La potasa ocurre en depósitos suaves generalmente asociados con cloruro de sodio y las cantidades diversas de arcilla, lo cual, por su carácter coloide, complica su procesamiento.
Los minerales de potasa generalmente contienen 20 a 40% de KCL con el balance completado con NaCl y un poco de arcilla, usualmente en la orden de 1 a 1.5%.
La flotación ha sido desarrollada como el proceso de separación para la potasa que es una sal cristalina y libre de las sales sódicas. En la mayoría de los casos la potasa es flotada en la espuma y la sal, NaCl, permanece en el relave. Un producto de 60% de K2O es requerido y la flotación normalmente mantendrá que el grado de 61 a 62% de K2O luego de haber efectuado un deslamado en la etapa de clasificación.
Diagrama de Flujo de Procesamiento de Potasa
En este caso el mineral de potasa es la Silvita (KCl) es flotada del cloruro de sodio, Halita (NaCl).
Sal Común o Halita: NaCl
La Sal común o Halita es incolora cuando no está manchado con alguna impureza; El acabado, vidrioso; H = 2.5; G = 2.14; Los cristales, en el sistema cúbico, la hendidura, perfecto, clivaje con cantos vivos y esquinas; El sabor conocido; La composición, el cloruro de sodio, una combinación del metal, el sodio, con el gas, el cloro. Los usos domésticos y preservantes son bien conocidos; Las cantidades grandes son usadas en la manufactura de sodio, cloro, el bicarbonato de soda, la soda cáustica, etc. Encontrado en cantidades grandes en rocas sedimentarias de muchas edades, con yeso, el esquisto, la piedra arenisca, y la caliza. Es extraído de la cantera como sal gema. Su presencia en agua salada, y las lagunas de agua salada a la orilla del mar son bien conocidas.
Chancado
Las sales mixtas son usualmente extraídas de minas subterráneas y son secadas. Tres etapas de chancado con chancadoras de mandíbula, molino de martillo hará más pequeño el mineral de la mina a un tamaño de meno 6 mallas con una mínima cantidad de finos. El material final es separado entre cada etapa y la fracción muy grande de la tercera etapa es reciclado o trabajado en un circuito cerrado.
El carácter suave y ligeramente abrasivo de las sales hace el chancado seco relativamente simple, aunque un control de polvo es siempre necesario. Los molinos del martillo generalmente pueden trabajarse para tener un producto 95% – 10M.
Lavado y Deslamado
El mineral chancado en seco menos seis mallas es alimentado en un lavador rotativo tipo tambor con salmuera saturada. La acción dentro del tambor permite remover la película de lama de arcilla de los cristales de sal. La pulpa que se descarga es deslamada en un Clasificador cuyo rebose separa la fracción 28 mallas. El lavado con salmuera es usado en la cama de sal en el clasificador para quitar tanta lama como sea posible. El rebose del clasificador es deslamado en un hidroclasificador para separar la lama coloidal y recuperar la sal muy bien cristalina para el proceso de flotación.
Molienda y Clasificación
El producto grueso deslamado es molido en un Molino de Barras en circuito abierto hasta aproximadamente todo menos 14 mallas. La descarga del molino de la barra se dirige a un segundo clasificador para deslamar en la misma manera que en el clasificador después del lavado. Si se desea un producto más fino, el producto puede estar en circuito cerrado con el molino. El circuito abierto es usualmente satisfactorio, desde que se remueve una masa grande de la carga de la subsiguiente clasificación y las etapas de espesamiento, y también provee un alto porcentaje de sólidos para flotación.
Acondicionamiento
El material molido y deslamado es clasificado aproximadamente a 60% de sólidos (salmuera de 54% en volumen) luego es acondicionado en un tanque con impulsor tipo turbina forrada con jebe. Generalmente en el primer acondicionador un reactivo como almidón puede agregarse para neutralizar y deprimir cualquier lama no quitada en los pasos de clasificación o formado por la subsiguiente acción abrasiva de la pulpa. En el segundo acondicionador de los acetatos de amine se agrega para activar el Silvita y entregarlo flotable. Un espumante como aceite del pino se agrega usualmente para el control de espuma.
Flotación de Potasa
La pulpa acondicionada es flotada en un circuito de flotación con celdas mecánicas. En el circuito mostrado, la flotación primaria se efectúa con el alimento fresco. Esto le permite el producto a base de cloruro de sodio grueso pueda dejar la celda fácilmente. La flotación es generalmente muy rápida si el alimento está correctamente condicionado. Usualmente 1.5 para 2.0 minutos será suficiente, pero un coeficiente de seguridad adecuado debe considerarse por fluctuaciones (alimentación y leyes). La densidad de flotación es mantenida a 25 – 30% sólidos en el alimento.
El concentrado primario es limpiado una vez. Los relaves de la limpieza son al circuito primario. Generalmente por el volumen grande de concentrado de espuma a ser removido en la flotación primaria de limpieza una celda con doble rebose es usada. Por simplicidad una celda de un solo rebose es mostrada en el diagrama de flujo.
Una celda mecánica eficazmente producirá concentrados altos de grado y relaves finales de baja ley. Para sólidos muy gruesos puede considerarse un circuito separado para la fracción gruesa. En un caso que las Celdas flotan la fracción – 6 + 15 mallas de potasa y producirá un producto con 61% de K2O con una recuperación alta. En algunos circuitos especiales, los relaves son clasificados por tamaño y la fracción – 28 mallas es descartada. La fracción +28 mallas pueden ser retratada por remolienda o puedo combinarme directamente con el producto de potasa, pero manteniendo un producto con más de 60% K2O. Los relaves finales de flotación generalmente contendrán 0.5 a 0.9% de K2O, con una recuperación de 95%.
Espesamiento, Filtración y Recuperación de Salmuera
El producto de las celdas de limpieza se acondiciona para destruir cualquier espuma y el exceso es enviado a un espesador para la recuperación de la salmuera. La descarga inferior del espesador es recirculada a un tanque para tener la densidad adecuada de alimentación del filtro. El filtrado del filtro se envía al espesador. Agua fresca puede ser usada en el producto filtrado para quitar la salmuera que aun tenga un alto contenido de NaCl.
El filtrado se efectúa en un filtro horizontal. Los filtros horizontales y las centrifugas son usadas en el manejo de sales de potasa. El secado se realiza en secadores rotativos que funciona a petróleo o gas.
El condicionamiento y dos o más etapas de espesamiento son utilizados para la recuperación de la salmuera y la separación de una sal cristalina gruesa y lamas coloides como productos separados, cada uno con una pérdida mínima de sal de potasa.
Bombeo de Productos
Las bombas SRL son efectivas para el manipuleo de pulpas de salmuera. Las bombas de diafragma también pueden usarse para bombear la descarga inferior del espesador de los hidroclasificadores. Estas bombas se han usado en operaciones de potasa de Estados Unidos, Francia y áreas del mediterráneo.
Muestreo
Se debe efectuar toma de muestras en la planta por medio del uso de cortadores a fin de poder efectuar los balances para el control de la operación.
Resumen del Proceso de Tratamiento
La flotación de potasa ha sido desarrollada con éxito. Se ha simplificado el procesamiento de las sales aun en los casos donde la composición se desvía considerablemente de la mezcla simple de KCl-NaCl. Las técnicas especiales en reactivos, la temperatura y refrigeración son todos los factores en el procesamiento de estas sales. Las celdas de flotación mecánicas son una parte importante en el procesamiento por su selectividad, flexibilidad, y habilidad para manejar tonelaje alto, así como también tamaños gruesos. Es el corazón del proceso, aún representa sólo una fracción muy pequeña del costo inicial del equipo. En algunos casos es preferible usar un transportador de banda en lugar de un elevador mecánico.
Tratamiento de Potasa
Especificaciones comerciales del producto
K2O………………………………………………………………………………….60.0 %
KCl…………………………………………………………………………………..95.0 %
La industria química requiere que la sal de KCl tenga menos de 1% de impurezas.
Problemas en la producción
La separación por flotación de KCl de NaCl o versa de vicio no es problema serio. Ocasionalmente, en algunos países europeos, las lamas de arcilla ocurren en los depósitos y son la dificultad para la separación de las lamas de los circuitos de salmuera. El deslamado antes del acondicionamiento y la flotación es importante al flotar el cloruro de potasio del cloruro de sodio.
Reactivos
Para flotar potasa de cloruro de sodio en una solución saturada de salmuera es necesario deslamar y tratar la pulpa con almidón. Los reactivos Catiónicos como acetato del amine luego activarán y selectivamente flotaran la potasa de las impurezas. La flotación anicónica con ácido del nafténico y una sal metálica como cloruro de plomo es también practicado para flotar el cloruro de sodio de la potasa. En general, los reactivos catiónicos son preferidos como recubran la potasa y simplifican el subsiguiente manipuleo después de filtrar y secar. Las partículas con una película de amina, cuando están secas, demuestran menos tendencia para endurecerse o cementarse en el almacenamiento