细盐对生产的影响及对策研究

陈祥　哈占方

摘   要：细盐是盐田光卤石生产过程中伴生的NaCl杂盐，钾肥正浮选在选别KCl的同时，由于细盐的粒度小，极易同时将大量细粒级NaCl也浮选出来，造成生产诸多问题。为此要从源头晒矿中做好有效控制，对车间浮选过程进行研究分析，提出有效解决细盐的影响是产品提质增效的核心问题。

关键词：细盐;盐田;浮选

正浮选生产KCl是盐湖众多厂家常用的主流工艺，采用盐田日晒工艺对盐湖卤水进行浓缩，在盐田中得到光卤石矿，经分解、浮选、洗涤、干燥得到钾肥产品。多年来的生产实践表明：多离子共存的饱和卤水浮选体系中细粒盐NaCl对KCl的浮选干扰严重，对生产过程影响很大。因此，如何在盐田生产过程中有效控制细盐产生量，得到粒度较大不易浮起的NaCl，是盐田生产者面临的最大难题，也是稳定企业生产、产品提质增效的核心问题。

因此，一方面要开展细颗粒NaCl对KCl浮选方面的影响研究，解决当前KCl浮选收率低、质量不稳定、成本大幅增加的关键问题;另一方面要从源头抓起，在盐田生产过程中采取有效措施尽可能减少细盐的产生。

1    细盐对车间生产的影响分析

1.1  盐田光卤石矿中细盐分布情况

通过对多年旱采盐田光卤石矿的筛分数据发现，光卤石富集于粗粒级中，NaCl富集于细粒级中。即+0.25 mm以上基本上以光卤石为主，-0.25 mm以下多是细盐（即细粒级NaCl）;光卤石矿中70%～85%的NaCl以小于0.25 mm粒径的细粒矿存在，该部分矿占到总矿量的近30%。

1.2  细粒盐的存在对车间生产的主要影响分析

（1）细粒盐与粗粒KCl竞争吸附捕收剂，使粗粒KCl的可浮性降低。盐田内残留卤水与新进卤水“兑卤”作用明显，细粒级中主要以NaCl为主，十八胺捕收KCl的同时将大量细粒级NaCl也捕收出来，洗涤时加淡水量少则钾肥产品质量低;加淡水量多则洗去NaCl的同时又溶损许多KCl，使产量受到明显影响，成本增加。Vidan D等做了将细粒盐从体系中除去后的试验，结果表明，此时KCl收率（85%）比标准基础试验值（72%）要好。

（2）KCl收率与NaCl质量分数的关系：光卤石矿中随NaCl质量分数降低，KCl收率增高;随NaCl的增高，KCl收率呈线性减少的关系。

（3）分解原矿时由于镁优先溶解在溶液中，所以细粒KCl和NaCl晶体一同出来，会对KCl的浮选起很大的负面影响，可能原因是钾盐表面被NaCl所污染，阻止捕收剂在其表面上覆盖，降低浮选回收率。

2    加工过程中解决细粒盐的理论方法探索及讨论

（1）反浮选工艺在盐湖股份公司的成功应用，能为同类盐湖正浮选工艺原矿中的细粒盐的有效去除提供有益借鉴，因为反浮选工艺是在原矿未分解前先进行浮选NaCl，再加水进行分解。正规盐田生产的光卤石矿符合反浮选条件。反浮选工艺可将原矿中约18%的NaCl杂质经浮选得到高品位的精光卤石（NaCl质量分数少于6%）。正浮选生产工艺的优点是对原矿的适应性强，尤其对钠盐池、调节池的低钾高钠贫矿、赖矿能够正常生产。是否可考虑将反浮选与正浮选工艺联合使用。即“好矿”用反浮选工艺，“赖矿”用正浮选工艺。按独立系列操作，分开两种药剂母液。

（2）粒级的机械分离在生产中能够顺利进行。在捕收剂添加前，将这些细粒盐去除，可大幅度增加粗粒KCl对捕收剂的吸附量，从而大幅度提高粗粒KCl的浮选收率。根据原矿粒级筛分情况，光卤石矿中70%～85%的NaCl以小于0.25 mm粒径的细粒矿存在（光卤石质量分数小于20%），既然粒级界限可以确定，那么能否使用振动筛之类的设备将原矿直接进行分级，上矿前加装一套筛分设备，将细粒盐提前筛分出去（可考虑另行回收）。

（3）提高结晶器中分解液氯化镁≥23%，分解料浆中NaCl和KCl微粒在结晶器中靠物料本身及悬浮液的物理特性逐渐形成上下分层。在结晶器中NaCl和KCl质量分数相同的情况下 ，KCl晶体粒度远远大于NaCl的晶体粒度。因此，大的KCl颗粒沉积在结晶器底部，小的NaCl颗粒及硫酸钙颗粒及悬浮物悬浮在结晶器的中上部。由于结晶器底流料浆中固体质量分数提高 ，限制了小颗粒从结晶器底部排出的概率，因此，将底流料浆质量分数控制在20%以上 ，使小颗粒杂质通过溢流排出，从而提高了进入浮选工序的粗钾品位。因此，控制结晶器的底流和溢流量也是生产过程中的重要环节。

（4）改善捕收剂、起泡剂等混合药剂，调整工艺中加药方式等技术手段的进一步优化，降低被选泡沫中NaCl的夹带量。分解分批加药，随时保持料浆中药剂的有效质量分数，防止一次加入后很快被杂质吸收。

（5）采用较稀的料浆，减少对泡沫的“沾污”。料浆质量分数也直接影响浮选的效果，因为料浆质量分数变化，对充气量、药剂浓度（加药量不变的情况下）及设备的生产能力都有一定的影响。料浆质量分数增加，细粒的可浮选性提高，料浆过浓时，充气变坏，回收率和产品质量都要降低。

经实验证明，强化充气和搅拌可以提高浮选速度、节约水电和药剂，但充气过多会把大量细泥杂质夹带到泡沫中，给精选造成困难，影响产品质量。泡沫量的多少决定充气量的多少和起泡剂的使用情况。泡沫量的多少是浮选操作的重要控制手段。

目前青海盐湖工业股份有限公司在实际生产中为了去除这些细盐而过多地加入淡水，这样生产的结果是引起过多的KCl溶解，从而造成选矿比大幅度增加，KCl收率却大幅度降低的恶性结果。

3    盐田生产中细盐矿产生的原因分析及相应对策讨论

（1）根据结晶理论，晶体的生长分3个阶段：产生过饱和度、晶核的形成、晶体的生长。晶核的形成和晶体的生长取决于过饱和度的大小，卤水过饱和度大、结晶速度快、晶核形成多、晶体成长小、晶体结构缺陷多、盐质低。反之过饱和度低、成核少、晶体大而整齐、含杂质少、盐质高。同时还受到卤水组成，卤水物理性质如黏度、外界因素如温度、风等的影响。卤水组成中各种组分的结晶习性相互影响，卤水黏度增大到一定值，晶体的成核速度减小等。根据以上结晶理论，原矿中细粒级盐的产生主要有以下几种情况：不同浓度卤水掺和因“兑卤”过饱和而快速结晶产生大量细盐;同一卤水因外界条件（如温度等）变幅较大使卤水过饱和而结晶细盐，譬如28oBe´，29oBe´卤水在高蒸发天气中NaCl结晶很快而形成较多细粒，反之也因昼夜温差变化很大而过饱和析出大量细盐。大盐田风大的时候卤水表面形成的漂花被风吹到下风处容易造成细矿等。总之，卤水成矿是个很复杂的过程，每一个条件的变化均有可能引起细盐晶体的产生，需要认真研究。由于气候的差异，国内外在冷结晶工艺上使用的光卤石原料粒径也有很大差异。死海地区由于年蒸发量小于青海察尔汗，其光卤石需要经过一年的生长期，因而容易长成粗而纯的晶粒。而察尔汗地区光卤石夏季生长期短，因而夏季得到的光卤石及盐的粒度较细。采用“一池一晒”生产方式可以很好地解决因不同卤水浓度“兑卤”作用而产生细盐的问题。车间排出的尾盐水母液的回收因钾、钠高而镁低，必须经與老卤“兑卤”才能正常使用，但是必须要无效应兑卤，即兑卤必须在不饱和条件下进行，避免将细盐带到矿池中，同时最好与原卤混合使用效果较好。通过对未采取措施和采用一池一晒后数据比较，采用一池一晒后小于0.25 mm以下的矿量明显减少，NaCl质量分数也减小较大，同时0.6 mm以上光卤石中的NaCl质量分数则明显增多，对加工浮选工序有利。

（2）采取深卤晒矿，可以控制卤水的过饱和度，获得较为均匀、完整的光卤石晶体。首先，卤水深，热容量大。当气温高，蒸发量强时，卤水深的结晶池卤温较低，过饱和度较小，不致使新晶核大量生成和晶体过快成长。气温低、蒸发量弱时，深卤池子的卤温又较高，仍能继续蒸发，使晶体成长。因此，卤深在一定程度上能克服结晶速度忽快忽慢和结晶过程时而进行、时而停止等不稳定不均衡的问题。其次，卤深体积大，悬在卤水中的晶核与小晶体数目较多，悬浮的时间也较长，从而扩大了与卤水的接触面积，使晶体的成长速度由于晶体表面积的增大而相应减慢。最后，由于卤水深，卤温的日变幅度小，可减少因冷却而产生的盐析现象，减少细碎晶体。薄晒结晶快，会产生包裹体、矿质差。成矿卤水量不足时，要收缩盐田面积，水位必须保证在0.8 m以上。水深不足0.6 m时，可以考虑将两个以上矿池中的卤水往一个池中集中，注意各卤水间浓度差异不能过大，如果浓度差较大，就需要加部分淡水防止因“兑卤”作用而产生细盐。根据笔者不同卤水深度晒矿试验，0.125 mm以下粒度质量占比随卤深增加而呈现下降趋势。

（3）温度对NaCl和NaCl·2H2O转化的影响，也是冬季盐田产生粉盐的主要原因，卤水温度低时NaCl转化为NaCl·2H2O，卤温回升则NaCl·2H2O转化为NaCl，由于转化速度很快，大量晶核同时形成，产出粉状NaCl。

（4）盐田光卤石矿中的主要杂质NaCl是卤水中固有成分，在日晒生产过程中是无法彻底消除的，正常盐田光卤石矿中NaCl质量分数一般在18%以下，根据原卤卤质不同对应的质量分数也有所不同。因此，严格工艺控制成矿卤水中NaCl质量分数是保证细盐产生量尽可能最低的关键，在此基础上采取以上措施才能进一步降低光卤石矿中的细盐量。

4    结语

（1）细盐对加工过程影响很大，生产中可以考虑正反浮选两种工艺联合使用，按独立系列操作，分开两种药剂母液，提前筛分出细盐。控制结晶器的底流和溢流量，控制合适的充气量、分步加药都是重要的补救措施。

（2）严格工艺控制是减少盐田光卤石矿中NaCl产生量的关键。盐田生产采用“一池一晒”及深水晒矿生产方式，所得的光卤石矿颗粒相对稳定、均勻。尾盐水的无效应兑卤，控制卤水的过饱和度及避免昼夜温差过大，都有利于减少光卤石矿中细盐产生量。