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(guó)氯化鉀生產(chǎn)過(guò)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(duì)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(duì)氯化鉀生產(chǎn)過(guò)程中排出尾礦中剩余鉀元素進(jìn)行回收，從而產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的成礦鹵水，進(jìn)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(guó)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(jìn)的氯化鉀生產(chǎn)工藝，這種方法對(duì)光鹵石所含中的鉀元素利用率可以達(dá)到70%左右，^[1]在尾礦中仍然含有大量的鉀元素。由于我國(guó)鉀肥儲(chǔ)量不高，采用合適的生產(chǎn)工藝對(duì)尾礦中的鉀元素進(jìn)行回收利用成為提高鉀肥產(chǎn)量的有效途徑。

（一）目前國(guó)內(nèi)普遍采用的尾礦處理技術(shù)有：對(duì)于尾礦的固相采用熱熔蒸發(fā)法對(duì)鉀元素進(jìn)行回收和尾礦的液相采用兌鹵法進(jìn)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(duì)氯化鉀進(jìn)行分離和提純的尾礦處理方法。熱熔蒸發(fā)法因?yàn)樾枰罅康臒崴詫?duì)能量的消耗比較大，而且對(duì)設(shè)備的耐高溫性、耐腐蝕性有嚴(yán)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(guò)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(dá)到分離提純氯化鉀的目的。這種方法對(duì)設(shè)備的要求也比較高，對(duì)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(dòng)篩和旋流器對(duì)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(jìn)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(dòng)篩進(jìn)行篩分，篩下物在與液相充分混合，促進(jìn)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(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，混合液進(jìn)入旋流器后，按著旋流器螺旋做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(dòng)下小顆粒尾礦會(huì)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(yùn)動(dòng)，由底流口排出，達(dá)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(jí)中轉(zhuǎn)單元、二級(jí)中轉(zhuǎn)單元、一級(jí)除渣單元、二級(jí)除渣單元和收集單元。反應(yīng)單元和一級(jí)中轉(zhuǎn)單元分別為兩個(gè)攪拌裝置，在工藝上稱為第一、第二攪拌裝置;二級(jí)中轉(zhuǎn)單元主要為物料分配器;一級(jí)除渣單元包括依次連接的振動(dòng)篩、第一輸送裝置和第一旋流器;二級(jí)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(jí)中轉(zhuǎn)單元中的兩個(gè)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(lái)計(jì)算該攪拌裝置的處理量。

2、除渣單元中的振動(dòng)篩篩網(wǎng)孔徑是0.3mm，在生產(chǎn)中可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行試驗(yàn)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(shí)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(dāng)于尾礦中固相兩倍量的河水進(jìn)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(guò)20%的鎂飽和母液在一級(jí)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(jí)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(jìn)行稀釋便于運(yùn)輸。

3.分配：二級(jí)中轉(zhuǎn)單元將第二混合液分配至一級(jí)除渣單元。

4.一級(jí)除渣：利用所述振動(dòng)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(jí)除渣單元。

在一級(jí)除渣步驟中還包括由二級(jí)除渣步驟中輸送來(lái)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(jí)出渣：將一級(jí)除渣分離的篩下混合物通過(guò)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(jí)除渣步驟中去，再經(jīng)過(guò)振動(dòng)篩和旋流器的處理進(jìn)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(duì)本工藝的實(shí)際操作進(jìn)行描述，在實(shí)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(jìn)行改良，具體如下：

1.本工藝對(duì)于河水的成分沒(méi)有要求，因此具有普遍性的特點(diǎn)，無(wú)論在什么地方都可以進(jìn)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(duì)物料運(yùn)輸產(chǎn)生影響，因此在這一單元中加入稀釋母液并進(jìn)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(dòng)篩、輸送裝置和旋流器依次連接，被截留在振動(dòng)篩上部的固相可以經(jīng)皮帶輸送裝置直接運(yùn)送到系統(tǒng)外;液相穿透振動(dòng)篩停留在振動(dòng)篩底部與少量穿透振動(dòng)篩的固相一起由輸送泵裝置送入旋流器，振動(dòng)篩底部多余部分的清液由溢流口進(jìn)入收集單元。

5.第二除渣單元一方面繼續(xù)通過(guò)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(dòng)篩及旋流器的有效組合極大的縮短了生產(chǎn)時(shí)間，提高了氯化鉀的回收效率，而且工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、占地面積小，對(duì)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(shí)間和回收效率等多方面對(duì)現(xiàn)有氯化鉀生產(chǎn)尾礦回收工藝進(jìn)行了改良，從根本上解決了中小企業(yè)對(duì)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(xiàn)

[1]秦照明.分析常見(jiàn)鹽湖氯化鉀生產(chǎn)工藝運(yùn)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(qiáng).淺議我國(guó)鉀肥生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及未來(lái)展望[J].鹽科學(xué)與化工，2018，47（08）：1-5.

作者簡(jiǎn)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)。