正浮选工艺矿物粒度对氯化钾分布的影响

谢炳俊，纪 律，陈高琪，孙进贺，贾永忠

（1.茫崖兴元钾肥有限责任公司，青海格尔木 816000；2.中国科学院青海盐湖研究所）

正浮选工艺矿物粒度对氯化钾分布的影响

谢炳俊1，纪 律1，陈高琪1，孙进贺2，贾永忠2

（1.茫崖兴元钾肥有限责任公司，青海格尔木 816000；2.中国科学院青海盐湖研究所）

考察了氯化钾在不同粒度的光卤石矿样中的分布情况和矿样细度对浮选工艺的影响。结果表明：氯化钾在不同粒度的矿样中无明显的富集现象；随着矿样粒度变小，浮选精矿产率和氯化钾回收率均会随着增加；浮选精矿产率在粒度小于0.15mm区间内分布较为集中，而氯化钠杂质同样集中分布于该粒度区间。

氯化钾分布；光卤石；粒度；磨矿；浮选

正浮选法是利用盐湖钾矿资源生产氯化钾的主要方法之一。自20世纪60年代中科院盐湖研究所开发的正浮选工艺在青海盐湖集团应用以来，因其对低品位钾矿适应性强、能耗低，中国氯化钾生产装置中80％以上采用该工艺。近年来，山西大学［1-2］和华东理工大学［3］等科研机构对浮选工艺的条件和浮选的化学机理进行了研究，深化了对浮选机理的认识。

在正浮选工艺中，含钾矿物的粒度对钾的富集和浮选具有重要的影响。郭素红等［4］研究了钾石盐矿在不同磨矿粒度条件下氯化钾的浮选效果，发现在磨矿细度为95％的粒子粒径小于1.0mm条件下取得了较好的浮选指标。目前，矿物粒度对钾的富集和分离行为的影响数据相对缺乏，对其进行研究有助于进一步改进正浮选工艺，提高矿物中钾盐的回收率。

1 光卤石原矿的来源和化学组成

光卤石原矿来自茫崖兴元钾肥有限责任公司大浪滩某矿区的盐田光卤石池，其化学组成如表1所示。

根据表1中原矿化学组成分析及初步岩矿鉴定，矿样主要为光卤石矿和氯化钠混合物，含有一定量粗粒钾石盐。矿样混合均匀后，破碎至2mm以下，作为试验原料。

表1 原矿光卤石的化学组成 ％

2 试验步骤

首先对光卤石原矿进行初步的粉碎，对粉碎的矿样进行筛分和化学分析。然后将粉碎的矿样磨细至一定的细度，对矿样进行筛分和化学分析。对磨细的矿样加水分解，加入氯化钾捕获剂浮选精矿，分离得到精矿、中矿和尾矿。对精矿和尾矿进行筛分和化学分析。

3 研究内容

3.1 原矿粒度对钾分布行为的影响

为了考查初步破碎的光卤石矿中矿物的分布情况，对其进行了粒度筛析试验，矿样的粒度筛析结果见表2。由表2数据可知，初步破碎的光卤石矿粒度集中于0.42～2.0mm，矿样中氯化钾平均含量为15.76％（质量分数，下同）。氯化钾在不同粒度的矿样中含量较为平均，未观察到明显的富集现象，其最大含量差值仅为2.73％。氯化镁在不同粒度的矿样中含量变化趋势与氯化钾类似，氯化镁与氯化钾物质的量比在不同粒度的矿样中均大于1，这表明在原矿中部分氯化镁应以单盐形式存在，两者比值在粒度小于0.18mm的矿样中最大。氯化钠则在0.84～2mm的粒度级别表现出了一定的富集行为，含量的最大差值达到9.38％（质量分数，下同），并高出氯化钠平均含量4.20％，其在该粒级的分配率也明显大于该粒级的产率。由表2数据可知，用简单筛分的方法对初步破碎的光卤石矿样进行氯化钾富集是不可行的。

表2 光卤石矿样的粒度筛析数据

3.2 磨矿粒度对浮选过程中钾的分布影响研究

正浮选工艺流程中，由于光卤石矿分解得到的氯化钾粒度较细，容易上浮，对不含钾石盐的光卤石矿进行冷分解-浮选法制取氯化钾，只需破碎至一定的粒度，然后加水分解进行浮选即可。然而对于含有钾石盐的光卤石矿则需要进行磨矿，这是因为低品位光卤石矿中含有一定量的粗粒钾石盐，浮选过程中钾石盐粗粒较难上浮，为保证钾的回收率须进行磨矿。为选择合适的入选磨矿细度，进行了磨矿细度试验即磨矿时间试验。磨矿细度试验流程及工艺条件见图1。磨矿是在室温下进行，磨至一定细度后加水分解，以十八胺为药剂进行浮选，经3次浮选后，依次得到尾矿、中矿1、中矿2和精矿。

图1 磨矿试验流程图

磨矿和浮选试验结果见表3。试验结果表明，随着磨矿细度变细即磨矿时间加长，精矿产率有所上升，品位变化不大，氯化钾回收率明显升高，由52.53％增加到67.10％；中矿1和中矿2的变化规律不明显；尾矿中的氯化钾含量随着细度变细而明显降低，损失率减少。

表3 磨矿细度试验结果

3.3 浮选产物中钾在不同粒度上的分布研究

由磨矿和浮选试验结果表明，氯化钾回收率随矿样颗粒变细有明显增加。为了保证氯化钾有较高的回收率，选择磨矿时间为9min进行下一步浮选试验。磨矿后的光卤石矿粒度分布筛析试验结果见表4。表4结果表明，矿样粒度集中分布于0.18～0.42mm和＜0.15mm两个区间内，氯化钾在不同粒度的矿样中分布无明显的富集行为。

表4 浮选前光卤石矿粒度筛析数据

为考察浮选产物中氯化钾在不同粒度上的分布行为，以表4中所列的磨矿矿样为原料进行浮选试验，并对浮选精矿、尾矿的粒度组成进行了筛析试验，筛析介质为浮选试验选后液，精矿和尾矿的筛析数据分别见表5和表6。

由表5数据可知，浮选精矿在＜0.15mm粒度上分布较为集中，氯化钾含量在不同粒度上的分布较为平均，无明显差别；氯化钠在＜0.15mm粒度上含量较高，达到8.04％，明显高于其他粒度上的氯化钠含量，氯化钠在＜0.15mm粒度上的分配率更是达到80.49％，这是由于细粒氯化钠容易上浮，对精矿质量产生了影响。

表5 浮选精矿筛析试验结果

表6 浮选尾矿筛析结果

由表6数据可知，浮选尾矿的粒度分布较为分散，这与浮选精矿集中分布于＜0.15mm粒度明显不同，而与浮选前光卤石矿粒度分布较为类似，其原因在于光卤石矿加水分解为细粒氯化钾，而矿样中的氯化钠并未溶解。氯化钾在0.42～0.84mm粒度区间含量较高，这可能与光卤石矿样中含有少量的粗粒钾石盐有关，由于该区间尾矿产率很少，氯化钾在该区间的分配率并不高，氯化钾在尾矿中主要集中分布于＜0.15mm粒度上。

4 结论

研究结果表明：氯化钾在光卤石不同粒度矿样中分布较为平均，无明显富集现象；而磨矿后矿样粒度对浮选过程具有明显影响，随着矿样粒度变小，精矿产率和氯化钾回收率均会随着增加；浮选精矿产率在＜0.15mm粒度上分布较为集中，而精矿中氯化钠杂质同样集中于该粒度。在冷分解-正浮选工艺中尽量减少细粒氯化钠的产生，或使细粒氯化钠颗粒长大是提高氯化钾质量的研究方向之一。

［1］张洪满.提高正浮选生产过程氯化钾回收率研究［D］.太原：山西大学，2010.

［2］曹沁波.可溶性钾盐正浮选的浮选化学研究［D］.太原：山西大学，2011.

［3］程健翼.钠钾镁复杂固体矿制备氯化钾过程及浮选机理研究［D］.上海：华东理工大学，2013.

［4］郭素红，刘威.某钾盐矿磨矿粒度对浮选效果影响的试验研究［J］.有色金属：选矿部分，2009（4）：28-31.

联系方式：jiayongzhong319@126.com

2014—2020年全球纳米氧化镁产品市场报告

日前，美国市场研究公司Grand View Research（简称GVR）发布最新的氧化镁纳米粒子产品市场调查报告。报告中称，纳米氧化镁作为燃料添加剂，可显著提高燃油效率并延长发动机使用寿命，目前正受到燃料工业的广泛关注。GVR预测，2020年全球氧化镁纳米粒子市场总值将达到4.23×107美元。2013年全球市场对纳米氧化镁产品的需求量为111.3t，2020年将增至185.5t，2014—2020年期间的年复合增长率为7.6％。

目前，炉衬是需求量最大的应用市场，2013年对纳米氧化镁的需求量估计超过60t，其市场总量达到4.0万美元。2014—2020年期间的年复合增长率预计为9.1％。而航空与航天领域可能是未来增长最快的市场，今后6a里年复合增长率将超过9.0％，新的航空公司的出现是该领域对纳米氧化镁产品需求增加的主要原因之一。

目前，电子、钢铁、水泥、炼油、航空等终端行业多集中在印度、中国、日本和韩国，因此亚太地区是纳米氧化镁产品最大的需求市场，2013年该地区的需求量约为8.0t，2014—2020年的年复合增长率预计为7.8％。中国是纳米氧化镁产品生产大国，其凭借价格优势有望在未来6a占去更大的市场份额。更多信息请查阅GVR的报告。

贾磊译自Grand View Research.2014-10-18.

住友金属矿山建锂电池正极材料新厂

2014年11月5日，住友金属矿山公司（住友金属鉱山株式会社）正式宣布成立锂离子充电电池正极材料镍酸锂新据点。该子公司命名为住矿能源材料公司（住鉱エナジーマテリアル），地址位于福岛县双叶郡楢叶町，系借用日本化学产业旗下的福岛第二工厂进行正极材料的生产。据悉，该据点设备的总投资额约为854万美元。

贾磊译自化学工業日報.2014-11-06

Effect of granularity on KCl distribution in flotation process

Xie Bingjun1，Ji Lü1，Chen Gaoqi1，Sun Jinhe2，Jia Yongzhong2
（1.Mangya Xingyuan Potash Co.，Ltd.，Golmud 816000，China；2.Qinghai Institute of Salt Lakes，Chinese Academy of Sciences）

The distribution of KCl in carnallite with various particle sizes and effect of granularity on flotation process were studied.The results showed that the enrichment of KCl in different granularities was not observed.The yield of flotation concentrate and recovery of KCl both increased with reduction of particle size of carnallite samples.The yield and impurity（NaCl）of flotation concentrate were focused on 0.15mm granularity.

KCl distribution；carnallite；granularity；grinding；flotation

TQ131.13

A

1006-4990（2014）12-0038-03

2014-06-25

谢炳俊（1984— ），男，助理工程师，主要研究方向为硫酸盐（亚）型低品位钾矿利用。

贾永忠