CN102826874B - 不饱和卤水为浮选介质生产硫酸钾镁肥的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不饱和卤水为浮选介质生产硫酸钾镁肥的方法，该方法包括以下步骤：⑴将SO₄ ^2-/K⁺质量比为1.0~3.5的钾镁混盐原料破碎至粒径小于40目泰勒筛，得到破碎后的原料；⑵在破碎后的原料中加入浮选介质进行浮选调浆，得到质量浓度为10~50%的浮选料浆；⑶将浮选料浆置入浮选机中，并加入反浮选剂浮选，分别得到氯化钠含量小于10%的低钠钾镁混盐和浮选泡沫；低钠钾镁混盐经过滤后输送至反应罐；浮选泡沫排放至尾盐池沉降，得到浮选尾液；⑷向反应罐低钠钾镁混盐中加入水搅拌，得到硫酸钾镁肥料浆；⑸硫酸钾镁肥料浆经离心过滤，分别得到滤饼和二转母液；滤饼干燥至恒重后即得硫酸钾镁肥；二转母液循环使用。本发明能耗少、成本低、产品结晶度好。

Description

不饱和卤水为浮选介质生产硫酸钾镁肥的方法

技术领域

本发明涉及盐化工领域，尤其涉及不饱和卤水为浮选介质生产硫酸钾镁肥的方法。

背景技术

软钾镁矾是生产硫酸钾的中间原料，也是一种优质无氯硫酸钾镁复合肥，而硫、镁等中量元素的短缺又是目前世界农业生产中普遍存在的问题，田间应用研究结果表明施用硫酸钾镁肥可显著提高水稻、蔬菜、烟草、水果等经济作物的产量和品质，被喻为作物施肥“黄金搭档”，具有广阔的市场应用前景。我国是一个农业大国，每年需消耗大量的钾肥。用量最大的是含氯钾肥氯化钾，占钾肥市场用量的85~90%，而无氯钾肥随着忌氯作物如：茶叶、花卉、蓖麻、亚麻、葡萄、柑橘等经济作物的快速增长，市场对无氯钾肥的需求呈逐年递增趋势。我国无氯钾肥的品种主要有硫酸钾、硝酸钾、磷酸二氢钾、硫酸钾镁、窑灰钾肥、硅钾肥等，而硫酸钾镁肥发展势头最好。

目前，硫酸钾镁肥的生产主要采用“转化-浮选法”，中国发明专利200610008786.7公开了一种用含钾硫酸镁亚型卤水制备硫酸钾镁肥的方法，该法是将卤水在盐田中自然蒸发得到钾镁混盐矿，加水分解转化得到含一定量氯化钠的粗软钾镁矾，再经烷基磺酸盐正浮选提纯，进一步加工制成硫酸钾镁肥产品，中国发明专利200810135849.4公开了一种两段转化，浮选法生产硫酸钾镁肥的工艺，工艺过程与专利200610008786.7类似，均为“先转后浮”的技术路线。

钾镁混盐矿采用“先转后浮”技术路线，从生产运行来看，主要存在两个方面的技术问题亟需解决：其一，该法一段转化条件苛刻，为保证转化彻底，必须通过球磨机对原矿进行球磨，要求转化完成后60目泰勒筛筛上物不得高于15%，能耗较高；其二，经转化浮选后得到了硫酸钾镁肥产品颗粒细，结晶度差，在干燥时粉尘的损失量达15~20%，钾总收率低。此外，产品颗粒细，容易结块，还需辊压造粒，进一步地增加了成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能耗少、成本低、产品结晶度好的不饱和卤水为浮选介质生产硫酸钾镁肥的方法。

为解决上述问题，本发明所述的不饱和卤水为浮选介质生产硫酸钾镁肥的方法，包括以下步骤：

⑴将SO₄ ^2-/ K⁺质量比为1.0~3.5的钾镁混盐原料破碎至粒径小于40目泰勒筛，得到破碎后的原料；

⑵在所述破碎后的原料中按1：1~1：10的质量比加入浮选介质进行浮选调浆，10~60min后得到质量浓度为10~50%的浮选料浆；

⑶将所述浮选料浆置入浮选机中，并加入反浮选剂，经10~60min的浮选，分别得到氯化钠含量小于10%的低钠钾镁混盐和浮选泡沫；所述低钠钾镁混盐经过滤后输送至反应罐；所述浮选泡沫排放至尾盐池沉降，得到浮选尾液；所述浮选料浆与所述反浮选剂的质量比为5吨：1千克~10吨：1千克；

⑷向所述反应罐低钠钾镁混盐中加入水，在温度为5℃~35℃的条件下搅拌10~60min，得到硫酸钾镁肥料浆；所述低钠钾镁混盐与水的质量比为1：0.2~1：1；

⑸所述硫酸钾镁肥料浆经离心过滤，分别得到滤饼和二转母液；所述滤饼干燥至恒重后即得硫酸钾镁肥；所述二转母液循环使用。

所述步骤⑵中的浮选介质是指将盐田钾镁肥混盐加水溶解至溶液中Mg²⁺ 含量大于等于40g/ L 且小于等于60g/ L的液体；所述盐田钾镁肥混盐是指将盐湖卤水通过导入盐田，自然蒸发晒制，析出的一种含有氯化钾、七水硫酸镁和氯化钠的混合盐类，该混合盐类中氯化钾的质量含量为10%~15%、氯化钠含量为10~30%、七水硫酸镁含量为40~60%。

所述步骤⑶中的反浮选剂是指C₁₂烷基吗啉。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明针对“转化-浮选法”存在的不足，提出了“先浮后转”的技术路线，即通过反浮选除钠纯化钾镁混盐矿，再经常温转化生产硫酸钾镁肥的工艺。本发明中，在配料工段采用40g/ L ≤Mg²⁺≤60g/ L的不饱和卤水作为浮选介质调配液，不但可以有效降低浮选后产物低钠钾镁混盐中氯化钠含量，还可以减少反应时间，尤其是转化反应可以在常温下即可完成，与“转化-浮选法”相比，该工艺具有产品结晶度好、生产工艺简单、能耗少、成本低、钾回收率高等优点。

2、本发明采用不饱和卤水作为浮选介质，主要两个方面的作用，其一由于钾镁混盐在成矿过程中往往与氯化钠形成混晶，严重影响浮选过程氯化钠的脱除效率，因此，未饱和的卤水参与转化，可将钾镁混盐中的氯化钠释放并通过浮选得以脱除，脱除效率高达90%。其二、不饱和卤水作为浮选介质，使钾镁混盐在浮选脱钠过程同时进行了转化反应，在较大程度上缩短了转化时间，提高了硫酸钾镁肥的生产效率。

3、本发明中浮选尾液、转化母液均得到循环利用，钾离子总回收率高于80%，在生产运行过程中，钾镁混盐矿的吨耗可以控制到4吨以内，优于目前“机械脱钠-转化法”和“转化-浮选法”的矿耗水平。

具体实施方式

下述实施例以青海柴达木盆地西台吉乃尔盐湖盐田产钾镁混盐为原料，其化学成分如下：

元      素	K+	Mg2+	Cl-	SO4 2-
					含  量（wt%）	6.19	7.74	30.01	15.02

实施例1   不饱和卤水为浮选介质生产硫酸钾镁肥的方法，包括以下步骤：

⑴将SO₄ ^2-/ K⁺质量比为1.0的钾镁混盐原料破碎至粒径小于40目泰勒筛，得到破碎后的原料。

⑵在破碎后的原料中按1：1的质量比（kg/kg）加入浮选介质进行浮选调浆，10min后得到质量浓度为50%的浮选料浆。

其中：浮选介质是指将盐田钾镁肥混盐加水溶解至溶液中Mg²⁺ 为40g/ L的液体；盐田钾镁肥混盐是指将盐湖卤水通过导入盐田，自然蒸发晒制，析出的一种含有氯化钾、七水硫酸镁和氯化钠的混合盐类，该混合盐类中氯化钾的质量含量为10%~15%、氯化钠含量为10~30%、七水硫酸镁含量为40~60%。

⑶将浮选料浆置入浮选机中，并加入反浮选剂，经10min的浮选，分别得到氯化钠含量小于10%的低钠钾镁混盐和浮选泡沫；低钠钾镁混盐经过滤后输送至反应罐；浮选泡沫排放至尾盐池沉降，得到浮选尾液；浮选料浆与反浮选剂的质量比为5吨：1千克。

反浮选剂是指C₁₂烷基吗啉。

⑷向反应罐低钠钾镁混盐中加入水，在温度为5℃的条件下搅拌10min，得到硫酸钾镁肥料浆；低钠钾镁混盐与水的质量比（kg/kg）为1：0.2。

⑸硫酸钾镁肥料浆经离心过滤，分别得到滤饼和二转母液；滤饼干燥至恒重后即得硫酸钾镁肥，钾总收率为85%，产品质量符合硫酸钾镁肥GB/T20937-2007国家标准；二转母液循环使用。

二转母液在循环使用时，可分为两个部分进行应用：一部分与浮选尾液按照10：1的体积比（L/L）进行混合，配制浮选介质，使其含量范围达到40g/ L ≤Mg²⁺≤60g/ L指标；另一部分与淡水按照10：1的体积比（L/L）混合进行二段转化，使其全部循环利用。

实施例2   不饱和卤水为浮选介质生产硫酸钾镁肥的方法，包括以下步骤：

⑴将SO₄ ^2-/ K⁺质量比为3.5的钾镁混盐原料破碎至粒径小于40目泰勒筛，得到破碎后的原料。

⑵在破碎后的原料中按1：10的质量比（kg/kg）加入浮选介质进行浮选调浆， 60min后得到质量浓度为10%的浮选料浆。

其中：浮选介质是指将盐田钾镁肥混盐加水溶解至溶液中Mg²⁺ 含量为60g/ L的液体；盐田钾镁肥混盐是指将盐湖卤水通过导入盐田，自然蒸发晒制，析出的一种含有氯化钾、七水硫酸镁和氯化钠的混合盐类，该混合盐类中氯化钾的质量含量为10%~15%、氯化钠含量为10~30%、七水硫酸镁含量为40~60%。

⑶将浮选料浆置入浮选机中，并加入反浮选剂，经60min的浮选，分别得到氯化钠含量小于10%的低钠钾镁混盐和浮选泡沫；低钠钾镁混盐经过滤后输送至反应罐；浮选泡沫排放至尾盐池沉降，得到浮选尾液；浮选料浆与反浮选剂的质量比为10吨：1千克。

反浮选剂是指C₁₂烷基吗啉。

⑷向反应罐低钠钾镁混盐中加入水，在温度为35℃的条件下搅拌60min，得到硫酸钾镁肥料浆；低钠钾镁混盐与水的质量比（kg/kg）为1：1。

⑸硫酸钾镁肥料浆经离心过滤，分别得到滤饼和二转母液；滤饼干燥至恒重后即得硫酸钾镁肥，钾总收率为84%，产品质量符合硫酸钾镁肥GB/T20937-2007国家标准；二转母液循环使用。

二转母液在循环使用时，可分为两个部分进行应用：一部分与浮选尾液按照1：1的体积比（L/L）进行混合，配制浮选介质，使其含量范围达到40g/ L ≤Mg²⁺≤60g/ L指标；另一部分与淡水按照1：1的体积比（L/L）混合进行二段转化，使其全部循环利用。

实施例3   不饱和卤水为浮选介质生产硫酸钾镁肥的方法，包括以下步骤：

⑴将SO₄ ^2-/ K⁺质量比为2.0的钾镁混盐原料破碎至粒径小于40目泰勒筛，得到破碎后的原料。

⑵在破碎后的原料中按1：5的质量比（kg/kg）加入浮选介质进行浮选调浆，30min后得到质量浓度为30%的浮选料浆。

其中：浮选介质是指将盐田钾镁肥混盐加水溶解至溶液中Mg²⁺ 含量为50g/ L的液体；盐田钾镁肥混盐是指将盐湖卤水通过导入盐田，自然蒸发晒制，析出的一种含有氯化钾、七水硫酸镁和氯化钠的混合盐类，该混合盐类中氯化钾的质量含量为10%~15%、氯化钠含量为10~30%、七水硫酸镁含量为40~60%。

⑶将浮选料浆置入浮选机中，并加入反浮选剂，经30min的浮选，分别得到氯化钠含量小于10%的低钠钾镁混盐和浮选泡沫；低钠钾镁混盐经过滤后输送至反应罐；浮选泡沫排放至尾盐池沉降，得到浮选尾液；浮选料浆与反浮选剂的质量比为7吨：1千克。

反浮选剂是指C₁₂烷基吗啉。

⑷向反应罐低钠钾镁混盐中加入水，在温度为20℃的条件下搅拌30min，得到硫酸钾镁肥料浆；低钠钾镁混盐与水的质量比（kg/kg）为1：0.6。

⑸硫酸钾镁肥料浆经离心过滤，分别得到滤饼和二转母液；滤饼干燥至恒重后即得硫酸钾镁肥，钾总收率为86%，产品质量符合硫酸钾镁肥GB/T20937-2007国家标准；二转母液循环使用。

二转母液在循环使用时，可分为两个部分进行应用：一部分与浮选尾液按照5：1的体积比（L/L）进行混合，配制浮选介质，使其含量范围达到40g/ L ≤Mg²⁺≤60g/ L指标；另一部分与淡水按照5：1的体积比（L/L）混合进行二段转化，使其全部循环利用。

Claims (1)

1.不饱和卤水为浮选介质生产硫酸钾镁肥的方法，包括以下步骤：

⑴将SO₄ ^2-/ K⁺质量比为1.0~3.5的钾镁混盐原料破碎至粒径小于40目泰勒筛，得到破碎后的原料；

⑵在所述破碎后的原料中按1：1~1：10的质量比加入浮选介质进行浮选调浆，10~60min后得到质量浓度为10~50%的浮选料浆；所述浮选介质是指将盐田钾镁肥混盐加水溶解至溶液中Mg²⁺ 含量大于等于40g/ L 且小于等于60g/ L的液体；所述盐田钾镁肥混盐是指将盐湖卤水通过导入盐田，自然蒸发晒制，析出的一种含有氯化钾、七水硫酸镁和氯化钠的混合盐类，该混合盐类中氯化钾的质量含量为10%~15%、氯化钠含量为10~30%、七水硫酸镁含量为40~60%；

⑶将所述浮选料浆置入浮选机中，并加入反浮选剂，经10~60min的浮选，分别得到氯化钠含量小于10%的低钠钾镁混盐和浮选泡沫；所述低钠钾镁混盐经过滤后输送至反应罐；所述浮选泡沫排放至尾盐池沉降，得到浮选尾液；所述浮选料浆与所述反浮选剂的质量比为5吨：1千克~10吨：1千克；所述反浮选剂是指C₁₂烷基吗啉；

⑷向所述反应罐低钠钾镁混盐中加入水，在温度为5℃~35℃的条件下搅拌10~60min，得到硫酸钾镁肥料浆；所述低钠钾镁混盐与水的质量比为1：0.2~1：1；

⑸所述硫酸钾镁肥料浆经离心过滤，分别得到滤饼和二转母液；所述滤饼干燥至恒重后即得硫酸钾镁肥；所述二转母液循环使用。