CN106587107B - 一种含泥钾石盐的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及化工领域，具体地说涉及一种含泥钾石盐脱泥剂，所述含泥钾石盐脱泥剂为羧甲基纤维素；所述羧甲基纤维素的醚化度为0.75～0.9。本发明还公开了一种含泥钾石盐的加工方法。本发明提供的含泥钾石盐脱泥剂在含泥钾石盐加工过程中添加后，能够大幅度脱除含泥钾石盐中的矿泥；相比现有技术中的脱泥方法/试剂，本发明的方案试剂用量较少，整个加工过程只需要添加一次脱泥剂；大大精简了处理工艺，提高了除泥效率，降低了处理成本。本发明提供的含泥钾石盐脱泥剂和高脱泥率的含泥钾石盐加工方法经生产试用，发现特别适合于青海省冷湖镇昆特依钾矿大盐滩矿床。

Description

一种含泥钾石盐的加工方法
技术领域
本发明涉及化工领域，具体地说涉及一种含泥钾石盐脱泥剂及含泥钾石盐加工方法。
背景技术
中国是一个农业大国，土地严重缺钾，因此对钾肥的需求量很大。目前中国年需钾肥约1000万吨(折合氯化钾计)，预计到2020年钾肥需求量将高达1820万吨。我国是一个多盐湖的国家，全国多数省区均有盐湖分布，主要分布在青海、西藏、新疆和内蒙，大小盐湖有一千五百多个。盐湖是高度矿化的液体、固体或固液共存的矿产资源，随着我国农业的发展，每年对钾肥的需求量以6％的速度上升。除国产钾肥外，需要花费高额外汇从国外大量进口。因此，立足于盐湖钾盐资源，因地制宜，寻求合适的钾肥生产方法具有重要意义。以盐湖卤水或地下卤水为原料生产钾肥技术已相对成熟。其原理为K+，Na+，Mg2+//Cl-，SO4 2--H2O体系介稳相图为物化基础，参照当地的气候条件，通过盐田自然蒸发，得到的中间原料钾混盐，再经过物理或化学的方法精制这种钾盐矿来制取氯化钾或硫酸钾。这种利用盐田设施日晒法生产钾肥是一种靠太阳能、不加任何药剂的低能耗工艺，其产品质量好、纯度高，取得了很好的经济效益。
盐田日晒蒸发得到的盐中主要含有钾盐(KCl)、石盐(NaCl)和一些复盐沉积物(如光卤石(KCl.MgCl2.6H2O)、软钾镁矾)，同时还夹带部分矿泥。目前世界上采用浮选工艺生产的钾盐产品超过75％。日晒含钾混盐浮选生产钾肥工艺是以有机胺作为钾盐捕收剂，借助浮选浮选药剂扩大钾盐与脉石矿物表面润湿性的差异，实现钾盐的浮选分离。
在盐田生产过程中，由于盐湖卤水产自地表及黏土与泥质与盐晶夹杂地下浅层，其中夹带部分细小黏土及泥质颗粒，加之沙尘暴时有发生，使得经盐田日晒蒸发得到的含钾混盐含有大量的黏土矿物，这些黏土矿物的存在，严重降低了产品氯化钾的收率和纯度。矿泥比表面及表面能大，会吸附大量的浮选药剂，阻碍浮选药剂吸附在钾盐上，增加了选矿成本和浮选效率。同时，矿泥进入浮选系统中将造成设备空转，使得设备利用率低、能耗大，浮选效果显著降低，生产指标普遍存在二低二高的问题，即精矿品位低，回收率低，药剂消耗高精矿水分高。可见，含钾混盐中黏土泥质的分离已成为盐湖卤水生产硫酸钾及氯化钾亟待解决的技术难题，以减少矿泥对浮选的影响。
发明内容
本发明的第一目的是：克服现有技术中含泥钾石盐加工过程中脱泥效果不理想的技术问题，提供一种脱泥效果好的含泥钾石盐脱泥剂。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含泥钾石盐脱泥剂，其特征在于，所述含泥钾石盐脱泥剂为羧甲基纤维素；所述羧甲基纤维素的醚化度为0.75～0.9。
优选的，所述羧甲基纤维素的醚化度为0.78～0.85。发明人发现，醚化率在上述范围内的羧甲基纤维素加入含泥钾石盐中，能较好的促进矿泥团聚，使得矿泥在后续的浮选作业中不易被泡沫捕收，从而随尾矿排出。
本发明还提供了上述羧甲基纤维素的制备方法；具体的制备方法如下：将纤维素(例如短绒棉花)用30％的氢氧化钠溶液处理，得碱纤维素；然后在40～60℃下，用一氯醋酸进行醚化，控制醚化度为0.75～0.9；醚化后的产物用酸中和过量的碱，经洗涤、过滤、干燥得淡黄色的羧甲基纤维素絮状物。
本发明还提供了上述羧甲基纤维素在含泥钾石盐加工过程中的运用；具体的，上述羧甲基纤维素可以配制成2～3％的水溶液后使用；用量为每吨原矿20～40g。
本发明的第二目的是：克服现有技术中含泥钾石盐加工过程中脱泥效果不理想的技术问题，提供一种高脱泥率的含泥钾石盐加工方法。
发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含泥钾石盐加工方法，包括如下步骤：
(1)将破碎后的含泥钾石盐通过球磨机进行磨矿，将矿石颗粒和溶剂混合配制成质量浓度为60～70％的料浆，磨矿后粒度≤0.15mm钾盐矿含量占70％；
(2)将步骤(1)得到的物料送入调和槽，依次加入脱泥剂羧甲基纤维素、捕收剂十八烷基伯胺、起泡剂2号油进行搅拌，使其充分混合；每吨原矿消耗十八烷基伯胺约50～80g，消耗2号油10～30g；
(3)将步骤(2)得到的物料进行浮选；
(4)浮选后的精矿通过渣浆泵运至带式压滤机进行脱水；
(5)将步骤(4)脱水得到的滤饼进行再浆洗涤，除去产品中的NaCl和MgCl2；洗涤完成后，进入离心机脱水，通过回转干燥机进行干燥，最终得到KCl成品。
优选的，所述浮选分为一次粗选，一次扫选，两次精选；氯化钾和氯化钠的晶体表面，具有不同程度被水润湿的性能，这种性能的差异是由于晶体表面和水分子结合力强弱所引起的。在一般情况下，这种差别对氯化钾和氯化钠来说是不显著的；但加入十八胺后，能改变表面性质，扩大盐表面润湿性能差异，即增加氯化钾表面的疏水性(不易被水润湿的性能)；因此，被药剂处理后的氯化钾晶体和料桨中的空气微泡(又加入起泡剂并由浮选机吸入空气所形成)相遇时，它的表面水层迅速破裂，并和气泡紧密的结合，形成泡沫，升到矿浆表面，之后将这些带有氯化钾矿粒的泡沫刮出；在粗选槽中经粗选后，刮出的泡沫为粗选精矿，粗选精矿进入一次精选槽进行精选作业；精选作业基本工序与粗选作业相同；经两次精选作业后得到的精矿通过渣浆泵运至带式压滤机进行脱水；沉积在粗选槽底部的矿泥和部分盐分进入扫选作业；扫选作业后残余的尾盐作为废渣处理。
优选的，所述离心机中脱出的液体为精钾母液，收集后进入球磨机作为溶剂的补充。
优选的，所述带式压滤机中滤出的液体为高镁母液，收集后在粗选槽中作为补充液。
本发明的有益效果是，本发明提供的含泥钾石盐脱泥剂在含泥钾石盐加工过程中添加后，能够大幅度脱除含泥钾石盐中的矿泥；相比现有技术中的脱泥方法/试剂，本发明的方案试剂用量较少，整个加工过程只需要添加一次脱泥剂；大大精简了处理工艺，提高了除泥效率，降低了处理成本。本发明提供的含泥钾石盐脱泥剂和高脱泥率的含泥钾石盐加工方法经生产试用，发现特别适合于青海省冷湖镇昆特依钾矿大盐滩矿床。
附图说明
图1为本发明含泥钾石盐加工方法具体实施方式的流程图。
具体实施方式
实施例1
一种含泥钾石盐加工方法，包括如下步骤：
(1)将破碎后的含泥钾石盐通过球磨机进行磨矿，将矿石颗粒和溶剂混合配制成质量浓度为65％的料浆，磨矿后粒度≤0.15mm钾盐矿含量占70％；所述含泥钾石盐原矿品位(按KCl计算)为19.1％，原矿含泥率为10.9％；
(2)将步骤(1)得到的物料送入调和槽，依次加入脱泥剂羧甲基纤维素、捕收剂十八烷基伯胺、起泡剂2号油进行搅拌，使其充分混合；其中羧甲基纤维素的醚化度为0.78，添加量为每吨原矿40g；使用时，羧甲基纤维素配制成质量分数为2％的水溶液；
(3)将步骤(2)得到的物料进行浮选作业，所述浮选作业包括一次粗选、一次扫选和两次精选；
(4)浮选后的精矿通过渣浆泵运至带式压滤机进行脱水；
(5)将步骤(4)脱水得到的滤饼进行再浆洗涤，除去产品中的NaCl和MgCl2；洗涤完成后，进入离心机脱水，通过回转干燥机进行干燥，最终得到KCl成品成品中KCl含量≥90％，总回收率为50％。
实施例2
一种含泥钾石盐加工方法，包括如下步骤：
(1)将破碎后的含泥钾石盐通过球磨机进行磨矿，将矿石颗粒和溶剂混合配制成质量浓度为70％的料浆，磨矿后粒度≤0.15mm钾盐矿含量占70％；所述含泥钾石盐原矿品位(按KCl计算)为19.1％，原矿含泥率为10.9％；
(2)将步骤(1)得到的物料送入调和槽，依次加入脱泥剂羧甲基纤维素、捕收剂十八烷基伯胺、起泡剂2号油进行搅拌，使其充分混合；其中羧甲基纤维素的醚化度为0.85，添加量为每吨原矿30g；使用时，羧甲基纤维素配制成质量分数为3％的水溶液；
(3)将步骤(2)得到的物料进行浮选作业，所述浮选作业包括一次粗选、一次扫选和两次精选；
(4)浮选后的精矿通过渣浆泵运至带式压滤机进行脱水；
(5)将步骤(4)脱水得到的滤饼进行再浆洗涤，除去产品中的NaCl和MgCl2；洗涤完成后，进入离心机脱水，通过回转干燥机进行干燥，最终得到KCl成品，成品中KCl含量≥90％，总回收率为51％。
本申请中实施例1和2以及对照例1～4所使用的含泥钾石盐均来自青海省滨地钾肥股份有限公司，具体取自青海省冷湖镇昆特依钾矿大盐滩矿床。
对比例1～5
对比例1的含泥钾石盐加工方法在实施例1的方案基础上去掉了脱泥剂羧甲基纤维素，其余步骤和原料均一致。
对比例2的含泥钾石盐加工方法在实施例2的方案基础上将脱泥剂羧甲基纤维素改为聚丙烯酰胺；聚丙烯酰胺的用量为每吨原矿6g，其余步骤和原料均一致。
对比例3的含泥钾石盐加工方法在实施例2的方案基础上将脱泥剂羧甲基纤维素改为淀粉；淀粉的用量为每吨原矿6g，其余步骤和原料均一致。
对比例4的含泥钾石盐加工方法在实施例2的方案基础上将脱泥剂羧甲基纤维素改为聚丙烯酰胺和聚合氯化铝的组合物；聚丙烯酰胺的用量为每吨原矿6g，聚合氯化铝的用量为每吨原矿30g，其余步骤和原料均一致。
对比例5的含泥钾石盐加工方法在实施例2的方案基础上用醚化率为0.50的羧甲基纤维素替换了醚化率为0.85的羧甲基纤维素，其余步骤和原料均一致。
试验例：脱泥率实验
测定脱泥率的取样点在二次精选槽，每半小时取一次样品，4小时后将取得的8份样品合并，搅匀送化验室检验。
检验项目 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5
脱泥率 71.2％ 74.3％ 10.54％ 32.9％ 27.7％ 44.6％ 41.9％
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种含泥钾石盐的加工方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将破碎后的含泥钾石盐通过球磨机进行磨矿，将矿石颗粒和溶剂混合配制成质量浓度为60～70％的料浆，磨矿后粒度≤0.15mm钾盐矿含量占70％；
(2)将步骤(1)得到的物料送入调和槽，依次加入脱泥剂羧甲基纤维素、捕收剂十八烷基伯胺、起泡剂2号油进行搅拌，使其充分混合，所述羧甲基纤维素的醚化度为0.75～0.9，所述羧甲基纤维素的用量为每吨原矿20～40g；
(3)将步骤(2)得到的物料进行浮选；
(4)浮选后的精矿通过渣浆泵运至带式压滤机进行脱水；
(5)将步骤(4)脱水得到的滤饼进行再浆洗涤，除去产品中的NaCl和MgCl2；洗涤完成后，进入离心机脱水，通过回转干燥机进行干燥，最终得到KCl成品。
2.如权利要求1所述的含泥钾石盐的加工方法，其特征在于，所述羧甲基纤维素配制成2～3％的水溶液后使用。
3.如权利要求1所述的含泥钾石盐的加工方法，其特征在于，所述浮选分为一次粗选、一次扫选和两次精选。
4.如权利要求1所述的含泥钾石盐的加工方法，其特征在于，所述离心机中脱出的液体为精钾母液，收集后进入球磨机作为溶剂的补充。
5.如权利要求3所述的含泥钾石盐的加工方法，其特征在于，所述带式压滤机中滤出的液体为高镁母液，收集后在粗选中作为补充液。
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