CN110014021A

CN110014021A - 一种从低品位含钾浮选尾盐中回收钾资源的方法

Info

Publication number: CN110014021A
Application number: CN201910290029.0A
Authority: CN
Inventors: 付汝三; 高文远; 谭勤俭; 程帅
Original assignee: Medium Blue Changhua Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Medium Blue Changhua Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2019-07-16

Abstract

一种从低品位含钾浮选尾盐中回收钾资源的方法，包括以下步骤：先将低品位含钾浮选尾盐和工艺卤水加入到缓冲槽或缓冲池内，经混合后，得到混合矿浆，然后将混合矿浆以管道输送的方式输送至尾盐坝，在此过程中含钾浮选尾盐中的固相钾完成固液转化，混合矿浆在尾盐坝堆滤实现固液分离，得到固相尾盐与液相含钾成品卤水。本发明工艺流程简单，设备投资省，水耗、能耗都较低，钾浸出率达到70%左右，成品卤水K⁺浓度＞1.5%，尾渣中K⁺浓度＜1.2%，是一种低成本的工艺，尤其适合干旱缺水盐湖地区推广应用。

Description

一种从低品位含钾浮选尾盐中回收钾资源的方法

技术领域

本发明涉及一种从低品位含钾浮选尾盐中回收钾资源的方法。

背景技术

我国是农业大国，对钾肥的需求较大，然而我国钾盐工业产量却远远不能满足农业的需求，将近50%的钾盐仍需从国外进口，对国外依存度极高。同时我国也是钾资源相对短缺的国家，已探明地质储量约10亿吨，主要分布于青海、西藏和云南三省。在探明的钾盐储量中，占绝对优势的是盐湖钾盐矿床地质，且分布主要集中于青海柴达木盆地和新疆罗布泊等现代盐湖中，约占98%，因此盐湖卤水钾盐资源是我国当前钾盐生产的主要原料来源。在我国接近五分之四的生产企业都是通过浮选工艺生产钾盐，其主要流程为：原料钾混盐矿加入分解母液或浮选介质进行分解调浆，同时加入能让目的钾盐和其他杂质分离的药剂，再经浮选机组浮选得到系列钾盐矿浆，最后脱卤分离得到氯化钾产品或软钾镁矾中间产品，氯化钾和软钾镁矾通过进一步加水转化制取硫酸钾产品。受现有浮选工艺及药剂技术限制，药剂捕收并不能实现钾混盐矿中目标钾盐100%的提取分离，部分排入尾矿系统作为浮选尾盐废渣堆砌，难以有效利用，造成盐湖钾资源的严重浪费。据不完全统计，新疆罗布泊盐湖和青海察尔汗盐湖浮选尾盐排放量均达600万吨/年以上，青海省马海盐湖钾矿区累计浮选尾盐排放总量接近2000万吨，而尾盐中的钾离子平均品位介于1.8%～5.0%，如能在技术提升基础上加以综合回收利用，将大幅提升盐湖钾肥产能，降低采卤量，延长矿山服务年限，也符合国家建设绿色矿山的政策导向需求。

文献1（边红利，呼桂桂，马海盐湖浮选法生产氯化钾排放尾盐中钾资源的强制浸取技术研究，盐湖研究，2014,22（1））公开了一种氯化钾浮选尾盐的回收工艺，利用固体尾盐与淡卤水搅拌强制浸取的方式溶解回收尾盐中的有用钾，首先该方法更适用固体尾盐，对生产系统排放的新鲜尾盐需经过带式过滤机进行固液分离，强制浸取过程则主要在搅拌槽内进行，考虑带式过滤机的处理能力和溶矿所需反应停留时间可知，当处理大量的固体尾盐增加多台带式过滤机和大型的搅拌设备同时作业方能满足溶矿需求，工艺相对复杂且要求设备台套数多、能耗大，淡水消耗量也大，并不适用于淡水缺乏地区大量新鲜尾盐的回收和利用；CN102205976A公开了一种浮选尾液和尾渣中钾离子的回收方法，是将浮选软钾镁矾后的尾液和尾渣相互分离后通过加入原卤进行洗涤的方式获得洗涤液再与老卤混合兑卤制取光卤石，该工艺方法同样需要增加多台大型的带式过滤机，设备投资和能耗也大；CN101003382A公开了一种盐湖废弃矿中氯化钾的回收方法，是利用盐湖废弃矿和淡水搅拌溶解使盐湖废弃矿中氯化钾完全溶解于溶液中，该方法淡水消耗量大适用于淡水资源丰富的地区，同时存在新增设备投资大、能耗大的缺点；以上技术在推广和工程化实施阶段，在淡水资源缺乏的干旱盐湖地区实施皆存在较多的不利因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种流程简单、处理量大且设备使用少，淡水消耗少、能源消耗和生产成本均较低的从低品位含钾浮选尾盐中回收钾资源的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种从低品位含钾浮选尾盐中回收钾资源的方法，包括以下步骤：先将低品位含钾浮选尾盐和工艺卤水加入到缓冲槽或缓冲池内，经混合后，得到混合矿浆，然后将混合矿浆以管道输送的方式输送至尾盐坝，在此过程中含钾浮选尾盐中的固相钾完成固液转化，混合矿浆在尾盐坝堆滤实现固液分离，得到固相尾盐与液相含钾成品卤水。

进一步，所述的低品位含钾浮选尾盐是浮选系统产生的新鲜浮选尾盐矿浆经过浓密机浓密后的底流，或是尾盐坝内的固体尾盐或用固体尾盐制备的尾盐矿浆，尾盐矿浆质量浓度≥25%。

其中，所述的底流通过以下步骤获得：

（1）浮选尾矿缓存：将钾盐浮选系统产生的新鲜浮选尾盐料浆给入矿浆临时缓冲装置，利用车间浮选母液进行调浆至料浆中固体质量浓度15%～20%；

（2）浓密机浓缩：将步骤（1）得到的调浆浆液通过自流或管道泵送方式输送到浓密作业段进行矿浆浓缩，调节底流调节阀开度、稳定浓密机底流矿浆浓度，使用单台浓密机浓密时优选的矿浆浓度为固体质量浓度25%～40%；当使用多段浓密工艺或选用浓密效率更高、更高底流浓度的膏体浓密机时，优选的矿浆浓度可至固体质量浓度45%～60%。

步骤（1）中，所述的新鲜浮选尾盐料浆固体质量浓度20%～30%，受生产条件变动产生的波动较为明显，而管道输送时浓度过大不利于料浆的输送，易堵管，因此选用浮选母液进行调浆的方式，即确保浆体的正常输送，同时也可以达到稳定进入后生产系统的矿浆流量与质量。

步骤（2）中，所述的浓密机底流与浓密机进料的体积流量分配比为0.6～0.8:1，即浓密机底流体积流量为浓密机进料体积流量的0.6～0.8倍，在此分配比条件下，浓密机可实现较好的浓缩效果，稳定底流浓度范围在固体质量浓度25%～35%，且设备稳定运行不堵管。

步骤（2）中，所述浓密机为膏体浓密机或采用浓密机多段浓密时，膏体浓密机或多段浓密机最后一段浓密作业的浓密机建议设置在地上与缓冲槽或缓冲池形成一定高差，以保证高浓度矿浆能够顺利自流进入缓冲槽或缓冲池。

进一步，所述的工艺卤水是指从盐田工艺引入的工艺卤水，其中，Na⁺/K⁺质量比＞5，Mg²⁺含量＜3.0wt%。所述工艺卤水为盐田晒矿过程中的卤水，来源充裕且易得，所述Na⁺/K⁺质量比＞5，Mg²⁺含量＜3.0%范围内卤水钾离子饱和程度低，因此用作溶剂溶解转化浮选尾盐当中的含钾矿石中的钾离子效率较高；所述工艺卤水与尾盐矿浆的混合在缓冲槽或缓冲池内的混合快速进行停留时间仅为5～20s，因此单台设备的通过能力大。

进一步，加入到缓冲槽或缓冲池内混合的从盐田工艺引入的工艺卤水与低品位含钾浮选尾盐中固相的质量比为2.0～4.5:1.0。

进一步，混合矿浆在管道中的输送流速＞1.8m/s，平直管道内矿浆雷诺数Re＞4000，在缓冲槽或缓冲池与管道内累计停留的时间≥30min。所述管道流速与平直管道段的最低雷诺数是确保管道内流体的轴向输送的同时保证管道内流体的紊流运动状态：既防止固体颗粒沉管堵塞管路，又利于均化流体中固体颗粒的分散和均化促进溶解转化的进行；所述累计停留时间是保证溶解转化过程充分进行、达到回收效果的必要时间条件。

本发明开创性的在新鲜尾盐输送往尾盐田的过程中引入高Na⁺/K⁺比的不饱和工艺卤水，利用长距离管道输送过程协同浸取转化低品位含钾浮选尾盐中的有用钾矿石，使低品位含钾浮选尾盐中有用钾的固液转化和尾盐料浆的输送同步进行，充分利用尾盐矿浆在长距离管道中的输运时间为溶矿转化过程提供充裕的反应时间、管内快速流动时的矿浆紊流状态强化传质作用促进溶解转化过程的进行。本发明工艺流程简单，从工业应用的角度来看：本工艺需要新增的设备投入较少；使用盐湖中易得的高Na⁺/K⁺比的不饱和工艺卤水作为溶剂，因此不需要新增淡水消耗；实验室与现场试验均证明这一工艺尾盐中钾离子的浸出率均达到近70%，且成品卤水K⁺浓度＞1.5%，尾渣中K⁺浓度＜1.2%，充分说明本发明方法是一种低成本回收低品位新鲜浮选尾盐中钾资源的新方法，尤其在干旱缺水的盐湖地区具备优越的技术示范效应和极强的工程化推广价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例采用浮选尾盐为我国新疆某氯化钾浮选系统排放的新鲜尾盐，矿浆经尾盐浓缩机浓缩后底流质量浓度为26.2%，固相中K⁺含量2.80%，底流经管道自流到浓密机旁的矿浆分配槽后进入到设置有搅拌机构的矿浆缓冲池内，从盐田泵送过来的不饱和工艺卤水含Na⁺7.62%、含Mg²⁺1.73%、含K⁺0.83%，按照与尾盐中固相尾盐质量比2.8:1.0泵送到矿浆缓冲池内搅拌混合，混合后矿浆使用渣浆泵送至6.2KM以外的尾盐坝内进行堆滤实现固液分离，得到的最终成品卤水中K⁺含量尾2.02%，尾盐坝内固相尾盐的K⁺含量为0.95%。

实施例2

本实施例采用浮选尾盐为我国新疆某软钾镁矾浮选系统排放的新鲜尾盐，使用本发明的一种从低品位含钾浮选尾盐中回收钾资源的工艺回收其中钾离子得到的结果见下表。

实施例3

本实施例采用浮选尾盐为我国青海某氯化钾浮选厂堆滤在尾盐田中的固相尾盐，固相尾盐中K⁺含量3.2%，将固相尾盐与工艺卤水（Na+/K+质量比5.2，Mg2+含量1.74wt%）按照质量比1:3.2引入槽内搅拌混合，混合后矿浆使用渣浆泵经长距离管道输送至尾盐坝内进行堆滤并实现固液分离，得到的最终成品卤水中K⁺含量尾1.98%，尾盐坝内固相尾盐的K⁺含量为1.4%。

值得一提的是，虽已参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此基础上进行形式和细节上的各种变化。

Claims

1.一种从低品位含钾浮选尾盐中回收钾资源的方法，其特征在于，包括以下步骤：先将低品位含钾浮选尾盐和工艺卤水加入到缓冲槽或缓冲池内，经混合后，得到混合矿浆，然后将混合矿浆以管道输送的方式输送至尾盐坝，在此过程中含钾浮选尾盐中的固相钾完成固液转化，混合矿浆在尾盐坝堆滤实现固液分离，得到固相尾盐与液相含钾成品卤水。

2.如权利要求1所述的从低品位含钾浮选尾盐中回收钾资源的方法，其特征在于，所述的低品位含钾浮选尾盐是浮选系统产生的新鲜浮选尾盐矿浆经过浓密机浓密后的底流，或是尾盐坝内的固体尾盐或用固体尾盐制备的尾盐矿浆，尾盐矿浆质量浓度≥25%。

3.如权利要求1或2所述的从低品位含钾浮选尾盐中回收钾资源的方法，其特征在于，所述的工艺卤水是指从盐田工艺引入的工艺卤水，其中，Na⁺/K⁺质量比＞5，Mg²⁺含量＜3.0wt%。

4.如权利要求3所述的从低品位含钾浮选尾盐中回收钾资源的方法，其特征在于，加入到缓冲槽或缓冲池内混合的从盐田工艺引入的工艺卤水与低品位含钾浮选尾盐中固相的质量比为2.0～4.5:1.0。

5.如权利要求1或2所述的从低品位含钾浮选尾盐中回收钾资源的方法，其特征在于，混合矿浆在管道中的输送流速＞1.8m/s，平直管道内矿浆雷诺数Re＞4000，在缓冲槽或缓冲池与管道内累计停留的时间≥30min。