楊三妹，盧志斌，寧紹宇

(中藍(lán)長化工程科技有限公司，湖南 長沙 410116)

鉀肥是一種植物生長必需的營養(yǎng)素，是從天然礦藏開采或從鹵水中提取的，通過加工把鉀肥同其他礦物及廢料進(jìn)行分離。其主要類型有氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀和硫酸鉀鎂肥。

(1)氯化鉀(KCl)。是最常見的鉀肥形式，約占鉀肥消費(fèi)總量的90%，通常稱鹽酸鹽鉀肥(MOP)，一般K2O含量55%～60%。氯化鉀廣泛適用于糧食、棉花、豆類等作物。

(2)硫酸鉀(K2SO4)。也稱為SOP，一般K2O含量45%～52%，可直接生產(chǎn)或由氯化鉀轉(zhuǎn)化生產(chǎn)。硫酸鉀占鉀肥消費(fèi)總量的4%～5%，主要用于煙草、甘蔗、水果等經(jīng)濟(jì)作物。

(3)硝酸鉀(KNO3)。也稱為NOP，含約44%的K2O和13%的氮，作為肥料主要用于花卉、蔬菜、水果等經(jīng)濟(jì)作物的葉面噴施肥料。

(4)硫酸鉀鎂肥。也稱為KMS，含約25%的K2O另加硫和鎂，主要用于復(fù)合肥生產(chǎn)。

中國是一個(gè)可溶性鉀資源不足的國家，鉀礦資源屬于國家嚴(yán)重短缺的9種礦產(chǎn)資源之一，已查明的鉀礦資源主要分布在青海、新疆和西藏的現(xiàn)代鹽湖中，地理位置偏僻，自然環(huán)境惡劣。地質(zhì)研究工作表明，中國鉀礦資源成礦條件較差，近期內(nèi)找到新的大型鉀鹽基地的可能性不大。

1 試驗(yàn)設(shè)備

浮選機(jī)型號(hào)為XFD型掛槽浮選機(jī)，浮選機(jī)容積為1 L。

2 試驗(yàn)藥劑

YC-89-2捕收劑，中藍(lán)長化工程科技有限公司自制，直接溶于80 ℃熱水，配制濃度為2%，80 ℃保溫備用；601捕收劑，中藍(lán)長化工程科技有限公司自制，配制濃度為2%，常溫備用；瀉利鹽，AR。

3 原礦制備與礦石性質(zhì)

原礦經(jīng)過破碎—篩分—混勻等工序得到試驗(yàn)用礦樣，其組成及J值見表1。

表1 原礦離子組成及J值Tab.1 Ion composition and Janecke Index

圖1 C礦及浮選母液在相圖上的位置Fig.1 The position of C ore and flotation mother liquor on the phase diagram

由表1和圖1可知，C礦位于軟鉀鎂釩相區(qū)，一般地鉀鹽浮選試驗(yàn)，浮選軟鉀鎂釩采用陰離子捕收劑(601)浮選，氯化鉀、瀉利鹽和軟鉀鎂釩的三相飽和點(diǎn)(即A點(diǎn))的組成配制母液轉(zhuǎn)化；浮選氯化鉀試驗(yàn)采用陽離子捕收劑(YC系列)來浮選，用光鹵石、氯化鉀、瀉利鹽的三相飽和點(diǎn)(即B點(diǎn))的組成配制母液分解，浮選母液A和浮選母液B的組成見表2。

根據(jù)礦物性質(zhì)和五元一次方程理論計(jì)算出生產(chǎn)兩種產(chǎn)品的原料組成，并計(jì)算出產(chǎn)品的單次理論產(chǎn)率。

表2 浮選母液離子組成及J值Tab.2 Ionic composition of flotation mother liquor and Janecke Index

(1)生產(chǎn)氯化鉀工藝方案，1 000 g C礦，宜加入213.3 g淡水，理論上得到222.8 g氯化鈉，296.8 g瀉利鹽，98.5 g氯化鉀，形成594.8 g B母液。通過理論計(jì)算，氯化鉀分解收率為86.23%，氯化鉀單次理論產(chǎn)率為9.85%，該方案中得到的氯化鉀的品位和鉀離子的回收率見浮選試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 C礦浮選氯化鉀試驗(yàn)工藝流程Fig.2 Process flow of C ore flotation KCl test

(2)生產(chǎn)軟鉀鎂釩的工藝方案，1 000 g C礦宜加入383.3 g淡水，16.3 g瀉利鹽進(jìn)行轉(zhuǎn)化，理論上將得到193.8 g氯化鈉，168.5 g軟鉀鎂釩，形成1 037.3 g A母液，該方案鉀的理論轉(zhuǎn)化收率為54.63%，軟鉀鎂釩的單次理論產(chǎn)率為16.85%，該方案中得到的軟鉀鎂釩的品位和鉀離子的回收率結(jié)果見表3。

4 浮選試驗(yàn)

為了考查產(chǎn)品的回收率、品位，設(shè)計(jì)了多組對(duì)比浮選試驗(yàn)，優(yōu)選出品位高，回收率相對(duì)較高的浮選工藝流程。

4.1 C礦浮選氯化鉀試驗(yàn)

根據(jù)浮選氯化鉀的經(jīng)驗(yàn)，該項(xiàng)內(nèi)容做了礦樣粒度對(duì)比試驗(yàn)，YC-89-2作為捕收劑，優(yōu)選出的浮選工藝流程及試驗(yàn)條件見圖2，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 C礦浮選氯化鉀試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Test results of C ore flotation KCl

從表3結(jié)果可以看出：該工藝條件下得到氯化鉀品位為81.10%，鉀離子浮選回收率為83.98%，氯化鉀的單次產(chǎn)率為13.02%，所得尾礦中鉀含量較低，只有1.02%。

4.2 C礦浮選軟鉀鎂釩試驗(yàn)

該試驗(yàn)設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)化時(shí)間對(duì)比試驗(yàn)和浮選藥劑用量對(duì)比試驗(yàn)，浮選試驗(yàn)基本工藝流程見圖3，浮選試驗(yàn)條件和結(jié)果見表4和表5。

從表4和表5可知，軟鉀鎂釩轉(zhuǎn)化完全，實(shí)際值比理論值稍高(為試驗(yàn)正常誤差范圍)。在第一項(xiàng)試驗(yàn)條件下，因轉(zhuǎn)化時(shí)間不夠，浮選出的尾礦中鉀含量為3.83%；第三項(xiàng)試驗(yàn)和第二項(xiàng)試驗(yàn)改變的主要是藥劑用量，藥劑用量增加，尾礦中鉀含量降低比較明顯，3-X中鉀含量只有1.67%，但精礦品位比第一項(xiàng)試驗(yàn)和第二項(xiàng)試驗(yàn)稍低，鉀離子浮選回收率較高，為84.39%。

圖3 C礦浮選軟鉀鎂釩試驗(yàn)工藝流程Fig.3 Process flow of C ore flotation test for soft potassium magnesium

表4 C礦浮選軟鉀鎂釩的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)結(jié)果Tab.4 Test conditions and test results of C ore flotation

表5 C礦浮選軟鉀鎂釩試驗(yàn)結(jié)果Tab.5 The test results of C ore flotation soft potassium magnesium vanadium

續(xù)表5 (Continue)

5 結(jié)論

該礦組成位于軟鉀鎂釩相區(qū)，礦樣粒度-0.15 mm，補(bǔ)加10%的淡水分解出氯化鉀，YC-89-2號(hào)捕收劑用量為80 g/t，浮選出的氯化鉀的品位為81.10%，K+浮選回收率為83.98%，氯化鉀的產(chǎn)率為13.02%，按3 000元/t的氯化鉀產(chǎn)品計(jì)算，原礦的產(chǎn)值為390.6元/t。

礦樣粒度-0.15 mm，補(bǔ)加38%的水和4%的瀉利鹽轉(zhuǎn)化1 h，601捕收劑用量為300 g/t，浮選軟鉀鎂釩的工藝，浮選出的軟鉀鎂釩的品位為76.67%，K+浮選回收率為84.39%，軟鉀鎂釩產(chǎn)率為25.89%，按1 700元/t的軟鉀鎂釩計(jì)算，原礦的產(chǎn)值為440.15元/t。

文章從浮選氯化鉀和軟鉀鎂釩的產(chǎn)值來分析，同時(shí)提供了藥劑消耗量、淡水使用量、瀉利鹽使用量等方面的技術(shù)參數(shù)，為該鉀鈉混鹽資源利用作出了指導(dǎo)作用，從最終的產(chǎn)物可以看出，生產(chǎn)軟鉀鎂釩時(shí)不但利用了鹽湖常見副產(chǎn)瀉利鹽，而且得到的副產(chǎn)只有氯化鈉，固體廢棄物相對(duì)于生產(chǎn)氯化鉀少一半，屬環(huán)境友好型方案。