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Abstract

本发明公开了一种杂卤石矿溶采液的处理方法，其将溶采液和生产原卤混合得到原料卤水，所述原料卤水用于生产氯化钠、氯化钾、硫酸镁和/或光卤石；所述溶采液为杂卤石矿经过溶采过程以后得到的卤水。本发明省去新建盐田的环节，直接配合原卤进入生产盐田，进行盐田摊晒，降低了生产成本，减少工艺流程，缩短生产周期，且增加了生产原料的来源，提高了溶采液的利用效率。

Description

一种杂卤石矿溶采液的处理方法
技术领域
本发明属于盐湖化学领域，具体涉及一种杂卤石矿溶采液的处理方法。
背景技术
我国是一个耗钾大国，钾盐资源为非可再生资源，我国目前以开发液相钾资源(易溶性钾资源)为主，工业生产中以高品位含钾液相资源为主(一般液相中含钾≥0.5％)，低品位、慢溶性、难溶性或者固体含钾矿物的利用与研究尚未成熟，未见大规模开发利用。
但是随着易开发钾盐资源的不断消耗，难开发钾盐资源的研究和利用必将受到越来越多的关注，其开发利用工艺将是其中最关键的核心技术。
杂卤石矿是一种在我国广泛存在的含钾矿物，储量(按K2SO4计)在2亿吨以上，但由于其属于难开发含钾矿物，因此一直未被重视，随着科学技术的发展和易开发钾盐资源的不断消耗，杂卤石矿越来越受到人们的关注，对其开发利用的工艺方法的研究也越来深入，溶浸开采是其中一种易操作、较常见的工艺方法，但目前对其溶浸开采后的溶采液未见专门开发利用工艺的报道。
由于收集的溶采液化学组成一般情况下与企业生产原料卤水差别很大，因此盐田工艺及车间工艺就与原有的工艺不尽相同，所以通常需要新建盐田单独进行处理，目前对杂卤石矿的溶浸开采工艺基本过程为溶浸、收集溶采液、新建盐田、蒸发制盐、车间生产，且未见规模化开发利用报道；该工艺方案成本较高，因为需要新建盐田，就需要大面积的地面面积、较大的施工量、冗长的周期、较低的效率。
由于杂卤石矿的溶采液组成与一般的晶间卤水的组成相差很大，因此如果单独对溶采液进行开发利用，析盐过程分为多个阶段，相对复杂，且不易控制。
发明内容
针对现有技术处理杂卤石矿溶采液存在的缺陷，本发明提供了一种杂卤石矿溶采液的处理方法。
本发明提供的方法包括：
溶采液和生产原卤混合得到原料卤水，所述原料卤水用于生产氯化钠、氯化钾、硫酸镁和/或光卤石；所述溶采液为杂卤石矿经过溶采过程以后得到的卤水。
所述溶采液是由原来没有目标元素或者目标元素很低，不能直接用来开发的溶采液(也称为“溶浸液”)，通过对目标矿层的溶浸，所获得富含目标元素的液相待开发资源，将溶采液与生产原卤按一定比例进行“兑卤”工艺，将原来与生产原卤差别较大的溶采液，变为跟生产原料卤水相近的原料卤水，进而可以实现溶采液的综合利用。
优选的，所述溶采液中钾离子含量为1.0-2.0wt％，镁离子含量为0.25-0.6wt％，氯离子含量为12-18％，硫酸根离子含量为3.0-4.0wt％，钠离子含量为9-11wt％，其余为水和其他不可避免的杂质离子。
优选的，所述生产原卤中钾离子含量为0.5-3.0wt％，镁离子含量为1.0-3.0wt％，氯离子含量为12-20.0％，硫酸根离子含量为1.0-3.5wt％，钠离子含量为7.0-1.0wt％。
优选的，所述生产原卤以10-50：1的比例和溶采液混合。
优选的，所述原料卤水按照如下的方式进行处理：
所述原料卤水蒸发至氯化钠析出后，进行固液分离得到除氯化钠后的第一卤水；
将第一卤水进行蒸发至氯化钠、氯化钾、硫酸镁析出，得到第一钾混盐，进行固液分离得到第二卤水和第一钾混盐；
将第二卤水进行蒸发至氯化钠、光卤石和硫酸镁析出，进行固液分离得到老卤和第二钾混盐。
更优选的，第一钾混盐和第二钾混盐混合后加水转化得软钾镁矾和氯化钾，所述软钾镁矾和氯化钾混合后转化生成硫酸钾。
本发明实现了溶采液的高效利用，其为普遍适应的溶采液的开发利用工艺。本发明省去新建盐田的环节，直接配合原卤进入生产盐田，进行盐田摊晒，降低了生产成本，减少工艺流程，缩短生产周期，且增加了生产原料的来源，提高了溶采液的利用效率，增加了企业生产利润。
附图说明
图1杂卤石矿溶采液常规蒸发析盐路线；
图2、生产原卤蒸发析盐路径；
图3、兑卤液在相图上的位置关系；
图4、兑卤液蒸发析盐路径；
图5、兑卤液与生产原卤蒸发析盐路径对比。
图6、本发明利用溶采液的方法示意图。
具体实施方式
如下为本发明的实施例，其仅用作对本发明的解释而并非限制。
如下以大盐滩杂卤石矿溶采液的开发利用为例，其与的具有类似于钾离子含量为1.0-2.0wt％，镁离子含量为0.25-0.6wt％，氯离子含量为12-18％，硫酸根离子含量为3.0-4.0wt％，钠离子含量为9-11wt％的溶采液组成的熔液也可以适用于本发明的方法。
大盐滩杂卤石矿溶采液组成如表1所示：
表1 溶采试验卤水组成
对获取的溶采液进行盐田工艺开发，其析出路线参见图1，
氯化钠→氯化钠、钾芒硝、软钾镁矾→氯化钠、软钾镁矾、氯化钾→氯化钠、氯化钾、硫酸镁→氯化钠、光卤石、硫酸镁；
此盐田工艺过程路线较长，需要五个阶段的蒸发过程，在此过程中产生大量的钠盐要分离，产生的矿物与现有生产矿物组成相差较大，需新建盐田及车间生产线、更改车间生产投料配比来进行产品生产，且出矿周期较长，给盐田生产工艺和车间生产增加了较大负担，同时使企业增加投入成本，因此直接利用溶浸液进行盐田工艺及车间生产是非常繁琐的。
所述生产原卤的组成参见下表：
表1 生产原料卤水化学组成
参见图2，生产原卤组成点在五元Na+、K+、Mg2+//Cl-、SO4 2--H2O(25℃)水盐体系相图的硫酸镁结晶区，生产原卤进行盐田工艺，其析出路线为：
氯化钠→氯化钠、氯化钾、硫酸镁→氯化钠、光卤石、硫酸镁；
该盐田工艺流程简单，只需要三个阶段的析盐过程，钠盐含量较低，周期较短，获得的矿物为钾混盐，车间生产工艺简单，是目前企业生产所用的工艺流程。
参见图3-5，由于溶采液、生产原卤以1:15比例“兑卤”,由于溶采液组成和生产原卤组成差别相对较大，但是“兑卤”后兑卤液与生产原卤的组成相差较小，因此，可以利用原有的盐田工艺流程进行产品生产，节省人力、物力、财力，避免为了利用杂卤石资源建设盐田,同时不需要另建小规模硫酸钾生产装置,减少了投入，使杂卤石资源实现高值化、规模化利用，扩大生产原料来源。
兑卤液组成点在五元Na+、K+、Mg2+//Cl-、SO4 2--H2O(25℃)水盐体系相图的硫酸镁结晶区，兑卤液进行盐田工艺，其析出路线为：
氯化钠→氯化钠、氯化钾、硫酸镁→氯化钠、光卤石、硫酸镁；
该盐田工艺流程简单，同样只需三个蒸发阶段即可，钠盐含量较低，周期较短，获得的矿物为钾混盐，车间生产工艺简单，与目前企业生产所用的工艺流程基本一致。
通过上述蒸发获得的第二和第三阶段盐矿分别为第一钾混盐和第二钾混盐。利用获得的此钾混盐，经过合理加水转化反应可得软钾镁矾和氯化钾，然后将软钾镁矾和氯化钾按比例混合，可转化生成硫酸钾，杂卤石溶浸液生产钾混盐、软钾镁矾、氯化钾、硫酸钾工艺流程如图6所示。
表3 软钾镁矾产品平均化学组成
硫酸钾产品平均化学组成：
表4 硫酸钾产品平均化学组成
溶浸液与生产原卤通过“兑卤”—溶浸液与生产原卤进行的混合，由于溶浸液基本不改变生产原卤的组成，因此原有的盐田工艺和生产工艺也基本改变，降低了企业新建盐田、卤渠的成本，增加企业产品的市场竞争力，实现杂卤石资源规模化利用。在室内溶浸实验、现场溶浸实验的基础上，开展大面积溶采实验，利用企业在杂卤石富矿区现有约两平方公里的盐田，注入溶浸剂数十万方，获得溶浸液约20万方，然后将该溶浸剂就近导入企业生产用的输卤渠，伴随企业生产卤水，导入生产盐田，按照盐田工艺流程，进行生产原料矿物的晒制，然后将矿物投入生产车间进行硫酸钾产品的生产。
通过兑卤液与生产原卤蒸发析盐路径对比，可以明显的发现两者只是在初始阶段稍有不同，在氯化钾和硫酸镁结晶区兑卤液比生产原卤结晶路线长一点，后面的结晶路线完全一致，不需要额外改变现有生产工艺，节省了企业成本。
将溶浸液以“兑卤”的方式来处理，充分利用企业已有盐田和车间生产装置，并可避免新建生产线的投入以及扩大生产原料来源。

Claims (6)

1.一种杂卤石矿溶采液的处理方法，包括：
溶采液和生产原卤混合得到原料卤水，所述原料卤水用于生产氯化钠、氯化钾、硫酸镁和/或光卤石；所述溶采液为杂卤石矿经过溶采过程以后得到的卤水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
所述原料卤水蒸发至氯化钠析出后，进行固液分离得到除氯化钠后的第一卤水；
将第一卤水进行蒸发至氯化钠、氯化钾、硫酸镁析出，后进行固液分离得到第二卤水和第一钾混盐；
将第二卤水进行蒸发至氯化钠、光卤石和硫酸镁析出，进行固液分离得到老卤和第二钾混盐。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一钾混盐和第二钾混盐混合后加水转化得软钾镁矾和氯化钾，所述软钾镁矾和氯化钾混合后转化生成硫酸钾。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述溶采液中钾离子含量为1.0-2.0wt％，镁离子含量为0.25-0.6wt％，氯离子含量为12-18％，硫酸根离子含量为3.0-4.0wt％，钠离子含量为9-11wt％，其余为水和其他不可避免的杂质离子。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述生产原卤中钾离子含量为0.5-3.0wt％，镁离子含量为1.0-3.0wt％，氯离子含量为12-20.0％，硫酸根离子含量为1.0-3.5wt％，钠离子含量为7.0-1.0wt％。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述生产原卤以10-50：1的比例和溶采液混合。
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