CN109455740A - 一种分解光卤石原矿的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分解光卤石原矿的方法和系统，所述方法包括，向调和槽中加入精钾母液、尾盐水进行混合，以形成分解母液；向结晶器中加入所述分解母液对光卤石原矿进行分解，以使所述光卤石原矿中的氯化镁转入液相，氯化钾结晶析出。通过本发明的技术方案可以保证结晶器环节脱镁的效果，且大大提高结晶器环节氯化钾的收率和稳定性。本发明的技术方案工艺流程简单，易于控制，且可以通过对浮选环节尾料的利用，避免了浪费，节约了生产成本，实现了资源的循环利用和综合利用。

Description

一种分解光卤石原矿的方法和系统

技术领域

本发明总体涉及钾肥生产领域，更具体地，涉及一种分解光卤石原矿的技术领域。

背景技术

由于我国的钾肥储量仅占世界1.6％左右，不能满足国内需要。因此，为了发展民族工业，开发国内资源，钾肥生产规模不断扩大。近年来，随着柴达木盆地内钾盐开采量逐年上升，钾盐资源贫化速度加快，如何提高钾资源的利用效率是钾肥生产必须面对的问题。

我国生产氯化钾肥料主要采用溶性钾盐矿光卤石、钾石盐为原料，制取氯化钾的主要方法为浮选法。浮选法有分为正浮选法和反浮选法,其中正浮选工艺流程主要是光卤石原矿加水分解使原矿中的氯化镁转入液相，得到人造钾石盐，人造钾石盐通过浮选将其中有用的氯化钾提取出来得到粗钾，粗钾在加淡水通过洗涤得到精钾产品。在正浮选法工艺中，影响氯化钾收率的主要环节有三个：分解、浮选和洗涤。

因此对冷结晶-正浮选工艺中分解母液的使用方法进行开发，提高分解环节的收率，即可降低企业的生产成本，又可有效缓解资源压力。在冷结晶-正浮选工艺中，结晶器是一个十分重要的环节，该环节的主要作用是使光卤石原矿分解，即光卤石原矿中氯化镁转入液相，同时氯化钾结晶析出并长大。在氯化镁转入液相的过程中，简称脱镁，部分氯化钾也会溶解进入液相。因此，结晶器环节直接影响着结晶器环节的脱镁效果和氯化钾的收率。

由于光卤石易溶于水，因此目前的一种方案是结晶器环节直接采用纯淡水对光卤石原矿进行分解，但是该方案的缺点在于分解效果有限，氯化钾的收率较低。

为了提高脱镁的效果和氯化钾收率，目前常采用的另一种方案是在结晶器环节采用精钾母液对光卤石进行分解，或者如图1所示，在结晶器中，精钾母液、淡水、尾盐水直接混合并在共同作用下对光卤石原矿进行分解。该类方案的缺点在于，由于精钾母液的组分组成会随着原矿质量、浮选工艺控制等原因经常变化，无法保持稳定，可能需要人为频繁的调节，导致结晶器环节的氯化钾收率不稳定，影响脱镁效果，且耗费人力物力。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于克服现有技术中氯化钾收率低或者不稳定的缺陷，提供一种分解光卤石原矿的方法和系统。

根据本发明的第一方面，提供一种分解光卤石原矿的方法，包括，向调和槽中加入精钾母液、尾盐水进行混合，以形成分解母液S1；向结晶器中加入所述分解母液对光卤石原矿进行分解，以使所述光卤石原矿中的氯化镁转入液相，氯化钾结晶析出S2。

可选地，所述精钾母液为，钾石盐经过浮选后得到氯化钾料浆和浮选尾液；所述氯化钾料浆经过洗涤、离心机脱水得到悬浮滤液和沉淀；所述悬浮滤液经过浓密机浓密后，收集上层澄清液以作为所述精钾母液。

可选地，所述尾盐水为所述浮选尾液澄清后的液相。

可选地，所述向调和槽中加入精钾母液、尾盐水进行混合，以形成分解母液S1中包括，所述精钾母液与所述尾盐水的混合比例以体积计为1:1～1:2。

可选地，所述向调和槽中加入精钾母液、尾盐水进行混合，以形成分解母液S1中还包括，在所述精钾母液和所述尾盐水进行混合的过程中，向所述调和槽中加入滤布冲洗水或者淡水。

可选地，所述向结晶器中加入所述分解母液对光卤石原矿进行分解，以使所述光卤石原矿中的氯化镁转入液相，氯化钾结晶析出S2中还包括，向所述结晶器中加入淡水，所述光卤石原矿在所述分解母液和所述淡水的共同作用下进行分解。

可选地，所述分解母液中，氯化钠所占的比例以质量计为6％以下，氯化镁所占的比例以质量计为15％以下。

根据本发明的第二方面，提供一种分解光卤石原矿的系统，包括，调和槽，用于将精钾母液和尾盐水进行混合，以形成分解母液；结晶器，与所述调和槽连接，用于将所述分解母液、光卤石原矿进行混合并使所述光卤石原矿进行分解，以使所述光卤石原矿中的氯化镁转入液相，氯化钾结晶析出。

可选地，还包括，浮选槽，用于对钾石盐进行浮选，得到氯化钾料浆和浮选尾液；洗涤槽，连接于所述浮选槽之后，用于对所述氯化钾料浆进行洗涤；离心机，连接于所述洗涤槽之后，用于对洗涤后的所述氯化钾料浆进行离心，得到悬浮滤液和沉淀；浓密机，连接于所述离心机之后，用于对所述悬浮滤液进行浓密，以所述浓密机中收集的上层澄清液作为所述精钾母液。

可选地，所述尾盐水为所述浮选尾液澄清后的液相。

可选地，所述精钾母液与所述尾盐水的混合比例以体积计为1:1～1:2。

可选地，所述调和槽中对所述精钾母液和所述尾盐水进行混合的过程中，加入滤布冲洗水或者淡水。

可选地，所述结晶器中还加入淡水，所述光卤石原矿在所述分解母液和所述淡水的共同作用下进行分解。

可选地，例如，所述分解母液中，氯化钠所占的比例以质量计为6％以下，氯化镁所占的比例以质量计为15％以下。

本发明的技术方案的优点在于：

1)根据本发明的技术方案，分解母液的使用能够保证结晶器环节脱镁的效果，且大大提高氯化钾的分解收率，降低了企业对原矿资源的需求压力；

2)根据本发明的技术方案，使用调配好的分解母液，可以提高结晶器环节氯化钾的分解收率的稳定性；

3)根据本发明的技术方案调配的分解母液兑卤析盐情况很轻，可以使用泵进行输送，满足大装置使用要求；

4)本发明的技术方案工艺流程简单，易于控制，且可以通过对浮选环节尾料的利用，避免了浪费，节约了生产成本，实现了资源的循环利用和综合利用。

附图说明

图1示出了现有技术中的一种分解光卤石原矿的结晶器环节示意图。

图2示出了根据本发明的一种分解光卤石原矿的系统示意图。

图3示出了根据本发明的另一种分解光卤石原矿的系统示意图。

图4示出了根据本发明的分解光卤石原矿系统中的调和槽环节的一种实施方式示意图。

图5示出了根据本发明的分解光卤石原矿系统中的结晶器环节的一种实施方式示意图。

图6示出了根据本发明的一种分解光卤石原矿的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本发明中的组件、技术，以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权利要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

图2示出了根据本发明的一种分解光卤石原矿的系统示意图。

如图2所示，根据本发明的技术方案提供了一种分解光卤石原矿的系统，包括，调和槽M1，用于将精钾母液和尾盐水进行混合，以形成分解母液；结晶器M2，与所述调和槽M1连接，用于将所述分解母液、光卤石原矿进行混合并使所述光卤石原矿进行分解，以使所述光卤石原矿中的氯化镁转入液相，氯化钾结晶析出。

所述精钾母液可以是氯化钾的饱和溶液，溶液中可能还含有少量的氯化钠或氯化镁。所述尾盐水可以是含有较多氯化镁和少量氯化钾或少量氯化钠的溶液。所述精钾母液和所述尾盐水可以是浮选工艺中产生的，例如正浮选工艺生产工程中产生的，也可以是自己调配或者其他来源的氯化钾饱和溶液或者氯化镁溶液等。将精钾母液和尾盐水在所述调和槽M1中按照一定比例进行混合后，然后输送到所述结晶器M2中用于对光卤石原矿进行分解。精钾母液和尾盐水进入所述调和槽M1的量均可以调节，所述调和槽M1产生的分解母液进入所述结晶器M2的量也可以根据需要进行调节控制，因此如图2所示，所述精钾母液、尾盐水、分解母液的输送管路上可以设置控制阀门，可选地，还可以设置流量计，方便控制流量。

本发明采用分解母液对光卤石原矿进行分解的原理在于，分解母液中的氯化钾含量较分解完成后的溶液中的氯化钾含量要高，而氯化镁含量却低很多，例如，分解母液可以是氯化钾的饱和溶液，因此在结晶器中分解的过程中，根据相平衡理论，光卤石原矿中的氯化镁会转入液相，而氯化钾却不会转入液相。表现在量的关系上就是氯化钾溶解很少，甚至可能由于同离子效应，部分氯化钾还会从分解母液中析出转为固体。从而使光卤石原矿在脱镁的过程中大大提高了氯化钾的收率。所述同离子效应是指两种含有相同例子的盐溶于水时，二者的溶解度都会降低的现象。结晶器环节氯化钾的收率是指得到氯化钾固体结晶的收率。

可选地，所述精钾母液与所述尾盐水的混合比例以体积计可以为1:1～1:2。根据多次实验以及实际生产过程中的实践可以总结出精钾母液和尾盐水的混合比例，例如可以控制所述精钾母液和所述尾盐水的混合比例以体积计为1:1～1:2，在该配比下得到的结晶器环节的氯化钾的收率较高且较稳定。该比例不是对本发明的技术方案的限制，而是根据本发明的一种实施方式，当然根据本发明的技术方案还可以有其他实施方式的混合比例。

可选地，例如，所述分解母液中，氯化钠所占的比例以质量计为6％以下，氯化镁所占的比例以质量计为15％以下。由于精钾母液和尾盐水中均含有不同比例的氯化钠或氯化镁，因此需要对混合制得的分解母液中的组分配比进行调节控制，以保证结晶器环节能够得到稳定的氯化钾收率。氯化钠在结晶器环节属于杂质，没有实际的作用，含量越少越好；氯化镁的含量不能超过所述结晶器环节分解完成后的溶液的氯化镁含量，否则根据相平衡原理不利于光卤石原矿中的氯化镁溶解到液相。经过实验证明和实际生产过程中的实践，在所述分解母液中的氯化钠比例以质量计可以为6％以下、氯化镁所占的比例以质量计可以为15％以下时，在结晶器环节得到的氯化钾的收率较高且较稳定。该比例不是对本发明的技术方案的限制，而是根据本发明的一种实施方式，当然根据本发明的技术方案还也可以根据实际需要有其他实施方式的控制比例。

图3示出了根据本发明的另一种分解光卤石原矿的系统示意图。

如图3所示，根据本发明的一种实施方式，所述分解光卤石原矿的系统还可以包括浮选槽M3，用于对钾石盐进行浮选，得到氯化钾料浆和浮选尾液；洗涤槽M4，连接于所述浮选槽M3之后，用于对所述氯化钾料浆进行洗涤；离心机M5，连接于所述洗涤槽M4之后，用于对洗涤后的所述氯化钾料浆进行离心，得到悬浮滤液和沉淀；浓密机M6，连接于所述离心机M5之后，用于对所述悬浮滤液进行浓密，以所述浓密机M6中收集的上层澄清液作为所述精钾母液。

可选地，所述浮选槽M3得到的氯化钾料浆也可以先进行脱水后再进入洗涤槽M4进行洗涤。可以通过离心机、袋式过滤器、带式过滤机、板框过滤机等方式进行脱水。

本发明的技术方案可以应用到例如冷结晶-正浮选工艺中。以正浮选工艺举例说明如下：例如，正浮选槽M3对钾石盐或者光卤石进行浮选，其中的氯化钾颗粒会随浮选泡沫上浮刮出，形成粗氯化钾料浆，脱水后得到粗钾；所述粗钾进入洗涤槽M4，在淡水的作用下进行洗涤，得到精氯化钾料浆，简称精钾；所述精钾进入离心机M5进行离心操作，离心后的沉淀即为精钾产品，离心后的上层悬浮滤液可以进入浓密机M6进行浓密，经过浓密后取所述浓密机M6中的上层澄清液作为精钾母液。为了提高氯化钾的收率，所述精钾母液可以全部进入调和槽M1作为调配分解母液的原料，而所述分解母液进入结晶器M2中对光卤石原矿进行分解，得到的氯化钾固相结晶可以作为人造钾石盐进入所述正浮选槽M3进行浮选工艺。

可选地，所述尾盐水为所述浮选尾液澄清后的液相。即，以上述正浮选工艺为例，正浮选槽M3中经过对所述钾石盐浮选后，氯化钾颗粒随泡沫上浮，浮选槽M3中留下的浆液经过静置澄清后，取上层液相可以作为尾盐水，所述尾盐水可以进入所述调和槽M1中用于调配分解母液。所述尾盐水的量可以根据精钾母液的量进行调整。如发现调配后的精钾母液不能满足实际生产中的控制指标要求时，可以通过增减所述尾盐水的量来达到要求。

这样的循环过程可以把整个正浮选工艺中的尾液或者废料进行回收再利用，既避免了浪费节约了生产成本，又实现了资源的综合利用和循环利用，效果显著。

图4示出了根据本发明的分解光卤石原矿系统中的调和槽M1环节的一种实施方式示意图。

分解母液在大装置配置过程中可能会出现兑卤析盐现象，于是在采用泵输送分解母液时可能就会出现泵体结盐较为严重的情况，严重的影响了设备的正常运行。兑卤析盐现象是指两种不同组成的饱和卤水混合后将有一定量的盐类析出的现象。为了防止兑卤析盐情况的发生，可以在所述调和槽M1中对所述精钾母液和所述尾盐水进行混合的过程中，加入一部分滤布冲洗水或者淡水，如图4所示。所述滤布冲洗水可以是指物料经过滤布过滤后对滤布淋洗过的水，其组成与淡水近似。例如，生产车间采用袋式过滤器、带式过滤机等固液分离装置对物料进行分离和脱水，滤布经过冲洗后的水作为滤布冲洗水可以用于分解母液的调配过程中。实际生产实践中，可以采用浮选工艺中对精氯化钾进行过滤脱水时产生的滤布冲洗水。

可选地，配置完成的分解母液可以控制其组分中氯化钠所占的比例以质量计为6％以下，氯化镁所占的比例以质量计为15％以下。实践证明，该比例配置的分解母液与使用其它卤水相比，兑卤析盐情况很轻，使用泵进行输送的过程中，泵体结盐情况很少，可以满足大装置使用的要求。

图5示出了根据本发明的分解光卤石原矿系统中的结晶器环节的一种实施方式示意图。

如图5所示，所述结晶器M2中还可以加入淡水，即所述光卤石原矿在所述分解母液和所述淡水的共同作用下进行分解。由于完全使用分解母液对光卤石原矿进行分解的情况下，需要的分解母液的量很大，因此可以通过加入淡水的方法减少一部分分解母液的用量，可以在保证氯化钾收率的同时节约成本，避免浪费。加入淡水的用量可以根据实际需要进行调整，例如淡水与精钾母液的用量比例以体积计可以为1:2～1:4。

淡水和分解母液进入所述结晶器M2的量均可以调节，如图5所示，所述淡水、分解母液的输送管路上可以设置控制阀门，可选地，还可以设置流量计，方便控制流量。

图6示出了根据本发明的一种分解光卤石原矿的方法流程图。

如图6所示，根据本发明提供一种分解光卤石原矿的方法，包括，向调和槽中加入精钾母液、尾盐水进行混合，以形成分解母液S1；向结晶器中加入所述分解母液对光卤石原矿进行分解，以使所述光卤石原矿中的氯化镁转入液相，氯化钾结晶析出S2。

可选地，所述精钾母液为，钾石盐经过浮选后得到氯化钾料浆和浮选尾液；所述氯化钾料浆经过洗涤、离心机脱水得到悬浮滤液和沉淀；所述悬浮滤液经过浓密机浓密后，收集上层澄清液以作为所述精钾母液。

可选地，所述尾盐水为所述浮选尾液澄清后的液相。

可选地，所述向调和槽中加入精钾母液、尾盐水进行混合，以形成分解母液S1中包括，所述精钾母液与所述尾盐水的混合比例以体积计为1:1～1:2。

可选地，所述向调和槽中加入精钾母液、尾盐水进行混合，以形成分解母液S1中还包括，在所述精钾母液和所述尾盐水进行混合的过程中，向所述调和槽中加入滤布冲洗水或者淡水。

可选地，所述向结晶器中加入所述分解母液对光卤石原矿进行分解，以使所述光卤石原矿中的氯化镁转入液相，氯化钾结晶析出S2中还包括，向所述结晶器中加入淡水，所述光卤石原矿在所述分解母液和所述淡水的共同作用下进行分解。

可选地，所述分解母液中，氯化钠所占的比例以质量计为6％以下，氯化镁所占的比例以质量计为15％以下。

本发明的方法在上文中已经结合系统进行了详细的描述和解释，这里将不再赘述。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例1，向调和槽中加入500mL的精钾母液和1000mL的尾盐水进行混合，以形成分解母液；向结晶器中加入300mL淡水和600mL调配好的分解母液，对1500g光卤石原矿进行分解。

实施例2，向调和槽中加入500mL的精钾母液和500mL的尾盐水进行混合，以形成分解母液；向结晶器中加入300mL淡水和700mL调配好的分解母液，对光卤石原矿进行分解。

实施例3，向调和槽中加入50L的精钾母液和75L的尾盐水进行混合，以形成分解母液；向结晶器中加入100L调配好的分解母液，对光卤石原矿进行分解。

实施例4，向调和槽中加入100L的精钾母液和130L的尾盐水进行混合，以形成分解母液；向结晶器中加入40L淡水和160L调配好的分解母液，对光卤石原矿进行分解。

实施例5，向调和槽中加入100L的精钾母液和180L的尾盐水进行混合，以形成分解母液；向结晶器中加入60L淡水和160L调配好的分解母液，对光卤石原矿进行分解。

例如，以实施例1为例，表1中所示在调和槽中对如实施例1的组成的精钾母液和尾盐水进行调配，配置好的分解母液中的组成也如表1中所示。表3是采用表1中的配制组成的分解母液在结晶器中对1500g光卤石原矿进行分解，得到的测试结果，其中淡水加入量为300mL，分解母液加入量为600mL。为了进行对比，实验室用纯淡水在结晶器中对光卤石原矿进行分解进行测试，测试数据如表2中所示，其中取1500g的光卤石原矿，550mL的淡水对所述光卤石原矿进行分解。

表1

表2

表3

从表2和表3中可以看出，对同样重量的光卤石原矿进行分解，加入纯水进行分解得到的氯化钾的收率为85.06％，而加入根据本发明的实施例1中调配的分解母液对光卤石原矿进行分解，由于同离子效应，得到的氯化钾收率提高到104.52％。可以明显看出，本发明的技术方案提供分解母液对光卤石原矿进行分解可以大大提高氯化钾的收率。同时，由于分解母液经过调配，其用量、组成等指标的稳定也提高了结晶器环节的稳定性，有利于生产。

本发明的技术方案的优点在于：

1)根据本发明的技术方案，分解母液的使用能够保证结晶器环节脱镁的效果，降低该环节中氯化钾转入液相的量，从而大大提高氯化钾的分解收率，降低了企业对原矿资源的需求压力；

2)根据本发明的技术方案，使用调配好的分解母液，由于用量、各指标的稳定性，可以提高结晶器环节氯化钾的分解收率的稳定性；

3)根据本发明的技术方案调配的分解母液兑卤析盐情况较轻，使用泵进行输送，泵体结盐情况较少，能够满足实际生产中大装置使用的要求；

4)本发明的技术方案工艺流程简单，易于控制，且可以通过对浮选环节尾料的利用，避免了浪费，节约了生产成本，实现了资源的循环利用和综合利用。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

Claims (10)

1.一种分解光卤石原矿的方法，包括,

向调和槽中加入精钾母液、尾盐水进行混合，以形成分解母液(S1)；

向结晶器中加入所述分解母液对光卤石原矿进行分解，以使所述光卤石原矿中的氯化镁转入液相，氯化钾结晶析出(S2)。

2.根据权利要求1所述的方法，所述向调和槽中加入精钾母液、尾盐水进行混合，以形成分解母液(S1)中包括，

所述精钾母液与所述尾盐水的混合比例以体积计为1:1～1:2。

3.根据权利要求1所述的方法，所述向调和槽中加入精钾母液、尾盐水进行混合，以形成分解母液(S1)中还包括，

在所述精钾母液和所述尾盐水进行混合的过程中，向所述调和槽中加入滤布冲洗水或者淡水。

4.根据权利要求1所述的方法，所述向结晶器中加入所述分解母液对光卤石原矿进行分解，以使所述光卤石原矿中的氯化镁转入液相，氯化钾结晶析出(S2)中还包括，

向所述结晶器中加入淡水，所述光卤石原矿在所述分解母液和所述淡水的共同作用下进行分解。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，所述分解母液中，

氯化钠所占的比例以质量计为6％以下，

氯化镁所占的比例以质量计为15％以下。

6.一种分解光卤石原矿的系统，包括，

调和槽，用于将精钾母液和尾盐水进行混合，以形成分解母液；

结晶器，与所述调和槽连接，用于将所述分解母液、光卤石原矿进行混合并使所述光卤石原矿进行分解，以使所述光卤石原矿中的氯化镁转入液相，氯化钾结晶析出。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，

所述精钾母液与所述尾盐水的混合比例以体积计为1:1～1:2。

8.根据权利要求6所述的系统，还包括，

所述调和槽中对所述精钾母液和所述尾盐水进行混合的过程中，加入滤布冲洗水或者淡水。

9.根据权利要求6所述的系统，还包括，

所述结晶器中还加入淡水，所述光卤石原矿在所述分解母液和所述淡水的共同作用下进行分解。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的系统，其中，所述分解母液中，

氯化钠所占的比例以质量计为6％以下，

氯化镁所占的比例以质量计为15％以下。