ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ФЛОТАЦИОННОГО ХЛОРИДА КАЛИЯ ОТ АМИНОВ МЕТОДОМ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ
Аннотация
В технологии флотационного обогащения сильвинитовой руды широко используются алифатические амины, являющиеся эффективным реагентом-собирателям, обеспечивающим высокое извлечение KCl. Амины, как правило, содержат от 16 до 22 атомов углерода в алифатической цепи, что делает их практически нерастворимыми в воде. Адсорбируясь на поверхности сильвина, амины создают гидрофобную оболочку, обеспечивая всплытие частиц хлорида калия и их отделение от галита. Наличие гидрофобной пленки амина на поверхности флотационного концентрата KCl значительно ухудшает эффективность его прессования и способствует снижению качества готовой продукции. В представленной работе приведены исследования по очистке кристаллической поверхности флотационного хлорида калия от алифатических аминов при помощи ультразвуковой обработки, а также дана оценка прочности гранулированного хлорида калия, полученного из флотационного кристаллизата, подвергнутого ультразвуковой обработке. Показано, что с ростом интенсивности ультразвуковой обработки суспензии флотационного хлорида калия с 20 до 50 Вт/см2 массовая доля алифатических аминов в образцах снижается независимо от длительности обработки. При интенсивности ультразвукового облучения 40 Вт/cм2 в течение 60 с удается максимально снизить концентрацию аминов в готовом кристаллическом продукте со 130 до 32 г/т. Установлено, что с увеличением давления и времени прессования флотационного хлорида калия происходит экстремальное изменение средней статической прочности образующихся гранул. Так, при изменении давления прессования в диапазоне от 3 до 15 МПа при постоянной длительности выдержки в 30 с, статическая прочность гранул достигает максимальной величины при 10 МПа. Исследование влияния параметров ультразвуковой очистки флотационного концентрата хлорида калия от алифатических аминов на процесс прессования кристаллических частиц показали, что 60 с очистка при интенсивности ультразвука 40 Вт/см2 позволила достичь максимальных показателей статической прочности гранул σ = 210,2 Н/гранула и коэффициента упрочнения K = 1,36. Результаты представленных исследований могут быть использованы при проектировании технологии прессования флотационного хлорида калия на калийных обогатительных предприятиях.
Для цитирования:
Подтынова А.С., Черепанова М.В., Лановецкий С.В. Исследование процесса очистки флотационного хлорида калия от аминов методом ультразвуковой обработки. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 3. С. 86-94. DOI: 10.6060/ivkkt.20256803.7106.
Литература
Dihtievskaja L.V., Shlomina L.F., Osipova E.O., Shevchuk V.V., Mozheyko F.F. Flotation enrichment of potash ores of different mineralogical composition. Izv. Nats. AN Belarusi. Ser. Khim. Nauk. 2019. V. 55. N 3. P. 277-287. DOI: 10.29235/1561-8331-2019-55-3-277-287.
Teterina N.N., Sambuk E.S. Status and prospects for the development of flotation enrichment of potash ores. Gornyi Zhurn. 2008. N 10. P. 62-66 (in Russian).
Titkov S.N., Panteleeva N.N., Gurkova Т.М., Chumakova Т.G., Konoplyov Ye.V. Improvement of potash ores floatation concentration technology. Obogashchenie Rud. 2003. N 3. P. 42-47. (in Russian).
Perucca C.F. Potash processing in Saskatchewan - A review of process technologies. CIM Bull. 2003. V. 96. N 1070. P. 61-65.
Cao Q., Du H., Miller J. D., Wang X., Cheng F. Surface chemistry features in the flotation of KCl. Miner. Eng. 2010. V. 23. N 5. P. 365-373 DOI: 10.1016/j.mineng.2009.11.010.
Titkov S.N. Development of technology for flotation en-richment of water-soluble minerals. Gornyi Zhurn. 2007. N 8. P. 20-24 (in Russian).
Turko M.R., Soloviova L.A., Lyubushchenko A.D., Bashkardina E.A. Dressability study and processing tech-nologyfor the Petrikov deposit potash ore with the increased content of magnesium chloride. Gornyi Zhurn. 2018. N 8. P. 83-88 (in Russian). DOI: 10.17580/gzh.2018.08.12.
Panteleeva N.N., Titkov S.N., Barmin I.S., Krivoltsevich V.M., Buchko V.F. Distinctive features of the gre-myachinskoye deposit potassium ores processing. Obogashchenie Rud. 2009. N 2. P. 21-25 (in Russian).
9. Rakhmatov H.B., Shamaev B.E., Khaidarov B.H., Buronov F.E. Technology of processing low-grade sylvinites into potassium chloride by flotation method. Mezhd. Akad. Vest. 2019. N 11(43). P. 83-85 (in Russian).
Osipova E.O., Shlomina L.F., Dikhtievskaya L.V., Drozdova N.A., Shevchuk V.V. Flotation of potash ores using compositions based on higher aliphatic amines' salts. Izv. Nats. AN Belarusi. Ser. Khim. Nauk. 2013. N 3. P. 18-22.
Dikhtievskaya L.V., Osipova E.O., Shevchuk V.V. Increase in flotation activity of salts of higher aliphatic amines, potassium chloride collectors. Zhurn. Prikl. Khim. 2012. V. 85. N 12. P. 2011-2017 (in Russian). DOI: 10.1134/S1070427212120178.
Kibanova M.S., Pepelyaev N.O., Starostin A.G. Analysis of modern flotation foams in the production of potassium chloride. Colloquium-J. 2019. N 16-2(40). P. 51-56 (in Russian).
Konobeevskikh A.V., Gurkova T.M., Afonina E.I., Panteleeva N.N. New reagent regimes for potash flotation. Gornyi Zhurn. 2021. N 4. P. 82-86 (in Russian). DOI: 10.17580/gzh.2021.04.12.
Osipova E.O., Shevchuk V.V. Intensification of potash ore flotation process by the introduction of hydrophobizator into the potassium chloride collective mixture. Izv. Nats. AN Bela-rusi. Ser. Khim. Nauk. 2021. V. 57. N 2. P. 218-225. DOI: 10.29235/1561-8331-2021-57-2-218-225.
Turko M., Yusevich A.I., Grushova E.I., Salauyova L., Bialkevich T. Research of amine adsorption on salt minerals from potash ore of gremyachinsk deposit. Gornaya Mekhan. Mashinostr. 2016. N 4. P. 68-77 (in Russian).
Shevchuk V.V., Dikhtievskaya L.V., Shlomina L.F., Krutko N.P., Markin A.D. Development of conditioning technologies of fine-dispersed and granular potassium chlo-ride. Izv. Nats. AN Belarusi. Ser. Khim. Nauk. 2019. V. 55. N 3. P. 288-298. DOI: 10.29235/1561-8331-2019-55-3-288-298.
Munin D.A., Cherepanova M.V., Pojlov V.Z., Podtyno-va A.S. Producing method agglomerated flotation potassium chloride. Vest. PNRPU. Khim. Tekhnol. Biotekhnol. 2019. N 4. P. 87-97 (in Russian). DOI: 10.15593/2224-9400/2019.4.08.
Cherepanova M.V., Pojlov V.Z., Potapov I.C. Features of the powdered potassium chloride agglomeration processina fluidized bed. Fundament. Issled. 2012. N 3. P. 452-456 (in Russian).
Nisina O.E., Lanovetskiy S.V., Kosvintsev O.K. Influence of intensity of ultrasonic action on degree of purification of halite waste from calcium sulphate impurity. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2018. V. 61. N 12. P. 122-128 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20186112.5850.
Nisina O.E., Lanovetskiy S.V., Kosvintsev O.K., Kulikov M.A. Study of the extraction process of calcium sulfate impurity from halite wastes of various origins. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 4. P. 101-107 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226504.6483.
Lanovetskiy S.V., Nisina O.E., Kosvintsev O.K. Development of sodium chloride brines technology from halite waste. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 1. P. 74-82 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20246701.6909.
Vakhrushev V.V., Poilov V.Z., Kosvintsev O.K. Removal of sodium chloride from KCl flotation concentrate by ultrasonic treatment. Izv. Tomsk. Politekhn. Un-ta. 2013. V. 322. N 3. P. 15-18 (in Russian).
Vakhrushev V.V., Rupcheva V.A., Poilov V.Z., Kosvintsev O.K. Sylvinite ore desliming under ultra-sonictreatment. Inzh. Vestn. Dona. 2012. N 4. Pt. 2. P. 60-64 (in Russian).
Osipovich A.Je., Vahrushev V.V., Kazancev A.L., Pojlov V.Z. Ultrasonic treatment influence on aqeous emulsion of amine hydrochloride. Vest. PNRPU. Khim. Tekhnol. Biotekhnol. 2014. N 3. P. 89-96 (in Russian).
Vahrushev V.V., Kazancev A.L., Gorozhaninova T.A., Shipkov V.D., Pojlov V.Z. Study of the effect of ultrasonic treatment on the dispersion of stearylamine floccules in an amino oil emulsion. Inzh. Vestn. Dona. 2015. N 4. P. 148-157 (in Russian).
Chernyshev A.V., Poylov V.Z., Burov V.E., Kuzminykh K.G. Effect of ultrasonic treatment on physicochemical char-acteristics of flotation collectors used in sylvinite ore desliming. Obogashchenie Rud. 2023. N 10. P. 25-30 (in Russian). DOI: 10.17580/or.2023.05.05.
Vahrushev V.V., Poylov V.Z., Kosvintsev O.K., Fedoto-va О.А. Kinetics of sylvinite ore desliming under ultrasonic treatment. Inzh. Vestn. Dona. 2013. N 2 (25). P. 47-53 (in Russian).
Vahrushev V.V., Poylov V.Z., Kosvintsev O.K., Kuz'minyh K.G. Study of the leaching process of potassium chloride flotocentrate. Vest. PNRPU. Khim. Tekhnol. Bio-tekhnol. 2010. N 11. P. 53-61 (in Russian).
Vahrushev V.V., Rupcheva V.А., Kosvintsev O.K., Poylov V.Z. Efficiency of ultrasonic treatment for desliming sylvinite ore. Sat. report. VI Int. scient. conf. Current issues of modern engineering and technology. Lipetsk: Gravis. 2012. P. 123-124.
Vahrushev V.V., Sidelnikova E.G., Poylov V.Z., Rozhkov А.V. Method for leaching potassium chloride flotation concentrate. Abstract. report XIII region. scient.-pract. conf. Chemistry. Ecology. Biotechnology. Perm: PNIPU. 2011. P. 140-141.
