一种由光卤石原矿制取氯化钾的方法与流程

本发明涉及由光卤石原矿制取氯化钾的方法，特别涉及提高光卤石原矿利用率的方法。

背景技术：

中国的钾资源广泛存在于青海等偏远地区，其中青海的储量占全国储量的50％以上，代表性资源为盐湖资源。目前由于盐湖地区的钾肥生产规模不断扩大，产能逐步释放使得从采区采卤开始，出现了原卤紧张和原卤资源含钾逐年下降的趋势。近年来随着大颗粒光卤石原矿(以下简称原矿)的使用，原矿中氯化钠含量增加，导致钾肥生产企业生产如98％品位的氯化钾比较困难。

利用盐湖卤水中的光卤石原矿生产钾肥的工艺有很多，反浮选-冷结晶工艺是规模化生产中比较先进的一种工艺。原矿包括纯光卤石和一定量的氯化钠，生产钾肥时原矿在饱和的浮选介质中加入浮选药剂，选择性地增加其中氯化钠表面的疏水性，而不增加光卤石的疏水性，氯化钠随泡沫被分离出，光卤石留在矿浆中，脱卤后为钠含量较低的低钠光卤石，低钠光卤石再进入结晶器，加水进行分解结晶，控制分解条件，使溶液中氯化钾过饱和，利用光卤石分解体系的过饱和度在常温下使氯化钾晶体颗粒长大，得到粗钾料浆，再经过过滤、洗涤等工序制得成品氯化钾，生产的氯化钾产品含量大、粒径高、水分低。

反浮选-冷结晶工艺中结晶器是核心工序，结晶后的粗钾质量直接影响着整体工艺的产品收率和产品质量。因原矿自然生长的周期不同及结晶粒径大小不一，在结晶器分解的过程中粒径较大的部分原矿很难完全分解，为了保证粗钾矿浆的品质，常对结晶器的底流矿浆进行筛分，筛下物作为粗钾料浆进行后续工序用于生产氯化钾，筛上物直接排放至生产系统外。但筛上物的总量约占结晶器底流矿浆中固相总量的13％～25％，筛上物中除不容易溶解的氯化钠外还包含颗粒较大、未被利用的光卤石(主要为粒径较大的光卤石)，直接排放导致原料利用率较低，不仅浪费了日益紧张的卤水资源，更影响整体生产工艺的回收率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种由光卤石原矿制取氯化钾的方法，用于解决现有技术中筛上物直接排放至生产系统外导致的原料利用率较低、整体生产工艺的回收率低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供第一技术方案为一种由光卤石原矿制取氯化钾的方法，包括以下步骤：

第一步骤(s1)，光卤石原矿料浆在浮选装置中用浮选药剂进行浮选生成低钠光卤石料浆，所述低钠光卤石料浆包含光卤石和氯化钠颗粒，

第二步骤(s2)，将所述低钠光卤石料浆在结晶器中分解结晶，得到结晶器底流，所述结晶器底流包含析出的氯化钾、未分解的光卤石和氯化钠颗粒，

第三步骤(s3)，对所述结晶器底流进行筛分，得到筛上物和筛下物，所述筛上物包含未分解的光卤石和氯化钠颗粒，所述筛下物用于生成氯化钾，

第四步骤(s4)，对所述筛上物进行破碎，

第五步骤(s5)，检测破碎后的所述筛上物中氯化钠含量，若所述筛上物中氯化钠含量高于设定值，则所述筛上物用于生成所述低钠光卤石料浆，若所述筛上物中氯化钠含量低于设定值，则所述筛上物用于生成氯化钾。

第二技术方案基于第一技术方案，所述设定值根据所述低钠光卤石料浆中氯化钠含量或结晶器中所述低钠光卤石料浆分解结晶的条件进行设定。

第三技术方案基于第一技术方案，所述第五步骤(s5)中，若所述筛上物中氯化钠含量高于设定值，则所述筛上物用于生成所述低钠光卤石料浆，其包括：

所述筛上物与第一步骤(s1)中所述光卤石原矿料浆混合用于生成所述低钠光卤石料浆，或者所述筛上物输送至所述浮选装置中进行浮选以用于生成低钠光卤石料浆。

第四技术方案基于第一技术方案，所述第一步骤(s1)包括以下步骤，

所述光卤石原矿料浆输送至原矿浓密机进行增稠，

在浮选装置中用浮选药剂对增稠后的所述光卤石原矿料浆进行浮选，得到低钠光卤石料浆；

所述第五步骤(s5)中，若所述筛上物中氯化钠含量高于设定值，则所述筛上物用于生成所述低钠光卤石料浆，其包括：

所述筛上物输送至所述原矿浓密机中进行增稠以用于生成低钠光卤石料浆。

第五技术方案基于第一技术方案，所述第五步骤(s5)中，若所述筛上物中氯化钠含量低于设定值，则所述筛上物用于生成氯化钾，其包括，

所述筛上物输送至所述结晶器进行分解结晶，重复第二步骤(s2)。

相比于现有技术，本发明提供的由光卤石原矿制取氯化钾的方法具有以下优势：

与不检测氯化钠含量，直接将筛上物排放至生产系统外相比，本实施例将筛上物中的物料重新进行回收利用，在生产原料量不变的情况下直接提高原料的利用率；提高工艺回收率以达到增产增效的目的；若筛上物中氯化钠含量较低，已符合结晶器的工艺要求，仍将筛上物全部通过浮选装置生成低钠光卤石料浆，浮选装置的负荷较高，反而会造成氯化钾的流失，与之相比，本实施例根据筛上物中氯化钠含量的不同进行区别处理，有效降低浮选装置的负荷，提高生产效率；若筛上物中氯化钠含量较高，仍将筛上物全部用于生成氯化钾，则会影响氯化钾的品位，与之相比，本实施例根据筛上物中氯化钠含量的不同进行区别处理，在回收利用物料的同时保证了氯化钾的产品质量，避免过多的氯化钠对氯化钾的生产造成影响。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清晰明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中，

图1为本发明提供的一种优选实施方式的从光卤石原矿制取氯化钾的方法的步骤流程图；

图2为本发明提供的一种优选实施方式的从光卤石原矿制取氯化钾的方法的工艺流程图；

图3为na⁺，k⁺，mg²⁺//cl^--h2o(25℃)四元水盐体系相图。

附图标记：

11-原矿浓密机，12-浮选装置，

21-低钠浓密机，22-固液分离器，

23-结晶器，3-振动筛，

41-粗钾浓密机，42-再浆洗涤机，

43-精钾离心机，5-破碎机，

6-检测装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案与效果表述更加清楚，下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。应该理解，此处描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。

如图1及图2所示，其中，图1为本发明提供的一种优选实施方式的从光卤石原矿制取氯化钾的方法的步骤流程图；图2为本发明提供的一种优选实施方式的从光卤石原矿制取氯化钾的方法的工艺流程图。

本实施例提供一种由光卤石原矿制取氯化钾的方法，包括以下步骤：

第一步骤(s1)，光卤石原矿料浆在浮选装置12中用浮选药剂进行浮选生成低钠光卤石料浆，所述低钠光卤石料浆包含光卤石和氯化钠颗粒，

第二步骤(s2)，将所述低钠光卤石料浆在结晶器2中分解结晶，得到结晶器底流，所述结晶器底流包含析出的氯化钾、未分解的光卤石和氯化钠颗粒，

第三步骤(s3)，对所述结晶器底流进行筛分，得到筛上物和筛下物，所述筛上物包含未分解的光卤石和氯化钠颗粒，所述筛下物用于生成氯化钾，

第四步骤(s4)，对所述筛上物进行破碎，

第五步骤(s5)，检测破碎后的所述筛上物中氯化钠含量，若所述筛上物中氯化钠含量高于设定值，则所述筛上物用于生成所述低钠光卤石料浆，若所述筛上物中氯化钠含量低于设定值，则所述筛上物用于生成氯化钾。

在本实施例中，首先对结晶器底流筛分出的筛上物进行破碎，将其中未分解的光卤石大颗粒破碎为结晶器可正常分解的粒径大小，便于最大程度的回收利用；然后根据筛上物中氯化钠含量的检测结果，将筛上物分为不同的处理路线，若所述筛上物中氯化钠含量高于设定值，则所述筛上物用于生成所述低钠光卤石料浆，若所述筛上物中氯化钠含量低于设定值，则所述筛上物用于生成氯化钾。

与不检测氯化钠含量，直接将筛上物排放至生产系统外相比，本实施例将筛上物中的物料重新进行回收利用，在生产原料量不变的情况下直接提高原料的利用率；提高工艺回收率以达到增产增效的目的；若筛上物中氯化钠含量较低，已符合结晶器的工艺要求，仍将筛上物全部通过浮选装置生成低钠光卤石料浆，浮选装置的负荷较高，反而会造成氯化钾的流失，与之相比，本实施例根据筛上物中氯化钠含量的不同进行区别处理，有效降低浮选装置的负荷，提高生产效率；若筛上物中氯化钠含量较高，仍将筛上物全部用于生成氯化钾，则会影响氯化钾的品位，与之相比，本实施例根据筛上物中氯化钠含量的不同进行区别处理，在回收利用物料的同时保证了氯化钾的产品质量，避免过多的氯化钠对氯化钾的生产造成影响。

下面对各步骤进行详细说明。

第一步骤(s1)，光卤石原矿料浆在浮选装置12中用浮选药剂进行浮选生成低钠光卤石料浆，所述低钠光卤石料浆包含光卤石和氯化钠颗粒。

进一步地，所述第一步骤(s1)包括以下步骤，

所述光卤石原矿料浆输送至原矿浓密机11进行增稠，

在浮选装置12中用浮选药剂对增稠后的所述光卤石原矿料浆进行浮选，得到低钠光卤石料浆。

光卤石原矿料浆为由光卤石和氯化钠颗粒组成的混合物，所述光卤石原矿料浆在原矿浓密机中增稠至合适浓度后，在浮选装置12中进行浮选。在本实施例中，所述浮选装置12为反浮选工艺，料浆从浮选装置12顶部吸气排入到底部，并以气泡的形式上升，其中添加浮选药剂进行反浮选，浮选药剂与氯化钠结合后将氯化钠夹带到浮选装置12顶部，被浮选装置12中的刮板刮除。刮除的泡沫排出；底部料浆即为低钠光卤石料浆，所述低钠光卤石料浆包含光卤石和氯化钠颗粒。

第二步骤(s2)，将所述低钠光卤石料浆在结晶器中分解结晶，得到结晶器底流，所述结晶器底流包含析出的氯化钾、未分解的光卤石和氯化钠颗粒。

所述低钠光卤石料浆在所述结晶器内分解结晶时，控制所述低钠光卤石的分解结晶条件，来控制溶液中氯化钾过饱和度，减少溶液中氯化钾的数量，达到常温下使氯化钾晶体颗粒长大的目的，而氯化钠在液相不饱和时不能析出，从而保证氯化钾的质量和颗粒大小，因此，所述低钠光卤石料浆中的氯化钠溶解一部分，仍有部分较大的氯化钠颗粒难以溶解，其中的氯化钾不断溶解直至形成氯化钾过饱和溶液，氯化钾再从过饱和溶液中析出，选择在晶种上生长成较大的氯化钾结晶颗粒。

进一步地，所述第二步骤(s2)包括以下步骤，

所述低钠光卤石料浆输送至低钠浓密机21进行增浓，浓密增稠后进入固液分离器22进行固液分离，分离后的低钠母液返回低钠浓密机21回收穿滤的小颗粒光卤石，低钠浓密机21的溢流返回盐田滩晒。固液分离器22的固体部分(低钠光卤石)进行分解结晶。

低钠光卤石在结晶器23中分解，溶解在水中的氯化钾不断结晶析出。较大颗粒的氯化钾沉淀在结晶器底流中，所述结晶器底流包含析出的氯化钾、未分解的光卤石和氯化钠颗粒，结晶器23产生的溢流作为分解母液返回结晶器23，结晶器23的溢流中包含杂质的泡沫被去除。

第三步骤(s3)，对所述结晶器底流进行筛分，得到筛上物和筛下物，所述筛上物包含未分解的光卤石和氯化钠颗粒，所述筛下物用于生成氯化钾。

在本实施例中，为了保证料浆质量，以粒径0.8mm为基准通过振动筛3对所述结晶器底流进行筛分，所述筛上物包含未分解的光卤石和氯化钠颗粒，当然，在其他实施例中，筛分基准可以为其他数值。

所述筛下物进行后续工序用于生成氯化钾。具体地，所述筛下物进入粗钾浓密机41进行浓密，在再浆洗涤机42中加入淡水洗涤，除去吸附的氯化镁及氯化钠，洗涤后的浆料进入精钾离心机43分离，固体部分即为精钾产品氯化钾。

第四步骤(s4)，对所述筛上物进行破碎。

进一步地，根据结晶器23的生产工艺对所述筛上物进行破碎。本实施例中，使用物理的方法以颗粒物破碎机5对所述筛上物中的大颗粒光卤石进行破碎，达到结晶器23可正常分解的光卤石粒径来实现回收目的，使生产原料在这一工序能够最大程度的回收利用。

进一步地，破碎时，不同生产装置中的所述筛上物由收集箱统一引至破碎机5。

在本实施例中，破碎粒径小于等于2mm，当然，在其他实施例中，破碎粒径还可以根据工艺需求为其他数值。

第五步骤(s5)，检测破碎后的所述筛上物中氯化钠含量，若所述筛上物中氯化钠含量高于设定值，则所述筛上物用于生成所述低钠光卤石料浆，若所述筛上物中氯化钠含量低于设定值，则所述筛上物用于生成氯化钾。

进一步地，所述设定值根据所述低钠光卤石料浆中氯化钠含量或结晶器23中所述低钠光卤石料浆分解结晶的条件进行设定。在本实施例中，所述设定值与所述低钠光卤石料浆中氯化钠含量保持一致，为8％，当然，在其他实施例中，可以根据生产需求设定其他数值，只要能满足在结晶器中不影响光卤石的分解和氯化钾的结晶析出即可。

如图3所示，图3为na⁺，k⁺，mg²⁺//cl^--h2o(25℃)四元水盐体系相图。分析na⁺，k⁺，mg²⁺//cl^--h2o(25℃)四元水盐体系相图可知，在低钠光卤石制取氯化钾的过程中，在结晶器当中对低钠光卤石s(s’)加水完全分解之后，且对固相物(kcl+nacl)加水(恰好使固相物当中的nacl溶尽)进行洗涤得到kcl，此时氯化钠的含量降低，而氯化钾的含量升高。当对低钠光卤石s(s’)湿物料加水进行完全分解时，液相为分解母液，固相为低钠光卤石。当对系统继续加水时，液相为分解母液e(e’)，固相为钾石盐。由图3可知，钾石盐t1(t1’)中含有一部分的氯化钠，要想得到高纯度的氯化钾，必须在钾石盐t1(t1’)中加水洗涤部分的氯化钠，所以对系统继续加水时，液相为分解洗涤母液u(u’)，固相为纯氯化钾。通过上述分析，说明控制所述低钠光卤石料浆中氯化钠含量可提高氯化钾收率。

因此本申请检测破碎后的所述筛上物中氯化钠含量，若所述筛上物中氯化钠含量高于设定值，直接用于结晶器进行结晶，会影响其中氯化钾的收率，所述筛上物通过反浮选除钠工序原料指标可达到结晶器进矿需求的低钠光卤石原料，完成筛上物回收。若所述筛上物中氯化钠含量低于设定值，说明其在结晶器中不影响光卤石的分解和氯化钾的结晶析出，同时还可将其中未分解的光卤石加以利用，提高原料利用率。

检测时，设置检测装置6在线检测氯化钠含量，也可以取样进行实验室检测，根据生产工艺确定。

若所述筛上物中氯化钠含量高于设定值，则所述筛上物用于生成所述低钠光卤石料浆，其包括：

所述筛上物与第一步骤(s1)中所述光卤石原矿料浆混合用于生成所述低钠光卤石料浆，或者所述筛上物输送至所述浮选装置12中进行浮选以用于生成低钠光卤石料浆；当然，所述筛上物也可输送至所述原矿浓密机11中进行增稠以用于生成低钠光卤石料浆。所述筛上物通过反浮选除钠工序原料指标可达到结晶器进矿需求的低钠光卤石原料，完成筛上物回收。

若所述筛上物中氯化钠含量低于设定值，说明所述筛上物符合结晶器的工艺要求，则所述筛上物用于生成氯化钾，其包括，

所述筛上物输送至所述结晶器23进行分解结晶，重复第二步骤(s2)。

根据本发明提供的方法，在结晶器工序回收率方面，在原60％的基础上提升至90％左右，在整体工艺回收率方面，在原50％-55％的基础上提升至60％左右，在生产中减少了对原料的消耗，降低生产成本、提高经济效益。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明描述的技术范围内，可轻易得到的变化与替换方案，都应该包含在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。