氯化鉀生產(chǎn)排出尾礦回收再利用新技術(shù)的應(yīng)用分析研究

摘要：摘要：我國氯化鉀生產(chǎn)過程中排出的尾礦中鉀元素含量較多，而現(xiàn)有的尾礦回收技術(shù)對設(shè)備和耗能的要求較高，本文中提出的利用一種新技術(shù)對氯化鉀生產(chǎn)過程中排出尾礦中剩余鉀元素進行回收，從而產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的成礦鹵水，進一步提高氯化鉀的回收率。

關(guān)鍵詞：氯化鉀生產(chǎn);尾礦回收;新技術(shù)

一、我國氯化鉀生產(chǎn)工藝及尾礦處理技術(shù)現(xiàn)狀

反浮選—冷結(jié)晶法屬于世界上較先進的氯化鉀生產(chǎn)工藝，這種方法對光鹵石所含中的鉀元素利用率可以達到70%左右，^[1]在尾礦中仍然含有大量的鉀元素。由于我國鉀肥儲量不高，采用合適的生產(chǎn)工藝對尾礦中的鉀元素進行回收利用成為提高鉀肥產(chǎn)量的有效途徑。

（一）目前國內(nèi)普遍采用的尾礦處理技術(shù)有：對于尾礦的固相采用熱熔蒸發(fā)法對鉀元素進行回收和尾礦的液相采用兌鹵法進行回收。

熱熔蒸發(fā)法是將尾礦固相和熱水在容器中混合，固相中的可溶組分在熱水中溶解，再利用溶解度的差異對氯化鉀進行分離和提純的尾礦處理方法。熱熔蒸發(fā)法因為需要大量的熱水所以對能量的消耗比較大，而且對設(shè)備的耐高溫性、耐腐蝕性有嚴格的要求，投入成本較高。^[2]

（二）兌鹵法：將不同濃度的兩種尾液相互混合，利用同離子效應(yīng)，通過調(diào)節(jié)氯離子的濃度，使混合液中的特定鹽因溶解度降低而析出，以達到分離提純氯化鉀的目的。這種方法對設(shè)備的要求也比較高，對高濃度的鹵水需求量也比較大。

二、氯化鉀生產(chǎn)排出尾礦處理新技術(shù)

（一）原理：主要利用振動篩和旋流器對固-液和液-液的分離作用，將尾礦中的固相反復(fù)與液相接觸進行混合，最大程度地將尾礦中所含的氯化鉀成分溶解于液相中。利用振動篩進行篩分，篩下物在與液相充分混合，促進溶解效率;旋流器利用流體壓力和重力使流體沿著設(shè)備進行旋轉(zhuǎn)運動，混合液進入旋流器后，按著旋流器螺旋做旋轉(zhuǎn)運動，因小顆粒尾礦產(chǎn)生的離心力小，所以在液體和后續(xù)混合液的推動下小顆粒尾礦會在中心區(qū)域停留，然后在后續(xù)混合液的收縮壓迫下將小顆粒尾礦從上部溢流口流出，因大顆粒尾礦產(chǎn)生的離心力大，大顆粒尾礦將逐漸向器壁和旋流器底運動，由底流口排出，達到固液分離的目的。

（二）工藝設(shè)備：

本工藝使用的一套固液處理系統(tǒng)包括：反應(yīng)單元、一級中轉(zhuǎn)單元、二級中轉(zhuǎn)單元、一級除渣單元、二級除渣單元和收集單元。反應(yīng)單元和一級中轉(zhuǎn)單元分別為兩個攪拌裝置，在工藝上稱為第一、第二攪拌裝置;二級中轉(zhuǎn)單元主要為物料分配器;一級除渣單元包括依次連接的振動篩、第一輸送裝置和第一旋流器;二級除渣單元包括第二旋流器;收集單元包括依次連接的第二輸送裝置和混合器。

（三）設(shè)備選型：

1、反應(yīng)單元和一級中轉(zhuǎn)單元中的兩個攪拌裝置的選型，要依據(jù)加工系統(tǒng)裝置排放尾鹽量的多少來計算該攪拌裝置的處理量。

2、除渣單元中的振動篩篩網(wǎng)孔徑是0.3mm，在生產(chǎn)中可以根據(jù)實際情況進行試驗確定最佳孔徑。

3、旋流器的選用可選擇小錐角旋流器或根據(jù)尾礦的主要成分結(jié)合實際使用情況選用。

（四）工藝流程：工藝流程如圖1所示：

1.混合：在反應(yīng)單元中將尾礦與相當于尾礦中固相兩倍量的河水進行混合，利用河水溶解尾礦固相中有用組分降低液相組分飽和度產(chǎn)生原料，并將本工藝階段的形成第一混合液輸送至第二攪拌裝置。

2.稀釋：將第一混合液和氯化鎂含量超過20%的鎂飽和母液在一級中轉(zhuǎn)單元中混合，并將本工藝階段形成第二混合液輸送至二級中轉(zhuǎn)單元中，本階段加入的氯化鎂母液為飽和溶液，不能溶解氯化鉀，只能將固相濃度進行稀釋便于運輸。

3.分配：二級中轉(zhuǎn)單元將第二混合液分配至一級除渣單元。

4.一級除渣：利用所述振動篩和旋流器將第二混合溶液分成清液、篩上物和篩下混合物，并將清液輸送到混合器中，將篩上物排放至尾鹽堆，輸送篩下混合物到二級除渣單元。

在一級除渣步驟中還包括由二級除渣步驟中輸送來的第三混合液，在同樣的工藝中第三混合液被分成清液和篩下混合物，處理方式同上。

5.二級出渣：將一級除渣分離的篩下混合物通過旋流器分離為清液和第三混合液，將清液輸送到混合器中，將第三混合液輸送到一級除渣步驟中去，再經(jīng)過振動篩和旋流器的處理進行分離。

6.輸送：將混合器中的清液與鎂飽和母液形成第四混合溶液（即成礦鹵水）輸送到鹽田中。

（五）創(chuàng)新性：本文描述的操作流程只是對本工藝的實際操作進行描述，在實際使用中提出了一些創(chuàng)造性的概念，可以根據(jù)生產(chǎn)情況進行改良，具體如下：

1.本工藝對于河水的成分沒有要求，因此具有普遍性的特點，無論在什么地方都可以進行操作。

2.由于第一攪拌裝置中產(chǎn)生的混合物料濃度不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生沉淀堵塞輸送裝置并對物料運輸產(chǎn)生影響，因此在這一單元中加入稀釋母液并進行攪拌。

3.利用第二攪拌裝置最大程度的溶解固相中的氯化鉀，以保證尾礦中氯化鉀的提取效率。

4.在除渣單元中，振動篩、輸送裝置和旋流器依次連接，被截留在振動篩上部的固相可以經(jīng)皮帶輸送裝置直接運送到系統(tǒng)外;液相穿透振動篩停留在振動篩底部與少量穿透振動篩的固相一起由輸送泵裝置送入旋流器，振動篩底部多余部分的清液由溢流口進入收集單元。

5.第二除渣單元一方面繼續(xù)通過旋流器分離混合液，將清液輸送到混合器中，另一方面將分離出清液的濃縮混合液再次輸送至第一除渣單元繼續(xù)分離，確保尾礦中的氯化鉀成分以最大比例被回收利用。

三、意義

氯化鉀生產(chǎn)尾礦回收再利用新技術(shù)選用合理的工藝布局和振動篩及旋流器的有效組合極大的縮短了生產(chǎn)時間，提高了氯化鉀的回收效率，而且工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本低、占地面積小，對人員操作要求不高，可以在中小企業(yè)中推廣使用。從設(shè)備選用、工藝流程、能源消耗、回收時間和回收效率等多方面對現(xiàn)有氯化鉀生產(chǎn)尾礦回收工藝進行了改良，從根本上解決了中小企業(yè)對于尾礦回收工段投資大、收益小的現(xiàn)狀，不但為生產(chǎn)企業(yè)節(jié)約了成本，提高了生產(chǎn)效率，增加企業(yè)效益。^[3]

參考文獻

[1]秦照明.分析常見鹽湖氯化鉀生產(chǎn)工藝運用[J].科技與創(chuàng)新，2014（14）：38.

[2]馮躍華，孫成高.從光鹵石反浮選尾礦回收氯化鉀新工藝研究[J].化工礦物與加工，2013，42（06）：1-3+14.

[3]何志強.淺議我國鉀肥生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及未來展望[J].鹽科學與化工，2018，47（08）：1-5.

作者簡介：孟浩（1988年05-）、男、漢、山西省太谷縣、青海鹽湖工業(yè)股份有限公司、工程師、本科、鉀肥生產(chǎn)行業(yè)。