謝炳俊，紀(jì) 律，陳高琪，孫進(jìn)賀，賈永忠

（1.茫崖興元鉀肥有限責(zé)任公司，青海格爾木 816000；2.中國科學(xué)院青海鹽湖研究所）

正浮選工藝礦物粒度對氯化鉀分布的影響

謝炳俊1，紀(jì) 律1，陳高琪1，孫進(jìn)賀2，賈永忠2

（1.茫崖興元鉀肥有限責(zé)任公司，青海格爾木 816000；2.中國科學(xué)院青海鹽湖研究所）

考察了氯化鉀在不同粒度的光鹵石礦樣中的分布情況和礦樣細(xì)度對浮選工藝的影響。結(jié)果表明：氯化鉀在不同粒度的礦樣中無明顯的富集現(xiàn)象；隨著礦樣粒度變小，浮選精礦產(chǎn)率和氯化鉀回收率均會(huì)隨著增加；浮選精礦產(chǎn)率在粒度小于0.15mm區(qū)間內(nèi)分布較為集中，而氯化鈉雜質(zhì)同樣集中分布于該粒度區(qū)間。

氯化鉀分布；光鹵石；粒度；磨礦；浮選

正浮選法是利用鹽湖鉀礦資源生產(chǎn)氯化鉀的主要方法之一。自20世紀(jì)60年代中科院鹽湖研究所開發(fā)的正浮選工藝在青海鹽湖集團(tuán)應(yīng)用以來，因其對低品位鉀礦適應(yīng)性強(qiáng)、能耗低，中國氯化鉀生產(chǎn)裝置中80％以上采用該工藝。近年來，山西大學(xué)［1-2］和華東理工大學(xué)［3］等科研機(jī)構(gòu)對浮選工藝的條件和浮選的化學(xué)機(jī)理進(jìn)行了研究，深化了對浮選機(jī)理的認(rèn)識(shí)。

在正浮選工藝中，含鉀礦物的粒度對鉀的富集和浮選具有重要的影響。郭素紅等［4］研究了鉀石鹽礦在不同磨礦粒度條件下氯化鉀的浮選效果，發(fā)現(xiàn)在磨礦細(xì)度為95％的粒子粒徑小于1.0mm條件下取得了較好的浮選指標(biāo)。目前，礦物粒度對鉀的富集和分離行為的影響數(shù)據(jù)相對缺乏，對其進(jìn)行研究有助于進(jìn)一步改進(jìn)正浮選工藝，提高礦物中鉀鹽的回收率。

1 光鹵石原礦的來源和化學(xué)組成

光鹵石原礦來自茫崖興元鉀肥有限責(zé)任公司大浪灘某礦區(qū)的鹽田光鹵石池，其化學(xué)組成如表1所示。

根據(jù)表1中原礦化學(xué)組成分析及初步巖礦鑒定，礦樣主要為光鹵石礦和氯化鈉混合物，含有一定量粗粒鉀石鹽。礦樣混合均勻后，破碎至2mm以下，作為試驗(yàn)原料。

表1 原礦光鹵石的化學(xué)組成 ％

2 試驗(yàn)步驟

首先對光鹵石原礦進(jìn)行初步的粉碎，對粉碎的礦樣進(jìn)行篩分和化學(xué)分析。然后將粉碎的礦樣磨細(xì)至一定的細(xì)度，對礦樣進(jìn)行篩分和化學(xué)分析。對磨細(xì)的礦樣加水分解，加入氯化鉀捕獲劑浮選精礦，分離得到精礦、中礦和尾礦。對精礦和尾礦進(jìn)行篩分和化學(xué)分析。

3 研究內(nèi)容

3.1 原礦粒度對鉀分布行為的影響

為了考查初步破碎的光鹵石礦中礦物的分布情況，對其進(jìn)行了粒度篩析試驗(yàn)，礦樣的粒度篩析結(jié)果見表2。由表2數(shù)據(jù)可知，初步破碎的光鹵石礦粒度集中于0.42～2.0mm，礦樣中氯化鉀平均含量為15.76％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）。氯化鉀在不同粒度的礦樣中含量較為平均，未觀察到明顯的富集現(xiàn)象，其最大含量差值僅為2.73％。氯化鎂在不同粒度的礦樣中含量變化趨勢與氯化鉀類似，氯化鎂與氯化鉀物質(zhì)的量比在不同粒度的礦樣中均大于1，這表明在原礦中部分氯化鎂應(yīng)以單鹽形式存在，兩者比值在粒度小于0.18mm的礦樣中最大。氯化鈉則在0.84～2mm的粒度級(jí)別表現(xiàn)出了一定的富集行為，含量的最大差值達(dá)到9.38％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同），并高出氯化鈉平均含量4.20％，其在該粒級(jí)的分配率也明顯大于該粒級(jí)的產(chǎn)率。由表2數(shù)據(jù)可知，用簡單篩分的方法對初步破碎的光鹵石礦樣進(jìn)行氯化鉀富集是不可行的。

表2 光鹵石礦樣的粒度篩析數(shù)據(jù)

3.2 磨礦粒度對浮選過程中鉀的分布影響研究

正浮選工藝流程中，由于光鹵石礦分解得到的氯化鉀粒度較細(xì)，容易上浮，對不含鉀石鹽的光鹵石礦進(jìn)行冷分解-浮選法制取氯化鉀，只需破碎至一定的粒度，然后加水分解進(jìn)行浮選即可。然而對于含有鉀石鹽的光鹵石礦則需要進(jìn)行磨礦，這是因?yàn)榈推肺还恹u石礦中含有一定量的粗粒鉀石鹽，浮選過程中鉀石鹽粗粒較難上浮，為保證鉀的回收率須進(jìn)行磨礦。為選擇合適的入選磨礦細(xì)度，進(jìn)行了磨礦細(xì)度試驗(yàn)即磨礦時(shí)間試驗(yàn)。磨礦細(xì)度試驗(yàn)流程及工藝條件見圖1。磨礦是在室溫下進(jìn)行，磨至一定細(xì)度后加水分解，以十八胺為藥劑進(jìn)行浮選，經(jīng)3次浮選后，依次得到尾礦、中礦1、中礦2和精礦。

圖1 磨礦試驗(yàn)流程圖

磨礦和浮選試驗(yàn)結(jié)果見表3。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著磨礦細(xì)度變細(xì)即磨礦時(shí)間加長，精礦產(chǎn)率有所上升，品位變化不大，氯化鉀回收率明顯升高，由52.53％增加到67.10％；中礦1和中礦2的變化規(guī)律不明顯；尾礦中的氯化鉀含量隨著細(xì)度變細(xì)而明顯降低，損失率減少。

表3 磨礦細(xì)度試驗(yàn)結(jié)果

3.3 浮選產(chǎn)物中鉀在不同粒度上的分布研究

由磨礦和浮選試驗(yàn)結(jié)果表明，氯化鉀回收率隨礦樣顆粒變細(xì)有明顯增加。為了保證氯化鉀有較高的回收率，選擇磨礦時(shí)間為9min進(jìn)行下一步浮選試驗(yàn)。磨礦后的光鹵石礦粒度分布篩析試驗(yàn)結(jié)果見表4。表4結(jié)果表明，礦樣粒度集中分布于0.18～0.42mm和＜0.15mm兩個(gè)區(qū)間內(nèi)，氯化鉀在不同粒度的礦樣中分布無明顯的富集行為。

表4 浮選前光鹵石礦粒度篩析數(shù)據(jù)

為考察浮選產(chǎn)物中氯化鉀在不同粒度上的分布行為，以表4中所列的磨礦礦樣為原料進(jìn)行浮選試驗(yàn)，并對浮選精礦、尾礦的粒度組成進(jìn)行了篩析試驗(yàn)，篩析介質(zhì)為浮選試驗(yàn)選后液，精礦和尾礦的篩析數(shù)據(jù)分別見表5和表6。

由表5數(shù)據(jù)可知，浮選精礦在＜0.15mm粒度上分布較為集中，氯化鉀含量在不同粒度上的分布較為平均，無明顯差別；氯化鈉在＜0.15mm粒度上含量較高，達(dá)到8.04％，明顯高于其他粒度上的氯化鈉含量，氯化鈉在＜0.15mm粒度上的分配率更是達(dá)到80.49％，這是由于細(xì)粒氯化鈉容易上浮，對精礦質(zhì)量產(chǎn)生了影響。

表5 浮選精礦篩析試驗(yàn)結(jié)果

表6 浮選尾礦篩析結(jié)果

由表6數(shù)據(jù)可知，浮選尾礦的粒度分布較為分散，這與浮選精礦集中分布于＜0.15mm粒度明顯不同，而與浮選前光鹵石礦粒度分布較為類似，其原因在于光鹵石礦加水分解為細(xì)粒氯化鉀，而礦樣中的氯化鈉并未溶解。氯化鉀在0.42～0.84mm粒度區(qū)間含量較高，這可能與光鹵石礦樣中含有少量的粗粒鉀石鹽有關(guān)，由于該區(qū)間尾礦產(chǎn)率很少，氯化鉀在該區(qū)間的分配率并不高，氯化鉀在尾礦中主要集中分布于＜0.15mm粒度上。

4 結(jié)論

研究結(jié)果表明：氯化鉀在光鹵石不同粒度礦樣中分布較為平均，無明顯富集現(xiàn)象；而磨礦后礦樣粒度對浮選過程具有明顯影響，隨著礦樣粒度變小，精礦產(chǎn)率和氯化鉀回收率均會(huì)隨著增加；浮選精礦產(chǎn)率在＜0.15mm粒度上分布較為集中，而精礦中氯化鈉雜質(zhì)同樣集中于該粒度。在冷分解-正浮選工藝中盡量減少細(xì)粒氯化鈉的產(chǎn)生，或使細(xì)粒氯化鈉顆粒長大是提高氯化鉀質(zhì)量的研究方向之一。

［1］張洪滿.提高正浮選生產(chǎn)過程氯化鉀回收率研究［D］.太原：山西大學(xué)，2010.

［2］曹沁波.可溶性鉀鹽正浮選的浮選化學(xué)研究［D］.太原：山西大學(xué)，2011.

［3］程健翼.鈉鉀鎂復(fù)雜固體礦制備氯化鉀過程及浮選機(jī)理研究［D］.上海：華東理工大學(xué)，2013.

［4］郭素紅，劉威.某鉀鹽礦磨礦粒度對浮選效果影響的試驗(yàn)研究［J］.有色金屬：選礦部分，2009（4）：28-31.

聯(lián)系方式：jiayongzhong319@126.com

2014—2020年全球納米氧化鎂產(chǎn)品市場報(bào)告

日前，美國市場研究公司Grand View Research（簡稱GVR）發(fā)布最新的氧化鎂納米粒子產(chǎn)品市場調(diào)查報(bào)告。報(bào)告中稱，納米氧化鎂作為燃料添加劑，可顯著提高燃油效率并延長發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命，目前正受到燃料工業(yè)的廣泛關(guān)注。GVR預(yù)測，2020年全球氧化鎂納米粒子市場總值將達(dá)到4.23×107美元。2013年全球市場對納米氧化鎂產(chǎn)品的需求量為111.3t，2020年將增至185.5t，2014—2020年期間的年復(fù)合增長率為7.6％。

目前，爐襯是需求量最大的應(yīng)用市場，2013年對納米氧化鎂的需求量估計(jì)超過60t，其市場總量達(dá)到4.0萬美元。2014—2020年期間的年復(fù)合增長率預(yù)計(jì)為9.1％。而航空與航天領(lǐng)域可能是未來增長最快的市場，今后6a里年復(fù)合增長率將超過9.0％，新的航空公司的出現(xiàn)是該領(lǐng)域?qū){米氧化鎂產(chǎn)品需求增加的主要原因之一。

目前，電子、鋼鐵、水泥、煉油、航空等終端行業(yè)多集中在印度、中國、日本和韓國，因此亞太地區(qū)是納米氧化鎂產(chǎn)品最大的需求市場，2013年該地區(qū)的需求量約為8.0t，2014—2020年的年復(fù)合增長率預(yù)計(jì)為7.8％。中國是納米氧化鎂產(chǎn)品生產(chǎn)大國，其憑借價(jià)格優(yōu)勢有望在未來6a占去更大的市場份額。更多信息請查閱GVR的報(bào)告。

賈磊譯自Grand View Research.2014-10-18.

住友金屬礦山建鋰電池正極材料新廠

2014年11月5日，住友金屬礦山公司（住友金屬鉱山株式會(huì)社）正式宣布成立鋰離子充電電池正極材料鎳酸鋰新?lián)c(diǎn)。該子公司命名為住礦能源材料公司（住鉱エナジーマテリアル），地址位于福島縣雙葉郡楢葉町，系借用日本化學(xué)產(chǎn)業(yè)旗下的福島第二工廠進(jìn)行正極材料的生產(chǎn)。據(jù)悉，該據(jù)點(diǎn)設(shè)備的總投資額約為854萬美元。

賈磊譯自化學(xué)工業(yè)日報(bào).2014-11-06

Effect of granularity on KCl distribution in flotation process

Xie Bingjun1，Ji Lü1，Chen Gaoqi1，Sun Jinhe2，Jia Yongzhong2
（1.Mangya Xingyuan Potash Co.，Ltd.，Golmud 816000，China；2.Qinghai Institute of Salt Lakes，Chinese Academy of Sciences）

The distribution of KCl in carnallite with various particle sizes and effect of granularity on flotation process were studied.The results showed that the enrichment of KCl in different granularities was not observed.The yield of flotation concentrate and recovery of KCl both increased with reduction of particle size of carnallite samples.The yield and impurity（NaCl）of flotation concentrate were focused on 0.15mm granularity.

KCl distribution；carnallite；granularity；grinding；flotation

TQ131.13

A

1006-4990（2014）12-0038-03

2014-06-25

謝炳?。?984— ），男，助理工程師，主要研究方向?yàn)榱蛩猁}（亞）型低品位鉀礦利用。

賈永忠