Կալիումի խտության չափումը կալիումի արդյունահանման գործընթացում

Կալիումի ֆլոտացիայի գործընթաց. Օպտիմալացում խտության վերահսկմամբ

3.1 Կալիումի ֆլոտացիայի գործընթացը. Հիմունքներ

Կալիումի ֆլոտացիան հիմնականում օգտագործվում է սիլվիտը (KCl) հալիտից (NaCl) և անլուծելի նյութերից առանձնացնելու համար: Գործընթացը կախված է թիրախային միներալների մակերևութային քիմիական նյութերի տարբերությունից: Սիլվիտը հիդրոֆոբ է դառնում ընտրողական կոլեկտորների միջոցով, ինչը թույլ է տալիս փրփուրի առանձնացում, մինչդեռ հալիտը և կավերը ճնշվում են դեպրեսանտներով:

Կրաքարի հեռացումՖլոտացիայից առաջ կարևոր է։ Այն հեռացնում է մանր կավերը և սիլիկատները, որոնք այլապես ծածկում են հանքային մակերեսները, խոչընդոտում ռեակտիվների արդյունավետությանը և իջեցնում ընտրողականությունը։ Արդյունավետ կրազերծումը կարող է հասնել մինչև 95% արդյունավետության, ուղղակիորեն նպաստելով բարձրորակ վերականգնմանը ֆլոտացիայի շղթայում։ Այս մոտեցմամբ գործողությունները մշտապես հասնում են 61–62% K₂O կոնցենտրատի որակի, ինչը ընդգծում է կրազերծման կարևորությունը կալիումի աղերի բաժանման գործում։

Ֆլոտացիոն սխեմաները հարմարեցվում են՝ լորձաթաղանթի հեռացումից հետո մատակարարվող նյութը բաժանելով խոշոր և մանր ֆրակցիաների: Յուրաքանչյուր ֆրակցիա ենթարկվում է ռեակտիվների մասնագիտացված չափաբաժնման և կոնդիցիոնացման՝ սիլվիտի վերականգնումը մեծացնելու համար: Հիմնական ռեակտիվներն են՝

• Աղի տիպի հավաքիչներ(սիլվիտի համար),
• Սինթետիկ պոլիմերային դեպրեսանտներ(օրինակ՝ KS-MF)՝ անցանկալի հալիտները և անլուծելի նյութերը ճնշելու համար,
• Մակերևութային ակտիվ նյութեր և ցրող նյութերընտրողականությունը հետագայում խթանելու և լորձի ազդեցությունը մեղմելու համար։

Օպտիմալ բաժանման համար ճշգրտվում են այնպիսի գործառնական պարամետրեր, ինչպիսիք են հոսքի արագությունը, բջիջների խառնման արագությունը և ռեակտիվների դեղաչափերը: Համաշխարհային մասշտաբով, կալիումի արտադրության մոտ 70%-ը հիմնված է փրփուրի ֆլոտացիայի վրա, որտեղ բարձր մաքրության արտադրանքը ստացվում է ֆլոտացիայի և ջերմային լուծարման-բյուրեղացման մեթոդների ինտեգրման միջոցով:

 

---

 

3.2 Խտության չափումը լողացող շղթայում

Ֆլոտացիոն շղթայում խառնուրդի խտությունը կարևորագույն վերահսկիչ գործոն է։ Այն անմիջականորեն ազդում է պղպջակների-մասնիկների փոխազդեցությունների վրա՝ ազդելով սիլվիտի կպչման արդյունավետության, ռեակտիվների սպառման արագության և վերջնական բաժանման վրա։

Շիճուկի խտության ազդեցությունը.

• Ցածր խտություն՝Պղպջակների-մասնիկների շփումը բարելավվում է, սակայն վերականգնումը կարող է տուժել փրփուրի ավելի թույլ կայունության և ջրի ներթափանցման ավելացման պատճառով։
• Բարձր խտություն:Ավելի շատ բախումներ են տեղի ունենում, սակայն պինդ նյութերի ավելցուկը խոչընդոտում է ընտրողական կպչունությանը, պահանջում է ռեակտիվների ավելի բարձր դեղաչափեր և կարող է նոսրացնել խտանյութի որակը։

Օպտիմալ խտության կարգավորումը անհրաժեշտ է թե՛ խոշոր, թե՛ մանր ֆրակցիաների համար՝ հանքանյութերի բաժանման արդյունավետությունը մեծացնելու և կորուստները նվազագույնի հասցնելու համար: Օպերատորները օգտագործում են խտության չափիչներ, միջուկային չափիչներ և գծային սենսորներ՝ իրական ժամանակում հետադարձ կապ ապահովելու համար, ինչը թույլ է տալիս անընդհատ կարգավորումներ կատարել, որոնք բարելավում են խտանյութի որակը և վերականգնումը:

Դեսլիմինգի դերը.
Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ խիստ կրաքարազերծումը՝ խտության չափման միջոցով վերահսկվող, սիլվիտի համար ապահովում է 85-87% վերականգնման մակարդակ և պահպանում է բարձր ֆլոտացիոն ընտրողականություն: Ֆլոտացիայի փուլից առաջ անլուծելի նյութերի հեռացումը բարելավում է ռեակտիվների արդյունավետությունը և բարձրացնում վերջնական արտադրանքի որակը, հատկապես, երբ այն զուգակցվում է խտության ճշգրիտ վերահսկողության հետ:

Օրինակ՝ սինթետիկ դեպրեսանտներ օգտագործող վայրերում, կրաքարի հեռացումից հետո խտության օպտիմալացումը ցույց է տվել, որ վերականգնման տեմպերը մեծացնում է ավելի քան 2%-ով, ինչը նշանակալի ազդեցություն է կալիումի հանքանյութերի մեծածավալ վերամշակման տեխնիկայի վրա։

Կալիումի բյուրեղացման գործընթացը. կերային խտության դերը

4.1 Կալիումի բյուրեղացման փուլի ընդհանուր պատկերը

Կալիումի բյուրեղացումը ջերմային գործընթաց է, որը տեղի է ունենում կալիումի արդյունահանման գործընթացում ֆլոտացիայից և կրաքարի հեռացումից հետո: Ֆլոտացիայից հետո, երբ սիլվիտը (KCl) անջատվում է հալիտից (NaCl) և այլ գանգուայից, խտանյութը ենթարկվում է տաք լվացման: Սա ներառում է մանրացված սիլվինիտային հանքաքարի խառնումը տաքացված աղաջրի հետ, սովորաբար 85–100°C ջերմաստիճանում, որի արդյունքում լուծվում է ավելի շատ KCl, քան NaCl՝ բարձր ջերմաստիճաններում դրանց տարբեր լուծելիության պատճառով:

KCl-ով հարստացված արտահոսքը առանձնացվում է չլուծված պինդ նյութերից։ Այնուհետև այն սառեցվում է, ինչը հանգեցնում է KCl-ի բյուրեղացմանը, քանի որ դրա լուծելիությունը կտրուկ նվազում է ջերմաստիճանի հետ։ Այս KCl բյուրեղները վերականգնվում են ֆիլտրացիայի կամ ցենտրիֆուգացման միջոցով, լվացվում և չորացվում։ Այս հաջորդականությունը՝ ֆլոտացիա, տաք արտահոսք և բյուրեղացում, առավելագույնի է հասցնում ինչպես կալիումի վերականգնումը, այնպես էլ արտադրանքի մաքրությունը՝ ստանալով վերջնական արտադրանք՝ 85–99% վերականգնմամբ և 95–99% KCl պարունակությամբ։

4.2 Ինչպես է շիշի խտությունը ազդում բյուրեղացման արդյունավետության վրա

Կալիումի բյուրեղացման գործընթացում որոշիչ գործոն է կալիումի խտությունը։ Այն վերաբերում է հեղուկ փուլում կախված պինդ նյութերի զանգվածին և անմիջականորեն ազդում է միջուկագոյացման արագության, բյուրեղների աճի և մաքրության վրա։

• Միջուկագոյացման տեմպերԲարձր խառնուրդի խտությունը մեծացնում է բյուրեղների միջուկագոյացման հավանականությունը, ինչը հանգեցնում է ավելի շատ, բայց ավելի փոքր բյուրեղների առաջացմանը: Չափազանց խտությունը կարող է հանգեցնել նրան, որ համակարգը գերադասի միջուկագոյացումը աճի փոխարեն, ինչը հանգեցնում է մանր մասնիկների առաջացմանը՝ ավելի մեծ, վերականգնվող բյուրեղների փոխարեն:
• Բյուրեղների չափի բաշխումԽիտ մուտքը սովորաբար առաջացնում է ավելի նուրբ KCl բյուրեղներ, որոնք կարող են բարդացնել ներքևի ֆիլտրացիան և լվացումը: Ավելի ցածր խտությունը նպաստում է ավելի քիչ միջուկների և ավելի մեծ բյուրեղների աճին, ինչը պարզեցնում է վերականգնումը:
• ՄաքրությունԵթե ​​խառնուրդը չափազանց խիտ է, NaCl-ի և անլուծելի մասնիկների նման խառնուրդները կարող են համատեղ նստվածք կուտակվել՝ նվազեցնելով արտադրանքի որակը: Խտության պատշաճ վերահսկումը նվազագույնի է հասցնում այս ներառումները՝ օպտիմալացնելով մաքրությունը:
• Ջրազրկման արդյունավետությունԲարձր խտության սնուցիչ նյութերից ստացված ավելի նուրբ բյուրեղները կարող են խիտ կուտակվել՝ խոչընդոտելով ջրահեռացումը ֆիլտրացիայի կամ ցենտրիֆուգացման ժամանակ։ Սա մեծացնում է վերջնական արտադրանքի խոնավության պարունակությունը և ավելացնում չորացման էներգիայի պահանջները։

Շիճուկի խտությունը հատվում է խտանյութի վերականգնման արագության, արտադրանքի որակի և հանքանյութերի բաժանման արդյունավետության օպտիմալացման հետ։ Անբավարար վերահսկողությունը կարող է նվազեցնել ինչպես KCl-ի արտադրողականությունը, այնպես էլ մաքրությունը՝ խաթարելով կալիումի բյուրեղացման գործընթացի տնտեսական և գործառնական արդյունքները։

4.3 Բյուրեղացման ընթացքում խտության մոնիթորինգի և վերահսկման կետեր

Կալիումի արդյունավետ արդյունահանման և բարձրորակ բյուրեղացման արդյունքների համար կարևոր է խառնուրդի խտության ճշգրիտ չափումը և կարգավորումը: Խտության գծային նմուշառումը ստանդարտ պրակտիկա է՝ օգտագործելով թրթռացող խողովակային դենսիտոմետրեր, Կորիոլիսի չափիչներ կամ միջուկային խտության չափիչներ: Իրական ժամանակի տվյալները հնարավորություն են տալիս անընդհատ մոնիթորինգ և արագ շտկում, երբ շեղումներ են առաջանում:

Լավագույն գործելակերպերը ներառում են՝

• Սենսորների ռազմավարական տեղադրումՏեղադրեք նմուշառման գործիքները բյուրեղացնող սարք մտնող սնուցման գծերում և շրջանառվող օղակներում: Սա ապահովում է գործընթացի վերահսկման համար կարևոր ժամանակին և ճշգրիտ չափումներ:
• Ավտոմատացված հետադարձ կապի կառավարումԽտության ազդանշանները ինտեգրեք ծրագրավորվող տրամաբանական կարգավորիչների (PLC) կամ բաշխված կառավարման համակարգերի (DCS) հետ։ Այս համակարգերը կարգավորում են շաղախի հոսքը, վերամշակման արագությունը կամ աղաջրի ավելացումը՝ նպատակային խտության միջակայքերը պահպանելու համար։
• Տվյալների ինտեգրում լողացող համակարգերի հետՔանի որ լողացող շղթայից դուրս եկող շաղախի խտությունը սահմանում է բյուրեղացման սկզբնական պայմանը, լողացող խտանյութի կայուն խտության պահպանումը նպաստում է բյուրեղացնողի կայուն աշխատանքին: Ֆլոտացիոն և բյուրեղացման միավորներից ստացված խտության ցուցմունքները պետք է կապված լինեն հետադարձ կապի մեջ, ինչը թույլ կտա համակարգված կարգավորումներ կատարել, որոնք կբարելավեն խտանյութի վերականգնման արագությունը և հանքանյութերի բաժանման արդյունավետությունը:

Օրինակներ են հակահոսանքային արտահոսքի սխեմաները, որտեղ խտության կառավարումը յուրաքանչյուր փուլում նպաստում է բյուրեղների օպտիմալ աճին և հոսանքն ի վար ջրազրկմանը: Գործարանները հաճախ տեղադրում են խտության ազդանշաններ և գործընթացային փոխկապակցված համակարգեր՝ գեր- կամ թեր-խտության դեպքերը կանխելու համար, պաշտպանելով ինչպես արտադրանքի որակը, այնպես էլ սարքավորումները:

Կեղտի խտության արդյունավետ վերահսկումը ժամանակակից կալիումի արտադրության մեթոդների անկյունաքարն է, որը հնարավորություն է տալիս օպտիմալացնել բյուրեղացումը մաքրության համար, մեծացնել վերականգնումը և կրճատել էներգիայի ու ջրի սպառումը՝ կալիումի հանքանյութերի վերամշակման տեխնիկայի լավագույն փորձի միջոցով։

Ձգողականության բաժանումը հանքանյութերի վերամշակման մեջ. Կալիումի վերականգնման լրացում

5.1 Ներածություն կալիումի հետ կապված գրավիտացիոն բաժանման մեթոդներին

Գրավիտացիոն տարանջատումը հանքանյութերի մշակման տեխնիկա է, որն օգտագործում է մասնիկների խտության և նստվածքի արագության տարբերությունները՝ տարանջատում իրականացնելու համար: Կալիումի արդյունահանման գործընթացում գրավիտացիոն տարանջատումն ունի նեղ կիրառություններ՝ լրացնելով այլ առաջնային մշակումներ, ինչպիսիք են ֆլոտացիան, կրաքարի հեռացումը և բյուրեղացումը: Կալիումի հետ կապված գրավիտացիոն տարանջատման մեթոդները ներառում են ծանր միջավայրի տարանջատում (HMS), ջիգինգ և պարուրաձև կոնցենտրատորներ, չնայած ֆլոտացիան գերիշխող է մնում կալիումի հոսքագծերում:

Ձգողականության բաժանման սկզբունքը հիմնված է տարբեր խտությունների և չափերի մասնիկների վրա, որոնք տարբեր արագությամբ նստում են հեղուկի մեջ կախույթի դեպքում: Կալիումական բույսերում այս սկզբունքն օգտագործվում է ավելի խիտ բաղադրիչները, ինչպիսիք են կավը, անլուծելի հանքանյութերը կամ նատրիումի քլորիդը (հալիտ), սիլվիտի (կալիումի հանքաքար) ֆրակցիաներից բաժանելու համար: Գործընթացն առավել արդյունավետ է, երբ գոյություն ունի բավարար տարբերություն միներալային խտությունների միջև. սիլվիտը (KCl) ունի մոտավորապես 1.99 գ/սմ³ խտություն, մինչդեռ հալիտը (NaCl)՝ 2.17 գ/սմ³: Չնայած խտության տարբերությունը փոքր է, որոշակի հոսքագծի փուլերում այն ​​օգտագործվում է կալիումը հետագայում կենտրոնացնելու և խառնուրդները հեռացնելու համար՝ լողացման և բյուրեղացման փուլերին զուգահեռ:

Ինքնահոս տարանջատումը սովորաբար իրականացվում է նախնական զտումից և կրազրկումից հետո, հաճախ՝ կալիումի հանքանյութերի մշակման այլ տեխնիկաների հետ համատեղ: Այն հանդես է գալիս որպես լրացուցիչ քայլ, երբ պետք է հասնել կարևոր մաքրության կամ կոնցենտրատի վերականգնման, և առաջարկում է ծախսարդյունավետ մեթոդ խոշոր/մանր տարանջատման համար, երբ ֆլոտացիայի ընտրողականությունը անբավարար է: Օրինակ՝ ֆլոտացիայի համար նախատեսված նյութերից անլուծելի կավի հեռացումը կամ մաղով լվացման արդյունքում խոշոր, փոքր չափի ֆրակցիաների արդիականացումը կարող են օգուտ քաղել ինքնահոս տարանջատումից: Որոշ գործարաններում պահպանվում են հին ինքնահոս սխեմաները՝ որոշակի թափոնների կամ աղի ֆրակցիաների մշակման համար, հատկապես այն դեպքերում, երբ ֆլոտացիայի արդյունավետությունը օպտիմալ չէ ավելի խոշոր մասնիկների կամ աղաջրերի մեջ, որոնք ազդում են ռեակտիվների քիմիայի վրա:

Գրավիտացիոն տարանջատումը չի փոխարինում կալիումի ֆլոտացիայի գործընթացին, այլ լրացնում է այն, հատկապես այն դեպքերում, երբ կալիումի արդյունահանման ժամանակ ֆլոտացիայի վերականգնման բարելավումը կամ խտանյութի վերականգնման ընդհանուր արագության բարձրացումը կարևոր է: Երբ անհրաժեշտ է որոշակի հանքանյութերի տարանջատման արդյունավետության օպտիմալացում, ինչպիսիք են արտադրանքի գերբարձր մաքրության հասնելը կամ կայուն ավազի հեռացումը, գրավիտացիոն տարանջատումը արժեքավոր է որպես երկրորդական մոտեցում:

5.2 Շիճուկի խտությունը և գրավիտացիոն տարանջատման արդյունավետությունը

Կալիումի բյուրեղացման գործընթացում և կալիումի արտադրության այլ մեթոդներում գրավիտացիոն բաժանման արդյունավետությունը ուղղակիորեն կապված է լուծույթի խտության հետ: Այստեղ հիմնարար կապը լուծույթի խտության, մասնիկների նստեցման արագության և բաժանման ընդհանուր արդյունավետության միջև է:

Ինչպես սահմանված է Սթոքսի օրենքով, շերտավոր հոսքի դեպքում մասնիկի նստեցման արագությունը մեծանում է մասնիկի և հեղուկի խտության տարբերության և մասնիկի չափի մեծացման հետ մեկտեղ: Կալիումի արդյունահանման գործընթացում լուծույթի խտության կարգավորումը թույլ է տալիս օպերատորներին կարգավորել միջավայրը այնպես, որ սիլվիտը կամ դրան կից միներալները նստեն կամ լողան օպտիմալ արագությամբ: Չափազանց բարձր լուծույթի խտությունը հանգեցնում է նստեցման խոչընդոտման. մասնիկները խոչընդոտում են միմյանց շարժումը՝ նվազեցնելով միներալների բաժանման արդյունավետությունը և ստանալով ցածր որակի խտանյութ: Եվ հակառակը, շատ ցածր խտությունները կարող են նվազեցնել բաժանման թողունակությունը և հանգեցնել մանր լցոնման կուտակման, նվազեցնելով վերականգնումը:

Սնուցման խտության օպտիմալացումը, որը չափվում է կալիումական շլամուրի խտության ճշգրիտ չափման տեխնիկայով, ճանաչվում է որպես հանքարդյունաբերության մեջ գրավիտացիոն բաժանման լավագույն մեթոդներից մեկը։

• Բարձր խտության շաղախներ՝
  • Հանգեցնում է մասնիկ-մասնիկ փոխազդեցությունների (խոչընդոտում է նստեցմանը)
  • Ավելի ցածր բաժանման սրություն
  • Տուգանքների փոխանցման ավելացում
• Ցածր խտության խառնուրդներ՝
  • Ջրի և էներգիայի օգտագործման ավելացում շիլաքի մշակման համար
  • Գործընթացների կրճատված թողունակություն
  • Արժեքավոր մանր հանքանյութերի կորստի հավանականությունը

Նպատակային շահագործման խտությունները սովորաբար տատանվում են պինդ նյութերի 25%-ից մինչև 40% ըստ քաշի՝ կախված տեսակարար կշռի բաժանման սարքից և միներալոգիայից: Օպերատորները սովորաբար կարգավորում են այս մակարդակները գործարկման և լվացման փուլերում՝ հավասարակշռելով խտանյութի վերականգնման արագության և արտադրանքի մաքրության մրցակցային կարիքները:

Օրինակ՝ կալիումի պարուրաձև շղթայում, մատակարարման խտության այս օպտիմալ միջակայքում կարգավորումը ազդում է մաքուր խտանյութում KCl-ի բաժանման վրա՝ համեմատած միջին և պոչային նյութերի հետ։ Վերևից ցեխազերծումը, որը հեռացնում է գերմանր կավերը և տիղմերը, կարևորագույն վերահսկման քայլ է՝ ապահովելու համար, որ մատակարարումը դեպի գրավիտացիոն բաժանում մնա ճիշտ խտության պատուհանում։ Հանքարդյունաբերության մեջ շիշի բարձրորակ խտության չափման տեխնիկաները, ինչպիսիք են միջուկային խտության չափիչները կամ Կորիոլիսի մետրերը, թույլ են տալիս ավտոմատացված կառավարման համակարգերին պահպանել այս նպատակները, ինչը հանգեցնում է գործընթացի կայուն կատարողականի և կալիումի արդյունավետ արդյունահանման։

Այս փուլում խառնուրդի խտության խիստ վերահսկողությունը ոչ միայն բարելավում է ներքևի հատվածում ֆլոտացիայի կամ բյուրեղացման արդյունքները, այլև ուղղակիորեն լուծում է հանքանյութերի վերամշակման մեջ խտանյութի վերականգնման բարձրացման մեթոդները՝ միջանկյալ բաժանման փուլերում կորուստները նվազագույնի հասցնելու միջոցով: Գրավիտացիոն շղթաներում խառնուրդի խտության նկատմամբ այս մանրամասն ուշադրությունը կարևոր է ժամանակակից կալիումի հանքանյութերի վերամշակման տեխնիկայի համար և հիմք է հանդիսանում կալիումի բյուրեղացման մաքրության և բերքատվության օպտիմալացման ավելի լայն ռազմավարությունների համար: