Декрипитация (термический метод)

Декрипитация – это способность галитовых кусков растрескиваться при нагревании. Она была использована для разработки термического метода обогащения калийных руд.

Природные калийные соли (сильвинитовые руды), как было показано ранее, представлены чередованием сильвинитовых и галитовых пластов мощностью от нескольких сантиметров до 1 м и прослоями глинисто-карбонатной породы. Полезный минерал преимущественно сосредоточен в сильвинитовых пластах и прослоях.

Естественно, что при таком строении сильвинитовых пород извлечение полезного минерала путем тонкого измельчения всей руды и последующего его выделения одним из применяемых в настоящее время методов не будет наиболее эффективным. С технологической точки зрения было бы целесообразным сосредоточить полезный минерал в одном из классов крупности путем селективного разрушения или дробления отдельных пластов или прослоек, содержащих один какой-либо минерал.

Эффективность применяемых в настоящее время мокрых методов обогащения сильвинитовых руд во многом зависит от содержания полезного вещества в исходной руде и особенно примесей глинистого и карбонатного вещества. Выделение сильвинитовых прослоев путем селективной добычи из общей солевой массы позволило бы получить руду с содержанием полезного минерала в ней в 2 и более раза выше его общего содержания в разрабатываемом месторождении.

Вторым возможным методом обогащения хлористым калием перерабатываемой руды является селективное разрушение или дробление руды с последующим разделением ее грохочением. При наличии переслаивания сильвинитовых пород важным для технологического процесса является нахождение условий преимущественного разрушения или дробления отдельных полиминералов, содержащихся в разрабатываемых пластах.

Еще ИОНХ АН БССР было установлено, что при нагревании кусков крупнокристаллической руды до температуры 300–600 °С наблюдается явление термического самораздробления природной галитовой породы до моно- и полиминеральных зерен крупностью меньше 5 мм, в то время как богатые хлористым калием сильвинитовые куски изменений гранулометрического состава практически не претерпевают. Последующее сухое грохочение позволяет сконцентрировать в одном из продуктов разделения содержащийся в руде хлористый калий.

Время, необходимое для термического разрушения, зависит от крупности исходной руды и включает время нагревания руды до начала разрушения и время непосредственного разрушения галита. Опыты показали, что разрушение образцов, если они приняли нужную температуру, происходит быстро и длится несколько секунд, в то время как нагрев их требует большего времени (несколько минут). При температурах выше 600 °С время разрушения не зависит от температуры, остается постоянным, тогда как время прогрева зависит от величины последней.

При термическом разрушении галитовых кусков происходит также перераспределение между классами крупности содержащегося в руде нерастворимого остатка. Тонковкрапленный нерастворимый остаток распределяется одинаково между всеми классами крупности, тогда как прослойки нерастворимого остатка попадают в крупные классы. Использование более крупной галитовой породы позволяет при низких температурах осуществить более полно их термическое разрушение.

При небольшой мощности сильвинитовых прослоек порядка 10 мм последние при термической обработке переходят в крупные классы с невысоким содержанием хлористого калия. В образцах с более мощными сильвинитовыми прослойками содержание хлористого калия в крупных классах значительно повышается.

Опыты по термическому разрушению сильвинитовых пород показали, что строение оказывает существенное влияние на степень разрушения. Тонковкрапленный сильвинит с высоким содержанием хлористого калия практически не разрушается. Сильвинит, вкрапленный в галит в виде отдельных редких зерен, при термической обработке породы разрушается и попадает в мелкий класс. Значительное содержание в галите примесей карбонатно-глинистого вещества препятствует разрушению галитовой породы.

После нагревания сильвинитовой руды Верхнекамского месторождения при температуре 450 °С во вращающейся барабанной печи содержание KCl в крупном классе (> 50 мм) увеличивается по сравнению с исходной рудой в 2 раза при извлечении KCl в этот класс более 70%. В мелких классах (< 30 мм) содержание KCl уменьшается до 5–6 % при извлечении 8 %. Увеличение температуры до 550 °С ведет к повышению содержания KCl в крупном классе (> 50 мм) до 57,34 % без ухудшения качества мелких классов. Использование для термической обработки руды крупнее 200 мм приводит к уменьшению количества KCl в классе > 50 мм до 50 % при одновременном снижении его содержания в мелких классах (2 мм) до 4,4 %, следовательно, извлечение KCl в крупные классы при этом возрастает. Извлечение хлористого калия в крупный класс в зависимости от температуры и времени прогрева колеблется в пределах 80–88 %.

Особенно перспективным этот метод представляется в сочетании с электростатическим методом обогащения сильвинитовых руд, требующим для успешной сепарации предварительного нагрева руды.