地下原生高钠光卤石矿冷分解结晶工艺研究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2023-0048

摘要/Abstract

摘要：

为了提高KCl产品粒度，研究了分解液MgCl₂浓度、结晶停留时间、搅拌速率、给矿粒度、细晶处理方式等因素对地下原生高钠光卤石矿冷分解结晶制备KCl所得产品粒度、品位和回收率的影响，得到了优化工艺条件。结果表明：分解介质MgCl₂浓度、结晶停留时间、搅拌速率对KCl晶体粒度的影响明显；给矿粒度对KCl晶体粒度的影响不明显；细晶溶解后返回结晶器重新参与结晶可获得更大颗粒的KCl产品；优化工艺条件为分解介质MgCl₂质量分数为17%、停留时间为2 h、搅拌速率为800 r/min、原矿进料粒度为1~<4 mm、细晶沉淀后与分解液混合溶解再返回结晶器，优化工艺条件下获得分解结晶KCl回收率为84.70%、浮选精矿KCl品位为90.50%、KCl产品平均粒径为0.264 mm的良好实验指标。

关键词: KCl, 光卤石, 冷分解结晶, 给矿粒度, 结晶时间

Abstract:

In order to improve the particle size of KCl products，the effects of factors such as the concentration of MgCl₂ in the decomposition solution，the crystallization residence time，the stirring rate，the feed size，and the fine crystal treatment method on the particle size，grade，and recovery of KCl products prepared by cold decomposition crystallization of underground primary high-sodium carnallite ore were studied，and the optimized process conditions were obtained.The results showed that the concentration of decomposition medium MgCl₂，crystallization residence time and stirring rate were the most sensitive to the influence of KCl crystal size.The effect of feed size on KCl crystal size was not significant.After the fine crystals were dissolved，they could return to the crystallizer and participate in crystallization again to obtain larger KCl products.The optimized process conditions were as follows：decomposition medium MgCl₂concentration of 17%，residence time of 2 h，stirring rate of 800 r/min，feed size of raw ore of 1~<4 mm，fine crystal precipitation mixed with decomposition solution and returned to crystallizer.Under the optimized process conditions，good test indexes such as decomposition crystallization KCl recovery rate of 84.70%，flotation concentrate KCl grade of 90.50%，and KCl product average particle size of 0.264 mm were obtained.

Key words: KCl, carnallite, cold decomposition crystallization, feed size, crystallization time

中图分类号:

TQ124.42

甘顺鹏, 丁定, 孙成高, 蒋世鹏, 管俊芳. 地下原生高钠光卤石矿冷分解结晶工艺研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(1): 67-72.

GAN Shunpeng, DING Ding, SUN Chenggao, JIANG Shipeng, GUAN Junfang. Study on cold decomposition crystallization process of underground primary high-sodium carnallite ore[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2024, 56(1): 67-72.

图/表 10

表1

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图2

表2

图3

图4

图5

表3

表4

表5

参考文献 11

1	韩冰，唐娜，沙作良，等.光卤石分解制氯化钾结晶机理研究［J］.盐业与化工，2008，37（2）：13-16.
	HAN Bing， TANG Na， SHA Zuoliang，et al.Study on crystallization mechanism of producing potassium chloride by dissolving carnallite［J］.Journal of Salt and Chemical Industry，2008，37（2）：13-16.
2	陈默，沙作良.用“冷分解-筛分法”生产氯化钾的新工艺研究［J］.无机盐工业，2021，53（1）：65-67.
	CHEN Mo， SHA Zuoliang.Study on new process for producing potassium chloride using cold-decomposition-sieving method［J］.Inorganic Chemicals Industry，2021，53（1）：65-67.
3	切知加，董伟兵，杜景灵，等.低钠光卤石冷结晶法制备氯化钾的收率研究［J］.无机盐工业，2022，54（5）：72-78.
	Zhijia QIE， DONG Weibing， DU Jingling，et al.Study on yield of KCl prepared by cold crystallization of low-sodium carnallite［J］.Inorganic Chemicals Industry，2022，54（5）：72-78.
4	切知加，马生奎，杜景灵，等.响应面法优化提高低钠光卤石制备KCl收率研究［J］.盐科学与化工，2022，51（3）：25-30.
	Zhijia QIE， MA Shengkui， DU Jingling，et al.Optimization of KCl yield from low sodium carnallite by response surface methodolo-
	gy［J］.Journal of Salt Science and Chemical Industry，2022，51（3）：25-30.
5	牛自得，程芳琴.水盐体系相图及其应用［M］.天津：天津大学出版社，2002.
6	STEPHEN H， STEPHEN T， SILCOCK H.Solubilities of inorganic and organic compounds［M］.London：Pergamon Press，1963.
7	杭行.四元体系Na⁺，Mg²⁺，K⁺∥Cl^--H₂O及其子体系多温介稳相平衡研究［D］.成都：成都理工大学，2015.
	HANG Xing.Study on the multi-temperature metastable phase equilibrium of the quaternary system Na⁺，Mg²⁺，K⁺∥Cl^--H₂O and its subsystems［D］.Chengdu：Chengdu University of Technology，2015.
8	汤毅慧，赵启文，陈得清.氯化钾在钾石盐溶液中的结晶动力学研究［J］.青海大学学报，2020，38（5）：46-51.
	TANG Yihui， ZHAO Qiwen， CHEN Deqing.Study on crystallization kinetics of potassium chloride in sylvite solution［J］.Journal of Qinghai University，2020，38（5）：46-51.
9	周玲.NaCl碰撞成核规律与KCl结晶过程的研究［D］.天津：天津科技大学，2009.
	ZHOU Ling.Research on collision nucleation rule of NaCl and crystallization process of KCl［D］.Tianjin：Tianjin University of Science & Technology，2009.
10	田震，王建青，马国华.氯化钾结晶器搅拌选型探研［J］.化工矿物与加工，2008，37（8）：9-10.
	TIAN Zhen， WANG Jianqing， MA Guohua.Selection of potassium chloride crystallization agitator［J］.Industrial Minerals & Processing，2008，37（8）：9-10.
11	朱亮，邵朔朔，赵京鑫.含钙硫酸镁溶液闪冷结晶过程颗粒粒度控制研究［J］.盐科学与化工，2021，50（9）：28-32，36.
	ZHU Liang， SHAO Shuoshuo， ZHAO Jingxin.Study on particle size control in flash crystallization process of magnesium sulfate solution containing calcium［J］.Journal of Salt Science and Chemical Industry，2021，50（9）：28-32，36.

实验矿样	离子质量分数					矿物质量分数
实验矿样	K⁺	Mg²⁺	Na⁺	Cl^-		光卤石	钾石盐	MgCl₂	NaCl	水不溶物
高钠光卤石矿	9.85	4.94	15.50	47.06		56.46	3.32	19.35	39.40	0.82

样品	w（K⁺）	w（Na⁺）	w（Mg²⁺）	w（Cl^-）	w（其他）
原矿	9.85	15.50	4.94	47.06	22.65
分解后固相	15.66	27.56	0.00	56.78	0.00
分解后液相	1.76	0.65	6.64	21.97	68.98

原矿给矿粒度/mm	底流粗钾夹带的光卤石质量分数/%	浮选精矿 KCl品位/%	KCl产品粒度/mm
原矿给矿粒度/mm	底流粗钾夹带的光卤石质量分数/%	浮选精矿 KCl品位/%	平均粒径	中值粒径
4~<8	10.50	91.50	0.194	0.167
1~<4	6.97	95.77	0.212	0.187
<1	5.80	88.58	0.192	0.169

细晶处理方式	底流粗钾MgCl₂质量分数/%	浮选精矿KCl品位/%	KCl产品粒度/mm
细晶处理方式	底流粗钾MgCl₂质量分数/%	浮选精矿KCl品位/%	平均粒径	中值粒径
细晶随溢流直接排出系统	1.92	93.50	0.195	0.162
细晶经沉淀后直接返回结晶器	2.06	88.58	0.178	0.157
细晶沉淀后与分解液混合溶解再返回结晶器	1.48	94.34	0.216	0.194

[1]	郭凯花, 范雨薪, 杨静, 赵文立, 贾原媛, 王彦飞. 光卤石原矿品位对其冷分解结晶氯化钾过程影响浅析[J]. 无机盐工业, 2024, 56(8): 9-18.
[2]	丁晓姜, 吴艳妮, 李博昀, 黄友良. 预处理-反浮选法制备光卤石精矿研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(12): 113-119.
[3]	切知加,董伟兵,杜景灵,马生奎,王刚. 低钠光卤石冷结晶法制备氯化钾的收率研究[J]. 无机盐工业, 2022, 54(5): 72-78.
[4]	陈帅,杨博,陈念粗,罗军,任思颖,曾英,于旭东. 三元体系NH₄Cl+MgCl₂+H₂O 323.2 K相平衡研究[J]. 无机盐工业, 2022, 54(4): 100-103.
[5]	杜景灵,董伟兵,切知加,马生奎,田红斌,王刚. 柠檬酸三钠对低钠光卤石分解制备氯化钾晶体粒度影响研究[J]. 无机盐工业, 2022, 54(4): 112-118.
[6]	伍思达,林如山,张磊,贾艳虹. 干法后处理废盐中活泼裂片元素的净化工艺研究进展[J]. 无机盐工业, 2022, 54(4): 81-87.
[7]	樊小娟,朱静,邓文清,陈艳,李天祥. 交互四元体系K⁺,NH₄⁺//Cl^-,H₂PO₄^--H₂O 在313.15 K时相平衡研究[J]. 无机盐工业, 2022, 54(10): 102-108.
[8]	熊家晴,张宇,朱俊国. 双重兑卤法生产低钠光卤石工艺研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(8): 44-49.
[9]	侯义飞,白妮,孙健,焦丽娜,居殿春. ZrO₂对提纯粗ZrCl₄用NaCl-KCl熔盐体系物化性质影响[J]. 无机盐工业, 2021, 53(7): 63-67.
[10]	陈默,沙作良. 用“冷分解-筛分法”生产氯化钾的新工艺研究[J]. 无机盐工业, 2021, 53(1): 65-67.
[11]	张莉媛,王刚,齐美玲,解玉龙. 表面活性剂对光卤石中氯化钾结晶介稳区和诱导期的影响[J]. 无机盐工业, 2020, 52(6): 46-49.
[12]	谢炳俊, 纪律, 陈高琪, 孙进贺, 贾永忠. 正浮选工艺矿物粒度对氯化钾分布的影响[J]. 无机盐工业, 2014, 46(12): 38-.
[13]	郭剑锋, 边红利, 成怀刚, 程芳琴. 低品位含钾卤水蒸发结晶制备光卤石工艺研究[J]. 无机盐工业, 2013, 45(9): 18-.
[14]	李晋斌, 沙作良, 王彦飞. 利用钾混盐制备光卤石的研究[J]. 无机盐工业, 2013, 45(8): 18-.
[15]	潘晓晨, 成怀刚, 程芳琴. 马海盐湖溶采卤水高温梯级蒸发实验研究[J]. 无机盐工业, 2013, 45(6): 15-.

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