CN104998748A - 一种从高钠杂卤石矿中提钾除钠的工艺 - Google Patents

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甘顺鹏
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Abstract

一种从高钠杂卤石矿中提钾除钠的工艺，包括以下步骤：（1）将高钠杂卤石矿磨矿；（2）在浮选母液中采用一次粗选，两次精选，一次扫选，精选Ⅰ中矿、扫选精矿返回粗选，精选Ⅱ中矿返回精选Ⅰ的顺序返回闭路工艺流程，粗选加入阴离子捕收剂100-200克/吨，浮选时间为3-5分钟，扫选加入阴离子捕收剂50-100克/吨，浮选时间为2-3分钟，精选为不加捕收剂两次精选，浮选时间都为3-4分钟，得浮选精矿；（3）浮选精矿洗涤，过滤，得低钠杂卤石。本发明流程合理，浮选工艺成熟可靠，流程、药剂制度简单，投资少，易操作，低能、水耗，综合生产成本低，易于实现大规模工业化生产。

Description

一种从高钠杂卤石矿中提钾除钠的工艺
技术领域
本发明涉及一种从高钠杂卤石矿中提钾除钠的工艺，具体涉及一种通过正浮选-洗涤的方式从高钠杂卤石矿中提取获得低钠杂卤石的工艺。
背景技术
杂卤石（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O）是一种含钾镁硫酸盐复盐矿物，在水中的溶解度很小。该矿赋存于石膏和硬石膏岩中，是一种共生矿物，是广泛分布在硫酸盐型钾盐矿床中的难溶性钾矿石，其K2O理论含量达15.64%。但由于其水溶性差及矿体埋藏较深，开采技术难度较大，所以长期以来被视为呆矿而未被利用。因此，研究开发杂卤石矿，对改变中国缺钾现状，发展钾肥工业有着重要意义。
杂卤石矿资源十分丰富，按脉石矿物（氯化钠）含量高低可分为高钠杂卤石矿和低钠杂卤石矿。目前，针对低钠杂卤石矿的开发研究较多，已见报道的工艺路线有煅烧溶浸、酸解、溶浸等，其中美国洲际钾肥公司就是利用煅烧溶浸工艺处理低钠杂卤石制取硫酸钾，取得很好的效果。
目前，国内外杂卤石处理工艺可分为以下几类：
第一类：酸解制取钾盐，即利用硝酸等强酸性物质酸解杂卤石，使其分解，再从分解液中回收钾盐。CN102869609A公开了用HNO3与杂卤石反应生成含钾溶液，然后加入Ca(OH)2，再经过分离结晶等环节制备KNO3的方法；US1946068和US4246019也公开了利用HNO3处理杂卤石制备钾盐的方法；RU2276123公开了一种HNO3与杂卤石反应，然后用氨中和制备含K2SO4、MgSO4和NH4NO3混合物溶液的方法。
第二类：煅烧水解法，将杂卤石破碎到一定粒度，高温煅烧破坏其矿物结构，改变其溶解性质，再加水溶解其中的有用元素回收利用。CN102596856A公开了将杂卤石煅烧后加水，形成钾石膏，再与碱性Ca化合物反应，制备KNO3的方法；US2138827公开了将杂卤石粉碎至10-20目后与硝酸钠熔融煅烧，然后溶于水制备含硫酸钾溶液的方法；美国洲际钾肥公司申请了杂卤石的相关专利，例如其在中国申请的专利CN103930371A就介绍了利用煅烧水解法加工杂卤石矿制备硫酸钾的方法。
第三类：溶浸法，该方法是用某种特殊的溶液作为溶浸剂去溶浸杂卤石，使杂卤石矿中有用元素进入溶液中。US1981125公布了杂卤石与热的石灰水反应制备硫酸钾的方法；US1956930公开了将杂卤石与石灰石在密封容器中反应制备硫酸钾的方法；CN1045755A公开了利用同离子效应以3.5%的硫酸钾溶液从石膏、杂卤石混合矿石中提取硫酸钾、硫酸镁、硫酸钙的方法；还有一些文献报道了有关深部杂卤石矿的开采，原理也是溶浸法，如CN1766138A公开了一种对杂卤石矿中钾的溶浸开采方法，提出了采用CaCl2等水溶液作为溶浸液，对杂卤石矿中的钾进行溶浸开采，并指出该方法即可用于对地下深度埋藏的杂卤石矿进行原地浸出开采，也适用于对地表或浅层杂卤石矿进行堆浸处理。
上述专利和文献所采用的工艺路线均是针对低钠杂卤石或纯杂卤石矿，而对高钠杂卤石矿（NaCl质量百分含量≥10%）的开发利用未见有关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种从高钠杂卤石矿中提钾除钠的工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种从高钠杂卤石矿中提钾除钠的工艺，包括以下步骤：
（1）将原矿中NaCl的质量百分数≥10%的高钠杂卤石矿磨矿至-150目（-0.106mm）占75wt%-85wt%；
（2）在浮选母液中采用一次粗选，两次精选，一次扫选，精选Ⅰ中矿、扫选精矿返回粗选，精选Ⅱ中矿返回精选Ⅰ的顺序返回闭路工艺流程，粗选浓度为25wt%-35wt%（优选30wt%），扫选浓度为15wt%-25wt%（优选20wt%），粗选加入阴离子捕收剂100-200克/吨，浮选时间为3-5分钟，扫选加入阴离子捕收剂50-100克/吨，浮选时间为2-3分钟，精选为不加捕收剂两次精选，浮选时间都为3-4分钟，得浮选精矿；
（3）浮选精矿洗涤，过滤，得低钠杂卤石。
进一步，步骤（1）中，磨矿方式为球磨，磨矿质量浓度为50%-65%，磨矿介质为NaCl饱和母液。
进一步，步骤（2）中，所述浮选母液为NaCl饱和母液，母液循环使用。
进一步，步骤（2）中，所述阴离子捕收剂为烷基磺酸盐或烷基硫酸盐，其烷基碳链长度为10-16。
进一步，步骤（3）中，洗涤所用介质为浮选母液和水的混合液。其中，浮选母液调浆用。
进一步，步骤（3）中，浮选精矿、浮选母液和水的质量比为10:8-10:1.5-2.0。
本发明以高钠杂卤石矿为原料，通过正浮选-洗涤工艺提取杂卤石去除氯化钠，为后续处理杂卤石生产钾肥工艺提供合格的低钠杂卤石矿，整个工艺流程简单，具有投资小，操作简便，能、水耗低，综合生产成本低，易于实现大规模工业化生产等优点。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程图。
具体实施方式
 以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例包括以下步骤：
（1）将高钠杂卤石矿（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O含量60.12wt%，NaCl含量34.22wt％）磨矿至-150目（-0.106mm）占81.21wt%，磨矿方式为球磨，磨矿质量浓度为50%，磨矿介质为NaCl饱和母液；
（2）在NaCl饱和母液中，采用一次粗选，两次精选，一次扫选，精选Ⅰ中矿、扫选精矿返回粗选，精选Ⅱ中矿返回精选Ⅰ的顺序返回闭路工艺流程，粗选浓度为29wt%，扫选浓度21wt%；粗选加入阴离子捕收剂十二烷基磺酸钠150克/吨，浮选时间为4分钟，扫选加入阴离子捕收剂十二烷基磺酸钠75克/吨，浮选时间为3分钟，精选为不加捕收剂两次精选，浮选时间都为4分钟；获得浮选精矿，浮选精矿中K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O含量83.25wt%，NaCl含量4.41wt%，K+回收率92.62%；
（3）浮选精矿洗涤，以浮选母液和水的混合液作为洗涤介质，其中，浮选精矿、浮选母液和水的质量比为10:8:2，然后过滤，试验结果：可获得K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O含量92.13wt%，NaCl含量0.398wt%的低钠杂卤石精矿，K+回收率97.72%。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
（1）将高钠杂卤石矿（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O含量76.72wt%，NaCl含量16.32wt％）磨矿至-150目（-0.106mm）占83.20wt%，磨矿方式为球磨，磨矿质量浓度为60%，磨矿介质为NaCl饱和母液；
（2）在NaCl饱和母液中，采用一次粗选，两次精选，一次扫选，精选Ⅰ中矿、扫选精矿返回粗选，精选Ⅱ中矿返回精选Ⅰ的顺序返回闭路工艺流程，粗选浓度为30.02wt%，扫选浓度21.23wt%；粗选加入阴离子捕收剂十六烷基磺酸钠180克/吨，浮选时间为4分钟，扫选加入阴离子捕收剂十六烷基磺酸钠75克/吨，浮选时间为3分钟，精选为不加捕收剂两次精选，浮选时间都为4分钟；获得浮选精矿，浮选精矿中K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O含量88.18wt%，NaCl含量3.87wt%，K+回收率92.14%；
（3）浮选精矿洗涤，以浮选母液和水的混合液作为洗涤介质，其中，浮选精矿、浮选母液和水的质量比为10:8:2，然后过滤，试验结果：可获得K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O含量94.21wt%，NaCl含量0.346wt%的低钠杂卤石精矿，K+回收率98.01%。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
（1）将高钠杂卤石矿（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O含量52.99wt%，NaCl含量41.23wt％）磨矿至-150目（-0.106mm）占78.83wt%，磨矿方式为球磨，磨矿质量浓度为65%，磨矿介质为NaCl饱和母液；
（2）在NaCl饱和母液中，采用一次粗选，两次精选，一次扫选，精选Ⅰ中矿、扫选精矿返回粗选，精选Ⅱ中矿返回精选Ⅰ的顺序返回闭路工艺流程，粗选浓度为30.01wt%，扫选浓度21.42wt%；粗选加入阴离子捕收剂十二烷基硫酸钠125克/吨，浮选时间为3分钟，扫选加入阴离子捕收剂十二烷基硫酸钠50克/吨，浮选时间为3分钟，精选为不加捕收剂两次精选，浮选时间都为4分钟；获得浮选精矿，浮选精矿中K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O含量82.08wt%，NaCl含量4.87wt%，K+回收率90.67%；
（3）浮选精矿洗涤，以浮选母液和水的混合液作为洗涤介质，其中，浮选精矿、浮选母液和水的质量比为10:8:2，然后过滤，试验结果：可获得K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O含量93.12wt%，NaCl含量0.245wt%的低钠杂卤石精矿，K+回收率96.99%。
实施例4
本实施例包括以下步骤：
（1）将高钠杂卤石矿（K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O含量52.99wt%，NaCl含量41.23wt％磨矿至-150目（-0.106mm）占79.34wt%，磨矿方式为球磨，磨矿质量浓度为50%，磨矿介质为NaCl饱和母液；
（2）在NaCl饱和母液中，采用一次粗选，两次精选，一次扫选，精选Ⅰ中矿、扫选精矿返回粗选，精选Ⅱ中矿返回精选Ⅰ的顺序返回闭路工艺流程，粗选浓度为30.01wt%，扫选浓度21.42wt%；粗选加入阴离子捕收剂十六烷基硫酸钠150克/吨，浮选时间为3分钟，扫选加入阴离子捕收剂十六烷基硫酸钠75克/吨，浮选时间为3分钟，精选为不加捕收剂两次精选，浮选时间都为4分钟；获得浮选精矿，浮选精矿中K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O含量79.87wt%，NaCl含量6.12wt%，K+回收率92.67%；
（3）浮选精矿洗涤，以浮选母液和水的混合液作为洗涤介质，其中，浮选精矿、浮选母液和水的质量比为10:8:2，然后过滤，试验结果：可获得K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O含量93.21wt%，NaCl含量0.213wt%的低钠杂卤石精矿，K+回收率96.46%。

Claims (6)

1. 一种从高钠杂卤石矿中提钾除钠的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将原矿中NaCl的质量百分数≥10%的高钠杂卤石矿磨矿至-150目占75wt%-85wt%；
（2）在浮选母液中采用一次粗选，两次精选，一次扫选，精选Ⅰ中矿、扫选精矿返回粗选，精选Ⅱ中矿返回精选Ⅰ的顺序返回闭路工艺流程，粗选浓度为25wt%-35wt%，扫选浓度为15wt%-25wt%，粗选加入阴离子捕收剂100-200克/吨，浮选时间为3-5分钟，扫选加入阴离子捕收剂50-100克/吨，浮选时间为2-3分钟，精选为不加捕收剂两次精选，浮选时间都为3-4分钟，得浮选精矿；
（3）浮选精矿洗涤，过滤，得低钠杂卤石。
2.根据权利要求1所述的从高钠杂卤石矿中提钾除钠的工艺，其特征在于：步骤（1）中，磨矿方式为球磨，磨矿质量浓度为50%-65%，磨矿介质为NaCl饱和母液。
3.根据权利要求1或2所述的从高钠杂卤石矿中提钾除钠的工艺，其特征在于：步骤（2）中，所述浮选母液为NaCl饱和母液，母液循环使用。
4.根据权利要求1或2所述的从高钠杂卤石矿中提钾除钠的工艺，其特征在于：步骤（2）中，所述阴离子捕收剂为烷基磺酸盐或烷基硫酸盐，其烷基碳链长度为10-16。
5.根据权利要求1或2所述的从高钠杂卤石矿中提钾除钠的工艺，其特征在于：步骤（3）中，洗涤所用介质为浮选母液和水的混合液。
6.根据权利要求5所述的从高钠杂卤石矿中提钾除钠的工艺，其特征在于：浮选精矿、浮选母液和水的质量比为10:8-10:1.5-2.0。
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