一種利用硫酸鹽型鉀混鹽浮選提取鉀芒硝精礦的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提取鉀芒硝精礦的方法，具體涉及一種利用硫酸鹽型鉀混鹽浮選提取鉀芒硝精礦的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鉀芒硝主要用于生產(chǎn)制備硫酸鉀。目前，在用鉀芒硝(Na2SO4WK2SO4)生產(chǎn)硫酸鉀的專利文獻和非專利科技文獻報道中，大多是用芒硝(Na2SO4.1H2O)和氯化鉀直接進行復(fù)分解反應(yīng)先合成鉀芒硝，然后再用鉀芒硝與氯化鉀進一步反應(yīng)生成硫酸鉀，如CN1202009C、CN1118336A、CN1075041C公開的方法，均未涉及使用鉀芒硝原礦。
[0003]鉀芒硝在自然界主要存在于特定類型的鹽湖，根據(jù)鹽湖資源利用技術(shù)，現(xiàn)有鉀芒硝的分離方法提取包括化工方法和選礦方法:(1)化工方法，通常是利用鉀芒硝與NaCl、NaCO3等其它雜質(zhì)的溶解度差別進行分離，分離效率較低，能耗高，生產(chǎn)周期長；浮選法是利用鉀芒硝與其它雜質(zhì)表面化學(xué)性質(zhì)的差異，通過加入特定浮選藥劑，使其表面疏水，在浮選機里充氣后隨著氣泡上浮，雜質(zhì)則留在浮選槽里，達到鉀芒硝與其它雜質(zhì)分離的目的。CN102849757A和CN102626674A均公開了使用浮選藥劑進行浮選提取鉀芒硝的技術(shù)，但是它們均還存在一些技術(shù)缺陷:1)使用的藥劑是石油磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉的混合物，藥劑分子中帶有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，容易對環(huán)境產(chǎn)生污染，且藥劑用量大成本高，經(jīng)換算后，CN102849757A的藥劑用量為667?1250g/t原礦，CN102626674A的藥劑用量達133?400g/t原礦；2)磨礦粒度較粗，CN102849757A的磨礦細(xì)度為40?80目(0.2?0.45mm)，CN102626674A的磨礦細(xì)度為40目(0.45mm)，表明鉀混鹽原礦的解離粒度較粗，從礦物加工工藝的專業(yè)角度講，礦物的結(jié)晶解離粒度越粗就越是有利于分選，結(jié)晶解離粒度越細(xì)越不利于分選，這兩件專利文獻公開方案的鉀混鹽原料結(jié)晶粒度較粗，相對更易于分選，但是，由于原礦中結(jié)晶程度的差異，有時需要在分選前將礦物磨礦至較細(xì)的粒度，就會導(dǎo)致分選的效率大大降低；3)每一個浮選泡沫產(chǎn)物都需要過濾后才能進行下一步精選，費時費力，浪費過濾所需的能耗和設(shè)備場地投資，整個工藝流程較為復(fù)雜。
[0004]《新型捕收劑CB-805浮選制取硫酸鉀鎂肥工藝研宄》(甘順鵬等，化工礦物與加工，2013年第11期)公開了新型捕收劑十八烷基二胺醋酸鹽的性能，但其浮選對象為鉀鎂肥，且未公開具體的浮選工藝。
[0005]從鉀混鹽中提取鉀芒硝是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)難題，因為鹽湖資源中很少有鉀鹽主要以鉀芒硝的形式析出，現(xiàn)有報道鉀芒硝提取技術(shù)的文獻很少。由于鉀芒硝的疏水性質(zhì)特別，普通的鉀鹽浮選藥劑很難將其浮起。CN102849757A和CN102626674A公開方法即是采用若干種浮選藥劑的組合物帶來的組合效應(yīng)，方可將鉀芒硝以浮選的方法進行分離提取。
[0006]隨著青藏高原廣大鹽湖的逐步開發(fā)利用，需要切實可行的鉀芒硝分離提取技術(shù)以綜合利用鹽湖資源，提高資源利用率和開發(fā)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能耗低，工藝流程簡單，分離效率高，所用浮選藥劑用量少、成本低且對生態(tài)環(huán)境友好，適合規(guī)?；a(chǎn)的利用硫酸鹽型鉀混鹽浮選提取鉀芒硝精礦的方法。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種利用硫酸鹽型鉀混鹽浮選提取鉀芒硝精礦的方法，包括以下步驟:
(1)以鉀混鹽原礦:鉀混鹽共飽和母液=1:0.7?I的磨礦入料質(zhì)量比，將鉀混鹽原礦進行磨礦，得磨礦后的礦漿；
(2)在步驟(I)所得磨礦后的礦漿中加入鉀混鹽共飽和母液調(diào)漿至礦漿質(zhì)量濃度為25?30%，pH值調(diào)至8.0?9.0，加入80?120g鉀芒硝捕收劑/噸鉀混鹽原礦，攪拌2?3min，然后進行浮選粗選3?5min，粗選溫度為15?20°C，得泡沫產(chǎn)物A1和槽內(nèi)礦楽B 1；
(3)將步驟(2)所得泡沫產(chǎn)物A1加入鉀混鹽共飽和母液調(diào)漿至礦漿質(zhì)量濃度為10?18%，進行浮選精選2?3min，精選溫度為15?20°C，得泡沫產(chǎn)物A2和槽內(nèi)礦漿B 2，將泡沫產(chǎn)物A2過濾后，得鉀芒硝精礦。
[0009]進一步，步驟(I)中，所述鉀混鹽原礦主要組分的質(zhì)量含量為:K+ 5.16?10.74%、Na+ 23.71 ?30.21%、SO42- 9.24 ?18.38%、CF 32.35 ?46.16%。
[0010]進一步，步驟(I)?(3)中，所述鉀混鹽共飽和母液是鉀混鹽原礦在15?20°C下，K+、Na+、SO42-和Cl _的共飽和母液，其中，主要組分的質(zhì)量含量為K + 2.83?4.44%、Na+8.23 ?10.05%、SO42- 2.04 ?3.84%、CF 13.50 ?16.82%。
[0011]進一步，步驟(I)中，所述磨礦的細(xì)度為-0.15mm粒級鉀混鹽原礦占總質(zhì)量的比例為70?75%。加入鉀混鹽共飽和母液的目的是將其作為磨礦介質(zhì)，防止鉀混鹽在磨礦和浮選過程中由于母液不飽和而部分或全部溶解掉，保證進出物料的質(zhì)量守恒；以鉀混鹽原礦:鉀混鹽共飽和母液=1: 0.7?I的質(zhì)量比添加，研宄表明，這樣的添加比例，磨礦效率較高，若濃度太低，磨機里的鋼球或鋼棒難以擊打到礦粒；若濃度過大，則鋼球或鋼棒粘在一起難以正常工作；研宄還表明，所述限定的磨礦細(xì)度既能保證鉀混鹽原料中鉀芒硝和氯化鈉等雜質(zhì)的充分解離，又能防止鉀混鹽原料過磨，因為若磨礦粒度較粗，則鉀芒硝與氯化鈉雜質(zhì)不能充分分離，難以有效分選，若磨礦粒度太細(xì)，則會導(dǎo)致浪費磨礦能耗、浮選藥劑消耗過大、雜質(zhì)夾帶上浮增多、浮選指標(biāo)變差等。
[0012]進一步，步驟(2)中，所述鉀芒硝捕收劑優(yōu)選十八烷基二胺醋酸鹽；所述十八烷基二胺醋酸鹽優(yōu)選長沙藍星化工新材料公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，使用時通常配制成質(zhì)量濃度2%的溶液。十八烷基二胺醋酸鹽的捕收原理是:在弱堿性的礦漿溶液中由于雙電層的作用，藥劑分子中電離為R-NH2-的疏水基會與表面荷相反電荷的鉀芒硝顆粒吸附在一起，使鉀芒硝顆粒表面疏水，從而容易粘著于氣泡上浮；研宄表明，用其作為捕收劑浮選效果好，藥劑分子結(jié)構(gòu)簡單易于降解，對環(huán)境更為友好，常溫下為固體，便于包裝、運輸和使用。
[0013]步驟(2)中，浮選礦漿質(zhì)量濃度、pH值、浮選時間、浮選溫度等參數(shù)是根據(jù)大量的工作實踐和浮選實驗數(shù)據(jù)選定的。
[0014]步驟(3)中，浮選礦漿質(zhì)量濃度、浮選時間、浮選溫度等參數(shù)是根據(jù)大量的工作實踐和浮選實驗數(shù)據(jù)選定的，而浮選精選中的礦漿質(zhì)量濃度低于浮選粗選是為了有利于提高精礦質(zhì)量；步驟(3)中不用再添加鉀芒硝捕收劑，粗選時加入的大部分捕收劑都粘附于鉀芒硝顆粒上，隨泡沫產(chǎn)物々1進入精選工序。
[0015]進一步，將步驟(2)所得槽內(nèi)礦漿B1過濾，將濾液作為步驟(I)?(3)中加入的鉀混鹽共飽和母液使用或鹽田攤曬備用。所述泡沫產(chǎn)物A1為鉀芒硝粗選精礦和鉀混鹽共飽和母液的固液混合物，固相質(zhì)量濃度為15?55% ;所述槽內(nèi)礦漿B1S鉀芒硝尾礦和鉀混鹽共飽和母液的固液混合物，由于工藝系統(tǒng)長時間循環(huán)達到平衡，槽內(nèi)礦漿B1過濾后的濾液為鉀混鹽共飽和母液，槽內(nèi)礦漿&過濾后的鉀芒硝尾礦中K+的質(zhì)量含量為1.02?1.30%，說明K+已經(jīng)基本被浮選分離，步驟(2)中浮選分離效果好。
[0016]進一步，將步驟(3)所得泡沫產(chǎn)物4過濾后的濾液作為步驟(I)?(3)中加入的鉀混鹽共飽和母液使用或鹽田攤曬備用。所述泡沫產(chǎn)物^為鉀芒硝精礦和鉀混鹽共飽和母液的固液混合物，由于工藝系統(tǒng)長時間循環(huán)達到平衡，所以槽內(nèi)礦漿4過濾后的濾液為鉀混鹽共飽和母液。
[0017]進一步，將步驟(3)所得槽內(nèi)礦漿民返回步驟(2)中進行循環(huán)使用。所述槽內(nèi)礦漿B2為鉀芒硝中礦和鉀混鹽共飽和母液的固液混合物，鉀芒硝中礦的品位稍低于鉀芒硝粗選精礦，故可循環(huán)至浮選粗選進行進一步提取。
[0018]本發(fā)明通過浮選提取具有較高純度的鉀芒硝產(chǎn)品，可作為下游轉(zhuǎn)化制備硫酸鉀的原料，并可提高硫酸鉀轉(zhuǎn)化回收率。本發(fā)明的原理是通過加入捕收劑，改變鉀芒硝表面化學(xué)性質(zhì)，使鉀芒硝顆粒表面疏水并粘著于氣泡表面隨氣泡上浮，實現(xiàn)鉀芒硝與NaCl、水不溶物等雜質(zhì)的浮選分離。按照本發(fā)明方法提取鉀芒硝精礦，解決了硫酸鹽型鉀混鹽提取鉀芒硝的技術(shù)難題，并可在提取過程中有效減少機械損失，鉀芒硝精礦的最終回收率為83?93%，鉀芒硝精礦中Na2SO4.3K2S04的質(zhì)量含量為85?93%，K+的質(zhì)量含量為30?35%，避免了資源浪費。
[0019]本發(fā)明方法采用常溫浮選工藝，能耗低，工藝流程簡單，易于操作，生產(chǎn)成本低，分離效率高，所用浮選藥劑對環(huán)境更友好，適合規(guī)模化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0021]以下所述各實施例所用鉀混鹽原礦為青藏高原硫酸鹽型鹽湖鹵水?dāng)倳裎龀龅牧蛩猁}型鉀混鹽原礦；所使用的鉀芒硝捕收劑十八烷基二胺醋酸鹽購于長沙藍星化工新材料公司。
[0022]實施例1
本實施例中所述鉀混鹽共飽和母液是鉀混鹽原礦在15°C下，主要組分的質(zhì)量含量為K+2.83%、Na+ 10.05%、SO廣 2.04%、CF 16.82% 的共飽和母液。
[0023](I)在It鉀混鹽原礦(其中，原礦中主要組分的質(zhì)量含量為K+ 5.16%,Na+ 30.21%、SO42- 9.24%,CF 46.16%)中加入0.7t鉀混鹽共飽和母液進行磨