細(xì)鹽對(duì)生產(chǎn)的影響及對(duì)策研究

陳祥　哈占方

摘? ?要：細(xì)鹽是鹽田光鹵石生產(chǎn)過(guò)程中伴生的NaCl雜鹽，鉀肥正浮選在選別KCl的同時(shí)，由于細(xì)鹽的粒度小，極易同時(shí)將大量細(xì)粒級(jí)NaCl也浮選出來(lái)，造成生產(chǎn)諸多問(wèn)題。為此要從源頭曬礦中做好有效控制，對(duì)車(chē)間浮選過(guò)程進(jìn)行研究分析，提出有效解決細(xì)鹽的影響是產(chǎn)品提質(zhì)增效的核心問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：細(xì)鹽;鹽田;浮選

正浮選生產(chǎn)KCl是鹽湖眾多廠家常用的主流工藝，采用鹽田日曬工藝對(duì)鹽湖鹵水進(jìn)行濃縮，在鹽田中得到光鹵石礦，經(jīng)分解、浮選、洗滌、干燥得到鉀肥產(chǎn)品。多年來(lái)的生產(chǎn)實(shí)踐表明：多離子共存的飽和鹵水浮選體系中細(xì)粒鹽NaCl對(duì)KCl的浮選干擾嚴(yán)重，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程影響很大。因此，如何在鹽田生產(chǎn)過(guò)程中有效控制細(xì)鹽產(chǎn)生量，得到粒度較大不易浮起的NaCl，是鹽田生產(chǎn)者面臨的最大難題，也是穩(wěn)定企業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品提質(zhì)增效的核心問(wèn)題。

因此，一方面要開(kāi)展細(xì)顆粒NaCl對(duì)KCl浮選方面的影響研究，解決當(dāng)前KCl浮選收率低、質(zhì)量不穩(wěn)定、成本大幅增加的關(guān)鍵問(wèn)題;另一方面要從源頭抓起，在鹽田生產(chǎn)過(guò)程中采取有效措施盡可能減少細(xì)鹽的產(chǎn)生。

1? ? 細(xì)鹽對(duì)車(chē)間生產(chǎn)的影響分析

1.1? 鹽田光鹵石礦中細(xì)鹽分布情況

通過(guò)對(duì)多年旱采鹽田光鹵石礦的篩分?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，光鹵石富集于粗粒級(jí)中，NaCl富集于細(xì)粒級(jí)中。即+0.25 mm以上基本上以光鹵石為主，-0.25 mm以下多是細(xì)鹽（即細(xì)粒級(jí)NaCl）;光鹵石礦中70%～85%的NaCl以小于0.25 mm粒徑的細(xì)粒礦存在，該部分礦占到總礦量的近30%。

1.2? 細(xì)粒鹽的存在對(duì)車(chē)間生產(chǎn)的主要影響分析

（1）細(xì)粒鹽與粗粒KCl競(jìng)爭(zhēng)吸附捕收劑，使粗粒KCl的可浮性降低。鹽田內(nèi)殘留鹵水與新進(jìn)鹵水“兌鹵”作用明顯，細(xì)粒級(jí)中主要以NaCl為主，十八胺捕收KCl的同時(shí)將大量細(xì)粒級(jí)NaCl也捕收出來(lái)，洗滌時(shí)加淡水量少則鉀肥產(chǎn)品質(zhì)量低;加淡水量多則洗去NaCl的同時(shí)又溶損許多KCl，使產(chǎn)量受到明顯影響，成本增加。Vidan D等做了將細(xì)粒鹽從體系中除去后的試驗(yàn)，結(jié)果表明，此時(shí)KCl收率（85%）比標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)試驗(yàn)值（72%）要好。

（2）KCl收率與NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系：光鹵石礦中隨NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，KCl收率增高;隨NaCl的增高，KCl收率呈線性減少的關(guān)系。

（3）分解原礦時(shí)由于鎂優(yōu)先溶解在溶液中，所以細(xì)粒KCl和NaCl晶體一同出來(lái)，會(huì)對(duì)KCl的浮選起很大的負(fù)面影響，可能原因是鉀鹽表面被NaCl所污染，阻止捕收劑在其表面上覆蓋，降低浮選回收率。

2? ? 加工過(guò)程中解決細(xì)粒鹽的理論方法探索及討論

（1）反浮選工藝在鹽湖股份公司的成功應(yīng)用，能為同類鹽湖正浮選工藝原礦中的細(xì)粒鹽的有效去除提供有益借鑒，因?yàn)榉锤∵x工藝是在原礦未分解前先進(jìn)行浮選NaCl，再加水進(jìn)行分解。正規(guī)鹽田生產(chǎn)的光鹵石礦符合反浮選條件。反浮選工藝可將原礦中約18%的NaCl雜質(zhì)經(jīng)浮選得到高品位的精光鹵石（NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)少于6%）。正浮選生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)原礦的適應(yīng)性強(qiáng)，尤其對(duì)鈉鹽池、調(diào)節(jié)池的低鉀高鈉貧礦、賴礦能夠正常生產(chǎn)。是否可考慮將反浮選與正浮選工藝聯(lián)合使用。即“好礦”用反浮選工藝，“賴礦”用正浮選工藝。按獨(dú)立系列操作，分開(kāi)兩種藥劑母液。

（2）粒級(jí)的機(jī)械分離在生產(chǎn)中能夠順利進(jìn)行。在捕收劑添加前，將這些細(xì)粒鹽去除，可大幅度增加粗粒KCl對(duì)捕收劑的吸附量，從而大幅度提高粗粒KCl的浮選收率。根據(jù)原礦粒級(jí)篩分情況，光鹵石礦中70%～85%的NaCl以小于0.25 mm粒徑的細(xì)粒礦存在（光鹵石質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于20%），既然粒級(jí)界限可以確定，那么能否使用振動(dòng)篩之類的設(shè)備將原礦直接進(jìn)行分級(jí)，上礦前加裝一套篩分設(shè)備，將細(xì)粒鹽提前篩分出去（可考慮另行回收）。

（3）提高結(jié)晶器中分解液氯化鎂≥23%，分解料漿中NaCl和KCl微粒在結(jié)晶器中靠物料本身及懸浮液的物理特性逐漸形成上下分層。在結(jié)晶器中NaCl和KCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的情況下 ，KCl晶體粒度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于NaCl的晶體粒度。因此，大的KCl顆粒沉積在結(jié)晶器底部，小的NaCl顆粒及硫酸鈣顆粒及懸浮物懸浮在結(jié)晶器的中上部。由于結(jié)晶器底流料漿中固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高 ，限制了小顆粒從結(jié)晶器底部排出的概率，因此，將底流料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在20%以上 ，使小顆粒雜質(zhì)通過(guò)溢流排出，從而提高了進(jìn)入浮選工序的粗鉀品位。因此，控制結(jié)晶器的底流和溢流量也是生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。

（4）改善捕收劑、起泡劑等混合藥劑，調(diào)整工藝中加藥方式等技術(shù)手段的進(jìn)一步優(yōu)化，降低被選泡沫中NaCl的夾帶量。分解分批加藥，隨時(shí)保持料漿中藥劑的有效質(zhì)量分?jǐn)?shù)，防止一次加入后很快被雜質(zhì)吸收。

（5）采用較稀的料漿，減少對(duì)泡沫的“沾污”。料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)也直接影響浮選的效果，因?yàn)榱蠞{質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化，對(duì)充氣量、藥劑濃度（加藥量不變的情況下）及設(shè)備的生產(chǎn)能力都有一定的影響。料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，細(xì)粒的可浮選性提高，料漿過(guò)濃時(shí)，充氣變壞，回收率和產(chǎn)品質(zhì)量都要降低。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，強(qiáng)化充氣和攪拌可以提高浮選速度、節(jié)約水電和藥劑，但充氣過(guò)多會(huì)把大量細(xì)泥雜質(zhì)夾帶到泡沫中，給精選造成困難，影響產(chǎn)品質(zhì)量。泡沫量的多少?zèng)Q定充氣量的多少和起泡劑的使用情況。泡沫量的多少是浮選操作的重要控制手段。

目前青海鹽湖工業(yè)股份有限公司在實(shí)際生產(chǎn)中為了去除這些細(xì)鹽而過(guò)多地加入淡水，這樣生產(chǎn)的結(jié)果是引起過(guò)多的KCl溶解，從而造成選礦比大幅度增加，KCl收率卻大幅度降低的惡性結(jié)果。

3? ? 鹽田生產(chǎn)中細(xì)鹽礦產(chǎn)生的原因分析及相應(yīng)對(duì)策討論

（1）根據(jù)結(jié)晶理論，晶體的生長(zhǎng)分3個(gè)階段：產(chǎn)生過(guò)飽和度、晶核的形成、晶體的生長(zhǎng)。晶核的形成和晶體的生長(zhǎng)取決于過(guò)飽和度的大小，鹵水過(guò)飽和度大、結(jié)晶速度快、晶核形成多、晶體成長(zhǎng)小、晶體結(jié)構(gòu)缺陷多、鹽質(zhì)低。反之過(guò)飽和度低、成核少、晶體大而整齊、含雜質(zhì)少、鹽質(zhì)高。同時(shí)還受到鹵水組成，鹵水物理性質(zhì)如黏度、外界因素如溫度、風(fēng)等的影響。鹵水組成中各種組分的結(jié)晶習(xí)性相互影響，鹵水黏度增大到一定值，晶體的成核速度減小等。根據(jù)以上結(jié)晶理論，原礦中細(xì)粒級(jí)鹽的產(chǎn)生主要有以下幾種情況：不同濃度鹵水摻和因“兌鹵”過(guò)飽和而快速結(jié)晶產(chǎn)生大量細(xì)鹽;同一鹵水因外界條件（如溫度等）變幅較大使鹵水過(guò)飽和而結(jié)晶細(xì)鹽，譬如28oBe′，29oBe′鹵水在高蒸發(fā)天氣中NaCl結(jié)晶很快而形成較多細(xì)粒，反之也因晝夜溫差變化很大而過(guò)飽和析出大量細(xì)鹽。大鹽田風(fēng)大的時(shí)候鹵水表面形成的漂花被風(fēng)吹到下風(fēng)處容易造成細(xì)礦等?？傊?，鹵水成礦是個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，每一個(gè)條件的變化均有可能引起細(xì)鹽晶體的產(chǎn)生，需要認(rèn)真研究。由于氣候的差異，國(guó)內(nèi)外在冷結(jié)晶工藝上使用的光鹵石原料粒徑也有很大差異。死海地區(qū)由于年蒸發(fā)量小于青海察爾汗，其光鹵石需要經(jīng)過(guò)一年的生長(zhǎng)期，因而容易長(zhǎng)成粗而純的晶粒。而察爾汗地區(qū)光鹵石夏季生長(zhǎng)期短，因而夏季得到的光鹵石及鹽的粒度較細(xì)。采用“一池一曬”生產(chǎn)方式可以很好地解決因不同鹵水濃度“兌鹵”作用而產(chǎn)生細(xì)鹽的問(wèn)題。車(chē)間排出的尾鹽水母液的回收因鉀、鈉高而鎂低，必須經(jīng)與老鹵“兌鹵”才能正常使用，但是必須要無(wú)效應(yīng)兌鹵，即兌鹵必須在不飽和條件下進(jìn)行，避免將細(xì)鹽帶到礦池中，同時(shí)最好與原鹵混合使用效果較好。通過(guò)對(duì)未采取措施和采用一池一曬后數(shù)據(jù)比較，采用一池一曬后小于0.25 mm以下的礦量明顯減少，NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)也減小較大，同時(shí)0.6 mm以上光鹵石中的NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)則明顯增多，對(duì)加工浮選工序有利。

（2）采取深鹵曬礦，可以控制鹵水的過(guò)飽和度，獲得較為均勻、完整的光鹵石晶體。首先，鹵水深，熱容量大。當(dāng)氣溫高，蒸發(fā)量強(qiáng)時(shí)，鹵水深的結(jié)晶池鹵溫較低，過(guò)飽和度較小，不致使新晶核大量生成和晶體過(guò)快成長(zhǎng)。氣溫低、蒸發(fā)量弱時(shí)，深鹵池子的鹵溫又較高，仍能繼續(xù)蒸發(fā)，使晶體成長(zhǎng)。因此，鹵深在一定程度上能克服結(jié)晶速度忽快忽慢和結(jié)晶過(guò)程時(shí)而進(jìn)行、時(shí)而停止等不穩(wěn)定不均衡的問(wèn)題。其次，鹵深體積大，懸在鹵水中的晶核與小晶體數(shù)目較多，懸浮的時(shí)間也較長(zhǎng)，從而擴(kuò)大了與鹵水的接觸面積，使晶體的成長(zhǎng)速度由于晶體表面積的增大而相應(yīng)減慢。最后，由于鹵水深，鹵溫的日變幅度小，可減少因冷卻而產(chǎn)生的鹽析現(xiàn)象，減少細(xì)碎晶體。薄曬結(jié)晶快，會(huì)產(chǎn)生包裹體、礦質(zhì)差。成礦鹵水量不足時(shí)，要收縮鹽田面積，水位必須保證在0.8 m以上。水深不足0.6 m時(shí)，可以考慮將兩個(gè)以上礦池中的鹵水往一個(gè)池中集中，注意各鹵水間濃度差異不能過(guò)大，如果濃度差較大，就需要加部分淡水防止因“兌鹵”作用而產(chǎn)生細(xì)鹽。根據(jù)筆者不同鹵水深度曬礦試驗(yàn)，0.125 mm以下粒度質(zhì)量占比隨鹵深增加而呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

（3）溫度對(duì)NaCl和NaCl·2H2O轉(zhuǎn)化的影響，也是冬季鹽田產(chǎn)生粉鹽的主要原因，鹵水溫度低時(shí)NaCl轉(zhuǎn)化為NaCl·2H2O，鹵溫回升則NaCl·2H2O轉(zhuǎn)化為NaCl，由于轉(zhuǎn)化速度很快，大量晶核同時(shí)形成，產(chǎn)出粉狀NaCl。

（4）鹽田光鹵石礦中的主要雜質(zhì)NaCl是鹵水中固有成分，在日曬生產(chǎn)過(guò)程中是無(wú)法徹底消除的，正常鹽田光鹵石礦中NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般在18%以下，根據(jù)原鹵鹵質(zhì)不同對(duì)應(yīng)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也有所不同。因此，嚴(yán)格工藝控制成礦鹵水中NaCl質(zhì)量分?jǐn)?shù)是保證細(xì)鹽產(chǎn)生量盡可能最低的關(guān)鍵，在此基礎(chǔ)上采取以上措施才能進(jìn)一步降低光鹵石礦中的細(xì)鹽量。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

（1）細(xì)鹽對(duì)加工過(guò)程影響很大，生產(chǎn)中可以考慮正反浮選兩種工藝聯(lián)合使用，按獨(dú)立系列操作，分開(kāi)兩種藥劑母液，提前篩分出細(xì)鹽?？刂平Y(jié)晶器的底流和溢流量，控制合適的充氣量、分步加藥都是重要的補(bǔ)救措施。

（2）嚴(yán)格工藝控制是減少鹽田光鹵石礦中NaCl產(chǎn)生量的關(guān)鍵。鹽田生產(chǎn)采用“一池一曬”及深水曬礦生產(chǎn)方式，所得的光鹵石礦顆粒相對(duì)穩(wěn)定、均勻。尾鹽水的無(wú)效應(yīng)兌鹵，控制鹵水的過(guò)飽和度及避免晝夜溫差過(guò)大，都有利于減少光鹵石礦中細(xì)鹽產(chǎn)生量。