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PROCEDE POUR LA SEPARATION,DANS DES BINERAIS DE SYLVINITE, DES CONSTIFUANTS SOLUBLES DE VALEUR ET PRODUITS OBTENUS CONFORMEMENT A CE PROCEDE.
La présente incrention a trait à un procédé pour la sé- paration de constituants soblubles de valeur dans des minerais de sylvinite et au produit ou aux produits obtenus conformé- ment à ce procédé.
Le minerai de sylvinite se compose principalement de cristaux de ohlorure de sodium et de chlorure de potassium, avec de faibles quantités d'autres substances minérales tels que des oxydes de fer et de manganèse, du minerai de calcium et magnésium, de l'argile et analogues.
Il existe en général une quantité plus ou moins impor-
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tante de cristaux de chlorure de sodium et de chlorure de potas- sium intimement mélangés. Le chlorure de sodium et le chlo- rure de potassium sont tous deux solubles dans l'eau, mais présentent des taux de solubilité différents, eu égard la température de la solution de sylvinite. Les deux sels sont flottables, au moyen du prdcédé de flottation à écume,, dans une solution aqueuse saturée de sylvinite, mais chacun d' eux demande un réactif ou une combinaison de réactifs diffé- rente pour sa flottation.
Le procédé objet de l'invention utilise les taux de dolubilité différents et les qualités de flottation différen tes pour effectuer la séparation de ces deux 'sels.
L'invention vise notamment l'obtention de chacun de ces sois sous une forme pratiquement pure ou, s'il y a lieu, l'un d'eux ou les deux, sans él&mination des autres constituants du minerai.
Considérée dans son ensemble, l'invention consiste à préparer tout d'abord une solution aqueuse saturée des constituants du minerai de sylvinite, destinée à subir les différents traitements, et à dissoudre dans cette solution saturée du plomb et/ou du bismuth, suivant un mode de miss en oeuvre préféré qui comprend la flottation des constituants du chlorure de sodium du minerai de sylvinite.
Chacune des solutions précitées constitue le liquide de flottation dans lequel la sylvinite finement broyée est Introduite pour former une pulpe.
Suivant un mode de mise en oeuvre du procédé, les constituants chlorure de sodium et gangue sont enlevés par flottation de la pulpe contenant du plomb ou du bismuth dis- sous ; suivant une variante, les constituants chlorure de po- tassium et gangue sont enlevés par flottation d'une pulpe ne contenant ni plomb ni bismuth en solution.
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Pour assurer la séparation par flottation du chlorure de sodium et de la gangue, on utilise un réactif ou une combi- naison de réactifs ,à action sélective, afin que les bulles d'air produites dans la solution par tous moyens appropriés flottent les particules de chlorure de sodium et de gangue à la surface, sans entrainer les particules de chlorure de potas- sium ou, si ces derniers sont entrainés, en retardant ou en réduisant leur flottation.
Le réactif employé à cet effet consiste en un acide gras quelqonque (ou à titre de produits équivalents, en un ou plusieurs dérivés d'acides gras ou en mélanges de ceux-ci) soluble dans la solution et susceptible de produire la flotta- tion du chlorure de sodium et de la gangue dans la pulpe, ces acides étant par exemple de l'acide oléique, un savon à l'hui- le de coco, un savon à base de coprah, un savon résineux ou analogue. Il existe des acides gras et des dérivés d'aides gras insolubles dans une telle solution, et/ou ne pouvant pro- duire de flottation du chlorure de sodium dans celle-ci; ces acides ou dérivés ne font évidemment pas partie de la catégorie de ceux destinés à être utilisés comme réactifs.
Le terme !l'acide gras" utilisé dans la suite de la des- cription ne doit pas être compris comme ne s'étendant qu'aux seuls acides gras proprement dits, mais s'étend également aux dérivés d'acides gras, solubles dans une solution saturée de chlorure de sodium et de chlorure de potassium, contenant du plomb à l'état dissous et susceptible de produire la flottation du chlorure de sodium et de la gangue dans cette solution.
Lorsqu'il y a lieu de flotter le chlorure de potassium et la gangue, la pulpe est obtenue comme il a été dit plus haut et soumise à la flottation en présence d'un réactif appartenant à la catégorie de sels alcalins des alcools sulfonés, ou plus
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spécifiquement un sel d'un alcool aliphatique sulfcné, com- prensnt cinq à quatorze atomes de carbone par molécule ou
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encore, plus particulièrement du sulfate laur-ï-sodi:a ou du sulfate Jctyl-soàique.
Dans ce tra. ntee^:, le clor-¯#(. de potassium et les substances qui er. pro'lulse:::+; .s CQ '.01"8- tiir. npturelle (oxydes de fer et de manans) Il q--P le constituants de gangue y compris les oxydes de 9 fsiam efi d'aluminium, combinés 3:3 us forme d1bydr':'1cate, 3t 1',cité tandis que le chlorure de sodium mate r.a::
flobté dans la ,,'!.- pe et est enlevé de l'appareil de flottât ion sous forme de résidu concentré. torique la température d'une solution saturée de chlo- rure de potassium et de chlorure de sodium est réduite, le chlorure de potassium et dépose en cristallisant mais lorsque cette solution contient du plomb et/ou du bismuth dissous et faisant partie de ladite solution, le chlorure de potassium ne cristallisera pas, même en refroidissant la solution et en la laissant reposer pendant une heure ou davantage, tant que la solution ne contient pas de particules solides de chlorure de potassium pour amorcer la cristallisation ;
dame dans ce cas, le chlorure de potassium ne cristallise que sur ces par- ticules solides et ne se dépose pas effectivement sur les surfaces des tuyauteries, récipients ou autres éléments.
La présence de pblb et/ou de bismuth dans la solution empêche donc les tyauteries etc... de se boucher. Un autre a- vantage réside dans le fait que la corrosion des surfaces fer- reuses par la solution est presque entièrement empêchée. La proportion de plomb dans la solution peut varier, une teneur de 1,2 à 1,8 gramme par litre donnant satisfaction, mais il y a avantage à aller jusqu'à des teneurs de 1,8 à 1,9 gramme par litre de solution.
Si, comme dans le cas présent, il existe toujours une
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quantitésuffisante de chlorure de sodium etde chlorure de potassium pour saturer la solution avec ces deux sels, un accroissement de température produira un accroissement du poun- centage de chlorure de potassium et une dimunition du pourcen- tage de chlorure de sodium dans la solution saturée, comme 1' indique le tableau ci-après :
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<tb> Température <SEP> KON <SEP> Na <SEP> C1
<tb>
<tb> C
<tb>
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10 12.b 29.7 20 14.7 29.2 .50 1?.e ] e8.7
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<tb> 40 <SEP> 19.8 <SEP> 28.2
<tb>
<tb> 00 <SEP> 22.0 <SEP> 27.5
<tb>
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à0 24,o 27o2
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<tb> 70 <SEP> 27.3 <SEP> 26.8
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> 3010 <SEP> 26.4
<tb>
<tb>
<tb> 90 <SEP> 32.9 <SEP> 26.1
<tb>
<tb> 100 <SEP> 35.9 <SEP> 25.8
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Il y a lieu de noter que le pourcentage de chlorure de potassium dans la solution saturée augmente en mme temps que la température, tandis que le pourcentage de chlorure de sodium diminue,et que l'accroissement du pourcentage de chlorure de potassium est plus rapide que la diminution du pourcentage de chlorure de sodium.
Inversement, lors d'une diminution de la température, le pourcentage du chlorure de potassium de la solution saturée diminue plus vite que le pourcentage de chlorure de sodium n'augmente dans cette même solution.
Conformément à la présente invention, on utilise ce phénomène pour assurer la séparation des constituants de la sylvinite, en faisant varier convenablement la température
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et en la réglant pour les différents stades de mise en oeu- vre du procédé.
Ainsi, pendant l'un de ces stades, on veille à main-
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tenir une température apprxiu2tive0û oos.st-nb-3 :le la pulpe de flottation, afin qu'il n'y sit ni dissolution ni précipi- tation, par la phase liquide, de oonatituants solubles du mi- nersi . A un autre stade, la température de la pulpe de flot- tation est augmentée, pour faire dissoudre en phase liquide le chlorure de potassiu en phase solide, et à un troisième stade la température du produit de flottation, contenant la ablution saturée en phase liquide et du chlorure de potas- simm non dissous en tant que constituant de la phase solide, est diminuée, pour assurer la précipitation du chlorure de potassium passant de la phase liquide à la phase solide,
celle-la étant ensuite séparée de celle-ci, pour finalement réduira la température de la phase liquide ainsi séparée, afin de précipiter le chlorure de potassium sous forme so- lide.
La diminution de température de la. phase liquide
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ainsi súparée s'effectue prêfsrablenent an présence d33 cristaux d'amorçage du chlorure do potassw..-, v9nt d'être refroidie la phase liquide séparée peut être mélangée , un autre produit de flottât ion enrichi au chlyorure de potas- sium en phase solide et destiné à agir G'O':."ûs6 particules d'a- morçage sur lesquelles le chlorure de pJtesslwm cristallise, lorsque la température du mélange est abaissée. 3n enrichis- sant le concentré de chlorure de p0 û83.1:...L'?'. '3n phase solide par association d'une certaine quantité de chlorure de sodium, et en refroidissant ensuite an présence d'une solution saturée
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chaude du minerai formant la phase liquide, le OE,1;
>ra#<s de sodi.1 est dissous et entra an solution d8n.S ¯La phase liquide,
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tandis que le chlorure de potassium se dépose en passant de la phase liquide à la phase solide.
Lorsque le chlorure de potassium et le chlorure de sodium sont dissous dans de l'eau en présence de sylvinite, il se forme une .solution saturée tant en chlorure de sodium ,lui en chlorure de potassium et c'estcettesolution saturee, con- tenant du plomb et/ou du bismuth dissous qui est utilisée dans l'opération de flottation conforme à l'invention.
Etant donné que les particules de sylvinite finement dirvisée sous introduites dans une solution ssturés de ce minerai, le mine- rai ainsi introduit reste sous forma .solide, et le mélago de cette solution contenant du plro et/ou du bismuth dissous, et du minerai finement divisé, constitue la pulpe utilisée en vue de l'opération de flottation.
quelque soit le mode de séparation utilisé, parmi ceux qui seront décrits plus loin, le traitement par flotta- tion peut être mis en oeuvre au moyen de tout appareillage convenable et s'effectue préférablement dans une serie de cellules ou 'becs dans lesquels le rapport entre le minerai et lasolution peut être modifié.
C'est ainsi que suivant un mode de réalisation préféré, une grande partie du chlorure de sodium et de lagangue peut être séparée par flottation dans le premier bac en laissant dans la pâte d'autres fractions de chlorure de sodium qui sont ensuite enlevées par répétition de l'opération dans les cellules suivantes, de telle sorte que les résidus solides de la cellule finale constituent du chlo- rure de potassium presque pur, contenant de faibles quantités d'oxyde de fer et d'oxyde de manganèse.
On a constaté que l'écume des différentes cellules en- traine dans le concentré des quantités de cristaux composés de chlorure de sodium et de chlorure de potassium non séparés lors du broyage et afin d'assurer la récupération totale de tous les sels du minerai, ces cristaux doivent subir un traitement
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complémentaire.
Si lors de la flottation de chlorure de sodium la tem- pérature de la solution entraînant l'écume de chlorure de sodium qui contient du chlorure de potassium est augmentée, la quantité de chlorure de potassium qui peut être dissoute dans la solution chauffée dépassera largement telle dissoute à une température plus basse, étant donné que la proportion de chlorure de sodium maintenue dissoute dans une telle solu- tion chauffée diminuera comme l'indique le tableau donné plus haut.
On tient compte de cette particularité pour faire dis- saudre le chlorure de potassium associé au chlorure de sodium et pour le récupérer ensuite dans cette solution. a cet effet, la solution saturée entrainant l'écume de chlorure de sodium est tout d'abord chauffée et agitée et pendant ce chauffage, le chlorure de sodium peut se déposer dans la solution. Le chlorure de sodium déposé est séparé de la solution, laquelle est ensaite refroidie en présence des particules d'amorçage solides de chlorure de potessium; le chlorure de potassium contenu dans la solution cristallise lors du refroidissement, en se déposant sur ces particules qui peuvent provenan des cellules de flottation ou être in- troduites de toute autre manière dans l'opération.
Le chlorure de sodium déposé dans la solution chauf- fée est séparé de celle-ci et est alors purifié et débarrassé de l'humidité et se trouve ensuite prêt à la vente ou à d' autres emplois.
Les schlamms de chlornme de potassium constitués par la pulpe restant après flottation du chlorure de sodium sont, après avoir été débarrassés de celui-ci, séparés du liquide dans un déshydrateur approprié; ce liquide,pouvant encore contenir du chlorure de potassium finement divisé, est ensui- te amené dans un épaississeur de chlorure de potassium, tan-
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dis que les constituants solides des schlamms épaissis sont ensuite transférés, depuis le déshydrateur, avec les dolides déposés provenant de l'épaississeur, dans une centrifuge dans laquelle le produit est déshydraté et préparé en vue du séchage.
Comme dans certaines conditions de fonctionnement, il peut être avantageux de flotter le chlorure de potassium, alors que dans d'autres cas, il est plus avantageux de flotter le chlorure de sodium, le procédé conforme à l'invention sera décrit plus loin, en se référant aux dispositifs pour sa mise en oeuvre, représentés par les fig.l àt 2 des dessins annexés correspondant aux deux variantes susindiquées et montrant la succession des traitements utiliser dans chaque cas.
On va tout dtabord déorire les différentes opérations constituant le procédé objet de l'invention en se référant au schéma général de la fig.l dans lequel la référence 1 dési- gne un broyeur, préérablement du type à galets; il est en effet indispensable d'éviter des broyeurs comportant des sur- faces te fer poli qui produiraient la précipitation du plomb ou du bismuth contenu dans la solution saturée. La référence 2 désigne une trémie d'alimentation en minerai du broyeur, la référence 3 désigne un réservoir contenant la solution de plomb, de chlorure de sodium et de chlorure de potassium, sa- turée en ce qui concerne ces deux sels.
Partant de ce réser- voir, la solution est transférée par des canalisations repré- sentées en traits interrompus aux différents bacs de flottation et aux autres parties de l'installation y compris le broyeur 1.
Le minerai broyé, débité par le broyeur 1, est envoyé préférablement au moyen d'une pompe 4, dans un classificateur b de tout type convenable, dans lequel les fines particules convenant au traitement conforme à l'invention sont séparées des particules plus grosses. Celles-ci sont ramenées au broyeur à travers la trémie 2 pour être soumises à un nouveau broyage
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tandis que les fines sont envoyées depuis le classificateur o au-premier bac de flottation 6, dans lequel les fines forment un élément constitutif de la pulpe décrite plus haut.
On ajoute constamment dans la pulpe un réactif ou une aombinaison de réactifs approprié, de la catégorie des acides gras, par exemple de l'acide oléique, du savon à l'huile de palme, du savon de coprah, du savon résineux ou analogue, soluble dans une solution de chlorure de potas- sium, de chlorure de sodium et de plomb et pouvant fhotter le chlorure de sodium et la gangue dans cette solution, l'ad- jonotion dudit réactif s'effectuant en tout point approprié pendant l'opération de flottation.
La quantité de réactif ajoutée peut varier suivant les conditions, mais on a constaté qu'une quantité correspon- dant à environ 1,8 kgs d'acide gras(ou de dérivés équivalents de celui-ci) par tonne de minerai traité constitué la valeur normale. Lors de la mise en-oeuvre, le réactif constitué par l'acide gras est consommé, et il y a lieu de ce fait de prévoir une arrivée continue de ce réactif pendant toute la durée de l'opération de flottation.
Alore qu'il se produit une consommation constante du réactif de flottation, il n'y a pas de consommation des constituants de la solution de flottation, à savoir le chlo- rure de sodium, le chlorure de potassium et le plomb, la concentration des constituants chlorure de potassium et chlo- rure de sodium reste pratiquement constante pendant les dif- férentes opérations, pour toute température donnée, encore qu'il puisse se produire des pertes d'ordre purement méoani- que lors de périodes de fonctionnement prolongées, ces per- tes étant automatiquement compensées par le minerai présent dans la pulpe.
La concentration du plomb dans la solution reste éga-
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lement constante, quelles que soient les variations de tempéra- ture, quoiqu'il puisse y avoir de légères pertes d'ordre pure- ment mécanique pour de longues périodes, ces pertes étant compensées par des additions occasionnelles de plomb ou de bismuth dans la solution.
Le plomb est préférablement ajouté dans la solution sous forme de chlorure, de nitrate, de sulfate ou d'acétate de plomb; si l'on utilise le bismuth, cette adjonction s'effectue- ra sous forme du sel de bismuth correspondant, bien que d'au- tras sels de plomb ou de bismuth donnent également de bons résultats.
On pourra utiliser tout procédé pour dissoudre le plomb dans la solution, par exemple faire passer la solution de chlo- rure de potassium et de chlorure de sodium à travers un broyeur contenant des barres de pldmb, ou du plomb métallique sous toute autre forme.
Tous les sels de plomb ou de bismuth connus à l'heure actuelle;- sont solubles dans la solution saturée de chlorure de potassium et de chlorure de sodium; ils seront avantageuse- ment incorporés à cette solution dans le broyeur.
On utilisera avantageusement plusieurs cellules de flottation telles que 8 et 6' munies d'agitateurs convenables, de sorte qu'avec une introduction d'air appropriée des bulles sont formées dans la pulpe, le réactif produit l'adhérence du chlorure de sodium et de la gangue sur ces bullas qui montent à la surface et sont déversées sous forme d'écume dans rune,' cuve . de flottation 6".
On a constaté que l'écume provenant des cellules de flottation 6 et 6' entraine non seulement des Particules de chlorure de sodium,, mais aussi de la gangue et quel- ques particules solides de chlorure de potassium; en vue d'obte- nir une meilleure récupération de tout le chlorure de potassium contenu dans le minerai, des mesures sont prévues pour séparer
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le chlorure de potassium contenu dans l'écume de chlorure de sodium.
cet effet, l'écume traverse une ou plusieurs cellu- les 7 dites de purification, préférablement assez nombreuses (trois dans le cas figuré) et fonctionnant suivant le même principe que les cellules de flottation 6 et 6'
Les cellules 7-7 assurent la flottation du chlorure de sodium sous forme d'éoume dans les cuves 7'-7', l'écume débitée par la dernière cellule de purification 7-7 étant pratiquement débarrassée du chlorure de potassium sauf quel- ques particules de ce sel intimement liées aux particules de chlorure de sodium entrainées par 1'écume -La pulpe qui reste dans les cellules d et o' après flottation du chlorure de sodium est envoyée directement dans les bace 8.
Cette pulpe est principalement composée de la solution de flottation et de chlorure de potassium so- lide, mais il y reste presque invasiablement des particules de chlorure de sodium collées sur des particules de chlorure de potassium.; les particules ainsi collées sont flottées à la surface du bac 8 et envoyées dans un baa 8' et du réactif supplémentaire est ajouté dans le bac 8 pour eider à cette séparation.
A la sortie du bac 8', l'écume est envoyée dans un déshydrsteur 9 de tout type approprié dans lequel la solution de l'écume est, dans une grande prrportio, séparée des par- ticules solides, envoyées dans la trémie 2 pour en assurer un nouveau broyage, tandis que la solution est envoyée par la pompe 4 au classificateur5et retourne dans le cycle.
L'écume de chlorure de sodium contenant quelques par- ticules de chlorure de potassium intimement associées est envoyée de la dernière cellule de purification 7-7 dans un récipient ou agitateur de chauffage 10 agencé de manière à
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assurer le chauffage et l'agitation de son contenu.
L'écume de chlorure de sodium avec les particules de chlorure de potassium qu'elle contient entreine une fraction de la solution de flottation, mais il est souvent désirable dt ajouter un volume supplémentaire de la solution dans l'agita- teur de chauffage; ce résultat est obtenu en soutirant de la solution dans le réservoir 3 au moyen d'une tuyauterie indiquée en pointillé dans le schéma.
Lorsque la tempérautre de la pulpe contenue dans l'a- gitateur 10 est élevée d'environ b à 10 C. par exemple, le chlo- rure de potassium entrainé dans ledit agitateur 10 sous forme solide et provenant des cellules 7-7 est dissous et en même temps le ohlorure de sodium tend à se séparer, comme l'indique le tableau donné plus haut. Lorsque ce changement de phase est terminé, la pulpe est envoyée de l'agitateur 10 directement dans le récipient 11, préférablement constitué par un épais- sisseur, dans lequel elle peut reposer, le chlorure de sodium pouvant de ce fait se déposer.
La température de la pulpe dans le récipient 11 est approximativement la même que dans le ré- cipient de chauffage 10, de sorte qu'il n'y a pas de sépara- tion par cristallisation de chlorure de potassium.
La pulpe restant dans les bacs 8 après flo ti;ation est transférée directement dans un agitateur de refroidissement 12, dans lequel la température est maintenue à une valeur corres- pondant approximativement à celle de l'ensemble du système non compris les éléments 10 et 11.
Les particules de ohlorure de sodium une fois déposées dans la solution chauffée dans ltépaississeur 11, la solution chaude contenue dans celui-ciest également envoyée dans 1'a- gitateur de refroidissement 12 dans lequel elle entre en con- tact avec les particulos concentrées de chlorure de potassium provenant des bacs 8. Ces particules agissent comme des solides
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d'amorçage sur lesquels le chlorure de potassium contenu dans la solution provenant de l'épaississeur 11 cristallise sous l'action de la température plus basse dans le réser- voir de refroidissement, on recourt par ailleurs à l'action d'un agitateur pour accélérer cette cristallisation.
Toute fraction de particules de chlorure de sodium entrainée depuis la cellule 8 avec la solution concentrée de chlorure de potassium ee dissout, dans l'agitateur 12, de sorte que les particules solides contenues dans la pulpe passant de l'agitateur de refroidissement 12 au déshydrateur 13, comme il seradit plus loin, consistent en chlorure de potassium presque pur.
Il y a lieu de noter que par suite de l'emploi de la solution de chlorure de potassium, de chlorure de sodium et de plomb, la température de 1'agitateur 12 et ailleurs dans le système peut être effectivement abaissée (de l'ordre de 7 C). sans provoquer une cristallisation sensible du chlorure de potassium, à moins qu'il n'y ait des solides d'amorçage de ce mené sel.
L'un des résultats intéressants de cette particularité réside dans le fait que malgré le refroidissement de la solution de chlorure de potassium, de chlorure de sodium et de plomb, lors de son passage à travers les tuyauteries et autres éléments constitutifs de l'appareillage, il n'y aura pas de cristallisation appréciable du chlorure de potassium dans la solution ; deplus, le corrosion destructive des tuy- auteries ou récipients en f er est évitée. Ce fait est en contraste frappant avec la destruction corrosive qui se produit lors de l'emploi d'une solution bolide ne contenant pas de plomb, telle que par exemple une solution de chlorure de potassium et de chlorure de sodium.
Lors de la première mise en route de l'installation une mince couche de plomb précipitée de la solution se dépose rapidement dansles tuyau-
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tories et récipients et stoppose à la corrosion. Il en résulte au début une certaine perte de plomb dans la solution, perte qui est commpensée par des adjonctions appropriées, la suppression de toute corrosion réduit sensiblement les frais d'amortissement et de réparation de l'installation.
Lorsque la température de la pulpe a été suffisamment abaissée dans ltagitateur 12, celle-ci est envoyée dans un déshydrateur 13 dans lequel la solution entrainant de fines particules de chlorure de potassium est nettement séparée de la masse de chlorure de potassium solide, puis envoyée dans un épaississeur de chlorure de potassium 14. Les particules solides dans la solution allant à l'épaississeur 14 se dépo- sent, après quoi la solution du classificateur est envoyée dans le réservoir 3.
Les particules solides de chlorureede potassium aux- quelles adhérent encore de faibles fractions de solution sont envoyées à la sortie du déshydrateur 13 et de l'épaississeur 14 dans une oentrifuge 15 dans laquelle les solides sont débar- rassés de la majeure partie de la solution, envoyée par l'inter- médiaire de l'épaississeur 14, dans le réservoir 3.
Les fractions de solution adhérant aux particulles de chlorure de potassium dans la centrigugels contiennent du chlo- rure de sodium qui doit absolument être séparé des particules de chlorure de potassium si ces dernières doivent présenter le degré de pureté voulu.
De ce fait, les particules de chlorure de potassium centrifugées sont soumises à un lavage et ainsi débarrassées du ohlorure de sodium contenu dans la solution intiale; pour effec- tuer ce lavage sans perte de chlorure de potassium, les particu- les solides restant dans la centrifuge lb sont lavées avec une solution saturée de chlorure de potassium. Stil reste encore des particules de ohlorure de sodium avec le chlorure de
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potassium dans la centrifuge 15, cette solution saturée les dissout sans disscudre le chlorure de potassium, et assure en même temps le lavage des particules solides de chlorure de potassium, pour les débarrasser de toute fraction de la solution initiale pouvant contenir du chlorure de sodium.
Ee ces échéant, on pourra utiliser de l'eau pour le lavage, cette eau se saturera de chlorure de potassium très peu après son introduction, celle-ci s'effectuant dans la centrifuge 15 et la solution de lavage ainsi que toute fraction de la solution initiale à laquelle cette eau se trouve mélangée, repasse de la centrifuge 15 dans l'épais- sisseur 14 dans lequel les particules solides de chlorure de potassium sont déposées, la solution étant ensuite ren- voyée dans le cycle pa r l'intermédiaire du réservoir 3.
Blen que l'agitateur de chauffage 10 ait été repré- senté dans le schéma comme étant séparé des cellules de pu- rification 7-7, le chauffage de la pulpe peut, le cas échéant, s'effectuer dans une ou plusieurs desdites cellules de puri- fication 7. De plus, malgré que les bacs 8 sont à une tempé- rature inférieure à. celle maintenue dans l'agitateur de chauf- fage, ou dans les cellules 7, lorsque ce sont ces dernières qui sont chauffées, le trop plein de l'épaississeur pent être envoyé directement dans le bac 8, dans lequel s'effectuent alors les fonctions indiquées plus haut comme étant celles de l'agitateur de refroidissement 12.
Dans ce cas, il y a évi demment lieu de prévir un refroidissement des bacs 8, depuis lesquelsles particules solides de chlorure de potassium son; envoyées directement au désh drateur 13.
Il estpar ailleurs évidentque le minerai peut être, le cas échéant, broyé à sec, le produit du broyage étant ensuite introduit dans unesolution saturée de minerai contenant du plomb et /ou du bismuth.
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Or, a constaté que le chlorure de potassium obtenu en moyen du procédé ci-dessus décrit n'est pas le chlorure de po- tassium blanc habituel, chimiquement purifié, bien. au contraire, ce sel sa présente sous une forme granulée et avec une teinte rosée due aux faibles quantités d'oxydes de fer et de manga- nèse dans le minerai de sylvinite, ces oxydes restant dans le chlorure de potassium obtenu et colonant celui-ci.
On constata par ailleurs que les grains de ce produit/sont hydrofuges après avoir été séchés et ne présontent qu'une ten- dance faible ou même nulle à s'agglomérer ou à adhérer entre eux lors de l'absorption d'humidité. Cette particularité pré- sente une grande importance, étant donné que le chlorure de potassium produit jusqu'à présent est déliquescent; il tend donc à coller dans les sacs ou lora du stockage en vrac sous hangar , ou en cale, pendant le transport, de quinécessite an broyage ou tout autre procédé de réduction pour en permettre l'emploicomme entrais.
Cette qualité hydrofuge du sol est due au fait que les grains de chlorure de potassium obtenu conformément au procédé; objet :la l'invention, sent recouverte de se ons incolu@les à base de chaux et de megnésium, résultantde la combinaison des acides gras employés comme réactifs avec les sels de chaux et de magnésium qui existent en fsible quantité dans la sylvinite.
Cette particularité favorise l'absorption des huiles que l'on jodte quelquefois en graciions déterminées, inférieures à 1% en poids, avant, pendant ou après le séchage pour améliorer les qualités hydrofuges et de ce fait ces qualités peuvent tre conservées dans le produit final. On porma utiliser da huiles minérales ou certaines fractions de celles-ci, par exemple du fuel oil ou du pétrole, des huiles animales tels que de l'huile rouge ou de l'acide oléique ou encore des huiles végétales com- me de l'huile de graines de coton ou de l'huLJ,e de coco.
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Loisqus le chlorure de potassium est obtenu sous forme de concentré d'6ou!ne, une pulpe est fermée par intro- duction de la sylvinite dans la sàl,it2:#. saturée du r' -1l f-,ra ' L, puis passée dans uns installation de :::'l..)Î.i:a+'l.n aJ:'r01-rHel utiliaant comme rendit de du sel eL.:o1.1.... -;:t:ll sicuoi 3ùÎa;1l= , dans la proportion "à' *il:É= ?.,I 5C 1-gj ;:.ar tixzo de r:lirsl qui produit l'é=a:::#.
D:.S c*tt,3 Opr?.tl3R à,5 ±1,>ttqtl=i#, I n in.#éa±- 3:.:t ége:..S'1G::t :?10 i'e, tandis que le ohlorurs -le 3diu'" =13t.J dans la pulpe et est enlevés de l'epPar6::'...3,:\;..:,8 d6 queues DU TÉ "J iÉ at .
La !11iS0 f± )t3.l!'3 du plocâ1cl ÇCUT ".p 7 j. chlorure .fl2 potassium 3'e'?rsst.3 ±'JL-ÔGl'""à%3Ilf eu. J%ÀJ' 'a de 1 ±Àg.2, s'1*'*' lequel le 'Tf ' - - '-* ±#Lz ' trémie 10 qui alimente un broyeur 17 de t0t tyjj <#>L,=v>able, le broyage du. -:inerai pe:t s !e.:'fcctïl.I ?t 0\.Î ou e::-... rf''j.c-3 d' ea u, -,u t3Y..co:=.a p-.L"fâr3'ble21f;
Oii pr 1 E É ,À2 "à 'd mlà±13 so 1113.1 du -minerai, e-n,,?.zc-na##t d.a rssarvoir Z0 et e=:#.sz-le dans lp tré- Hie i el':' Y.10 tesps que la zi#epgi, h,r*s broyage c.% 1>eS#Jd-:ce de aeiJbô solution dans le le minersi est envoy-5 par une poulpe 18 à un olsssificatear dans 1-3s 9attic'i- les de minerai de dimensions voulues sont j&r.arsef.1 p::r le trop-plein de l'installation de flattat'o::l 21" las particu- les d-j diBiansions plus grandes ékent zei;:-oi+ôes dans le broyeur par l'intermédiaire de la trsie 16 pour if' --Irc-7jéis
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nouveau.
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Le trop-plein, du classifioateur 1H est forré d'une pulpe qui <-oisLsta habituellement en une à cinq partiaa de solution pour uneBB?tie en poids de -rii:5=-si. 'L'appErsillage de flo Italien Si se G-onpose da plusieurs cella-
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les corsée l'indique la figure; les réactifs sont ajoutas dans
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la pulpe da l'appareillage de flottât ion 21 et provoquent
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le¯
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la formation de l'écume qui entraîna la chlorure de potassium et la gangue. Cette écume qe déversa dans les cuves à écume
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211 tandis que le chlorure de sodium est obtenu sous îorrle, de queues au moyen de la conduite 21" servant à soutirer 1Iell'3s-c.:..
Dans l'appareillage de flottation 21 qui assure la flottttion initiale, la pulpe est soumise à une flottation plus grossière, aucun des produits n'est donc obtenu avec le degré de pureté voulu, tant en raison de l'imperfection propre de la flottation ainsi opérée, qu'en raison de la présence des par-
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ticules de chlorure de potassium que le broyqge n'a pas débax'a- ssées du chlorure de sodium. L'écume provenant de l'appareil-
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lage de flottation 21 est donc soumise 1, un traitement compilé- mentaire dans une ou plusieurs cellules de flottation 22, 22', 222, dénommées "cellules de purification" et qui, dans l'exemple figuré, sont disposées en série. L"éeume provenant de l'appareil- lage 21 est envoyée dans la cellule 22 et soumise à une seconde flottation dans celle-ci.
L'écume provenant de la cellule 22 est envoyée dans la cellule 22', à un état un peu plus par que lorsqu'elle arrivait de l'appareillage 21.
L'écume provenant de la cellule 21'qui présente un de- gré de pureté plus éleva est envoyée dans la cellule 22 dans laquelle elle subit une nouvelleflottation. L'écume provenant de cette dernière cellule est évacuée par le conduit 22 pour subir d'autres traitements qui seront détaillés plus loin.
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Les queues des iif erantes cellules je purification 22i 221 et 222 peuvent être purifiées à nouveau, --il vue do leur '.'Ol,t0 sous fO':"16 J<: produits de quel. iir.Lt ernf'j.,î 1.'3 !-ce, ou l e ces envJ:/ae"1 à û:r'tl:v:'¯'t un 'J;n.Ju:1:t; 84 dans un d8shydra- leur 25 depuis lequel les particules solides sont renvoyées dans la tré.mie 16 et de celle-ci dans le broyeur pour y être
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broyées ;\ nouveau, tandis que le trop plein de la s,:"....:.t10n est envoyé par la pompe 18 dans le classeur 19.
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Dtant douas que lora de la flottait-.:):- initiale di 0::2-.:1- rure de potassium dans l'appareillage 21, le ,Ú:: '1!'LlJ"a da ao- diim quitta celui-ci sous forte de queues non e¯t¯.'r. 2telt dé- barrassées du chlorure de p:)t9SS ;im, ces q::":lS;J e ^pt d3.t ail t,=,:i.t-.s.,."Ot a:0':?i3i ^13p2taüs pour obtenir ce r ' z - 4-p-t .
La pul1-5- de chlorure de sodium est donc envoyée p¯4, la cu:1-.l."" 81 dans ltabitateur de chauffage 27 dans lequel la pulpe is soumise à l'agitation et chauffée pour amener la température a. en- viron 38 à 43 Cette augmentation. de température peut être obtenue par tous moyens appropriés, si par exemple le mo-
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teur :le l'installation est constitué par un. moteur Diése1, l'eau chaude ciruulant dans les chemises de refroidissement de celui-ci peut être envoyée dans des serpentins disposés dans l'agitateur de chauffage 27 en réchauffant ainsi la
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pulpe et en abaissant en mér-ce tetaps la température de l'eau. qui peut ensuite être renvoyée au moteur pour en assurer le refroidissement.
On a constaté que sous l'action de l'élévation de
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température, de l'agitation et d'une dilution convenable de la solution et des queues de chlorure de sodium, le chlorure de potassium se dissout, tandis que la solubilité du chlorure de sodium diminue d'où il résulte qu'une fraction du chlorure de potassium se précipite dans la solution.
-près traitement pendant le temps voulu dans l'agi- tateur 27, la pulpe est déversée, encore chaude, dans le classificateur à chlorure de sodium 28 dans lequel le chlo- rure de sodium granulé se dépose sous forme solide. Ces par- ticules solides sont soumises à un lavage avec une solution de chlorure de sodium, préférablement saturée, pour les débar- rasser des fractions de solution contenant du chlorure de
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potassium, après quoi le chlorure de sodlumsolide est envoyé au magasin 29 où il se trouve disponible après séchage.
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Le produit sortant du classificateur 28 passe dans un épaississeur 30 dans lequel l'argile et les gangues se déposent sous forme de pulpe; celle-ci est envoyée dans un filtre 31 dans lequel s'effectuentle filtrage et un lavage pour la débarrasser de la solution contenant du chlorure de potas- sium, et enfin soutirée sous forme de refus pratiquement débar- rassés du chlorure de potassium. Dans cette opération de filtra- ge , la solution de lavage employée est pratiquement pure, et préférablement constituée par une solution saturée de chlo- rure de sodium préparée dans un agitateur 32, en 'ajoutant dans d l'eau soumise à l'agitation une partie du chlorure de sodium provenant du clasificateur 28.
Cette solution saline sert également pour le levage dans le classificateur 28. L'écume de chlorure de potassium pro- venant des cellules de purification 22, 22' 222 qui entrai,-le une fraction notable des particules solides non dissoutes de chlorure de potassium est envoyée dans l'agitateur de refrodis- semant 33 par le conduit 23 tandis que la solution tiède prove- nant de l'épaississeur de chlorure de sodium 30 se déverse de. la même manière dans l'agitateur de refroidissement 33.
Sous l'action du refroidissement dans l'appareil 33, l'excès de chlorure de potassium dissous dans le tropplein de l'épaississeur 30 cristallise sur les grains ou particules de chlorure de potassium contenus dans l'écume et la solution refroidie est ramenée à sa teneur normale en chlorure de po- tassium dissous, pour la température à laquelle elle est ra- menée par refroidissement, test à dire la température normale, de la pulpe dans l'ensemble de l'installation.
Lorsque cette opération de refroidissement est terminée la pulpe refroidie se déverse dans un déshydrateur 34 dans le- quel les grains plus gros de chlorure de potassium se déposent et sont envoyés sous forme d'une pulpe épaissie et déshydratée dans le mélangeur 35.
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La solution déversée par le déshydrateur 34, et les grains plus fins de chlorure de potassium entrailles par celle-ci sont renvoyés dans l'épaississeur de chlorure de potassium 36 dans lequel les grains de chlorure de potassium peuvent se déposer, après quoi le trop plein de l'épaississeur 19, constituant une solution pratiquement débarrassée des par- ticules solides de chlorure de potassium, est envoyé dans le réservoir 5, depuis lequel la solution peut être renvoyée aux différents points du circuit, en vue d'une nouvelle u- tillisation.
La pulpe de chlorure de potassium épaissie, provenant de l'épais tisseur 36, se déverse dans le mélangeur 35 dans lequel elle est mélangée aux particules de chlorure de potas- sium envoyées dans le mélangeur par le déshydrateur 34. Cette pulpe combinée est ensuite envoyée dans des filtres 26 dans lesquels elle est débarrassées des restes :Le solution, le fil- trat étant envoyé dans l'épaississeur de chlorure de potas- siuia 36. Pour assurer la séparation de la solution contenant le chlorure de sodium et du chlorure de potassium, ce der- nier est, dans las filtres 26, soumis à un lavage qui s'effec- tue soit avec de l'eau, soit préférablement avec une solu- tion saturée de chlorure de potassium.
Aprèsfiltrage le gâteau de chlorure de potassium est envoyé dans un sécheur à la sortie duquel le chlorure de potassium est prêt la vente.
Le chlorure de potassium obtenu finalement après cette opération est en tous points semblable à celui mention- né plus haut et obtenu par l'opération telle que décrit en premier lieu.
Une conduite appropriée de l'opération de flot- tation permet d'assurer une sélection des différentes qua- lités des particules de chlorure de potassium qui différent
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entre elles par leur teneur en oxyde fer, de manganèse, de magnésium et d'aluminium, en vue d'obtenir ainsi finalement de degré les produits de/pureté variable.
On a également constaté qu'avec le présent procédé, le chlorure de potassium contenant des impuretés sous forme d'inclusions peut être dissous, ces inclusions étant alors déposées ou autrement enlevées de la solution, le chlorure de potassium soluble étant recristallisé sur d'autres frac- tions de chlorure de potassium en modifiant ainsi dans des proportions très étendues la teneur en substances étrangères du produit fini.
Bien que l'invention ait été décrite en se référant aux schémas particuliers représentés aux dessins annexés et , indiquant en détail certaines dispositions des cellules de flottation, des agitateurs de chauffage et de refroidissement des épaississeurs, etc... il va de soi que de nombreuses modifications ou altérations peuvent être apportées aux dis- positions de ces appareils sans pour celasortir de l'esprit ni du cadre de l'invention, étant entendu que les schémas tels que figurés ne l'ont été qu'à titre d'exemples aucune- ment limitatifs.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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PROCESS FOR THE SEPARATION, IN SYLVINITE BINERAIS, OF VALUE SOLUBLE CONSTIFUENTS AND PRODUCTS OBTAINED ACCORDING TO THIS PROCEDURE.
The present invention relates to a process for the separation of valuable soluble constituents in sylvinite ores and to the product or products obtained according to this process.
Sylvite ore is mainly composed of crystals of sodium chloride and potassium chloride, with small amounts of other mineral substances such as oxides of iron and manganese, calcium and magnesium ore, clay and analogues.
There is usually a more or less large quantity
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aunt of crystals of sodium chloride and potassium chloride intimately mixed. Sodium chloride and potassium chloride are both soluble in water, but exhibit different solubility rates, depending on the temperature of the sylvinite solution. Both salts are buoyant, by means of the scum flotation process, in saturated aqueous sylvinite solution, but each requires a different reagent or combination of reagents for its flotation.
The process which is the subject of the invention uses the different levels of dolubility and the different flotation qualities to effect the separation of these two salts.
The invention aims in particular to obtain each of these sois in a practically pure form or, if necessary, one or both of them, without removing the other constituents of the ore.
Considered as a whole, the invention consists in first preparing a saturated aqueous solution of the constituents of sylvinite ore, intended to undergo the various treatments, and in dissolving lead and / or bismuth in this saturated solution, according to a A preferred embodiment which comprises flotation of the sodium chloride constituents of the sylvinite ore.
Each of the above solutions constitutes the flotation liquid into which the finely ground sylvinite is introduced to form a pulp.
According to one embodiment of the process, the sodium chloride and gangue constituents are removed by flotation from the pulp containing dissolved lead or bismuth; according to a variant, the constituents of potassium chloride and gangue are removed by flotation from a pulp containing neither lead nor bismuth in solution.
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To ensure the separation by flotation of the sodium chloride and the gangue, a reagent or a combination of reagents, with a selective action, is used so that the air bubbles produced in the solution by any suitable means float the particles of water. sodium chloride and gangue on the surface, without entraining the potassium chloride particles or, if the latter are carried away, delaying or reducing their flotation.
The reagent used for this purpose consists of any fatty acid (or, as equivalent products, of one or more fatty acid derivatives or mixtures thereof) soluble in solution and capable of producing the flotation. sodium chloride and gangue in the pulp, such acids being, for example, oleic acid, coconut oil soap, coconut soap, resinous soap or the like. There are fatty acids and fatty acid derivatives which are insoluble in such a solution, and / or which cannot produce sodium chloride flotation in it; these acids or derivatives obviously do not belong to the category of those intended to be used as reagents.
The term "fatty acid" used in the remainder of the description should not be understood as extending only to the fatty acids proper, but also extends to fatty acid derivatives, soluble in a saturated solution of sodium chloride and potassium chloride, containing lead in the dissolved state and capable of producing the flotation of sodium chloride and gangue in this solution.
When it is necessary to float the potassium chloride and the gangue, the pulp is obtained as mentioned above and subjected to flotation in the presence of a reagent belonging to the category of alkali salts of sulphonated alcohols, or more
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specifically a salt of a sulfonated aliphatic alcohol, comprising five to fourteen carbon atoms per molecule or
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again, more particularly laur-ï-sodium sulfate or ethyl-sodium sulfate.
In this tra. ntee ^ :, clor-¯ # (. of potassium and substances which er. pro'lulse ::: +; .s CQ '.01 "8- tiir. npturelle (oxides of iron and manans) It q- -P the gangue constituents including 9 fsiam efi aluminum oxides, combined 3: 3 us form d1bydr ':' 1cate, 3t 1 ', cited while sodium chloride mate ra ::
flobbed into the tank and removed from the flotation apparatus as a concentrated residue. toric the temperature of a saturated solution of potassium chloride and sodium chloride is reduced, the potassium chloride and deposits by crystallizing but when this solution contains dissolved lead and / or bismuth and forming part of said solution, potassium chloride will not crystallize, even after cooling the solution and allowing it to stand for an hour or more, as long as the solution does not contain solid particles of potassium chloride to initiate crystallization;
In this case, potassium chloride crystallizes only on these solid particles and does not actually settle on the surfaces of pipes, vessels or other parts.
The presence of pblb and / or bismuth in the solution therefore prevents the pipelines, etc. from becoming clogged. Another advantage is that the corrosion of the iron surfaces by the solution is almost completely prevented. The proportion of lead in the solution may vary, a content of 1.2 to 1.8 grams per liter being satisfactory, but it is advantageous to go up to levels of 1.8 to 1.9 grams per liter of solution.
If, as in the present case, there is still a
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sufficient quantity of sodium chloride and potassium chloride to saturate the solution with these two salts, an increase in temperature will produce an increase in the percentage of potassium chloride and a decrease in the percentage of sodium chloride in the saturated solution, as 1 'indicates the table below:
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<tb> Temperature <SEP> KON <SEP> Na <SEP> C1
<tb>
<tb> C
<tb>
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10 12.b 29.7 20 14.7 29.2 .50 1? .E] e8.7
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<tb> 40 <SEP> 19.8 <SEP> 28.2
<tb>
<tb> 00 <SEP> 22.0 <SEP> 27.5
<tb>
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at0 24, o 27o2
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<tb> 70 <SEP> 27.3 <SEP> 26.8
<tb>
<tb>
<tb> 80 <SEP> 3010 <SEP> 26.4
<tb>
<tb>
<tb> 90 <SEP> 32.9 <SEP> 26.1
<tb>
<tb> 100 <SEP> 35.9 <SEP> 25.8
<tb>
It should be noted that the percentage of potassium chloride in the saturated solution increases with the same time as the temperature, while the percentage of sodium chloride decreases, and that the increase in the percentage of potassium chloride is faster than the decrease in the percentage of sodium chloride.
Conversely, when the temperature decreases, the percentage of potassium chloride in the saturated solution decreases faster than the percentage of sodium chloride increases in this same solution.
In accordance with the present invention, this phenomenon is used to ensure the separation of the constituents of the sylvinite, by suitably varying the temperature.
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and adjusting it for the different stages of the process.
Thus, during one of these stages, care is taken to maintain
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keep an apprxiu2tive temperature 0û oos.st-nb-3: the flotation pulp, so that there is neither dissolution nor precipitation, by the liquid phase, of soluble oonatituents of minersi. At another stage, the temperature of the flotation pulp is increased, to dissolve in the liquid phase the potassium chloride in the solid phase, and at a third stage the temperature of the flotation product, containing the saturated ablution in the liquid phase. and undissolved potassium chloride as a constituent of the solid phase, is reduced, to ensure the precipitation of potassium chloride passing from the liquid phase to the solid phase,
the latter then being separated therefrom, to finally reduce the temperature of the liquid phase thus separated, in order to precipitate the potassium chloride in solid form.
The decrease in temperature of the. liquid phase
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thus separated is carried out prefrablenent in the presence of 33 crystals of initiation of potassium chloride .-, before being cooled the separated liquid phase can be mixed, another flotation product enriched with potassium chlyoride in solid phase and intended to act G'O ':. "ûs6 priming particles on which the chloride of pJtesslwm crystallizes, when the temperature of the mixture is lowered. 3n enriching the chloride concentrate of p0 û83.1: .. The solid phase by combining a certain quantity of sodium chloride, and then cooling in the presence of a saturated solution
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hot ore forming the liquid phase, the EO, 1;
> ra # <s of sodi.1 is dissolved and entered in solution d8n.S ¯The liquid phase,
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while potassium chloride is deposited in passing from the liquid phase to the solid phase.
When potassium chloride and sodium chloride are dissolved in water in the presence of sylvinite, a saturated solution is formed both of sodium chloride and of potassium chloride and it is this saturated solution, containing lead and / or dissolved bismuth which is used in the flotation operation according to the invention.
Since the particles of finely directed sylvinite are introduced into a sstured solution of this ore, the ore thus introduced remains in a solid form, and the melago of this solution containing dissolved plro and / or bismuth, and ore finely divided, constitutes the pulp used for the flotation operation.
whatever the method of separation used, among those which will be described later, the flotation treatment can be carried out by means of any suitable apparatus and is preferably carried out in a series of cells or 'spouts in which the ratio between ore and solution can be changed.
Thus, according to a preferred embodiment, a large part of the sodium chloride and the tongue can be separated by flotation in the first tank, leaving other fractions of sodium chloride in the paste which are then removed by repetition. of the operation in the following cells, so that the solid residues of the final cell constitute almost pure potassium chloride, containing small amounts of iron oxide and manganese oxide.
It has been observed that the scum of the different cells entrains in the concentrate quantities of crystals composed of sodium chloride and potassium chloride not separated during grinding and in order to ensure the total recovery of all the salts of the ore, these crystals must undergo treatment
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complementary.
If during the flotation of sodium chloride the temperature of the solution causing the scum of sodium chloride which contains potassium chloride is increased, the amount of potassium chloride which can be dissolved in the heated solution will greatly exceed such dissolved at a lower temperature, since the proportion of sodium chloride kept dissolved in such a heated solution will decrease as indicated in the table given above.
This particular feature is taken into account in order to dissolve the potassium chloride associated with the sodium chloride and then to recover it in this solution. for this purpose, the saturated solution entraining the scum of sodium chloride is first of all heated and stirred and during this heating, the sodium chloride can be deposited in the solution. The deposited sodium chloride is separated from the solution, which is then cooled in the presence of the solid starter particles of potassium chloride; the potassium chloride contained in the solution crystallizes on cooling, being deposited on these particles which can come from the flotation cells or be introduced in any other way in the operation.
The sodium chloride deposited in the heated solution is separated therefrom and is then purified and freed of moisture and is then found ready for sale or other use.
The potassium chlorine slurries formed by the pulp remaining after flotation of the sodium chloride are, after having been freed of the latter, separated from the liquid in a suitable dehydrator; this liquid, which may still contain finely divided potassium chloride, is then passed into a potassium chloride thickener, while
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Said that the solid constituents of the thickened slurries are then transferred, from the dehydrator, along with the deposited dolides from the thickener, to a centrifuge in which the product is dehydrated and prepared for drying.
As under certain operating conditions it may be advantageous to float potassium chloride, while in other cases it is more advantageous to float sodium chloride, the process according to the invention will be described later, in referring to the devices for its implementation, shown in fig.l to 2 of the accompanying drawings corresponding to the two variants mentioned above and showing the succession of treatments used in each case.
We will first of all deorire the various operations constituting the method which is the subject of the invention by referring to the general diagram of FIG. 1 in which the reference 1 designates a crusher, preferably of the roller type; it is in fact essential to avoid grinders comprising polished iron surfaces which would precipitate the lead or bismuth contained in the saturated solution. Reference 2 designates an ore feed hopper for the mill, reference 3 designates a tank containing the solution of lead, sodium chloride and potassium chloride, saturated with respect to these two salts.
Starting from this reservoir, the solution is transferred by pipes shown in broken lines to the various flotation tanks and to the other parts of the installation including the grinder 1.
The crushed ore, debited by the crusher 1, is preferably sent by means of a pump 4, to a classifier b of any suitable type, in which the fine particles suitable for the treatment according to the invention are separated from the larger particles. These are returned to the grinder through hopper 2 to be subjected to a new grinding.
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while the fines are sent from the classifier o to the first flotation tank 6, in which the fines form a constituent element of the pulp described above.
A suitable reagent or combination of reagents from the fatty acid category, for example oleic acid, palm oil soap, coconut soap, resinous soap or the like, is constantly added to the pulp. soluble in a solution of potassium chloride, sodium chloride and lead and capable of fhoting sodium chloride and gangue in this solution, the addition of said reagent taking place at any appropriate point during the operation flotation.
The amount of reagent added may vary depending on the conditions, but it has been found that an amount corresponding to about 1.8 kgs of fatty acid (or equivalent derivatives thereof) per tonne of ore processed constitutes the value. normal. During implementation, the reagent consisting of the fatty acid is consumed, and it is therefore necessary to provide for a continuous arrival of this reagent throughout the duration of the flotation operation.
Although there is a constant consumption of the flotation reagent, there is no consumption of the constituents of the flotation solution, namely sodium chloride, potassium chloride and lead, the concentration of constituents potassium chloride and sodium chloride remain practically constant during the various operations, for any given temperature, although losses of a purely mechanical nature may occur during prolonged periods of operation, these per- - your being automatically compensated by the ore present in the pulp.
The concentration of lead in the solution remains the same.
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constant, whatever the variations in temperature, although there may be slight losses of a purely mechanical nature for long periods, these losses being compensated by occasional additions of lead or bismuth to the solution. .
The lead is preferably added to the solution in the form of lead chloride, nitrate, sulfate or acetate; if bismuth is used, this addition will take place in the form of the corresponding bismuth salt, although other salts of lead or bismuth also give good results.
Any method can be used to dissolve the lead in the solution, for example passing the solution of potassium chloride and sodium chloride through a mill containing pldmb bars, or metallic lead in any other form.
All the lead or bismuth salts known at present; - are soluble in the saturated solution of potassium chloride and sodium chloride; they will advantageously be incorporated into this solution in the mill.
Advantageously, several flotation cells such as 8 and 6 'provided with suitable stirrers will be used, so that with a suitable introduction of air bubbles are formed in the pulp, the reagent produces the adhesion of sodium chloride and of the gangue on these bullas which rise to the surface and are poured in the form of foam in the rune, 'vat. flotation 6 ".
It was found that the scum from flotation cells 6 and 6 'causes not only sodium chloride particles, but also gangue and some solid potassium chloride particles; in order to obtain a better recovery of all the potassium chloride contained in the ore, measures are planned to separate
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the potassium chloride contained in the sodium chloride scum.
For this purpose, the foam passes through one or more so-called purification cells 7, preferably quite numerous (three in the case shown) and operating on the same principle as the flotation cells 6 and 6 '
Cells 7-7 ensure the flotation of the sodium chloride in the form of eum in the tanks 7'-7 ', the scum produced by the last purification cell 7-7 being practically free of potassium chloride except for a few. particles of this salt intimately bound to the particles of sodium chloride entrained by the scum -The pulp which remains in the cells after flotation of the sodium chloride is sent directly to the tanks 8.
This pulp is mainly composed of the flotation solution and solid potassium chloride, but there almost invasively remain particles of sodium chloride stuck to particles of potassium chloride .; the particles thus bonded are floated on the surface of the tank 8 and sent to a baa 8 'and additional reagent is added in the tank 8 to help with this separation.
At the outlet of the tank 8 ', the scum is sent to a dehydrator 9 of any suitable type in which the solution of the scum is, in a large proportion, separated from the solid particles, sent into the hopper 2 for it. ensure new grinding, while the solution is sent by pump 4 to classifier5 and returns to the cycle.
The sodium chloride scum containing a few intimately associated particles of potassium chloride is sent from the last purification cell 7-7 into a heating vessel or stirrer 10 arranged so as to
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ensure heating and agitation of its contents.
The sodium chloride scum with the particles of potassium chloride contained therein enters a fraction of the flotation solution, but it is often desirable to add an additional volume of the solution to the heating stirrer; this result is obtained by withdrawing the solution from the tank 3 by means of a pipe indicated in dotted lines in the diagram.
When the temperature of the pulp contained in the stirrer 10 is raised from about b to 10 C. for example, the potassium chloride entrained in said stirrer 10 in solid form and coming from cells 7-7 is dissolved. and at the same time the sodium chloride tends to separate, as the table given above indicates. When this phase change is complete, the pulp is sent from agitator 10 directly into vessel 11, preferably consisting of a thickener, in which it can rest, thereby allowing sodium chloride to settle.
The temperature of the pulp in vessel 11 is approximately the same as in heating vessel 10, so that there is no separation by crystallization of potassium chloride.
The pulp remaining in the tanks 8 after flo ti; ation is transferred directly to a cooling agitator 12, in which the temperature is maintained at a value corresponding approximately to that of the whole system not including elements 10 and 11 .
Once the sodium chloride particles are deposited in the heated solution in the thickener 11, the hot solution contained therein is also sent to the cooling agitator 12 where it comes into contact with the concentrated chloride particles. potassium from bins 8. These particles act as solids
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on which the potassium chloride contained in the solution from the thickener 11 crystallizes under the action of the lower temperature in the cooling tank, the action of a stirrer is also used to accelerate this crystallization.
Any fraction of sodium chloride particles entrained from cell 8 with the concentrated solution of potassium chloride ee dissolved, in stirrer 12, so that the solid particles contained in the pulp passing from the cooling stirrer 12 to the dehydrator 13, as will be further stated, consist of almost pure potassium chloride.
It should be noted that as a result of the use of the solution of potassium chloride, sodium chloride and lead, the temperature of agitator 12 and elsewhere in the system may be effectively lowered (of the order of of 7 C). without causing substantial crystallization of potassium chloride, unless there are priming solids of this conducted salt.
One of the interesting results of this particularity lies in the fact that, despite the cooling of the solution of potassium chloride, sodium chloride and lead, as it passes through the pipes and other constituent elements of the apparatus, there will be no appreciable crystallization of potassium chloride in the solution; in addition, destructive corrosion of iron pipes or vessels is avoided. This fact is in stark contrast to the corrosive destruction which occurs when using a bolide solution not containing lead, such as, for example, a solution of potassium chloride and sodium chloride.
When the installation is started up for the first time, a thin layer of lead precipitated from the solution is deposited quickly in the pipes.
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tories and containers and stops corrosion. This initially results in a certain loss of lead in the solution, which loss is compensated for by appropriate additions, the elimination of any corrosion significantly reduces the cost of amortization and repair of the installation.
When the temperature of the pulp has been sufficiently lowered in the stirrer 12, the latter is sent to a dehydrator 13 in which the solution entraining fine particles of potassium chloride is clearly separated from the mass of solid potassium chloride, then sent to a potassium chloride thickener 14. The solid particles in the solution going to the thickener 14 settle, after which the classifier solution is sent to the tank 3.
The solid particles of potassium chloride to which still adhering small portions of solution are sent to the outlet of the dehydrator 13 and the thickener 14 in an oentrifuge 15 in which the solids are freed of the major part of the solution, sent through the thickener 14, into the tank 3.
The solution fractions adhering to the potassium chloride particles in the centrigugels contain sodium chloride which must absolutely be separated from the potassium chloride particles if the latter are to exhibit the desired degree of purity.
As a result, the centrifuged potassium chloride particles are subjected to washing and thus freed from the sodium ohloride contained in the initial solution; to effect this washing without loss of potassium chloride, the solid particles remaining in centrifuge 1b are washed with a saturated solution of potassium chloride. There are still particles of sodium chloride left with the sodium chloride.
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potassium in the centrifuge 15, this saturated solution dissolves them without dissolving the potassium chloride, and at the same time ensures the washing of the solid particles of potassium chloride, to rid them of any fraction of the initial solution which may contain sodium chloride.
In these cases, water can be used for washing, this water will become saturated with potassium chloride very shortly after its introduction, this being carried out in the centrifuge 15 and the washing solution as well as any fraction of the mixture. initial solution with which this water is mixed, passes again from the centrifuge 15 into the thickener 14 in which the solid particles of potassium chloride are deposited, the solution then being returned to the cycle by means of the tank 3.
Although the heating stirrer 10 has been shown in the diagram as being separate from the purification cells 7-7, the heating of the pulp may, if desired, take place in one or more of said purification cells. purification 7. In addition, although the tanks 8 are at a temperature below. that maintained in the heating agitator, or in the cells 7, when it is the latter which are heated, the overflow of the thickener can be sent directly to the tank 8, in which the functions are then carried out. indicated above as those of the cooling agitator 12.
In this case, it is obviously necessary to prevent cooling of the tanks 8, from which the solid particles of potassium chloride are; sent directly to the dehumidifier 13.
It is moreover evident that the ore can be, if necessary, dry milled, the product of the milling then being introduced into a saturated ore solution containing lead and / or bismuth.
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Now, it has been found that the potassium chloride obtained by means of the process described above is not the usual chemically purified white potassium chloride, well. on the contrary, this salt is present in a granulated form and with a pinkish tint due to the small amounts of iron oxides and manganese in the sylvinite ore, these oxides remaining in the potassium chloride obtained and colonizing it. .
It was further observed that the grains of this product are water repellent after being dried and show little or even no tendency to agglomerate or to adhere to each other upon absorption of moisture. This peculiarity is of great importance, since the potassium chloride produced so far is deliquescent; it therefore tends to stick in the bags or lora of the bulk storage in a hangar, or in the hold, during transport, which requires a grinding or any other reduction process to allow it to be used as input.
This water-repellent quality of the soil is due to the fact that the grains of potassium chloride obtained in accordance with the process; object: the invention is covered with colorless substances based on lime and magnesium, resulting from the combination of fatty acids used as reagents with the lime and magnesium salts which exist in small quantities in sylvinite.
This feature favors the absorption of the oils which are sometimes sprayed in determined graciions, less than 1% by weight, before, during or after drying to improve the water-repellent qualities and therefore these qualities can be preserved in the final product. . It is possible to use mineral oils or certain fractions thereof, for example fuel oil or petroleum, animal oils such as red oil or oleic acid or alternatively vegetable oils such as oil. cottonseed oil or coconut oil.
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As the potassium chloride is obtained in the form of a concentrate of or! Ne, a pulp is closed by the introduction of sylvinite in the salt, it2: #. saturated with r '-1l f-, ra' L, then passed in an installation of ::: 'l ..) Î.i: a +' ln aJ: 'r01-rHel using as rendering of salt eL.:o1 .1 .... - ;: t: ll sicuoi 3ùÎa; 1l =, in the proportion "to '* il: É =?., I 5C 1-gj;:. Ar tixzo de r: lirsl which produces the é = a ::: #.
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The overflow of the 1H classifier is formed from a pulp which is usually in one to five parts of solution for one BB by weight of -rii: 5 = -si. 'The Italian flo apperage Si is placed in several cells.
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the full-bodied indicates the figure; reagents are added to
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the pulp of the flotation device 21 and cause
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the
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the formation of the foam which carried the potassium chloride and the gangue. This scum qe poured into the scum vats
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211 while the sodium chloride is obtained under water, from bottoms by means of the pipe 21 "serving to withdraw 1Iell'3s-c.: ..
In the flotation apparatus 21 which ensures the initial flotation, the pulp is subjected to a coarser flotation, none of the products is therefore obtained with the desired degree of purity, both because of the inherent imperfection of the flotation as well as operated, that due to the presence of
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particles of potassium chloride which the grinding has not removed from the sodium chloride. The foam from the appliance
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The flotation stage 21 is therefore subjected 1, a complementary treatment in one or more flotation cells 22, 22 ', 222, called "purification cells" and which, in the example shown, are arranged in series. The water from the apparatus 21 is sent to the cell 22 and subjected to a second flotation therein.
The scum coming from the cell 22 is sent to the cell 22 ', in a state a little better than when it arrived from the apparatus 21.
The scum from cell 21 'which has a higher degree of purity is sent to cell 22 where it undergoes a new float. The scum coming from the latter cell is evacuated through line 22 to undergo other treatments which will be detailed below.
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The tails of the iif erant cells i purification 22i 221 and 222 can be purified again, - as seen from their '.'01, t0 under fO': "16 J <: products of which. Iir.Lt ernf'j. , î 1.'3! -ce, or the ces envJ: / ae "1 to û: r'tl: v: '¯'t a' J; n.Ju: 1: t; 84 in a dryer 25 from which the solid particles are returned to the hopper 16 and therefrom to the mill to be there.
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crushed; \ new, while the overflow of s,: "....:. t10n is sent by pump 18 to binder 19.
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As long as lora of the float-.:):- initial di 0 :: 2 - .: 1- potassium ride in the apparatus 21, the, Ú :: '1!' LlJ "a da ao- diim left this one under strong tails not ēt¯.'r. 2telt stripped of the chloride of p:) t9SS; im, these q :: ": lS; J e ^ pt d3.t ail t, =, : it-.s.,. "Ot a: 0 ':? i3i ^ 13p2taüs to get this r' z - 4-pt.
The sodium chloride pulp is therefore sent p¯4, the cu: 1-.1. "" 81 to the heating chamber 27 in which the pulp is stirred and heated to bring the temperature to a. about 38 to 43 This increase. temperature can be obtained by any appropriate means, if for example the mo-
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tor: the installation is made up of a. Diése1 engine, the hot water circulating in its cooling jackets can be sent into coils arranged in the heating agitator 27, thus heating the
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pulp and lowering the temperature of the water. which can then be returned to the engine for cooling.
It was found that under the action of the elevation of
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temperature, stirring and proper dilution of the sodium chloride solution and bottoms, the potassium chloride dissolves, while the solubility of sodium chloride decreases resulting in a fraction of the chloride of potassium precipitates in solution.
after treatment for the desired time in the agitator 27, the pulp is poured, while still hot, into the sodium chloride classifier 28 in which the granulated sodium chloride is deposited in solid form. These solid particles are washed with a sodium chloride solution, preferably saturated, to get rid of the solution fractions containing sodium chloride.
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potassium, after which the sodlumsolid chloride is sent to store 29 where it is available after drying.
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The product leaving the classifier 28 passes through a thickener 30 in which the clay and gangues are deposited in the form of pulp; this is sent to a filter 31 in which the filtering and washing are carried out in order to free it from the solution containing potassium chloride, and finally withdrawn in the form of residue practically free of potassium chloride. In this filtering operation, the washing solution employed is substantially pure, and preferably constituted by a saturated solution of sodium chloride prepared in a stirrer 32, by adding to the water subjected to agitation a part of sodium chloride from classifier 28.
This saline solution is also used for leavening in classifier 28. The potassium chloride scum from purification cells 22, 22 '222 which entered, a significant fraction of the undissolved solid particles of potassium chloride is sent to coolant stirrer 33 through line 23 while the lukewarm solution from sodium chloride thickener 30 pours out of. the same way in the cooling agitator 33.
Under the action of cooling in the apparatus 33, the excess of potassium chloride dissolved in the overflow of the thickener 30 crystallizes on the grains or particles of potassium chloride contained in the scum and the cooled solution is brought back to its normal content of dissolved potassium chloride, for the temperature to which it is brought by cooling, ie the normal temperature test, of the pulp in the whole installation.
When this cooling operation is completed the cooled pulp flows into a dehydrator 34 in which the larger grains of potassium chloride settle and are sent as a thickened pulp and dehydrated in the mixer 35.
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The solution discharged from the dehydrator 34, and the finer grains of potassium chloride entrapped by it are returned to the potassium chloride thickener 36 in which the grains of potassium chloride can settle, after which the overflow of the thickener 19, constituting a solution practically freed of the solid particles of potassium chloride, is sent to the reservoir 5, from which the solution can be returned to the various points of the circuit, with a view to a new use .
The thickened potassium chloride pulp from the thick weaver 36 flows into the mixer 35 where it is mixed with the potassium chloride particles sent to the mixer by the dehydrator 34. This combined pulp is then sent. in filters 26 in which it is freed of the remains: The solution, the filtrate being sent to the potassium chloride thickener 36. To ensure the separation of the solution containing sodium chloride and potassium chloride , the latter is, in the filters 26, subjected to washing which is carried out either with water or preferably with a saturated solution of potassium chloride.
After filtering, the potassium chloride cake is sent to a dryer at the outlet of which the potassium chloride is ready for sale.
The potassium chloride finally obtained after this operation is in all points similar to that mentioned above and obtained by the operation as described in the first place.
Proper conduct of the flotation operation ensures a selection of the different qualities of the potassium chloride particles which differ.
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between them by their iron oxide, manganese, magnesium and aluminum oxide content, in order to thus finally obtain products of varying degree of purity.
It has also been found that with the present process, potassium chloride containing impurities in the form of inclusions can be dissolved, these inclusions then being deposited or otherwise removed from the solution, the soluble potassium chloride being recrystallized from others. potassium chloride fractions thereby modifying the content of foreign substances in the finished product to a very large extent.
Although the invention has been described with reference to the particular diagrams shown in the accompanying drawings and, indicating in detail certain arrangements of the flotation cells, of the stirrers for heating and cooling the thickeners, etc., it goes without saying that many modifications or alterations can be made to the arrangements of these devices without departing from the spirit or the scope of the invention, it being understood that the diagrams as shown have only been shown as examples. - limiting.
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