mehrerer polyvalenter Substanzen erfolgt, wobei unter polyvalenten Substanzen solche verstanden sein sollen, die im Molekül mindestens 6 C-Atome und eine größere Anzahl funktioneller Gruppen aufweisen und die innerhalb desselben Moleküls auftretenden funktionellen Gruppen sowohl untereinander gleich als auch verschieden und außerdem auch ihrerseits weiter substituiert sein können.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem anionischen Konditionierungsmittel 20 bis 200 g, vorzugsweise 50 bis 150 g, und von dem polyvalenten Konditionierungsmittel 10 bis 100 g, vorzugsweise 40 bis 60 g/t Aufbereitungsgut angewandt werden.

3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditionierung in der Weise erfolgt, daß die Konditionierungsmittel mit dem Aufbereitungsgut innig vermischt werden, wobei sie entweder gemeinsam oder getrennt, gleichzeitig oder nacheinander, in Lösung oder in Substanz, gegebenenfalls auch unter einer Zwischentrocknung auf das Aufbereitungsgut aufgebracht werden und das oder die Lösungsmittel vor der Aufgabe des Gutes auf den Elektroscheider nach bekannten Methoden entfernt werden.

4. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatische Scheidung bei einer Temperatur erfolgt, die zwischen Raumtemperatur und der Verdampfungs-, Schmelzoder Zersetzungstemperatur des Aufbereitungsgutes und/oder der Konditionierungsmittel liegt.