李開梅
摘要:鹽湖是重要的內(nèi)陸地區(qū)重要的輕金屬礦產(chǎn)資源聚集地,比如鈉、鉀、鎂、鋰等。輕金屬在工農(nóng)業(yè)中應(yīng)用廣泛,但是長期以來,我國的鹽湖開采方式過于粗放,對輕金屬資源的利用率不足,尤其是對尾鹽的輕金屬資源利用不足。比如在鉀肥生產(chǎn)時,產(chǎn)生了大量的含鉀尾鹽,大部分是直接排放,不僅鉀資源的利用率偏低,造成了大量的浪費,含鉀尾鹽也對鹽湖造成了污染和破壞,隨著鉀資源的開采率越來越大,現(xiàn)有的開采模式已難以滿足鉀資源的需求量,提高含鉀尾鹽的綜合利用勢在必行,本文對此展開分析討論,以提高我國鹽湖開采中對含鉀尾鹽的綜合利用。
關(guān)鍵詞:鹽湖;含甲尾鹽;綜合利用;研究
前言
我國的鉀資源主要以鹵水鉀礦為主,固體鉀礦較少,據(jù)統(tǒng)計鹵水鉀礦占我國鉀礦的98%以上,主要分布在青海柴達木盆地的鹽湖與新疆的羅布泊地區(qū)。長期在鹵水鉀礦的開采中,不重視對含鉀尾鹽的利用,而是直接排放,不僅對環(huán)境造成了污染,而且對對鉀資源的利用率也偏低。針對這種情況,相關(guān)的企業(yè)、高校以及研究機構(gòu),都對鉀肥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鉀尾鹽利用技術(shù)進行研究。
一、鉀資源情況介紹
我國可溶性鉀資源十分緊缺,主要分布在柴達木盆地,氯化鉀資源儲量7.35億t,其中基礎(chǔ)儲量(包括液體KCl品位≥0.50%,固體KCl品位≥8.0%部分)2.93億t,深部承壓鹵水資源(液體KCl品位≥0.50%)和表外礦(包括液體0.30%≤KCl<0.50%,固體3.0%≤KCl<8.0%),資源量(以KCl計,下同)4.41億t。另有未上表的低品位固體鉀礦(0.50%≤KCl<3.0%)資源量3.43億t,總計保有氯化鉀資源量達10.8億t,但基礎(chǔ)儲量少(2.93億t,27.2%),設(shè)計可采儲量極少(1.38億t,僅占12.8%),而低品位固體鉀資源量、深部承壓鹵水資源量達78454萬t(占72.8%。在實際開采生產(chǎn)過程中,對含鉀尾鹽的利用率減低,針對這種情況,含鉀尾鹽的開發(fā)利用技術(shù),通過技術(shù)攻關(guān),實現(xiàn)資源的高效開發(fā)利用,具有重大的現(xiàn)實意義。大部分鹽湖都是固、液并存的鹽湖礦床,具工業(yè)開發(fā)價值的鉀礦層為晶間潛鹵水礦層及地表固體鉀礦層。鉀資源主要是以氯化鉀的形式存在,鉀肥生產(chǎn)后含鉀尾鹽的主要成分為氯化鈉、氯化鎂、硫酸鈣、氯化鉀等,硫酸鉀資源的含鉀尾鹽與氯化鉀資源的含鉀尾鹽的主要成分有所區(qū)別,主要是氯化鈉、瀉利鹽、鉀鹽鎂礬、軟鉀鎂礬等。含鉀尾礦可通過脫泥、固液轉(zhuǎn)化等方式進行開發(fā)利用。
二、鹽湖含鉀尾礦綜合利用的主要流程與技術(shù)
(1)脫泥處理:隨著鹽湖鉀資源的持續(xù)開發(fā),地表固體鉀礦富礦逐漸被開發(fā)殆盡、貧礦增多,難以利用的問題日益突出,而我國對鉀資源的需求卻日益增加,提高對含鉀尾礦的利用勢在必行。含鉀尾礦利用的重要基礎(chǔ)是先進行脫泥處理,否則進入浮選工序后,使藥劑消耗量增大,惡化浮選流程,甚至無法利用。
(2)固液轉(zhuǎn)化:含鉀尾鹽喪失了自然狀態(tài)下固-液相互轉(zhuǎn)化的良好條件,降低了鉀資源的開發(fā)利用率。難以單獨直接進入選礦車間加工利用,必需經(jīng)過“固轉(zhuǎn)液”工藝才能實現(xiàn)其潛在價值。通過溶礦試驗,浸取試驗研究,根據(jù)研究結(jié)果實施科學的引水工程,可以實現(xiàn)對含鉀尾礦的水溶利用。
(3)提高吸收率:針對含鉀尾鹽組分多變、生產(chǎn)過程不穩(wěn)定的現(xiàn)狀,通過對磨礦、分解和浮選的工藝生產(chǎn)方案改進,利用Lu-Maurer模型和分子動力學模型及相圖理論研究,闡明了母液中的Mg2+濃度對原礦分解和浮選的影響,進行以含鉀尾礦為原料,在磨礦之前的調(diào)漿鹵水中添加氯鎂石的工藝方案,對于鹽湖不同組分的含鉀尾礦的綜合利用有較好效果。
三、含鉀尾鹽主要的綜合利用方向
隨著鉀資源的儲量逐漸下降,部分鹽湖的鉀資源枯竭,以及環(huán)保要求越來越嚴格。我國許多企業(yè)針對含鉀尾礦的處理進行了積極的探索,以下進行簡單介紹:
(1)開發(fā)硫酸鉀鎂肥:青海中信國安科技發(fā)展有限公司以西臺吉乃爾鹽湖鉀肥生產(chǎn)中副產(chǎn)尾鹽礦為原料,經(jīng)轉(zhuǎn)化、浮選法生產(chǎn)硫酸鉀鎂肥。國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司利用廢棄低品位含鉀礦物為原料,以鹵水和中間母液為介質(zhì)分離除去氯化鈉及粘土等雜質(zhì),經(jīng)轉(zhuǎn)化、脫水、干燥等工序制取硫酸鉀鎂肥。
(2)溶浸曬礦回收:西臺鹽湖生產(chǎn)尾礦用淡水溶解,該溶解液與老鹵進行兌鹵來曬出優(yōu)質(zhì)光鹵石礦,溶解液曬完礦后的老鹵可以繼續(xù)參與兌鹵,循環(huán)利用。
(3)作為輔助原料利用:國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司發(fā)明一種利用硫酸鹽型光鹵石礦制取硫酸鉀工藝,該工藝每年可回收利用120萬t以上外排尾鹽。
四、鹽湖含鉀尾礦綜合利用存在的問題與建議
1.鹽湖含鉀尾礦綜合利用存在的問題
(1)鹽湖含鉀尾礦的氯化鉀品位遠遠低于工業(yè)品位,且泥含量較高,不飽和食鹽水(Nacl含量17%~23%)直接進入溶浸區(qū)域會大量溶鹽,在底部沉淀相當于隔水層的淤泥層,使得無法繼續(xù)溶解淤泥以下的含鉀尾礦,同時,沉淀的淤泥還會包裹溶礦留下的小部分孤島型礦體,需要機械頻繁清翻淤泥,容易造成機械傷害。
(2)溶出的不飽和鹵水順著鹵渠直接進入導鹵泵站,使得泵站導鹵渠垮塌,一旦進入鹽田,也會對鹽田堤壩造成一定危害。
(3)含鉀尾鹽中的鉀鎂鹽(包括軟鉀鎂礬、鉀鹽鎂礬)導致加工處理困難。
2.鹽湖含鉀尾礦綜合利用的建議
(1)精細化管理,提高鉀肥生產(chǎn)工藝的利用率:通過提高鉀肥生產(chǎn)工藝的利用率,從根本上降低含鉀尾礦的數(shù)量,同時降低含鉀尾礦的鉀品位,只需經(jīng)過簡單處理或者無需處理即可達到排放標準,不會對生態(tài)環(huán)境造成影響,不僅可以有效減少含鉀尾礦的處理壓力,也可以進一步提高鉀資源的利用率,并節(jié)約處理成本。
(2)對已產(chǎn)生的尾礦進行綜合利用:隨著含鉀尾礦綜合利用技術(shù)的發(fā)展,以及鉀資源儲量的不斷下降,除積極探索新的的礦產(chǎn)資源之外,對已產(chǎn)生的尾礦進行回收處理,可以有效緩解鉀資源競爭的局面,同時也可以恢復生態(tài)環(huán)境,進一步提高鉀資源的利用率,因此對粗礦、尾礦的工藝流程及相關(guān)技術(shù)提除了更高的要求。
(3)因地制宜,根據(jù)實際情況采取不同的含鉀尾鹽利用技術(shù):不同地區(qū)的鹽湖開采中,其含鉀尾鹽的組成也存在較大的差異,針對這種差異應(yīng)該選用不同的綜合利用技術(shù),提高處理過程中資源的利用率,使用最為經(jīng)濟的方式回收含鉀尾礦中的輕金屬資源,避免盲目使用技術(shù),造成資源浪費。
(4)提高重視程度,與國外先進企業(yè)進行積極交流:我國的鹽湖開發(fā)起步較晚,技術(shù)儲備薄弱,對尾礦的處理經(jīng)驗也不足。因此積極向以色列等國家學習先進的鹽湖開采技術(shù)以及尾礦綜合處理技術(shù)可以有效提高我國在這方面的經(jīng)驗與能力,并結(jié)合自己的國情與實際情況進行改進。
結(jié)束語:
含鉀尾礦的綜合利用無論是對于緩解我國資源緊張的局面,提高礦物資源的利用率,還是對于降低環(huán)境污染,維護生態(tài)平衡都是極為有益的。通過綜合利用含鉀尾礦,可以降低不合理的礦物開采程度,同時避免尾礦污染,且科室實現(xiàn)對鎂、鋰等資源的利用,圍繞鉀、鎂、鋰,實現(xiàn)全面利用。現(xiàn)階段,我國已經(jīng)在難利用的含鉀尾礦綜合利用中取得了一定的成效,通過一系列措施可以提高對含鉀尾礦的綜合利用程度。對含鉀尾礦的綜合利用主要是經(jīng)過脫泥處理、固液轉(zhuǎn)化以及吸收利用等流程?,F(xiàn)階段脫泥處理、磨礦、兌礦等技術(shù)方面均有所突破,使青海含鉀尾礦的開發(fā)利用成了可能。
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