反浮选法制取软钾镁矾工艺技术研究

摘要

我国是一个农业大国，全国60％左右的耕地缺钾，每年农业生产对钾肥的需求量约为1000万吨，每年需要进口600万吨以上。由于钾资源的严重匮乏，我国钾肥需求对进口依赖较为严重，已经对粮食生产安全造成了影响。钾资源的利用主要以可溶性的固钾矿、盐湖卤水钾资源为主。我国探明钾资源储量仅占世界总量的2％，主要以青海和新疆地区的盐湖卤水资源为主。因此，钾资源开采的科学规划和合理利用一直以来都是行业技术工作者的重点研究内容。 软钾镁矾(K2SO4·MgSO4·6H2O)是一种重要的钾肥品种，目前软钾镁矾制备技术主要以两段转化法和转化浮选法为主，目前国内的主要生产商为青海中信国安科技发展有限公司和国投新疆罗布泊钾盐公司。通过多年的生产实践证实，传统的生产工艺存在工艺流程长、设备投资大、能耗较高等问题。 本文采用反浮选工艺从硫酸盐型盐湖卤水的钾镁混盐矿物中提取软钾镁矾进行了实验研究，主要开展了反浮选药剂的优选实验、矿物粒度考察等研究，在此基础上对浮选介质组分配比、操作温度、极端条件下的浮选操作、软钾镁矾纯化等进行了实验研究，最后根据实验室的研究成果，进行了工业性放大试验考察和评价。 实验结果证明:烷基吗啉类浮选药剂比较适宜于从硫酸盐型钾镁混盐矿中浮选分离富集软钾镁矾，脱钠效率高、钾资源利用率高，药剂耗量小、药剂成本较低，浮选药剂用量:450 g·t-1～500 g·t-1。 优化的浮选操作条件:原矿粒度控制在40目以下，原矿中SO42-/K+质量比在2.5左右，浮选料浆浓度控制在30％～40％为宜，浮选介质中镁离子浓度45 g·l-1～60 g·l-1。针对关键因素浮选温度的变化可显著影响K+收率水平，建议低温下宜采取低料浆浓度低浮选介质浓度进行作业或采取适当保温措施，确保K+收率维持在较高水平。软钾镁矾的纯化采用加水转化的方式，溶转加水系数0.4，溶转温度15℃以上。 通过整体工艺试验研究，总体钾离子收率达到了74.56％，钾离子收率较正浮选法、二段转化法等传统工艺有提高。 通过工业性放大试验考察评价，本研究的“反浮选法”技术路线同现有的正浮选法即“先转后浮”技术路线相比，具有较好的综合优势。工艺流程较短、设备投资较小、降低了生产能耗、提高了钾资源回收率，具备较好的工业生产应用前景。

目录

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摘要

第一章 课题研究意义

1．1 课题研究背景

1．1．1 我国是一个缺钾的国家

1．1．2 软钾镁矾在农业生产中的应用

1．2 传统软钾镁矾工艺技术存在的主要问题

1．3 本文研究意义

第二章 文献综述

2．1 反浮选技术研究情况

2．1．1 羧酸类浮选剂的应用研究

2．1．2 脂肪酰胺类浮选剂的应用研究

2．1．3 吗啉类浮选剂在反浮选工艺应用中的简介

2．2 软钾镁矾生产工艺研究情况

2．1．5 软钾镁矾制备技术工业应用现状

2．2 本文的研究内容

第三章 实验部分

3．1 原矿样品的准备

3．2 浮选介质配置

3．3 药剂准备

3．4 实验仪器设备

3．5 测试方法

3．6 实验方案

3．6．1 实验原理

3．6．2 实验方案

第四章 实验结果与讨论

4．1 反浮选选药剂优选

4．1．1 脂肪酰胺类

4．1．2 烷基吗啉脂类

4．1．3 烷基吗啉类

4．1．4 小结

4．2 除泥剂除泥效果考察

4．3 矿样粒度优选实验

4．4 浮选介质优化研究

4．4．1 浮选介质SO42-／K+比差异化考察实验

4．4．2 介质M92+浓度增大考察

4．5 矿样介质多变考察

4．6 温度变化考察

4．7 软钾镁矾的纯化

4．8 反浮选法制备软钾镁矾工艺流程的提出

第五章 反浮选法制取软钾镁矾工业性放大试验

5．1 工业性试验装置

5．1．1 工艺流程说明

5．1．2 工业性试验装置

5．2 工业性放大试验考察评价

第六章 结论

参考文献

致谢

作者和导师简介