一种摩擦电选提取钾石盐矿中氯化钾粗产品的方法

摘要

一种摩擦电选提取钾石盐矿中氯化钾粗产品的方法，包括以下步骤：（1）破碎：将固体钾石盐矿进行破碎，控制物料粒度范围为1～2mm；（2）磨矿：将步骤（1）所得破碎后的物料进行磨矿，磨至≤200目物料的质量含量≥90%；（3）表面预处理：将步骤（2）所得磨矿后的物料送入预处理器，加入表面改性剂混合均匀；（4）静电分离：将步骤（3）加入表面改性剂后的物料送入电选机，摩擦电选出氯化钾，得氯化钾粗产品。本发明不需要利用饱和母液，也不存在温度、压力等影响因素，最终没有污水产生，工艺流程简单，可操作性强，无污染，分选效果好，收率可高达90%；所得氯化钾粗产品质量好，KCl含量可高达90%，经济效益明显。

说明书

技术领域

本发明涉及一种提取钾石盐矿中氯化钾粗产品的方法，具体涉及一种摩擦电选提取钾石盐矿中氯化钾粗产品的方法。

背景技术

钾肥是农业三大基础肥料（氮磷钾）之一，中国目前缺钾耕地面积占耕地总面积的60%，严重地影响了农作物产量和品质。中国是世界钾肥第一消费国，据中国无机盐工业协会统计，2014年中国钾肥总表观消费量达到1742万吨，比2013年增长19.1%。在中国最紧缺的7大类矿产资源中（油气、富铁矿、钾盐、铜矿、铝土矿、锰矿、铬矿），钾盐对外依存度非常高，2014年氯化钾国产钾肥产量达到历史新高877万吨（折氯化钾），进口钾肥达到803万吨（实物），进口依存度约50%。

目前，固体钾石盐矿的处理方法有浮选法、热溶法、冷分解-浮选法、冷分解-热溶结晶法、反浮选-冷结晶法、重介质法等方法。在所述方法中，浮选法需要钾石盐的饱和母液作为介质去分离氯化钾和氯化钠，热溶法存在高温、高压等明显劣势，重介质法也只是对特殊的矿体才能发挥其作用。

摩擦电选通常用在农业和煤炭行业，而将摩擦电选用于钾石盐，与农业、煤炭行业相比存在本质区别。CN102580853A公开了一种适用于微粉煤摩擦电选的改性处理方法，由于钾石盐矿与微粉煤的组分和解离粒度等存在着巨大的区别，所以微粉煤的技术工艺不适用于钾石盐矿，比如微粉煤粒度一般要小于0.074mm，有机质和矿物质才能基本解离，而钾石盐的粒度则需要控制在较粗范围内，才可以保证矿物的解离度。迄今未见有从钾石盐矿中采用摩擦电选提取氯化钾产品的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种工艺流程简单，分选效果好，氯化钾收率高，无废水产生的摩擦电选提取钾石盐矿中氯化钾粗产品的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种摩擦电选提取钾石盐矿中氯化钾粗产品的方法，包括以下步骤：

（1）破碎：将固体钾石盐矿进行破碎，控制物料粒度范围为1～2mm；

（2）磨矿：将步骤（1）所得破碎后的物料进行磨矿，磨至≤200目物料的质量含量≥90%；

（3）表面预处理：将步骤（2）所得磨矿后的物料送入预处理器，加入表面改性剂混合均匀；

（4）静电分离：将步骤（3）加入表面改性剂后的物料送入电选机，摩擦电选出氯化钾，得氯化钾粗产品。

进一步，步骤（3）中，所述表面改性剂的加入量为18～2000g/t钾石盐矿。若低于18g/t钾石盐矿，则会导致表面改性剂与目的矿物不能充分发生作用，若高于2000g/t钾石盐矿，就会使表面改性剂与非目的矿物发生作用，降低后续目标矿物摩擦电选的品位及收率。

进一步，步骤（3）中，所述表面改性剂的加入量为20～500g/t钾石盐矿。

进一步，步骤（3）中，所述表面改性剂为六偏磷酸钠、水杨酸、十八胺、十二胺或羧甲基纤维素钠等中的一种或几种。

进一步，步骤（1）中，所述钾石盐矿的主要成分为KCl和NaCl，其中，KCl的质量含量为40%～50%。

进一步，所述NaCl的质量百分含量为50%～60%。

进一步，步骤（1）中，所述钾石盐矿的主要成分为KCl、NaCl和KCl·MgCl₂·6H₂O，其中，KCl的质量含量为25%～40%（优选30%～35%）。

进一步，所述NaCl的质量百分含量为50%～74%，KCl·MgCl₂·6H₂O的质量百分含量为1%～10%。

进一步，步骤（1）中，所述破碎方式为二段闭路破碎。研究表明，若固体钾盐矿粒度＜1mm，虽然保证了钾盐矿的解离程度，但是其它非目的矿物粒度过细，不利于氯化钾与氯化钠的分离，若固体钾盐矿粒度＞2mm，钾盐矿就不能得到充分解离，影响最终产品的品位；二段闭路破碎有利于控制固体钾盐矿破碎粒度，从而使钾盐矿能够充分解离。

本发明通过在磨矿后的钾盐矿粉中加入表面改性剂以起到改变目的矿物与非目的矿物表面的带电性质，使得在摩擦电选中氯化钾表面带负电荷，氯化钠表面带正电荷，最终实现摩擦电选分离。

本发明方法的有益效果为：同现有技术相比，本发明最大的特点是不需要利用饱和母液，也不存在温度、压力等影响因素，最终没有污水产生，工艺流程简单，可操作性强，无污染，分选效果好，本发明方法粗产品收率高，收率可高达90%；所得氯化钾粗产品质量好，KCl含量可高达90%，经济效益明显。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本发明实施例中所用钾石盐矿属于固体钾石盐类；其它所使用的化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。

实施例1

（1）破碎：将固体钾石盐矿（主要成分：KCl和NaCl，其中，KCl质量百分含量为43%，NaCl质量百分含量为55%）进行二段闭路破碎，控制物料粒度范围为1～2mm；（2）磨矿：将步骤（1）所得破碎后的物料进行磨矿，磨至≤200目物料的质量含量为90%；（3）表面预处理：将步骤（2）所得磨矿后的物料送入预处理器，加入20g六偏磷酸钠/t钾石盐矿混合均匀；（4）静电分离：将步骤（3）加入六偏磷酸钠后的物料送入电选机，摩擦电选出氯化钾，得氯化钾粗产品，KCl含量为90%，KCl收率为89%。

实施例2

（1）破碎：将固体钾石盐矿（主要成分：KCl和NaCl，其中，KCl质量百分含量为45%，NaCl质量百分含量为50%）进行二段闭路破碎，控制物料粒度范围为1～1.5mm；（2）磨矿：将步骤（1）所得破碎后的物料进行磨矿，磨至≤200目物料的质量含量为90%；（3）表面预处理：将步骤（2）所得磨矿后的物料送入预处理器，加入20g水杨酸/t钾石盐矿混合均匀；（4）静电分离：将步骤（3）加入水杨酸后的物料送入电选机，摩擦电选出氯化钾，得氯化钾粗产品，KCl含量为89.4%，KCl收率为90%。

实施例3

（1）破碎：将固体钾石盐矿（主要成分：KCl、NaCl和KCl·MgCl₂·6H₂O，其中，KCl质量百分含量为30%，NaCl质量百分含量为60%，KCl·MgCl₂·6H₂O质量百分含量为8%）进行二段闭路破碎，控制物料粒度范围为1～1.5mm；（2）磨矿：将步骤（1）所得破碎后的物料进行磨矿，磨至≤200目物料的质量含量为90%；（3）表面预处理：将步骤（2）所得磨矿后的物料送入预处理器，加入200g十二胺/t钾石盐矿混合均匀；（4）静电分离：将步骤（3）加入十二胺后的物料送入电选机，摩擦电选出氯化钾，得氯化钾粗产品，KCl含量为75.4%，KCl收率为90%。

实施例4

（1）破碎：将固体钾石盐矿（主要成分：KCl、NaCl和KCl·MgCl₂·6H₂O，其中，KCl质量百分含量为35%，NaCl质量百分含量为60%，KCl·MgCl₂·6H₂O质量百分含量为3%）进行二段闭路破碎，控制物料粒度范围为1～2mm；（2）磨矿：将步骤（1）所得破碎后的物料进行磨矿，磨至≤200目物料的质量含量为90%；（3）表面预处理：将步骤（2）所得磨矿后的物料送入预处理器，加入500g十八胺/t钾石盐矿混合均匀；（4）静电分离：将步骤（3）加入十八胺后的物料送入电选机，摩擦电选出氯化钾，得氯化钾粗产品，KCl含量为80%，KCl收率为89%。

实施例5

（1）破碎：将固体钾石盐矿（主要成分：KCl、NaCl和KCl·MgCl₂·6H₂O，其中，KCl质量百分含量为35%，NaCl质量百分含量为60%，KCl·MgCl₂·6H₂O质量百分含量为3%）进行二段闭路破碎，控制物料粒度范围为1～2mm；（2）磨矿：将步骤（1）所得破碎后的物料进行磨矿，磨至≤200目物料的质量含量为94%；（3）表面预处理：将步骤（2）所得磨矿后的物料送入预处理器，加入200g羧甲基纤维素钠/t钾石盐矿混合均匀；（4）静电分离：将步骤（3）加入羧甲基纤维素钠后的物料送入电选机，摩擦电选出氯化钾，得氯化钾粗产品，KCl含量为76%，KCl收率为90%。

实施例6

（1）破碎：将固体钾石盐矿（主要成分：KCl、NaCl和KCl·MgCl₂·6H₂O，其中，KCl质量百分含量为30%，NaCl质量百分含量为55%，KCl·MgCl₂·6H₂O质量百分含量为3%）进行二段闭路破碎，控制物料粒度范围为1～2mm；（2）磨矿：将步骤（1）所得破碎后的物料进行磨矿，磨至≤200目物料的质量含量为90%；（3）表面预处理：将步骤（2）所得磨矿后的物料送入预处理器，加入1000g表面改性剂（500g羧甲基纤维素钠+500g十二胺）/t钾石盐矿混合均匀；（4）静电分离：将步骤（3）加入羧甲基纤维素钠和十二胺后的物料送入电选机，摩擦电选出氯化钾，得氯化钾粗产品，KCl含量为72%，KCl收率为89%。

实施例7

（1）破碎：将固体钾石盐矿（主要成分：KCl、NaCl和KCl·MgCl₂·6H₂O，其中，KCl质量百分含量为30%，NaCl质量百分含量为55%，KCl·MgCl₂·6H₂O质量百分含量为3%）进行二段闭路破碎，控制物料粒度范围为1～2mm；（2）磨矿：将步骤（1）所得破碎后的物料进行磨矿，磨至≤200目物料的质量含量为94%；（3）表面预处理：将步骤（2）所得磨矿后的物料送入预处理器，加入1800g表面改性剂（900g羧甲基纤维素钠+900g十八胺）/t钾石盐矿混合均匀；（4）静电分离：将步骤（3）加入羧甲基纤维素钠和十八胺后的物料送入电选机，摩擦电选出氯化钾，得氯化钾粗产品，KCl含量为75%，KCl收率为90%。