DE1058442B

DE1058442B - Verfahren zur Aufbereitung von Kainit zum Zwecke der Herstellung von Kaliumsulfat

Info

Publication number: DE1058442B
Application number: DEM31741A
Authority: DE
Inventors: Gerlando Marullo; Giovanni Perri
Original assignee: Montedison SpA
Current assignee: Montedison SpA
Priority date: 1956-05-17
Filing date: 1956-09-15
Publication date: 1959-06-04
Also published as: US3049233A

Description

Verfahren zur Aufbereitung von Kainit zum Zwecke der Herstellung von Kaliumsulfat Es ist bekannt, daß Kainitmineralien, die reich an Tonerde sind und in diesem Falle normalerweise aus kleinen Kristallen (von einer Größe von weniger als 0,1 mm) bestehen, nicht geeignet zur Anreicherung durch Flotation sind.
Es ist in einigen Fällen der hohe Verbrauch an den Reaktionsteilnehmern unwirtschaftlich, oder es entstehen größere Abfallschäume. Außerdem ist bei einem solchen Mineral die Abtrennung der Salzlösungen von den Endprodukten sehr schwierig wegen der Anwesenheit von sehr kleinen Kristallen und wegen der Tonerde, die die Filtertücher verstopft, die bei Abtrennung der Flüssigkeit von den Festbestandteilen verwendet werden.
Diese Schwierigkeiten werden nach der Erfindung überwunden, die außerdem auch bei Mineralien mit genügendem Kristallisationsvermögen und Fehlen von schlammigem Material angewendet werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht aus folgenden Stufen:

1. Überführung des Kainitminerals in eine Mischung von

Schönit und Natriumchlorid durch Behandlung des

Minerals mit der rückgeführten Sulfatmutterlauge, die

in der weiter unten beschriebenen Weise erhalten wird;

2. Trennung des Schönits vom Natriumchlorid durch

Flotation;

3. Überführung des Schönits in Sulfat durch Behandlung

mit Wasser.

Die Überführung nach Punkt 1 kann in zwei Stufen ausgeführt werden, d. h. zuerst durch Einführung nur einer beschränkten Menge von Kainit, um alles Natriumchlorid, das darin enthalten ist, zu lösen und die Bildung von reinem Schönit zu erhalten.

In einer zweiten Stufe nach Abtrennung des reinen Sehönits durch Filtrierung wird das zurückbleibende Kainitmineral, berechnet auf die rückbleibende Aktivität der Mutterlösung bei der Überführung in Schönit + Na Cl, zu der Mutterlauge zugegeben.
Die Sulfatmutterlauge aus der Behandlung nach Punkt 3 wird zur Überführung des Kainitminerals nach Punkt 1 verwendet. Die Schwierigkeiten, die sich bei der Flotation von schlammreichen und aus sehr kleinen Kristallen bestehenden Kainitmineralien ergeben, werden leicht durch diese Methode überwunden, die auf der Tatsache beruht, daß kristallwasserhaltige Doppelsulfate von K und Mg leicht große Kristalle bilden.
Einige Ergebnisse der granulometrischen Analyse sind im folgenden angeführt, die die Größenänderung der Kristalle beim Übergang von Kainit + NaCl in Schönit + Na Cl zeigen.

Das folgende Beispiel, bei dem extrem feine Kainitmineralien verwendet werden, wird angeführt, um die Möglichkeiten des Erhaltes großer Kristalle zu unterstreichen. Beispiel l Beispiel 2 mm Kainit Schönit Kainit Schönit mineral + Na Cl mineral + Na Cl + 0,6 - 2,18 - -+ 0,4 1,98 6,08 - 2,76 + 0,3 4,62 33,52 5,12 7,90 0,2 5,20 34,26 6,62 49,09 0,1- 30,40 16,00 27,81 38,76 0,06 23,50 5,90 25,11 0,89 -0,06 34,30 1,50 35,35 0,60 Die Überführung wird folgendermaßen ausgeführt:

1. In ein Gefäß, das mit einem Rührer versehen ist,

wird so viel Sulfatmutterlauge eingetragen, wie nötig

ist, um einen bestimmten Anteil Kainitmineral in

eine Mischung von Schönit und NaCl überzuführen.

2. Zu der Mutterlauge wird eine berechnete Menge Kainit

zugegeben, um ihn in Schönit überzuführen, der durch

Dekantierung und Filtrierung abgetrennt wird. Eine

Trennung von Schönit-Steinsalz-Gemischen bzw.

Leonit-Steinsalz-Gemischen durch Flotation unter

Verwendung von Alkylsulfaten bzw. Alkylsulfonaten

mit einer Kohlenstoffkette von vorwiegend 6 bis

18 C-Atomen ist bereits bekanntgeworden.

Neu ist demgegenüber die erfindungsgemäße Verwendung von Salzen höherer aliphatischer Säuren oder der Säuren selbst bei Gegenwart aliphatischer Amine mit unverzweigter Kette.

Zum Beispiel: 1 t Kainitmineral, bestehend aus 6,5 °/o Mg, 28,5% Cl, 12,5% Na, 12% K2O, 26% SO4" und 14,6% H2O, wobei die Feuchtigkeit und das Unlösliche die Differenz auf 100% beträgt, wird bei 20°C mit 1,67 m3 Sulfatmutterlauge (bei 20° C) behandelt, die die folgende Zusammensetzung hat: 37,6 g/1 Mg, 53,7 g/1 K2 0, 207,4 g/1 S 04, d. h. eine Gleichgewichtszusammensetzung der Sulfatmutterlauge durch teilweise Auslaugung des Sulfates nach Kühlung bei 20° C und Abtrennung des Schönitrückstandes.
Das Produkt nach Waschung zur Entfernung der anhaftenden Mutterlauge besteht aus 1,06% Cl, 5,35% Mg, 210/0 K2 0, 0,65% Na, 42,7% SO4" und 24% H20. 3. Die Lösung wird filtriert zur Entfernung des Rückstandes und wieder in den Kessel gefüllt. Der übrige Anteil Rohkainit wird unter Rühren abgegeben. Nach erfolgter Umwandlung wird der Rückstand, bestehend diesmal aus Schönit, Natriumchlorid, abgetrennt. Eine typische Zusammensetzung des unter diesen Bedingungen erhaltenen abfiltrierten Produktes wird durch die folgenden Zahlen wiedergegeben: 4,25% Mg, 20,6% Cl, 10% K2 0, 12,25% Na, 25,9% SO4, 30% H2O.
Die entsprechende Mutterlauge hat folgende Zusammensetzung: 56,3 g/1 Mg, 32,5 g/1 K20, 48,25 g/1 Na, 177,8 g/1 Cl, 119,6 g/1 SO,.
Diese Mutterlauge wird als Flotationsmedium verwendet. Die Kristallgröße dieses Rückstandes erlaubt ein weitgehendes Entschlammen und eine sehr selektive Flotation mit hoher Ausbeute bei der Abtrennung des Schönits aus einer Mischung von NaCl + MgSO4 ₧ 7H2O.
Der reine Schönit, der eventuell auf der ersten Umsetzungsstufe erhalten wird, wird zu dem durch Flotation getrennten Schönit zugegeben; beide werden dann bei einer geeigneten Temperatur einer Auslaugung unterworfen, wobei man auf der einen Seite Kaliumsulfat und auf der anderen Seite eine Mutterlauge erhält, die K2SO4 und MgSO4 enthält. Die Mutterlauge wird auf Raumtemperatur gekühlt und nach Abtrennung des während der Kühlung auskristallisierten Schönits nach Punkt l des obigen Schemas verwendet.

Es wurde gefunden, daß genügend reiner Schönit in den Schäumen gesammelt werden kann und hohe Ausbeuten erzielt werden, wenn ein Salz einer hohen aliphatischen Säure oder die entsprechende Säure zusammen mit dem unverzweigten kationaktiven Amin verwendet wird. Die Schönitflotation wird folgendermaßen ausgeführt:

a) Die Mischung von Schönit und Natriumchlorid, er-

halten aus dem Kainitmineral, wie oben beschrieben,

wird auf geeignete Weise entschlämmt und eine Salz-

lösung zugegeben zur Bildung einer Trübe, die 25 bis

350/, Festkörper enthält. Die Salzlösung muß eine

solche Zusammensetzung haben, daß ein Ionenaus-

tausch praktisch innerhalb der Flotationszeit nicht

stattfinden kann. Eine befriedigende Lösung hat fol-

gende Zusammensetzung: 48,25 g/1 Na, 32,5 g/1 K20,

56,3 g/1 Mg, 119,6 g/l SO4, 117,8 g/1 Cl.

b) Die Trübe wird mit 200 bis 400 g/t einer höheren ali-

phatischen Säure oder eines Salzes derselben (z. B.

Natriumoleat) 5 bis 10 Minuten versetzt. Der kation-

aktive Sammler, der aus 100 bis 300 g/t Salz eines

primären Amins (Fettaminacetat und 80 bis 120 g/t

eines aromatischen oder aliphatischen Alkohols [Amyl-

alkohol]) besteht, wird dann zu der Trübe zugegeben.

Der Anteil an notwendigen Reaktionsmitteln hängt

von dem rückbleibenden Anteil an Schlamm in der

Trübe ab.

c) Die so erhaltene Trübe wird dann in die Flotations-

zellen geschüttet, nach 10 Minuten findet die Trennung

des Schönits statt, der Schönit wird in den Schäumen

gesammelt, und das Natriumchlorid verbleibt im

Rückstand der Trübe.

d) Die Flüssigkeit wird von den Festkörpern durch Fil-

trierung getrennt. Die Flüssigkeit, die durch die Salz-

lösung gebildet wurde, wird dann in den Kreislauf

zurückgeführt, um wieder die Trübe mit dem Kainit-

mineral, welcher in eine Mischung Schönit und Na-

triumchlorid umgesetzt wurde, zu bilden.

Als Beispiel seien die folgenden Versuche aufgeführt:

Gewicht K20 Na K2O- Reaktionsmittel, g/t

Produkt Natrium- Fett- Amyl-

% % % Ausbeute oleat aminacetat alkohol

Mischung Schönit + NaCl .. 100 12 18,5 100

Flotiertes Mineral .......... 58,5 20 3,5 97,5 200 I 220 100

Abfälle ................... 41,5 0,8 36 2,5

Wenn Konzentrate von höherer Reinheit gewünscht werden, kann das flotierte Mineral einfach nochmal flotiert werden ohne weiteren Zusatz von Reaktionsmitteln.

Beispiel

Gewicht K20 Na K20- Reaktionsmittel, g/t

Produkt Natrium- Fett- Amyl-

°I° °/° °/° Ausbeute oleat aminacetat alkohol

Mischung Schönit + NaC1 . . 100 12 18,5 100

Flotiertes Mineral .......... 48,7 21,5 0,7 87,3 250 220 100

Rückstand der zweiten Flo-

tation .................. 9,8 12,5 16,5 10,2

Abfälle ................... 41,5 0,8 36 2,5

Wenn die zu flotierende Mischung aus Kainit zusammen mit Schönit und Natriumchlorid besteht, kann der Kainit in den Schäumen zurückgewonnen und der Schönit sukzessive durch Zugabe von höheren Fettsäuren und einem weiteren Anteil an Amin gewonnen werden.

Das folgende Beispiel gibt einen solchen Versuch wieder:

K2O K2O K2O- Reaktionsmittel, g/t

Produkt Gewicht als als Na KCl- K2S04 Gesamt-

KCl K2SO4 Ausbeute Ausbeute Fettamin- Amyl- Natrium-

% % % ausbeute acetat alkohol oleat

I

Mischung ......... 100 4,5 8,3 16 100 100 100

Flotierter Kainit ... 26 15 3 1,95 86,6 7,2 150 60

Flotierter Schönit .. 40 0,6 18,7 2,76 10,9 90,3 97,5 200 50 250

Abfälle ........... 34 0,3 0,7 36,2 2,5 2,5 2,5

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Aufbereitung von Kainit, der NaCl als Verunreinigung enthält, zum Zwecke der Herstellung von Kallumsulfat, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Stufe das Kainitmineral in eine Mischung von Schönit und Steinsalz übergeführt wird und in einer zweiten Stufe der Schönit vom Steinsalz durch Flotation getrennt und endlich in einer dritten Stufe Kaliumsulfat durch Auslaugung des Schönits erhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem geschlossenen Kreislauf unter Verwendung der Sulfatmutterlauge, die bei der Endauslaugung des Schönits zu Kaliumsulfat erhalten wird, durchgeführt wird, um den Kainit in eine Mischung von Schönit und Steinsalz überzuführen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich bekannte Trennung eines Schönit-Steinsalz-Gemisches durch Flotation in der zweiten Stufe des Verfahrens unter Verwendung von Salzen höherer aliphatischer Fettsäuren mit 16 bis 30 Kohlenstoffatomen oder der Säuren selbst und einem unverzweigten aliphatischen Fettamin mit einem Fettsäurerest von 15 bis 20 Kohlenstoffatomen, das an einen Säurerest gebunden ist, als Sammler und einem aliphatischen oder aromatischen Alkohol als Schäumer durchgeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift V 7490 VI/1 c (bekanntgemacht am 12. 1. 1956).