CN114835140B - 一种用于提升氯化钾品位的方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于提升氯化钾品位的方法及应用。所述方法包括：使包含光卤石、调控剂、饱和母液和水的混合反应体系进行分解、浮选、分离处理，制得氯化钾精矿；其中，所述调控剂包括聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、月桂醇硫酸钠、十二烷基硫酸钠、聚山梨酯、脂肪酸甘油酯中的任意一种或两种以上的组合。本发明采用的调控方法简单可行，便于实施，可以对原矿品质较差的细粒高钠光卤石体系实现良好调控，并能显著提升精矿中氯化钾的品位；同时该方法中调控剂添加量小、无污染、成本低且不影响后续浮选工艺。
Description
技术领域
本发明属于分离纯化技术领域，具体涉及一种用于提升氯化钾品位的方法及应用。
背景技术
钾肥是我国农业生产的基础肥料，是国家农业生产和粮食增产的重要保障。然而，我国钾盐矿资源匮乏，缺少大型可溶性固体钾盐矿床，在全国已探明的钾盐矿储量中，95％的储量来自盐湖液体矿床。现有钾肥生产主要是以盐湖卤水为原料，经盐田日晒结晶得到光卤石矿，再将光卤石筛分、分解和浮选得到氯化钾产品。然而盐湖卤水在盐田日晒结晶光卤石的过程中，经常会结晶出一些氯化钠含量较高的光卤石(称为细粒高钠光卤石)，以这种细粒高钠光卤石矿为原料生产氯化钾产品时，仅靠现有的生产工艺，得到的氯化钾产品中仍含有较多的氯化钠，造成钾肥产品中氯化钾品位较低，长期下去，将对钾资源利用、钾肥产品质量及企业效益带来直接影响。
目前，对于氯化钾品位提升的方法有很多，但大部分效率较低，且没有从根本上提出实现氯化钾和氯化钠分离的解决办法。正浮选法生产氯化钾的整个工艺流程为“冷分解-正浮选”。该工艺流程较为简单，技术可靠，且经过多年的技术更新和实践验证，已日渐趋于成熟。但是生产实践证明，采用“冷分解-正浮选”工艺，其操作条件严格，对原矿性质的稳定性要求较高。当原矿为细粒高钠光卤石时，发现分解后析出的氯化钾和氯化钠晶体之间存在粘连或者嵌入的现象，仅靠浮选工艺很难将二者分开，从而使得精矿中氯化钾品位严重下降。此外，由于光卤石分解体系环境复杂，迫切需要对光卤石分解过程中氯化钾和氯化钠的结晶调控寻找新的方法，从而实现氯化钾和氯化钠的晶体分离，对氯化钾品位的提升具有重要意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于提升氯化钾品位的方法及应用，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种用于提升氯化钾品位的方法，其包括：
使包含光卤石、调控剂、饱和母液和水的混合反应体系进行分解、浮选、分离处理，制得氯化钾精矿；
其中，所述调控剂包括聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、月桂醇硫酸钠、十二烷基硫酸钠、聚山梨酯、脂肪酸甘油酯中的任意一种或两种以上的组合。
本发明实施例还提供了前述的用于提升氯化钾品位的方法于制备钾肥中的用途。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供的方法可以解决含钠光卤石经分解-浮选工艺，氯化钾与氯化钠难分离的技术问题；
(2)本发明采用的调控方法简单可行，便于实施，可以对原矿品质较差的细粒高钠光卤石体系实现良好调控，能显著提升精矿中氯化钾的品位；
(3)本发明提供的方法中调控剂添加量小、无污染、成本低且不影响后续浮选工艺。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一典型实施方案中提升氯化钾品位的工艺流程图。
具体实施方式
鉴于现有技术的缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是基于调控剂与晶体之间的相互作用，通过在光卤石分解结晶过程中添加调控剂对氯化钾和氯化钠的结晶实现有效调控分离，所选用的调控剂性质稳定、易溶解、添加量小、无污染，在利用细粒高钠光卤石制备高品位氯化钾方面具有十分重要的应用前景。
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体的，作为本发明技术方案的一个方面，其所涉及的一种用于提升氯化钾品位的方法包括：
使包含光卤石、调控剂、饱和母液和水的混合反应体系进行分解、浮选、分离处理，制得氯化钾精矿；
其中，所述调控剂包括聚丙烯酰胺、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、月桂醇硫酸钠、十二烷基硫酸钠、聚山梨酯、脂肪酸甘油酯中的任意一种或两种以上的组合。
在一些优选实施方案中，所述制备方法包括：将调控剂溶于饱和母液形成第一混合液，之后将光卤石与水同步缓慢加入所述第一混合液进行分解处理，获得中间产物。
本发明中调控剂的加入方式可以固体加入，也可配成溶液加入。
本发明中调控剂的加入不局限在饱和母液中，也可加入在淡水或其他代替淡水中。
进一步地，所述分解处理的时间为10～20min，温度为15～25℃。
进一步地，所述制备方法还包括：在所述分解处理完成后，将所获混合物静置10～20min。
在一些优选实施方案中，所述光卤石包括含钠光卤石。
进一步地，所述光卤石包括细粒高钠光卤石。
更进一步地，所述细粒高钠光卤石的粒径在60目以下，所述细粒高钠光卤石中钠的含量在15wt％以上。
在一些优选实施方案中，所述饱和母液包括按照质量百分比计算的如下组分：KCl3.0wt％、NaCl 0.05wt％、MgCl226.0wt％、H2O 70.95wt％。
进一步地，所述饱和母液配置方法：以Na+,K+,Mg2+//Cl-－H2O四元体系相图为理论指导配制。
在一些优选实施方案中，所述光卤石、调控剂、饱和母液与水的质量比为500:0.2～0.5:300～350:150～230。
在一些优选实施方案中，所述制备方法包括：将所述中间产物转移至浮选装置进行浮选处理，之后将浮选出的泡沫进行分离，制得所述氯化钾精矿。
进一步地，所述浮选处理包含粗选、扫选、两次精选。在一些更为具体的实施方案中，所述用于提升氯化钾品位的方法包括：
(1)首先制备分解光卤石所需的饱和母液，然后称取一定量的调控剂溶解于饱和母液中，充分搅拌均匀；
(2)搅拌状态下，将光卤石与淡水同步缓慢的加入到饱和母液中进行分解，分解时间10-20min后，继续保持10-20min；
(3)将步骤(2)分解后的湿物料转移至浮选槽进行浮选，浮选包含粗选、扫选、两次精选，将浮选出的泡沫分离，得到氯化钾精矿。
在一些优选实施方案中，所述提升氯化钾品位的工艺流程图如图1所示。
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于光卤石分解过程中氯化钾和氯化钠结晶调控的方法，在光卤石分解的复杂体系中，利用调控剂减弱氯化钾和氯化钠晶体之间的相互作用，实现氯化钾和氯化钠定向分离结晶，克服了氯化钾与氯化钠聚结严重导致的分离困难等技术问题。本发明中由于光卤石分解过程中氯化钾与氯化钠晶体之间会出现粘附、嵌入等现象，导致浮选阶段无法有效分离，添加调控剂之后可以削弱二者晶体的粘附、嵌入程度，利于浮选时有效分离。
本发明实施例的另一个方面还提供了前述的用于提升氯化钾品位的方法于制备钾肥中的用途。
下面结合若干优选实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下面所用的实施例中所采用的实验材料，如无特殊说明，均可由常规的生化试剂公司购买得到。
实施例1
配置分解光卤石所需的饱和母液330mL(饱和母液包括按照质量百分比计算的如下组分：KCl3.0wt％、NaCl 0.05wt％、MgCl226.0wt％、H2O 70.95wt％。)，然后称取1#调控剂(聚乙二醇-800和聚丙烯酰胺1:1组成)0.35g，加入饱和母液中并充分搅拌至完全溶解。继续搅拌，控制加料速度将500g含钠光卤石(氯化钠含量为30％)与一定量的淡水同步缓慢的加至饱和母液中于20℃进行分解，分解时间10min。分解完成之后继续平衡10min，共计20min。然后将湿物料转移至浮选槽进行浮选，经粗选、扫选、精选后，所得精矿中氯化钾品位由不添加调控剂之前的81.04％提高至86.49％。
实施例2
配置分解光卤石所需的饱和母液330mL，然后称取2#调控剂(聚乙二醇-800)0.32g，加入饱和母液中并充分搅拌至完全溶解。继续搅拌，控制加料速度将500g含钠光卤石(氯化钠含量为30％)与一定量的淡水同步缓慢的加至饱和母液中于20℃进行分解，分解时间15min。分解完成之后继续平衡15min，共计30min。然后将湿物料转移至浮选槽进行浮选，经粗选、扫选、精选后，所得精矿中氯化钾品位由不添加调控剂之前的80.73％提高至88.55％。
实施例3
配置分解光卤石所需的饱和母液330mL，然后称取3#调控剂(聚乙二醇二丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、十二烷基硫酸钠质量比1:1:1组成)0.38g，加入饱和母液中并充分搅拌至完全溶解。继续搅拌，控制加料速度将500g含钠光卤石(氯化钠含量为30％)与一定量的淡水同步缓慢的加至饱和母液中于20℃进行分解，分解时间20min。分解完成之后继续平衡20min，共计40min。然后将湿物料转移至浮选槽进行浮选，经粗选、扫选、精选后，所得精矿中氯化钾品位由不添加调控剂之前的80.14％提高至87.86％。
实施例4
配置分解光卤石所需的饱和母液，然后称取调控剂聚山梨酯，加入饱和母液中并充分搅拌至完全溶解。继续搅拌，控制加料速度将含钠光卤石(氯化钠含量为30％)与一定量的淡水同步缓慢的加至饱和母液中于15℃进行分解，分解时间20min。分解完成之后继续平衡10min，共计30min，其中所述光卤石、调控剂、饱和母液与水的质量比为500:0.2:300:150。然后将湿物料转移至浮选槽进行浮选，经粗选、扫选、精选后，所得精矿中氯化钾品位由不添加调控剂之前的80.03％提高至86.35％。
实施例5
配置分解光卤石所需的饱和母液，然后称取调控剂脂肪酸甘油酯，加入饱和母液中并充分搅拌至完全溶解。继续搅拌，控制加料速度将含钠光卤石(氯化钠含量为10％)与一定量的淡水同步缓慢的加至饱和母液中于25℃进行分解，分解时间10min。分解完成之后继续平衡20min，共计30min，所述光卤石、调控剂、饱和母液与水的质量比为500:0.5:350:230。然后将湿物料转移至浮选槽进行浮选，经粗选、扫选、精选后，所得精矿中氯化钾品位由不添加调控剂之前的79.35％提高至85.44％。
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
应当理解，本发明的技术方案不限于上述具体实施案例的限制，凡是在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于提升氯化钾品位的方法，其特征在于由以下步骤组成：
将调控剂溶于饱和母液形成第一混合液，之后将光卤石与水同步缓慢加入所述第一混合液进行分解处理，获得中间产物，之后进行浮选、分离处理，制得氯化钾精矿；所述饱和母液包括按照质量百分比计算的如下组分：KCl 3.0wt%、NaCl 0.05wt%、MgCl2 26.0wt%、H2O70.95wt%；所述光卤石、调控剂、饱和母液与水的质量比为500:0.2~0.5:300~350:150~230；所述光卤石选自细粒高钠光卤石；所述细粒高钠光卤石的粒径在60目以下，所述细粒高钠光卤石中钠的含量在15wt%以上；所述分解处理的时间为10~20min，温度为15~25℃；
其中，所述调控剂选自聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、聚山梨酯、脂肪酸甘油酯中的任意一种或两种以上的组合，所述聚乙二醇衍生物为聚乙二醇二丙烯酸酯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：在所述分解处理完成后，将所获混合物静置10~20min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于包括：将所述中间产物转移至浮选装置进行浮选处理，之后将浮选出的泡沫进行分离，制得所述氯化钾精矿。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述浮选处理包含粗选、扫选、两次精选。
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