浅谈粗粒浮选法在盐湖钾盐回收中的应用

浅谈粗粒浮选法在盐湖钾盐回收中的应用

张晓伟

国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司 新疆哈密 839000

摘要：粗颗粒浮选技术提高了矿物颗粒可浮选粒度上限，并且可以减少能量的消耗，这对于预选抛尾和粗粒尾矿再选，特别是对易于过粉碎的矿物浮选具有重大意义。而盐湖中含有丰富的钾盐，但是传统方法提取难度较大，而通过粗粒浮选法就可以降低钾盐回收的难度，提高钾盐回收效率。因此文章就探讨了处理浮选法在盐湖钾盐回收中的具体应用工艺，以供参考。

关键词：粗粒浮选法；盐湖；钾盐

1粗颗粒浮选技术概述

1.1泡沫中分选法(SIF)

泡沫中分选技术是将矿浆直接给入到泡沫层中，然后回收目标矿物颗粒。其分选原理为矿粒在通过由气泡发生器或起泡剂在水或其他液体介质表面产生的运动泡沫层中下沉时进行矿物分选的过程中，矿粒直接接触泡沫，疏水矿粒会立即被回收，成为精矿，而亲水性矿粒则被给料水冲走，成为尾矿。泡沫中分选法最大的特点在于疏水矿粒与气泡直接接触，并且浮选速度快，没有矿粒－气泡集合体的上浮过程，因此具有以下优点:(1)原矿在泡沫层上方水平给入，疏水矿粒与气泡能够长时间接触，气泡可以被充分矿化。(2)泡沫层无湍流脉动，防止矿粒从气泡上脱落。(3)泡沫层对矿浆有过滤作用，使疏水矿粒与亲水矿粒能够良好分离。(4)分选速度快，疏水矿粒可在3～5s内回收。(5)适合处理各种浓度的矿浆。另外泡沫中分选法设备的能耗低，处理能力大并且选别过程中的大部分水可循环利用，设备没有运转部件，磨损量小，维修方便。其缺点在于，由于矿粒给入后与气泡直接接触便被回收，因此该方法对于矿物的疏水性要求很高，只适合处理特定的矿物，对于矿物的适应性较差，需要配合高效的起泡剂，并且该技术对细粒级矿物的选择性较差，特别是当细粒级与粗粒级同时浮选时，由于矿粒在泡沫中的大量夹带，会选出大量非目的细粒矿物。

1.2闪速浮选法

闪速浮选通常是在高矿浆浓度(65%～75%)条件下浮选粗粒级矿物。闪速浮选处理的是磨矿分级回路中分级机的返砂或是旋流器的底流，其作用是除去已经单体解离的目标有用矿物和含有目标有用矿物的粗连生体，防止其泥化或者过粉碎，造成金属流失或者后续选别的麻烦，在高浓度粗颗粒矿浆中，这一部分矿粒由于浓度大而容易进入分级设备的返砂或底流中，易被捕收浮出，而含量较小的极细泥则会进入分级设备的溢流中被排走，加上闪速浮选时间较短，也促进了目标矿物与脉石的分离，保证了精矿的品位，还可以通过改进药剂制度、调整矿浆pH值和浮选充气量等提高精矿品位[1]。闪速浮选槽分成四个区域:(1)旁路区———极粗矿粒从这里被排出成为尾矿，返回磨矿回路中;(2)混合区———叶轮搅拌矿浆，使固体矿粒充分混合和悬浮;(3)沉降区———较安静的区域，但粗颗粒的分离仍在发生;(4)泡沫区———类似于其他浮选机的泡沫区，然而，在浮选槽的顶部内锥里，气泡有一个非常有限的活动区域。从闪速浮选过程可以看出其与其他的浮选方法有着明显区别:(1)给料很粗，一般为旋流器底流或者分级机返砂;(2)矿浆质量浓度高，可达70%;(3)矿粒在矿浆中停留时间短，通常小于3s;(4)浮选前矿粒与药剂接触有限;(5)叶轮功率低，以促进粗颗粒旁流等。

1.3流化床浮选法

流态化床简称流化床，是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。流化床浮选基于干涉沉降原理，由于干涉沉降，悬浮液中颗粒的沉降速率与自由沉降的颗粒沉降速度相比会更小。在干涉沉降中，每个颗粒的沉降会受其他粒子的影响，这种现象称为“多粒子流体动力学相互作用”。在流化床浮选中，给料处于受阻状态，逆着上升流进入，并与气泡接触。疏水颗粒附着在气泡上，形成矿粒－气泡集合体，这降低了它们的有效密度。最后，矿粒－气泡集合体上升，通过矿浆作为浮选精矿进入溢流槽中，而亲水颗粒通过流化床下沉，以高浓度(55%～75%)尾矿的形式排出[2]。气固流化床已广泛应用于化工、冶金、石油、干燥和其他行业，它们有着高气固接触率和良好的热量传输效率等优点。近年来选矿学者将流化床与浮选技术相结合，开发出了流化床浮选技术，尤其是用于煤炭分离中的气固分离床。气固分离流化床具有干燥的分离环境，因此，在干旱和半干旱地区有很好应用前景。

2粗粒浮选回收盐湖钾盐试验方法及结果

2.1试验方法

本试验样品取自某盐湖钾盐，其中含钠3.62%、氧55.23%、氯5.45%、钾2.78%，物料粒度均小于2mm，烘干后，获得每袋500g、粒度小于2mm的钾盐物料，作为试验研究样品。每次试验将1袋试样倒进1L的搅拌槽并进行搅拌，1分钟后加入抑制剂，再搅拌1分钟，然后加入捕收剂，搅拌1分钟，将物料倒进浮选槽，搅拌1分钟，然后给予充气，进行浮选，然后进行2分钟刮泡，最后快速过滤、烘干，制样，对其进行化验。

2.2捕收剂试验结果

钾盐浮选中最常用捕收剂即胺类捕收剂，设定矿浆浓度50%、淀粉300g/t，pH=7为试验条件，考察十六胺、十二胺对该盐湖钾盐的浮选效果。试验结果如图1、

图2。

图1捕收剂用量对钾盐浮选产率及品位的影响

图2捕收剂用量对钾盐浮选回收率的影响

由图1可见，在十六胺和十二胺用量为30-90g/t时，获得的钾盐精矿产率增加比较快，随着二者用量的继续加大，所获得的钾盐精矿产率缓慢增加，同时所获得的钾盐精矿品位逐渐下降，这说明，当胺的用量不到90g/t时，单位矿浆捕收剂的用量不足。从图2看出，随着十六胺和十二胺用量从30g/t逐渐增加到90g/t，钾盐回收率快速增加，在十二胺和十六胺用量为90g/t时，钾盐回收率达到最大值，之后继续增加捕收剂用量时，钾盐的回收率并没产生较大变化。

由此可以得出，十六胺和十二胺用量为90g/t为最佳捕收剂用量。

2.3淀粉用量试验结果

在钾盐浮选矿物过程中，淀粉是其中有效的脉石抑制剂，试验条件为pH=7、十六胺用量为90g/t时，淀粉使用量在100-500g/t，试验结果见图3。从图3可见，氯化钾的产率随着淀粉用量的增加而降低，而其品位则不断增高，这可能是由于淀粉用量加大到一定程度后，会引发部分粗颗粒的钾盐抑制，据此，之后试验中淀粉用量一直控制在300g/t。

图3淀粉用量对钾盐浮选产率及品位的影响

2.4HY用量试验结果

单独使用淀粉作为抑制剂时，获得的氯化钾品位不是很高，因此，本研究采用HY作为抑制剂进行了用量试验[3]，实验过程中HY用量控制在9-21g/t之间，结果见图4。

图4抑制剂HY用量

试验结果显示，随着HY用量的增加，所获得的氯化钾产率、品位也有一定程度的增加，在抑制剂HY用量增加到18g/t时，所获得氯化钾的品位、产率为最高，之后HY用量继续增加，所获得氯化钾的品位、产率均没有明显变化，这是因为HY用量的增加，加大了粗颗粒钾盐的回收。

结论

钾盐在盐湖中的含量很大，但钾含量过低，还含有其它植物不需要的物质或含量超标，农业生产无法使用。传统的钾盐回收方法最主要是离子替换法，该方法收取钾盐的同时产生很多精矿，产品很难干燥，生产成本高，导致盐湖中钾盐的利用率低。在本次研究中，对存在于盐湖中的钾盐制成试验样品后，采用了粗粒浮选的方法，省去磨矿的过程，且不会产生细粒的精矿钾盐产品，取得满意效果。

参考文献

[1]赵泓铭，戴惠新．闪速浮选技术及其应用［J］．矿产综合利用，2016(6):17－20．

[2]沈政昌，罗世瑶，杨义红，等．流态化浮选技术概述［J］．有色金属(选矿部分)，2019(5):20－26．

[3]张云龙.浅谈粗粒浮选法在盐湖钾盐回收中的应用[J].世界有色金属，2016（12）：146-148.