胡 勇，盧志斌，楊三妹

(中藍(lán)長(zhǎng)化工程科技有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410116)

我國(guó)是鉀肥生產(chǎn)大國(guó)，也是鉀肥消費(fèi)大國(guó)，鉀肥自給率不足[1]。我國(guó)鉀肥消費(fèi)量逐年上升，但可供開(kāi)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(guó)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(guò)浮選法生產(chǎn)氯化鉀過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的浮選尾鹽。李守江[3]等通過(guò)機(jī)械溶浸法對(duì)尾鹽中的鉀資源進(jìn)行回收，對(duì)氯化鉀浮選尾鹽中K+和 SO42-的回收率分別達(dá)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(shí)，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(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)原料

本試驗(yàn)的原礦來(lái)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(xué)分析結(jié)果見(jiàn)表1，化學(xué)組成見(jiàn)表2。

表1 尾鹽多元素化學(xué)分析結(jié)果

表2 尾鹽化學(xué)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(jì)算

如圖1所示，浮選尾鹽的溶K過(guò)程分為兩個(gè)階段：

圖1 25 ℃ Na+、K+、Mg2+/Cl-—H2O四元體系相圖

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

第二階段：繼續(xù)添加淡水，N點(diǎn)固相中KCl和NaCl溶解，當(dāng)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(gè)階段合并得到：P+淡水→NaCl+M。

通過(guò)相圖計(jì)算可以得到M點(diǎn)組成，從而計(jì)算得出理論KCl剛好完全溶解時(shí)需要的加水量。

溶解反應(yīng)過(guò)程：

P + H2O → NaCl + M母液

1 000 g 231.88 g 731.54 g 500.34 g

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用自然無(wú)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(shí)間，按照擬定的浸出時(shí)間稱量取樣。取樣方法：將固液混合物過(guò)濾稱重，取少量液體分析化驗(yàn)，剩余液體倒入桶內(nèi)繼續(xù)浸出。到達(dá)試驗(yàn)擬定的最大浸出天數(shù)后，浸出試驗(yàn)結(jié)束。

浸出試驗(yàn)加水量如表3所示。

表3 尾鹽浸出試驗(yàn)條件

2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

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

表4 尾鹽浸出試驗(yàn)結(jié)果

(續(xù)表)

如表4所示，3號(hào)試驗(yàn)條件下，浸出三天，尾鹽中K基本溶解進(jìn)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(zhǎng)浸出時(shí)間，各項(xiàng)指標(biāo)變化不是很大；加大浸出水量，如4號(hào)試驗(yàn)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(shí)間為三天時(shí)，可以得到K+含量3.21%、回收率93.56%的浸出液指標(biāo)和NaCl含量97.15%、回收率91.53%的浸出固體指標(biāo)。

浸出固體經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)尾鹽綜合回收利用，采用自然無(wú)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(jì)環(huán)保效益顯著。