盐湖低品位光卤石矿溶浸技术研究

盐湖低品位光卤石矿溶浸技术研究

康玲

青海盐湖工业股份有限公司 青海省海西州格尔木市 816000

摘要：近年来，随着我国农业发展，对钾矿资源需求不断增长，在高品位钾矿资源不断减少的情况下，低品位光卤石矿日益受到关注，开发和利用低品位光卤石资源可有效缓解钾矿资源开发利用不足造成的钾肥生产原料缺乏问题。本文深入研究了察尔汗盐湖低品位光卤石矿物相和组分，并对低品位光卤石矿溶浸过程中液固比进行研究，以液固比2.5条件下进行堆滤实验，结果表明，在液固比2.5条件下低品位光卤石矿浸出率为45.97%，总钾收率为71.73%。

关键词：盐湖；钾矿资源；光卤石矿；钾肥；堆滤实验

钾元素是钾肥生产的基础性原料，钾肥在我国农业生产中占有重要地位，钾肥肥效快，易被土壤吸收，可增强农作物抗倒伏、抗旱、抗害和抗病虫害的能力。我国是一个农业打过，粮食安全关系到国家的稳定，但从我国钾肥供应来看，我国钾肥产量不足，资源储量仅为世界的2%左右，现已探明的钾资源储量主要以盐湖钾矿资源为主，主要分布于柴达木盆地和罗布泊地区，并随着钾矿资源开发和突破钾矿光卤石反浮选、尾矿利用、深部卤水开发等技术，有效提高了钾矿资源开采量。经过多年开发，固体钾矿资源日趋减少，低品位钾矿资源逐渐增加，对盐湖生态平衡产生倨傲大的影响，由于低品位光卤石矿钾元素含量低，不溶物含量高，如采用正浮选、反浮选工艺，消耗的浮选药剂消耗量大，生产成本过高，造成盐湖低品位光卤石矿开采难度加大。因此，开发一种可满足低品位光卤石开采的盐田工艺技术尤为迫切。

针对低品位光卤石资源中钾元素含量低、开发成本的现实问题，现有研究存在溶解转化和区域浸出两种工艺，溶解转化工艺的核心是将低品位光卤石矿输送至转化池中，加入溶剂并搅拌实现钾盐析出、溶解，以此实现低品位钾矿资源提取。溶解转化工艺提取率可达到90%以上，但由于低品位光卤石矿钾矿资源含量低，且需将光卤石矿运输至指定转化池内，不适于大规模生产。区域浸出工艺采用光卤石矿溶解固体钾盐，可初步实现低品位光卤石矿开采利用，并随着补卤量增加，钾元素质量分数不断下降，呈现间歇性加快速度特点。随着区域融浸转化不断深入，液体流速不断增加，钾盐流速加快，光卤石内部区域水流出现短路现象，导致该区域溶解效果较差。

针对低品位光卤石矿开发工艺存在的问题，本文以察尔汗盐湖表层盐湖低品位光卤石矿为研究对象，深入研究探讨了低品位光卤石矿溶浸开发工艺技术，通过控制自然堆滤时间和溶剂老卤用量，可实现低品位光卤石矿规模化开发利用，并能够显著提高低品位光卤石盐田滩晒效率和产量，具有良好的应用、推广价值。

1 实验方案

1.1 实验原料

低品位光卤石矿采于察尔汗盐湖表层光卤石矿，原卤采自于盐湖采卤井。采用EDTA容量法、氯化钡重量法、硝酸汞容量法和四苯硼钠-季胺盐法测定低品位光卤石矿、原卤和浸出渣中 和离子含量。采用XRD射线衍射仪测定低品位光卤石矿中物相特征。

1.2 实验方法

为分析不同光卤石矿开采方法，本实验采用低品位光卤石矿溶浸实验和堆滤实验研究。（1）低品位光卤石溶浸实验时，对低品位光卤石矿分别编号L-1和L-2，按一定比例混合拌入烧杯中，并加入适量原卤，使用搅拌器按240r/min转速搅拌3h，并采用真空抽滤泵抽滤浸出液；（2）低品位光卤石矿堆滤实验时，将L-1和L-2光卤石矿按相同比例混合后杂置入烧杯内，加入适量原卤，采用相同搅拌方法和时间，待充分搅拌后转移至布氏漏斗中在自然堆滤12h获得浸出液。

两种实验方法中，采用四苯硼钠—季胺盐法测定浸出液总钾含量，以此作为本实验总钾收率判定依据。

2 结果与讨论

2.1 XBD图谱分析

通过借助XBD图谱衍射仪对低品位光卤石矿物相进行研究，结果表明，察尔汗盐湖不同区域光卤石存在一定的差异，其中，L-1样品主要成为为 、石英和杂卤石，L-2样品主要成分为 、杂卤石和石英。

2.2 组分分析

通过对低品位光卤石矿和原卤中各组分含量进行测定，L-1和L-2样品中各组分含量差异较大，表明察尔汗盐湖光卤石矿品质存在一定的差异。其中，L-1样品中钾元素质量分数为0.76%，L-2样品中钾元素质量分数为1.58%（如表1所示）。

表1光卤石样品组分分析

2.3 溶浸实验

根据低品位光卤石组分分析结果，通过对不同区域低品位光卤石矿按比例混合，可获得来自于低品位光卤石矿混样，编号LS-1和LS-2，对混样样品进行组分分析（如表2所示）。

表2 光卤石混合样品组分分析

通过低品位光卤石溶浸实验，经实验研究，光卤石矿与原卤混合比例对浸取效果影响显著。通过对比LS-1和LS-2样品浸取液中 含量和 收率进行分析，研究不同液固比对研究，当液固比提高时， 含量和收率增加显著，当液固比增加至2.5时，总钾收率收率增加趋势不显著，溶浸液中， 浓度随液固比在增加而呈现下降趋势，当液固比增加至2.5时， 浓度呈现缓慢下降趋势。

通过研究低品位光卤石矿溶浸过程可知，采用原卤溶解低品位光卤石矿可有效提取光卤石矿中钾盐，浸出率随液固比增加值而增加，但增加至一定比例后浸取率出现下降趋势，当液固比达到2.5时，察尔汗盐湖低品位光卤石矿总钾浸出率约为60%，当液固比大于2.5时，浸出率开始下降，因此，可将低品位光卤石矿溶浸液固比确定为2.5。

2.4 堆滤实验结果分析

为深入研究低品位光卤石矿溶浸工艺提取钾矿资源效果，对相同样品进行堆滤实验研究，研究不同工艺提取钾矿资源收率差异。堆滤实验时，采用布氏漏斗作为堆滤实验装置，将样品LS-2置于漏斗内，在液固比2.5的实验条件下，将卤水自漏斗顶部加入到漏斗中，并控制浸出流出量，确保堆滤实验时间不少于12h，待实验时间条件满足后，对浸出液进行组分分析（如表3所示）。

表3 堆滤实验结果分析

通过以堆滤实验方法模拟低品位光卤石矿溶浸过程，测得溶浸后浸出液总钾收率为71.73%，低品位光卤石矿浸出率为45.97%，浸出率符合低品位光卤石矿提取和开发利用目标要求。

通过分析研究低品位光卤石矿浸出液组分数据，不难发现堆滤实验浸出率相对较高，可在自然堆滤的基础上，通过控制液固比参数，提高低品位光卤石矿浸出率，提高总钾收率，并通过在后续工序中优化固液分离工艺，实现浸出液中钾盐资源提取和利用，以此提高低品位光卤石矿总钾收率。

3 结语

通过研究察尔汗盐湖低品位光卤石矿组分在，并对溶浸工艺提取光卤石矿中钾盐资源进行研究，确定液固比条件下总钾收率较高。在液固比2.5条件下，可通过堆滤实验方法提高低品位光卤石矿浸出率和总钾收率。

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