CN1156396C - 一段转化浮选法制取硫酸钾的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无机盐领域，特别涉及一种一段转化浮选法制取硫酸钾的方法。该方法是将盐田光卤石或钾矿物或者二者的混合物与天然芒硝按化学计算量的1.0～1.2∶1.0混合，加入足够的循环母液，在5°～90℃的温度下进行转化，再在该矿浆物料中加入浮选剂，将加入了浮选剂的矿浆物料进行浮选，浮选出的矿浆经离心分离便得到硫酸钾，离心母液返回工艺过程循环。本发明的方法可以使工艺母液循环使用，可以使用含钾低的钾矿物，如盐田光卤石分解得到的粗钾(低品位钾肥)，也可使用低含量天然芒硝为原料。
Description
本发明属于无机盐领域，特别涉及一种一段转化浮选法制取硫酸钾的方法。
目前，生产硫酸钾的方法一般都采用以硫酸盐(Na2SO4·MgSO4·H2SO4)和氯化钾(KCl)为原料，进行两段转化反应的工艺技术。该方法对所使用原料的纯度要求高，工艺母液不能循环使用，需蒸发回收有用盐，加工过程较长，能耗较多，制造成本也高。例如，CN1086017中公开了一种硫酸钾的制造方法，该方法采用二次转化、一次蒸发的工艺，使硫酸钠和氯化钾转化成硫酸钾。
制备硫酸钾还有一种方法是利用捕收剂进行浮选的工艺技术，但也仅见于以高纯度芒硝与氯化钾为原料的两段转化法，即对钾芒硝(3K2SO4·Na2SO4)进行浮选。另一种利用捕收剂进行浮选的工艺技术，是以硫酸镁和氯化钾为原料的两段转化法，即对软钾镁矾(K2SO4·MgSO4)进行浮选。CN1089575公开了一种采用萃取法制取硫酸钾的方法，该方法是用湿法工艺制得的硫酸氢钾放入萃取槽内，硫酸氢钾溶于萃取返回料液和水中，加入净化的氯化钾，并加入脂肪叔胺类萃取剂，物料分层，下层为硫酸钾。采用这种方法需要所采用的氯化钾纯度高，并且产率不高。
本发明的目的在于提供一种一段转化浮选法制取硫酸钾的方法，用以克服常规方法在制备硫酸钾时所产生的上述缺陷。该方法可以使工艺母液循环使用，可以使用含钾低的钾矿物、盐田光分解得到的粗钾(低品位钾肥)和低含量天然芒硝为原料。
本发明的一段转化浮选法制取硫酸钾的方法包括：将盐田光卤石或钾矿物或者二者的混合物与天然芒硝按化学计算量的1.0～1.2∶1.0混合，加入足够量的循环母液，在5～90℃的温度下进行转化，再在该矿浆物料中加入浮选剂，将加入了浮选剂的矿浆物料进行浮选，浮选出的矿浆经离心分离便得到硫酸钾，离心母液返回工艺过程循环。
下面具体描述本发明制备硫酸钾的方法过程。
步骤1：转化，在以盐田光卤石为原料时，首先在盐田光石中加水进行冷分解，得到粗钾(低品位钾肥)。而在以钾矿物为原料时，可直接使用。将粗钾与天然芒硝按照化学计算量的1.0～1.2∶1.0进行混合，将混合物料投入到带有搅拌器的转化容器中，加入足够量的循环母液，使矿浆浓度为30～50％(重量)，在5～90℃的温度下，以60转/分钟～120转/分钟的转速搅拌，进行转化反应，转化生成硫酸钾沉淀，转化反应进行0.7～2.0小时；
步骤2：浮选，在步骤1得到的矿浆物料中加入浮选剂，浮选剂为捕收剂与调整剂的混合物。捕收剂为C6～C14烷基磺酸盐、C6～C18烷基三甲基溴化钠或者二者的混合物，捕收剂的加入量为150～450g/TK2SO4；调整剂为偏聚磷酸钠、碳酸钠和水玻璃的混合物，加入量为250～500g/TK2SO4；
该步骤所采用捕收剂优选为C6～C14烷基磺酸钠，进一步优选C8～C10烷基磺酸钠。捕收剂中C6～C14烷基磺酸盐与C6～C18烷基三甲基溴化钠可以以任何比例混合，优选C6～C14烷基磺酸盐∶C6～C18烷基三甲基溴化钠＝3～10∶1(重量比)，进一步优选4～6∶1。调整剂中的偏聚磷酸钠、碳酸钠和水玻璃可以以任何比例混合，优选偏聚磷酸钠∶碳酸钠∶水玻璃＝2∶1∶1(重量比)。
步骤3：将步骤2的加入了浮选剂的矿浆物料进行浮选，可送入泡沫浮选槽中进行粗选、扫选和精选；
步骤4：精选得到的泡沫矿浆经离心机固液分离，然后湿基硫酸钾用0.5～2.0倍量的水洗涤，经干燥脱水后，得到成品硫酸钾；离心母液和洗涤水返回工艺过程循环使用，浮选尾矿为含有矿泥的氯化钠杂质。
本发明方法的优点是将现有的二段转化变为一段转化，并使工艺母液循环使用，大大缩短了流程，可以使用含钾低的钾矿物，如盐田光卤石分解得到的粗钾(低品位钾肥)，也可使用低含量天然芒硝为原料。
下面结合实施例和附图进一步描述本发明的技术方案。
图1.本发明一段转化浮选法制备硫酸钾的工艺流程示意图。
实施例1
称取盐田光卤石(含KCl18.14％)10.0Kg，加水4.5Kg，在室温下搅拌分解15分钟，固液分离后得到粗钾3.9Kg，称取粗钾370g，天然芒硝(含Na2SO4 76.20％)185g，盛于2000ml烧杯中，加入840g母液，在17.5℃，搅拌转速80转/分钟下，转化反应1.5小时；向料浆加入捕收剂和调整剂，捕收剂采用C10烷基磺酸钠58毫克和C10烷基三甲基溴化钠28毫克，调整剂采用偏聚磷酸钠35毫克、碳酸钠18毫克和水玻璃18毫克，然后放入到浮选槽中，充气浮选7分钟后，泡沫精矿离心分离，湿基产品用500g水洗涤3次，得湿基K2SO4产品183.0g，在108℃下进行干燥，得到硫酸钾，其化学组分如下：
K+40.85％，SO4 2- 50.15％，Cl- 2.36％。
样品中K2O＝49.21％，钾回收率为64.24％，硫酸根的回收率为85.24％。
实施例2：
称取天然钾矿物(含KCl19.20％)1000g和天然芒硝(Na2SO493.0％)195g，盛于5000ml烧杯中，加入母液1900g，在31℃下，搅拌转速90转/分钟条件下，转化反应1.0小时，料浆中加入捕收剂和调整剂，捕收剂采用C8烷基磺酸钠48毫克和C8烷基三甲基溴化钠22毫克，调整剂采用偏聚磷酸钠27毫克、碳酸钠14毫克和水玻璃14毫克，然后放入到三升浮选槽中，经充气浮选7分钟后，泡沫精矿离心分离并用700g水洗涤，得湿基产品K2SO4235.0g，经120℃干燥，干基产品化学组分如下：
K+40.34％，SO4 2-49.52％，Cl- 2.44％
样品中K2O＝48.59％，钾回收率为83.38％，硫酸根回收率为84.01％。
实施例3：
称取粗钾(KCl40.83％)2680g，和天然芒硝(Na2SO474.80％)1620g，盛于烧杯中，加入母液1000g，在13℃下，搅拌转速100转/分钟条件下转化反应2.0小时，料浆加入捕收剂和调整剂，捕收剂采用C12烷基磺酸钠48毫克和C12烷基三甲基溴化钠23毫克，调整剂采用偏聚磷酸钠29毫克、碳酸钠15毫克和水玻璃15毫克，然后放入到浮选槽中，经充气浮选6.5分钟后，泡沫精矿离心分离，并用300g水洗涤三次，得湿基产品156g，在90℃的温度下干燥，干基产品的化学组成如下：
K+ 41.85％， SO4 2- 51.38％，Cl- 1.91％
样品中K2O＝50.41％，钾回收率为84.1％，硫酸根回收率为85.37％。
Claims (3)
1.一种一段转化浮选法生产硫酸钾的方法，其特征在于：该方法是将盐田光卤石或钾矿物或者二者的混合物与天然芒硝按化学计算量的1.0～1.2∶1.0混合，向混合物料中加入循环母液，在5～90℃的温度下进行转化，再在该矿浆物料中加入浮选剂，将加入了浮选剂的矿浆物料进行浮选，浮选出的矿浆经离心分离便得到产品硫酸钾，离心母液返回工艺过程循环；
所述的浮选剂是捕收剂与调整剂的混合物，捕收剂为C6～C14烷基磺酸钠、C6～C18烷基三甲基溴化钠或者二者的混合物；调整剂为偏聚磷酸钠、碳酸钠和水玻璃的混合物；
所述的捕收剂的加入量为150～450g/TK2SO4；调整剂的加入量为250～500g/TK2SO4；
所述的混合物料中加入的母液量应使矿浆的质量百分浓度为30～50％。
2.权利要求1记载的生产硫酸钾的方法，其特征在于：所述的捕收剂为C8～C10烷基磺酸钠和C10～14烷基三甲基溴化钠。
3.权利要求1记载的生产硫酸钾的方法，其特征在于：所述的捕收剂中烷基磺酸钠与烷基三甲基溴化钠的重量比为4～6∶1。
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