高明
五矿盐湖有限公司 青海省格尔木市 816000
摘要：氯化钾是重要的无机盐产品，一般是由正浮选法进行生产，这种方法主要存在原料浪费、损失严重、浮选效果差废液不达标等现象，制约了氯化钾工业的发展。正浮选法生产氯化钾工艺过程中最常用的浮选药剂为十八胺，十八胺的浓度过大则会影响浮选过程的选择性，进而使得药剂留在溶液中造成浪费，降低氯化钾的回收率。
关键词：浮选法；氯化钾工艺；
氯化钾在工业上是制取其它钾盐的基本原料。如苛性钾、氯酸钾、硝酸钾等。这些钾盐矿广泛用于印染、皮革、电子、食品、医药等工业。据估计, 目前世界水溶性钾盐矿的储量按氯化钾计, 约1360 亿t 。矿床的分布很不均匀, 绝大部分集中在加拿大、俄罗斯、德国等国, 大多数的钾盐矿是在石油、天然气的普查勘探过程中发现的, 其储量占世界钾盐储量的50 %以上。
一、影响氯化钾收率的主要因素
在使用淡水分解时，氯化钾收率仅仅为68.87％，在使用精钾母液进行分解时，分解效率达到了92.84％，而且氯化钾的收率随着精钾母液的钾含量的提高而上升，在其他生产能力不变的情况下，镁含量越高，原矿的消耗就越低；随着温度的升高，氯化钾的溶解需水量逐渐降低，约每升高1 度，需水量就降低了0.0063g，对于生产车间而言，极大地节省了水的用量，另外温度升高氯化钾的浮选效率下降，合适的温度还需要进一步研究因此母液中氯化镁含量能够真实反应生产氯化钾的情况，含量提高有利于水资源和矿资源的节省。在饱和溶液中添加氯化钾后，溶液变为四元三相平衡体系，在新的体系中包含的溶质主要是NaCl 和KCl 液固相，在向饱和溶液添加氯化镁后，饱和溶液会析出晶体氯化钾和氯化镁，而且添加的氯化镁质量越大，析出的晶体越多，具体而言每添加5~6gKCl 就会析出100g 晶体，对于结晶的固相而言，氯化镁含量增加，氯化钾含量也是相应的增加。当采用原卤进行调浆时，氯化钾的质量有所损失，而且随着氯化镁含量越高，损失量越小。
二、浮选法生产氯化钾工艺在生产实践中的应用
1.冷分解正浮选法。盐田光卤石经采船采出后, 用大型脱卤机脱卤,得到的湿光卤石去冷分解工序。由于光卤石中氯化钾和氯化纳的溶解度比氯化镁小得多, 可在室温加水循环母液使光卤石分解, 其中的氯化镁全部进入溶液, 而绝大部分氯化钾和氯化纳仍留在固相中。冷分解工序得到的混合盐, 可通过浮选的方法, 在机械搅拌式的浮选机中进行分离。生产过程分为:一是光卤石的加水分解:二是用浮选法分离氯化钾和氯化纳, 得到粗钾产品;三是粗钾的洗涤。冷分解—正浮选法是较早开发的生产氯化钾工艺。由于该工艺的开发和研究较早, 经过多年的不断完善, 工艺流程趋于成熟。在察尔汗盐湖已有多家工厂采用此工艺进行生产。工艺流程简单如前所述, 一是光卤石的冷分解;二是分解料浆的浮选, 以十八胺为捕收剂、2 #油作起泡剂选出氯化钾, 实现氯化钾和氯化钠的分离,得到粗钾产品。系统回收率低, 产品质量不易提高。生产实践证明, 采用该工艺对原矿质量的稳定性要求较高, 对工艺操作控制要求严格, 操作控制的失误易造成回收率和产品质量的降低。产品粒度细,不易干燥。该产品粒度为0 .088mm , 占81 .09 %。
2 .反浮选冷结晶。反浮选是将光卤石中的氯化纳浮选出来, 而氯化钾留在液相中, 此法可解决冷分解—正浮选法工序存在的诸多弊端, 其工艺的关键是浮选工艺的革新和冷态下结晶条件的选择确定。按浮选理论, 正浮选是指浮选产品为有用矿物,反浮选是指浮选产品为脉石矿物。对氯化钾产品而言, 正浮选是指浮选精矿为氯化钾, 反浮选是指浮选精矿为氯化钠。
根据氯化钾和氯化钠所具有表面物理化学特性, 借助于捕收剂、起泡剂等浮选药剂的加入, 使其表面具有疏水性, 从而能够形成稳定的浮选泡沫, 达到与其它矿物分离的目的。反浮选—冷结晶主要分为:一是反复选除去光卤石中的部分氯化钠, 得到低钠光卤石;二是低钠光卤石再经冷分解结晶得到粗钾, 粗钾经洗涤得到氯化钾成品。提高了氯化钾的回收率和氯化钾的质量。由于该工艺首先浮选出光卤石原矿中的细粒级氯化钾, 生产出低钠光卤石, 同时在浮选过程中也能选出部分水不溶物。这就克服了冷分解—正浮选工艺中所存在的细粒级氯化钠和水不溶物对氯化钾质量产生影响这一缺陷。经结晶器分解结晶, 借助筛分手段筛出浮选过程中不能浮游的大颗粒氯化钠,再经过洗涤作业就完全保证氯化钾的质量, 氯化钾品位可完全控制在KCl≥90%, 最高可达KCl≥95%。在整个生产系统中, 控制浮选作业中的扫选液面及结晶器的加水量, 减少跑、冒、滴、漏, 即可取得满意的收率指标。氯化钾粒度增大, 易于干燥。由于低钠光卤石采用控速分解方式, 结晶粒度大, 平均粒径为0 .2mm , 干燥水份可控制在4 %～ 6 %。工艺流程较为复杂, 较冷分解—浮选法工艺, 系统中增加了较多的浓缩设备, 筛分设备及物料的输送设备。浮选系统尚待完善, 以期取得最佳效果。由于此工艺需浮选出低钠光卤石的氯化钠含量小于6 %, 对于捕收剂性能的要求高, 捕收剂不仅要对氯化钠具有良好的捕收性能, 而且还能捕收水不溶物, 这就需要不断研制新型的捕收剂。另外, 反浮选氯化钠实际应属于粗粒浮选, 要保证低钠光卤石的质量, 除浮选出细粒级氯化钠外, 如能浮选出部分粗粒级氯化钠, 就能得到更为满意的浮选效果, 这就需要改进浮选设备, 国外粗粒浮选方面已广泛淘汰了振动浮选机等设备, 浮选粒度可达0 .8mm～ 3mm 范围, 因此, 该工艺在浮选方面不断完善是必要的。
3.冷结晶正浮选。冷结晶工艺是近期发展起来的一项新技术, 它利用控制光卤石分解体系的过饱和度, 达到在常温条件下使氯化钾晶体颗粒长大的目的。理论基础在光卤石分解的结晶过程中, 如果能很好的控制氯化钾的结晶条件, 就可得到较粗的氯化钾颗粒。在冷却时，其中氯化钾和氯化钠的晶体表面即产生异性电荷，前者带正电，后者带负电。如果将这些带有电荷的矿粒通过高压的静电场，氯化钾和氯化钠即向与其电荷相反的电极方向移动，由此即产生分离即当光卤石进行冷分解时存在着两个串联的反应:先是光卤石溶解在溶液中, 形成氯化钾的过饱和溶液, 再使氯化钾自溶液中析出晶体。故欲得到较粗的氯化钾颗粒, 必须控制第一个反应过程, 使光卤石的溶解速度不要太快, 否则会形成过高的氯化钾饱和度, 产生大量的氯化钾细晶。根据试验可知, 严格控制光卤石的分解条件, 减慢光卤石的溶解速度, 创造适宜晶体成长的结晶环境, 是获得粗颗粒氯化钾的基本条件。此流程的关键设备是冷分解结晶器, 敞口的带有细晶分离的DTB 结晶器, 采用这种结晶器可以达到很好的细晶消除效果, 从而得到较粗的氯化钾结晶。该流程主要由冷分解结晶、细晶溶解、粗钾浮选及精矿洗涤与干燥等四个部分组成, 光卤石原料进入冷结晶器。并在其中分解, 继而结晶出较大颗粒的氯化钾晶体, 从沉降区排出的细晶经洗涤、溶解后, 母液返回结晶器作为分解液, 粗粒部分即为粗钾。粗钾进入浮选系统, 浮选后精矿加淡水洗涤、过滤、干燥、得氯化钾成品。
氯化钾是重要的钾肥，目前我国生产氯化钾的方法主要是正浮选法和反浮选法，由于正浮选法生产耗能低，对于钾矿的要求比较低，因此得到更为广泛的应用，约80％的氯化钾生产采用这种方法，本文主要针对浮选法生产氯化钾情况，并得出最佳用量。
参考文献：
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