青海某盐湖光卤石浮选尾盐综合回收钾钠资源试验研究

胡 勇，卢志斌，杨三妹

(中蓝长化工程科技有限公司，湖南 长沙 410116)

我国是钾肥生产大国，也是钾肥消费大国，钾肥自给率不足[1]。我国钾肥消费量逐年上升，但可供开采的优质钾肥资源逐步减少[2]，因此，钾资源利用最大化、减小钾资源损失是我国钾肥产业的重要课题。

青海和新疆地区的钾肥生产企业，通过浮选法生产氯化钾过程中，会产生大量的浮选尾盐。李守江[3]等通过机械溶浸法对尾盐中的钾资源进行回收，对氯化钾浮选尾盐中K+和 SO42-的回收率分别达到为96.20%和96.78%；徐盛[4]等研究将兑卤法引入浮选尾盐的处理，在回收氯化钾的同时，提高尾盐中氯化钠含量。将兑卤完成液回用，溶浸浮选尾盐，可节约用水，经两次兑卤，一次分解，得到质量较高的氯化钾。

1 试验部分

1.1 试验原料

本试验的原矿来自青海某盐湖光卤石矿反浮选脱钠尾盐池，试样多元素化学分析结果见表1，化学组成见表2。

表1 尾盐多元素化学分析结果

表2 尾盐化学组成

如表2所示，尾盐中含有部分光卤石，若能将光卤石充分溶解，不仅可以回收其中的钾资源，还可得到较为纯净的氯化钠产品。

1.2 工艺计算

如图1所示，浮选尾盐的溶K过程分为两个阶段：

图1 25 ℃ Na+、K+、Mg2+/Cl-—H2O四元体系相图

第一阶段：尾盐(P点)中光卤石分解，得到固相(N点，其中包含NaCl和KCl)和液相(E点，三相饱和点)，即P+淡水→N+E；

第二阶段：继续添加淡水，N点固相中KCl和NaCl溶解，当KCl固体溶解完全后，得到固相NaCl和M母液，即N+E+淡水→NaCl+M。

两个阶段合并得到：P+淡水→NaCl+M。

通过相图计算可以得到M点组成，从而计算得出理论KCl刚好完全溶解时需要的加水量。

溶解反应过程：

P + H2O → NaCl + M母液

1 000 g 231.88 g 731.54 g 500.34 g

1.3 试验方法

试验采用自然无搅拌浸出法回收尾盐中的钾元素和NaCl。称取一定量的尾盐置于水桶内，然后按照比例称取定量的淡水加入桶内，盖上薄膜和桶盖，记录时间，按照拟定的浸出时间称量取样。取样方法：将固液混合物过滤称重，取少量液体分析化验，剩余液体倒入桶内继续浸出。到达试验拟定的最大浸出天数后，浸出试验结束。

浸出试验加水量如表3所示。

表3 尾盐浸出试验条件

2 试验结果及讨论

对照表3中的原矿和淡水比例，分别称取尾盐和淡水开展浸出试验。在一定浸出时间后，分别对浸出液体和浸出固体称重，并取样分析，浸出试验结果如表4所示。

表4 尾盐浸出试验结果

(续表)

如表4所示，3号试验条件下，浸出三天，尾盐中K基本溶解进入母液中，可得到较高的钾回收率和较为纯净的NaCl固体。延长浸出时间，各项指标变化不是很大；加大浸出水量，如4号试验所示，母液中钾含量降低，且NaCl回收率降低，不利于K、Na元素的回收利用。

因此，浸出淡水量为尾盐质量的35%，浸出时间为三天时，可以得到K+含量3.21%、回收率93.56%的浸出液指标和NaCl含量97.15%、回收率91.53%的浸出固体指标。

浸出固体经过简单淋洗、烘干等工序，容易得到NaCl含量高于99%的NaCl产品，可做为制碱工业的原料。浸出液体重新返回盐田摊晒，可以析出含钾的钾石盐矿和光卤石矿。

3 结 论

本文依据Na+、K+、Mg2+/Cl-—H2O四元体系相图理论，为充分利用钾、钠资源，实现尾盐综合回收利用，采用自然无搅拌浸出的生产工艺路线，可得到NaCl含量高于99%的NaCl产品(制碱工业原料)以及含钾母液。该工艺充分利用了尾盐中的有用成分，回收了KCl、NaCl资源，显著提高了盐湖钾、钠资源利用率，经济环保效益显著。