青海某鹽湖光鹵石浮選尾鹽綜合回收鉀鈉資源試驗研究

胡 勇，盧志斌，楊三妹

(中藍長化工程科技有限公司，湖南 長沙 410116)

我國是鉀肥生產(chǎn)大國，也是鉀肥消費大國，鉀肥自給率不足[1]。我國鉀肥消費量逐年上升，但可供開采的優(yōu)質(zhì)鉀肥資源逐步減少[2]，因此，鉀資源利用最大化、減小鉀資源損失是我國鉀肥產(chǎn)業(yè)的重要課題。

青海和新疆地區(qū)的鉀肥生產(chǎn)企業(yè)，通過浮選法生產(chǎn)氯化鉀過程中，會產(chǎn)生大量的浮選尾鹽。李守江[3]等通過機械溶浸法對尾鹽中的鉀資源進行回收，對氯化鉀浮選尾鹽中K+和 SO42-的回收率分別達到為96.20%和96.78%；徐盛[4]等研究將兌鹵法引入浮選尾鹽的處理，在回收氯化鉀的同時，提高尾鹽中氯化鈉含量。將兌鹵完成液回用，溶浸浮選尾鹽，可節(jié)約用水，經(jīng)兩次兌鹵，一次分解，得到質(zhì)量較高的氯化鉀。

1 試驗部分

1.1 試驗原料

本試驗的原礦來自青海某鹽湖光鹵石礦反浮選脫鈉尾鹽池，試樣多元素化學分析結(jié)果見表1，化學組成見表2。

表1 尾鹽多元素化學分析結(jié)果

表2 尾鹽化學組成

如表2所示，尾鹽中含有部分光鹵石，若能將光鹵石充分溶解，不僅可以回收其中的鉀資源，還可得到較為純凈的氯化鈉產(chǎn)品。

1.2 工藝計算

如圖1所示，浮選尾鹽的溶K過程分為兩個階段：

圖1 25 ℃ Na+、K+、Mg2+/Cl-—H2O四元體系相圖

第一階段：尾鹽(P點)中光鹵石分解，得到固相(N點，其中包含NaCl和KCl)和液相(E點，三相飽和點)，即P+淡水→N+E；

第二階段：繼續(xù)添加淡水，N點固相中KCl和NaCl溶解，當KCl固體溶解完全后，得到固相NaCl和M母液，即N+E+淡水→NaCl+M。

兩個階段合并得到：P+淡水→NaCl+M。

通過相圖計算可以得到M點組成，從而計算得出理論KCl剛好完全溶解時需要的加水量。

溶解反應(yīng)過程：

P + H2O → NaCl + M母液

1 000 g 231.88 g 731.54 g 500.34 g

1.3 試驗方法

試驗采用自然無攪拌浸出法回收尾鹽中的鉀元素和NaCl。稱取一定量的尾鹽置于水桶內(nèi)，然后按照比例稱取定量的淡水加入桶內(nèi)，蓋上薄膜和桶蓋，記錄時間，按照擬定的浸出時間稱量取樣。取樣方法：將固液混合物過濾稱重，取少量液體分析化驗，剩余液體倒入桶內(nèi)繼續(xù)浸出。到達試驗擬定的最大浸出天數(shù)后，浸出試驗結(jié)束。

浸出試驗加水量如表3所示。

表3 尾鹽浸出試驗條件

2 試驗結(jié)果及討論

對照表3中的原礦和淡水比例，分別稱取尾鹽和淡水開展浸出試驗。在一定浸出時間后，分別對浸出液體和浸出固體稱重，并取樣分析，浸出試驗結(jié)果如表4所示。

表4 尾鹽浸出試驗結(jié)果

(續(xù)表)

如表4所示，3號試驗條件下，浸出三天，尾鹽中K基本溶解進入母液中，可得到較高的鉀回收率和較為純凈的NaCl固體。延長浸出時間，各項指標變化不是很大；加大浸出水量，如4號試驗所示，母液中鉀含量降低，且NaCl回收率降低，不利于K、Na元素的回收利用。

因此，浸出淡水量為尾鹽質(zhì)量的35%，浸出時間為三天時，可以得到K+含量3.21%、回收率93.56%的浸出液指標和NaCl含量97.15%、回收率91.53%的浸出固體指標。

浸出固體經(jīng)過簡單淋洗、烘干等工序，容易得到NaCl含量高于99%的NaCl產(chǎn)品，可做為制堿工業(yè)的原料。浸出液體重新返回鹽田攤曬，可以析出含鉀的鉀石鹽礦和光鹵石礦。

3 結(jié) 論

本文依據(jù)Na+、K+、Mg2+/Cl-—H2O四元體系相圖理論，為充分利用鉀、鈉資源，實現(xiàn)尾鹽綜合回收利用，采用自然無攪拌浸出的生產(chǎn)工藝路線，可得到NaCl含量高于99%的NaCl產(chǎn)品(制堿工業(yè)原料)以及含鉀母液。該工藝充分利用了尾鹽中的有用成分，回收了KCl、NaCl資源，顯著提高了鹽湖鉀、鈉資源利用率，經(jīng)濟環(huán)保效益顯著。