CN107188200B - 一种钾盐矿石逐级分离高效浮选生产kcl的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCL的方法，涉及一种利用钾盐矿石生产KCl的方法；技术方案为：钾盐矿石制成一定粒度后，通过制浆、除盐、粗粒KCL分离、粗粒KCl水洗、细粒KCl浮选、细粒KCl水洗，以及脱水和干燥得到95%以上的粗粒KCl产品和细粒KCl产品；通过KCL浮选之前或浮选过程中部分NaCl尾盐和粗粒KCL的先行分离，减少KCL浮选量、降低浮选强度，减少设备投入、降低建设投资，减少浮选药剂用量、缓解环保压力，减少选矿能耗、降低生产成本，优化产品类型、提高产品质量和KCL回收率；本发明主要用于矿床开采的光卤石和钾石盐矿石的洗选加工。

Description

一种钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCL的方法

技术领域

本发明涉及一种利用钾盐矿石生产KCl的方法，特别是一种钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCL的方法，主要用于矿床开采的光卤石和钾石盐矿石的洗选加工。

背景技术

世界上钾资源主要以固体和液体两种形态赋存，90%以上为海相盐类沉积矿床，少部分为含钾卤水。钾盐矿床类型主要有钾石盐矿(氯化钾品位一般为25%～35%,主要为氯化钾和氯化钠的混合物)和光卤石矿(氯化钾品位一般为15%～20%,主要为光卤石和氯化钠的混合物)。世界上主要钾肥生产国加拿大、俄罗斯等的钾资源以钾石盐为主，老挝和刚果的钾资源以光卤石矿为主。

利用盐湖盐田生产的光卤石及矿床开采的光卤石和钾石盐等钾资源生产钾肥的过程，本质上是对KCl、NaCl、MgCl₂及少量的CaSO₄等不溶物进行分离、提取，目前已被生产实践大规模采用的方法主要有浮选法、反浮选法和热熔结晶法等。热溶结晶法主要利用KCl和NaCl在不同温度条件下的溶解度差异，通过热溶、结晶工艺分离出 KCl，该工艺由于要在100℃左右的条件下进行，因此能耗大、对设备的腐蚀严重、建设投资和生产成本相对较高。反浮选法主要先将NaCl 浮选出来，再经过结晶工艺分离出 KCl，主要应用于盐湖盐田生产的光卤石洗选加工。

对于矿床开采的光卤石和钾石盐矿石而言，目前普遍采用浮选法将KCl 浮选出来，当其应用于光卤石矿石的洗选加工时，主要工艺流程为光卤石破碎→冷分解→浮选→过滤→洗涤→干燥，当其应用于钾石盐矿石的洗选加工时，主要工艺流程为钾石盐破碎→磨碎→浮选→过滤→洗涤→干燥。传统的浮选法工艺成熟、运行可靠，但在KCl浮选之前或浮选过程中，未根据KCl和NaCl物料组成、粒径分布及筛分性能对物料进行有效分离，比如在光卤石物料进入浮选环节之前，未将部分NaCl尾盐和粗粒KCl先行分离，而是将其一并送入浮选环节，或在钾石盐物料进入浮选的精选环节之前，未将粗粒KCL先行分离，从而导致浮选物料量多、强度高、设备选型大、建设投资和生产成本高、KCl回收率低，同时因为未根据KCl的粒径分布及筛分性能对KCl进行合理分级，因此产品单一、颗粒较小，难以实现利用光卤石和钾石盐矿石高效、低成本、高质量的生产KCl产品。

发明内容

本发明的目的是为了针对现有技术的不足，提供了一种钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCL的方法，应用于光卤石矿石的洗选加工时，通过KCL浮选之前、部分NaCl和粗粒KCL的先行分离，减少KCL浮选量、降低浮选强度，减少设备投入、降低建设投资，减少浮选药剂用量、缓解环保压力，减少选矿能耗、降低生产成本；通过粗粒KCL和细粒KCL的分离，得到高品位的无浮选药剂的粗粒KCL，优化产品类型，提高产品质量和KCL回收率。应用于钾石盐矿石的洗选加工时，通过KCL精选之前、粗粒KCL和细粒KCL的分离，减少KCL浮选量、降低浮选强度，减少设备投入、降低建设投资，减少浮选药剂用量、缓解环保压力，减少选矿能耗、降低生产成本，优化产品类型、提高产品质量和KCL回收率。

为实现此目的，本发明的技术方案如下：

一种钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCL的方法，具体步骤为：

a）将钾盐矿石破碎或磨碎为合理粒度的块体；

b）将破碎或磨碎后的钾盐块体制成料浆；

c）去除钾盐矿石料浆中的部分NaCl尾盐；

d）用筛分设备对去除部分NaCl尾盐后的钾盐矿石料浆进行筛分分离，得到筛上物粗粒KCl固体和筛下物细粒KCl料浆；

e）对筛上物粗粒KCl水洗，得到95%以上高品位的粗粒KCl；

f）对筛下物细粒KCl浮选得到细粒KCl；

g）对细粒KCl水洗，得到95%以上高品位的细粒KCl；

h）将不同粒度的KCl进行脱水、干燥，得到95%以上高品位的粗粒KCl产品和95%以上高品位的细粒KCl产品。

原料为光卤石矿石或为钾石盐矿石，具体步骤为：

1、合理粒度钾盐矿石块体的制备：将地下采上来的矿石采用破碎设备进行破碎或采用磨矿设备进行磨碎，光卤石矿石采用破碎设备破碎成粒度为5～15mm的块体以便于光卤石分解；钾石盐矿石先采用破碎设备破碎成粒度为5～15mm的块体，再采用磨碎设备磨碎成粒度为0.5～1.2mm的块体，以使氯化钾与氯化钠完全解离。

2、料浆制备：用氯化镁饱和母液与洗钾母液、洗盐母液和水灵活配制氯化镁含量为18～22%的光卤石分解液，将光卤石块体用分解液分解成光卤石料浆；通过控制氯化镁的浓度实现光卤石的控速分解和KCL结晶长大，一方面获得较高的光卤石分解速率，使光卤石中的氯化镁高效溶解，同时保障KCL有效结晶长大、提高产品质量和获得较高的KCL回收率。钾石盐矿石是将磨后的块体制浆和调浆成钾石盐料浆。

3、去除部分NaCl尾盐：根据KCl和NaCl物料组成、粒径分布及筛分性能，将分解后的光卤石料浆泵至0.7mm～1.2mm筛孔的筛分设备筛除部分NaCL尾盐，可筛除NaCL总量的75%～85%左右。钾石盐料浆利用浮选的粗选、扫选环节去除部分NaCL尾盐。

4、分离粗粒钾：光卤石矿石洗选加工时，利用细粒KCL在分解液中的过饱和度介稳区内粒度长大的特点，根据KCl粒径分布及筛分性能，采用0.15～0.25mm筛孔的筛分设备对筛除部分NaCL尾盐后的料浆进行筛分分离，得到筛上物粗粒KCL固体，约占KCL总量的75%～85%，和筛下物细粒KCL料浆，约占KCL总量的15%～25%。钾石盐矿石洗选加工时，根据KCl粒径分布及筛分性能，采用0.3～0.5mm筛孔的筛分设备对粗选扫选除盐后的料浆进行筛分分离，得到筛上物粗粒KCL固体，约占KCL总量的60%～70%，和筛下物细粒KCL料浆，约占KCL总量的30%～40%。

5、粗粒KCL水洗：将粗粒KCL通过水洗设备进行水洗，得到95%以上高品位的粗粒KCL。

6、细粒KCL浮选：将筛下物细粒KCl料浆通过高效浮选设备进行KCl浮选，得到细粒KCl。

7、细粒KCL水洗：将筛下物细粒KCL通过水洗设备进行水洗，得到95%以上高品位的细粒KCL。

8、氯化钾脱水、干燥：采用脱水设备和干燥设备将不同粒度的氯化钾进行脱水、干燥，得到95%以上高品位的粗粒KCL产品(光卤石生产时无浮选药剂)和95%以上高品位的细粒KCL产品。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过对NaCl、粗粒KCL的逐级分离，实现了利用光卤石和钾石盐矿石高效、低成本、高质量生产KCL产品，有力补充了现有KCL浮选技术的不足，提高了技术经济效果。

2、本发明利用细粒KCL在过饱和溶液介稳区中结晶长大的特点，促使细粒KCL结晶长大，根据光卤石分解后KCl和NaCl物料组成、粒径分布及筛分性能，采用0.7～1.2mm筛孔的筛分设备筛除部分NaCL尾盐，可筛除NaCL总量的75～85%左右；采用0.15～0.25mm筛孔的筛分设备分离粗粒KCL，约占KCL总量的75～85%。减少KCL浮选量、降低浮选强度，减少设备投入、降低建设投资，减少浮选药剂用量、缓解环保压力，减少选矿能耗、降低生产成本。

3、本发明根据钾石盐料浆经过浮选环节的粗选扫选去除部分NaCL尾盐后的KCL粒径分布及筛分性能，采用0.3～0.5mm筛孔的筛分设备分离粗粒KCL，约占KCL总量的60～70%；减少KCL浮选量、降低浮选强度，减少设备投入、降低建设投资，减少浮选药剂用量、缓解环保压力，减少选矿能耗、降低生产成本。

4、本发明通过粗粒KCL与细粒KCL的分离，分别得到粗粒KCL产品(光卤石生产时无浮选药剂)和细粒KCL产品，优化了产品类型，提高了产品质量和KCL回收率。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1为使用光卤石矿石逐级分离高效浮选生产KCL工艺流程图。

图2为使用钾石盐矿石逐级分离高效浮选生产KCL工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

图1所示，钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCL的方法应用于光卤石矿石洗选加工时，按照下述步骤进行：

1、合理粒度光卤石块体的制备：由地下采上来的光卤石矿石采用破碎设备破碎成粒度为5mm的块体，以便于光卤石分解；

2、光卤石料浆的制备：用氯化镁饱和母液与洗钾母液、洗盐母液和水配制氯化镁含量为22%的光卤石分解液，将光卤石块体用分解液分解成光卤石料浆；

3、筛分除盐：根据KCl和NaCl物料组成、粒径分布及筛分性能，将分解后的光卤石料浆泵至0.7mm筛孔的筛分设备筛除部分NaCL尾盐(可筛出NaCL总量的85%左右)；

4、分离粗粒钾：利用细粒KCL在分解液中的过饱和度介稳区内粒度长大的特点，根据KCl粒径分布及筛分性能，用0.15mm筛孔的筛分设备对筛除部分NaCL尾盐后的料浆进行筛分分离，得到筛上物粗粒KCL固体(约占KCL总量的85%)和筛下物细粒KCL料浆(约占KCL总量的15%)；

5、粗粒KCL水洗：将粗粒KCL通过水洗设备进行水洗，得到95%以上高品位的粗粒KCL；

6、细粒KCL浮选：将筛下物细粒KCl料浆通过高效浮选设备进行KCL浮选，得到细粒KCL；

7、细粒KCL水洗：将细粒KCL通过水洗设备进行水洗，得到95%以上高品位的细粒KCL；

8、氯化钾脱水、干燥：采用脱水设备和干燥设备将不同粒度的氯化钾进行脱水、干燥，得到95%以上高品位的粗粒KCL产品(无浮选药剂)和95%以上高品位的细粒KCL产品。

实施例2

图1所示，钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCL的方法应用于光卤石矿石洗选加工时，按照下述步骤进行：

1、合理粒度光卤石块体的制备：由地下采上来的光卤石矿石采用破碎设备破碎成粒度为15mm的块体，以便于光卤石分解；

2、光卤石料浆的制备：用氯化镁饱和母液与洗钾母液、洗盐母液和水配制氯化镁含量为18%的光卤石分解液，将光卤石块体用分解液分解成光卤石料浆；

3、筛分除盐：根据KCl和NaCl物料组成、粒径分布及筛分性能，将分解后的光卤石料浆泵至1.2mm筛孔的筛分设备筛除部分NaCL尾盐(可筛出NaCL总量的75%左右)；

4、分离粗粒钾：利用细粒KCL在分解液中的过饱和度介稳区内粒度长大的特点，根据KCl粒径分布及筛分性能，用0.25mm筛孔的筛分设备对筛除部分NaCL尾盐后的料浆进行筛分分离，得到筛上物粗粒KCL固体(约占KCL总量的75%)和筛下物细粒KCL料浆(约占KCL总量的25%)；

后续步骤与实施例1相同。

实施例3

图1所示，钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCL的方法应用于光卤石矿石洗选加工时，按照下述步骤进行：

1、合理粒度光卤石块体的制备：由地下采上来的光卤石矿石采用破碎设备破碎成粒度为10mm的块体，以便于光卤石分解；

2、光卤石料浆的制备：用氯化镁饱和母液与洗钾母液、洗盐母液和水配制氯化镁含量为20%的光卤石分解液，将光卤石块体用分解液分解成光卤石料浆；

3、筛分除盐：根据KCl和NaCl物料组成、粒径分布及筛分性能，将分解后的光卤石料浆泵至1mm筛孔的筛分设备筛除部分NaCL尾盐(可筛出NaCL总量的80%左右)；

4、分离粗粒钾：利用细粒KCL在分解液中的过饱和度介稳区内粒度长大的特点，根据KCl粒径分布及筛分性能，用0.2mm筛孔的筛分设备对筛除部分NaCL尾盐后的料浆进行筛分分离，得到筛上物粗粒KCL固体(约占KCL总量的80%)和筛下物细粒KCL料浆(约占KCL总量的20%)；

后续步骤与实施例1相同。

实施例4

如图2所示，钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCL的方法应用于钾石盐矿石洗选加工时，按照下述步骤进行：

1、合理粒度钾石盐块体的制备：由地下采上来的矿石先采用破碎设备破碎成粒度为5mm的块体，再采用磨碎设备磨碎成粒度为0.5mm的块体，以使氯化钾与氯化钠完全解离；

2、钾石盐料浆的制备：将钾石盐块体制浆和调浆成钾石盐料浆；

3、粗选、扫选除盐：钾石盐料浆利用浮选的粗选、扫选环节去除部分NaCL尾盐；

4、分离粗粒钾：采用0.3mm筛孔的筛分设备对去除部分NaCl尾盐后的料浆进行筛分分离，得到筛上物粗粒KCL固体(约占KCL总量的70%)和筛下物细粒KCL料浆(约占KCL总量的30%)；

5、粗粒KCL水洗：将粗粒KCL通过水洗设备进行水洗，得到95%以上高品位的粗粒KCL；

6、细粒KCL精选：将筛下物细粒KCL料浆先后进入浮选的一级精选和二级精选环节，得到细粒KCL；

7、细粒KCL水洗：将细粒KCL通过水洗设备进行水洗，得到95%以上高品位的细粒KCL；

8、氯化钾脱水、干燥：采用脱水设备和干燥设备将不同粒度的氯化钾进行脱水、干燥，得到95%以上高品位的粗粒KCL产品和95%以上高品位的细粒KCL产品。

实施例5

如图2所示，钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCL的方法应用于钾石盐矿石洗选加工时，按照下述步骤进行：

1、合理粒度钾石盐块体的制备：由地下采上来的矿石先采用破碎设备破碎成粒度为15mm的块体，再采用磨碎设备磨碎成粒度为1.2mm的块体，以使氯化钾与氯化钠完全解离；

2、钾石盐料浆的制备：将钾石盐块体制浆和调浆成钾石盐料浆；

3、粗选、扫选除盐：钾石盐料浆利用浮选的粗选、扫选环节去除部分NaCL尾盐；

4、分离粗粒钾：采用0.5mm筛孔的筛分设备对去除部分NaCl尾盐后的料浆进行筛分分离，得到筛上物粗粒KCL固体(约占KCL总量的60%)和筛下物细粒KCL料浆(约占KCL总量的40%)；

后续步骤与实施例4相同。

实施例6

如图2所示，钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCL的方法应用于钾石盐矿石洗选加工时，按照下述步骤进行：

1、合理粒度钾石盐块体的制备：由地下采上来的矿石先采用破碎设备破碎成粒度为10mm的块体，再采用磨碎设备磨碎成粒度为0.9mm的块体，以使氯化钾与氯化钠完全解离；

2、钾石盐料浆的制备：将钾石盐块体制浆和调浆成钾石盐料浆；

3、粗选、扫选除盐：钾石盐料浆利用浮选的粗选、扫选环节去除部分NaCL尾盐；

4、分离粗粒钾：采用0.4mm筛孔的筛分设备对去除部分NaCl尾盐后的料浆进行筛分分离，得到筛上物粗粒KCL固体(约占KCL总量的65%)和筛下物细粒KCL料浆(约占KCL总量的35%)；

后续步骤与实施例4相同。

上面结合附图对本发明的部分实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，均处于本发明创造权利要求的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCl的方法，其特征在于原料为光卤石矿石，具体步骤为：

a）合理粒度光卤石块体的制备：采用破碎设备将光卤石矿石破碎成粒度为5～15mm的块体；

b）光卤石料浆的制备：用氯化镁饱和母液与洗钾母液、洗盐母液和水灵活配制氯化镁含量为18～22%的光卤石分解液，将光卤石块体用分解液分解成光卤石料浆；

c）筛分除盐：将光卤石料浆泵至0.7～1.2mm筛孔的筛分设备筛除部分NaCl尾盐；

d）分离粗粒钾：用筛分设备对筛除部分NaCl尾盐后的料浆进行筛分分离，得到筛上物粗粒KCl固体和筛下物细粒KCl料浆；

e）粗粒KCl水洗：将粗粒KCl通过水洗设备进行水洗，得到95%以上高品位的粗粒KCl；

f）细粒KCl浮选：将筛下物细粒KCl料浆通过高效浮选设备进行KCl浮选，得到细粒KCl；

g）细粒KCl水洗：将细粒KCl通过水洗设备进行水洗，得到95%以上高品位的细粒KCl；

h）氯化钾脱水、干燥：将不同粒度的KCl进行脱水、干燥，得到95%以上高品位的粗粒KCl产品和95%以上高品位的细粒KCl产品。

2.根据权利要求1所述的一种钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCl的方法，特征在于原料为钾石盐矿石，具体步骤为：

a）合理粒度钾石盐块体的制备：先采用破碎设备将钾石盐矿石破碎成粒度为5～15mm的块体，再采用磨碎设备磨碎成粒度为0.5～1.2mm的块体；

b）钾石盐料浆的制备：将钾石盐块体制浆和调浆成钾石盐料浆；

c）粗选、扫选除盐：钾石盐料浆利用浮选的粗选、扫选环节去除部分NaCl尾盐；

d）分离粗粒钾：用筛分设备对去除部分NaCl尾盐后的料浆进行筛分分离，得到筛上物粗粒KCl固体和筛下物细粒KCl料浆；

e）粗粒KCl水洗：将粗粒KCl通过水洗设备进行水洗，得到95%以上高品位的粗粒KCl；

f）细粒KCl浮选：将筛下物细粒KCl料浆通过高效浮选设备进行KCl浮选，得到细粒KCl；

g）细粒KCl水洗：将细粒KCl通过水洗设备进行水洗，得到95%以上高品位的细粒KCl；

h）氯化钾脱水、干燥：采用脱水和干燥设备将不同粒度的KCl进行脱水、干燥，得到95%以上高品位的粗粒KCl产品和95%以上高品位的细粒KCl产品。

3.根据权利要求1或2所述的一种钾盐矿石逐级分离高效浮选生产KCl的方法，其特征在于分离粗粒钾，光卤石料浆采用0.15～0.25mm筛孔的筛分设备，钾石盐料浆采用0.3～0.5mm筛孔的筛分设备。