可溶性钾盐矿的选矿及加工技术(二)
可溶性钾资源生产氯化钾工艺浅析
可溶性钾资源生产氯化钾工艺浅析卜俊芬;湛留意;卢志斌【摘要】概述了利用可溶性钾资源生产氯化钾的几种工艺及其特点，并对形成一定生产规模的氯化钾生产工艺做了简述，以期为钾资源的开发方案研究与实践提供借鉴。
【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】2页(P87-88)【关键词】可溶性钾资源;氯化钾;生产工艺【作者】卜俊芬;湛留意;卢志斌【作者单位】化工部长沙设计研究院;化工部长沙设计研究院;化工部长沙设计研究院【正文语种】中文钾资源可以分为可溶性钾资源和不可溶性固体钾资源[1]。
由于经济和技术等原因，不可溶性钾资源的开发目前还处在试验研究或者中试阶段。
当前，生产氯化钾的原料主要是可溶性钾资源，除了少量采用海水外，钾石盐矿、硫酸盐钾矿、光卤石矿和混合盐矿等可溶性地表地下固体钾矿和地下卤水是生产氯化钾的主要原料[1]。
目前，国内外从含钾的卤水中提取氯化钾，首先是获得光卤石，再加工获得氯化钾。
常用方法有冷分解—热溶重结晶法，冷分解—浮选法，溶解重结晶法，反浮选—冷结晶法，冷结晶—正浮选法等。
本文将浅析这几种工艺的特点和优缺点。
1.1 冷分解—洗涤法20世纪30年代，以色列开发了冷分解—洗涤工艺，从死海海水中提取了氯化钾。
该法是从液体钾盐矿中提钾的较原始工艺。
此工艺主要是利用日晒过程中海水的液相组成基本处于稳定状态，容易控制不同的析盐阶段所析出盐的种类和品位，抛弃在光卤石刚析出阶段析出的高钠光卤石，留下后一阶段析出的光卤石，从而获得低钠光卤石。
冷分解—洗涤法的主要工艺流程是通过盐田摊晒海水后获得低钠光卤石，低钠光卤石通过加入淡水分解后再通过分离、洗涤、干燥等工序得到产品氯化钾。
1.2 冷分解—正浮选工艺以色列在20世纪50年代开发出冷分解—正浮选工艺。
死海工程公司于1953年成立，并据此建成了20万t/a氯化钾加工厂。
青海盐湖集团于20世纪60年代采用此工艺建成了氯化钾生产厂。
钾盐矿石
目录一、钾盐（一）矿物原料特点（二）矿床类型及分布（三）工艺特点及主要用途（四）产品质量二、钾资源开发利用技术现状（一）综合利用技术方法（二）国内氯化钾生产工艺技术（三）硫酸钾生产技术工艺及产业化现状（四）硝酸钾生产技术工艺及产业化现状三、钾盐工艺中常用的设备及问题（一）常用的设备（二）生产设备常见的问题四、设备的选材及防护（一）化工防腐材料及方法（二）各种材料在钾盐加工应用中的特性一、钾盐钾盐是含钾矿物的总称。
按其可溶性可分为可溶性钾盐矿物和不可溶性含钾的铝硅酸盐矿物。
前者是自然界可溶性的含钾盐类矿物堆积构成的可被利用的矿产资源，它包括含钾水体经过蒸发浓缩、沉积形成的可溶性固体钾盐矿床（如钾石盐、光卤石、杂卤石等)和含钾卤水。
铝硅酸类岩石是不可溶性的含钾岩石或富钾岩石（如明矾石、霞石、钾长石及富钾页岩、砂岩、富钾泥灰岩等）。
目前，世界范围内开发利用的主要对象是可溶性钾盐资源。
钾盐矿主要用于制造钾肥。
主要产品有氯化钾和硫酸钾，是农业不可缺少的三大肥料之一，只有少量产品作为化工原料，应用在工业方面。
目前，我国已查明的可溶性钾盐资源储量不大，尚难满足农业对钾肥的需求。
因此，钾盐矿被国家列入急缺矿种之一。
我国对不溶性钾矿资源的开发利用比国外起步晚，自50年代就开始探索利用含钾岩石提钾的工艺。
国内的一些研究单位，如化工部、地矿部、建材部门的有关院所和企业曾先后采用不同的方法(主要是热法和湿化学法)进行钾肥开发，现基本上还处于试验和推广阶段，形成工业化生产的技术不多。
（一）矿物原料特点1、可溶性钾盐矿物可溶性钾盐矿物包括自然界形成的各种含钾的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、硼酸盐以及含有钠、镁、钙的复盐。
它们可以成为无水化合物或含水化合物，其中有的还含微量的Li、Rb、Cs、Sr、Br、I、B等元素。
主要矿物有钾石盐、光卤石、钾盐镁矾、无水钾镁矾和杂卤石等。
（1）钾石盐（KCl）化学组成：K 52.4％，Cl 47.6％。
开采钾盐工艺流程
开采钾盐工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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可溶性钾盐矿的选矿及加工技术(一)
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟可溶性钾盐矿的选矿及加工技术（一）制取氯化钾的主要矿物是钾石盐和光卤石。
钾石盐成分单一、溶解度高、选矿工艺最简单。
光卤石的选矿工艺则较复杂，必须先除去光卤石中的氯化镁，获得钾石盐后进一步加工。
硫酸盐矿石的加工更复杂，除一般的选矿方法外，还需一定的化学反应，才能制取硫酸钾。
钾盐矿的选矿加工方法，氯化物型矿石通常有：热溶法、浮选法、静电法、重力法、冷分解法及冷分解-浮选联合法等。
各种方法的基本原理为：热溶法是利用钾石盐和石盐在不同温度下，水溶液中具有不同的溶解度而进行分离。
其方法是将钾石盐与其他盐类矿物的共饱和溶液加热到某一温度，钾石盐全部进入溶液，而石盐的溶解度基本不变，以固相残渣而分离，然后将溶液冷却析出氯化钾。
浮选法是利用钾石盐与石盐表面润湿性差异进行分选。
方法是把捕收剂、起泡剂、催化剂和介质调整剂放入饱和溶液中，使氯化钾表面形成一层薄膜与溶液隔离，当小空气泡通过时，氯化钾颗粒即吸附在气泡上，气泡把氯化钾晶体带到浮选槽顶部，经刮板刮出泡沫，过滤、干燥即为成品。
静电法是利用钾石盐和其他伴生盐类矿物加热、冷却及其他方法处理后表面带电性质的差异进行分选。
分选前将物料加热到300～700℃，然后冷却到100～200℃，或用专门的调整剂处理，有选择地改变矿物表面的带电性质，从而达到分选的目的。
重介质法(或称重力法)：利用钾盐和其他盐类矿物密度的不同，在特定介质中分离。
其方法是选择一种介于钾石盐和石盐密度之间的悬浮溶液，在此溶液中使石盐下沉，钾石盐上浮，达到分选的目的。
冷分解-浮选联合法：是上述两种方法的结合。
先将分解光卤石的料浆过滤，分离掉母液，得到近似钾石盐的粗钾，其中的氯化钾是刚从光卤石中分离出来的，具有新生态表面，加入一定量的水，经浮选、脱水、干燥得成品。
典型选矿实例如下： 1.云南勐野井钾盐矿选矿工艺。
钾盐矿基础资料
组分名称矿石类型卤水%KCl晶间卤水I地下水地下水卤水钾盐一、一、矿产名称钾盐〔Sylvine〕二、二、矿床类型及其分布1、1、矿床的成因类型钾盐矿床是盐类矿床的一种。
按它的成因来说，是蒸发沉积矿床。
是溶解在地表水体中的盐类，在干旱气候条件下，在封闭、半封闭盆地中蒸发沉积而成的。
由于含钾矿物的溶解度比石盐、石膏、芒硝等常见的盐类矿物高，它们只在盐类物质沉积的最终阶段才能大量富集，因此钾盐矿床总是和石盐、石膏等共生。
钾盐可分为海相和陆相两大类。
2、2、矿床的工业类型中国以现代盐湖钾盐矿为主，另有少量古代沉积矿床、地下卤水钾盐矿，钾盐矿床工业类型主要分为四类：①杂卤石—石盐岩类；②钾芒硝—石盐岩类；③光卤石—岩盐岩类；④泥砾质石盐—钾盐岩类。
3、3、矿产的分布状况目前，世界上已觉察的钾盐矿床和含钾盐湖卤水，分布在六大洲的二十六个国家。
中国钾盐保有储量以KCl 计为45745 万吨〔1995 年全国矿产储量通报〕。
中国已探明储量的矿区主要分布在青海、云南、山东、疆、甘肃和四川等省区。
青海省柴达木盆地察尔汗盐湖，是中国含钾盐湖卤水资源格外丰富的地区，在五千八百多平方公里的面积内，隐藏着巨量的氯化钾；云南省思茅地区勐野井钾石盐矿，是中国于1963 年觉察的第一个陆相古代钾盐矿床。
三、三、矿床的主要工业指标钾盐矿床一般参考工业指标见表 1 和表 2。
表1 钾盐矿床一般参考工业指标注：〔1〕云南某钾盐矿边界品位KCl含量为3%，最低工业品位KCl为6%，可采厚度1m，夹石剔除厚度0.5m，实际开采品位KCl 含量为13~16%。
国外钾盐矿山开采的矿石，KCl 含量一般大于14%。
〔2〕综合评价：钾盐矿床常与岩盐、镁盐、芒硝、石膏等伴〔共〕生，并常伴有硼、锂、碘、铯、铷等元素，应综合评价。
表2 液相钾盐矿床参考工业指标单独边界品位 1 12 0.15 0.4 开采工业品位 2 24 0.20 1.0 综合边界品位 2.5 0.05开采四、工业品位矿石性质5.0 >0.029 0.2 0.3 0.1 0.05 0.15 0.4工程KCl ，%伴生钾盐固体卤水湖水钾盐KCl，% 边界品位工业品位富矿品级划分贫矿26≥126~12富矿0.3贫矿0.50.512在岩盐矿中伴生KCl≥0.5% 可计算伴生钾盐储量1可采厚度，m夹石剔除厚度，m单位：g/LBr LiCl B O2 3晶间海水，石油晶间晶间卤水废水卤水卤水名 称化学分子式钾含 量%莫氏硬度密度 g/cm 3溶解度(g/L) 及味道 颜 色 类 别 氯化矿石名称 主 要 特 征加工性能典型矿区钾 石主要矿物是钾盐，常与石盐共生，还含有 少量石膏，硬石膏、光卤石和粘土类物质。
钾盐加工工艺及原理
钾盐加工的流程与步骤
原料准备
选择优质原料，进行破 碎、筛分等预处理。
化学反应
通过溶解、反应、结晶 等步骤，将原料转化为
钾盐。
分离与提纯
通过过滤、洗涤、干燥 等操作，得到高纯度钾
盐。
包装与储存
将产品进行包装，并储 存在干燥、阴凉处。
钾盐加工的重要性和应用领域
重要性
钾盐加工是现代工业的重要环节 ，对提高产品质量、降低成本具 有重要意义。
物理分离法
总结词
利用物质物理性质差异进行分离的方法。
详细描述
根据物质熔点、沸点、密度等物理性质的差异，采用蒸发、结晶、升华等方法进行分离。例如，利用氯化钠和氯 化钾熔点的差异进行分离。
离子交换法
总结词
利用离子交换剂与溶液中的离子进行交换反应，从而实现分离的方法。
详细描述
选择适当的离子交换剂，使其与目标离子发生交换反应，从而实现分离。该方法常用于高纯度钾盐的 制备。
采用节能技术和设备，降低生产过程 中的能耗。
采取有效的环保措施，减少对环境的 污染和破坏。
资源回收
对生产过程中产生的废弃物进行回收 利用，降低资源消耗。
06
钾盐加工工艺的发展趋势与展望
新技术与新方法的研发与应用
新型分离技术
研发和应用新型的分离技术，如 膜分离、色谱分离等，以提高钾
盐的提取率和纯度。
余热回收
对钾盐加工过程中的余热进行回收利用，减少能源浪 费。
加强环保与可持续发展
减少废弃物排放
优化钾盐加工工艺，减少废弃物的产生和排放， 降低对环境的影响。
环保设施建设
加强环保设施建设，对废弃物进行无害化处理和 资源化利用。
绿色生产
钾盐矿的选矿加工方法及工艺探讨
钾盐矿的选矿加工方法及工艺探讨作者：刘忠建来源：《农家科技下旬刊》2017年第08期摘要：钾盐是对含钾矿物的一个总称，主要是用来制造钾肥。
在农业上，钾盐是必不可少的三大肥料之一，由于我国的钾盐资源储存量并不大，很大的一部分都是依靠国外的资源。
所以，在此背景之下，对钾盐矿的开发及利用有着非常重要的意义。
下面，就对我国钾盐资源的特征以及开发利用的现状做一个具体的描述，接着再对钾盐矿的选矿加工方法及工艺做一个深层次的探讨。
关键词：钾盐矿；钾肥；选矿加工方法；选矿工艺在我国，钾盐是一种非常急缺的矿种，我国每年的钾盐产量仅仅占到我国国内需求量的四分之一左右，其余的四分之三均依靠进口。
然而钾盐矿产又是关系到我国国计民生的一大重要矿产资源，无论是在工业上还是在农业上都有非常重要的作用，因此，有效的加强我国对于钾盐矿的选矿加工方法与加工工艺是一件迫在眉睫的事情。
本文讨论的主要是可溶性钾盐矿物的有效开发与利用。
一、可溶性钾盐矿资源1.钾盐与钾盐矿。
钾盐，顾名思义，就是指含有钾的矿物，可以分为两种，即可溶性钾盐矿物和不可溶性含钾的铝硅酸盐矿物。
在世界上的钾盐资源中，百分之九十五的钾盐产品作为肥料用在了农业上，百分之五的钾盐产品用在了工业上。
世界上95%的钾盐产品用作肥料，5%用于工业。
一种以硫酸盐类矿物和钾的氯化物为主要成分的非金属矿产。
通常来说，钾盐镁矾、光卤石、杂卤石、无水钾镁矾、钾石盐、软钾镁矾、钾镁矾等都是主要的钾盐矿物。
钾盐矿床属于盐类矿床的一种，按照它形成的原因来说，钾盐矿床实际上是蒸发沉积矿床。
之所以说蒸发沉积矿床，是因为钾盐是溶解在地表水体中的一种盐类，在非常干旱的气候条件下，该盐类长期在半封闭或者是全封闭的盆地当中通过蒸发沉积而形成的。
2.可溶性钾盐矿。
可溶性钾盐矿物主要包括的是在自然界中形成的各种含有钾的硫酸盐、氯化物、硼酸盐、硅酸盐以及含有钙、镁、钠的复盐。
主要的矿物有光卤石、钾石盐、钾盐镁矾等等。
我国钾盐矿的选矿加工方法及选矿工艺探讨
查 明 的可溶 性 钾 盐 资 源 储 量 不 大 ， 尚难 满 足 农 业 对钾 肥 的需求 。本 文讨 论 的 主要 是 可溶 性钾 盐 矿 物 的有效 开 发和利 用 。
（） ６ 埋藏浅 。盐 湖资 源 出露 地 表 ， 固体 层 状钾 盐矿一 般埋深 为 ２ ７０ 易 开采 。 ５— ０ ｍ， （） ７ 可选性 差 。我 国 已探 明 的大 部 分 钾 盐矿
明的钾资源储量主要是古代 固体层 状矿床 ， 而我 国的钾盐资源储量 ， 主要是液体卤水矿床。 （） ３ 矿石品位低。已探明的现代盐湖层状固体 矿层普遍为贫 矿 ，６ ９％是 表外 矿 ， Ｃ 含 量仅 ２ ～ Ｋｌ ％ ６ ％。古钾盐层状矿床 Ｋ １ Ｃ 含量平均为 ８８ ％。 ．１ （） ４ 质量差。我国古代钾盐矿石 中， 固体难溶
新疆化工
３
需矛盾 日趋尖锐 ， 口愈来愈大， 缺 依赖进 口钾肥弥
补 国 内不足 的局 面长期 内不 易改 变 。因此我 国不
仅要加强钾盐矿 的研究和勘查投入 ， 而且要加强 钾盐 矿 的选 矿 工 艺 及 加 工 技 术 的研 究 ， 以提 高 钾
盐矿 的有效开 发 和利用 。
基本不变 ， 以固相残渣而分离 ， 然后将溶液冷却析 出氯化钾 。浮选法是利用钾石盐与石盐表面润湿 性差 异进行 分选 。方 法是 把 捕 收剂 、 泡 剂 、 化 起 催 剂和介质调整剂放人饱 和溶液 中， 氯化钾表面 使 形成 一层 薄膜 与溶液 隔离 ， 当小 空 气泡 通 过 时 ， 氯 化钾颗粒即吸附在气泡上 ， 泡把 氯化钾晶体带 气 到浮选槽 顶部 刮 板 刮 出泡 沫 ， 滤 、 燥 即 为 经 过 干 成品。静 电法是利用钾石盐和其他伴生盐类矿物 加热、 冷却及其他方法处理后 表面带 电性质 的差 异 进 行 分 选 。分 选 前 将 物 料 加 热 到 ３０ ～ ０℃ ７０ 然后冷却 到 １０ 一 ０ ℃ ， ０ ℃， ０ ℃ ２０ 或用专 门的调 整剂处理 ， 有选择地改变矿物表面 的带电性质 ， 从 而达到分选的 目的。重介质法 （ 或称重力法 ） 利 ： 用钾盐和其他盐类 矿物密度的不同， 在特定介质
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
可溶性钾盐矿的选矿及加工技术（二）
近年来，随着钾盐生产实践，化学工业部化工矿山设计研究院新开发了两个新工艺：(1)兑卤脱钠控速分解法将K+、Na+、Mg2+/Cl-、H2O 四元体系的卤水，泵入盐田，日晒蒸发，在结晶出含钾矿物光卤石之前将浓度大大提高了的卤水(相当于相图共饱线E 点组成)送到加工厂与老卤(相当于相图共饱线F 点组成)相兑，NaCl 在兑卤瞬间就从卤水中以极细的颗粒结晶出来，同时卤水中的钾以光卤石晶体形式从卤水中结晶出来，但颗粒较粗大。
细粒氯化钠很容易地从溢流中排除，剩余的部分是含少量氯化钠的光卤石（低钠光卤石）。
向低
钠光卤石加水,控制光卤石分解速度,使其中大部分氯化镁溶于水排掉,就得到了最终产品氯化钾(氯化钾含量可达98%)。
如需提高纯度，再加淡水清洗即可。
1995 年已建成两个万吨级生产装置。
生产出优质氯化钾产品，其中间产品低钠光卤石已被用作电解金属镁的原料。
该工艺流程不仅可获得高品质的氯化钾产品，而且节省了盐田面积，免去光卤石的采收过程，缩短了生产周期，设备可全部国产化。
（2）盐田光卤石溶解重结晶制取氯化钾：将原卤泵入钠盐池，经蒸发浓缩至光卤石时，再泵入兑卤池，同时泵入老卤兑卤，兑卤后析出的光卤石沉淀，达到一定厚度时(30～50 cm)停止兑卤，疏干池内卤水，加入淡水溶解光卤石，当接近饱和时，泵入钾盐池进行蒸发浓缩析出KCl，采收KCl 经脱水、干燥得到钾盐产品；钾盐池卤水NaCl 达到饱和时，排回钠盐池进行再循环生产。
兑卤池析出光卤石后的卤水排入二段光卤石池，经蒸发浓缩析出二段光卤石，排放一部分终点卤水，另一部分排入老卤池兑卤和调节钠盐池卤水。
二段光卤石池析出的光卤石，排干表面水后，加入淡水进行溶解，溶解液排回钠盐池供循环生产。
该工艺为中间试验规模，已运转数年。
优点在于它全部。