察尔汗盐湖别勒滩矿区低钾原卤溶矿试验初步研究

文章以浅部固体钾盐为研究对象,尝试利用低钾原卤为溶剂,开展野外固液转化试验,分析其溶矿变化特征。试验结果显示:试验过程中试验区内水位显著上升,试验后6#试验渠卤水及探坑涌水中KCl含量上升、NaCl含量下降,原卤质量明显得到提升。此现象有力证明了低钾原卤作为溶剂可以将区域内的固体钾盐转化为液相。鉴于低钾原卤对于石盐是饱和的,且在含钾矿物的溶解过程中会析出石盐矿物,试验过程中不会大规模破坏盐层的骨架,不会对采卤设施造成影响。综上所述,采用低钾原卤作为溶剂实施固液转化的策略是可行的。

青海別勒滩试验区低品位固体钾盐液化开采的野外实验研究

我国是一个钾盐资源贫乏的国家,长期依靠进口。在我国,钾盐找矿难度较大,经过50多年的勘查,盐湖找钾已很难有新的大突破。但值得注意的是,在察尔汗盐湖、马海、罗布泊等地有数亿吨低品位固体钾盐,这些资源相当于一个超大型钾矿,对低品位固体钾盐的开发是缓解我国钾盐短缺重要的、可行的方向。本文在青海別勒滩试验区对3米以浅地层进行了野外溶矿实验,研究低品位固体钾盐固液转化过程中的水动力学和水化学变化等问题。研究发现,溶矿过程中试验区内不同时间、不同单元探坑中水位变化差别较大,表明別勒滩地区在地质结构、构造,特别是孔隙度等方面存在较大差异;溶矿过程中试验区内不同时间、不同单元探坑中卤水的KCl含量有差异,溶矿初期,探坑内卤水KCl含量变化与水位埋深呈相反趋势,水位抬升效果最好的区域其卤水品质较差;随着溶剂的不断补充和与固体钾矿反应时间的增加,卤水KCl含量整体趋于平均,但总体上含量较低。经过几个月的溶矿实验,探坑中卤水KCl含量仍较低,溶矿效果不理想。这可能是因为近几年对低品位固体钾盐持续开采,地层中钾盐矿物含量降低导致溶矿后卤水中KCl含量降低。因此,需要对浅部矿床地质特征进行精准评估,精细化分形溶采管理,以避免盲目补给溶剂,造成无效溶解,使得溶采工程低效率运行,生产成本提高。

低品位固体钾矿驱动溶解开采扩大试验研究

在研究盐湖矿床溶解开采低品位钾矿时,采用配方溶剂和双井管补采技术,选择马海盐湖进行了溶解驱动扩大工程试验。用surfer软件分析水动力场和化学场。结果显示随着补卤的进行水动力场变化趋势与环境变差一致,采卤管K+浓度由1.41%上升达到2.3%,有效溶出矿体的K+。Na+的浓度变化是由补卤配方试剂加入3.5%左右的Na+引起,而矿体所含的Na+未参加溶解过程,保证了矿体骨架完整,不出现坍塌现象,这种溶解驱动开采工艺技术可行。

双重兑卤法生产低钠光卤石工艺研究

针对盐湖卤水生产光卤石存在生产周期长、产品氯化钠含量高、反应废液污染环境等问题,基于Na^(+),k^(+),Mg^(2+)∥Cl^(-)—H_(2)O四元体系相图理论,采用双重兑卤法进行低钠光卤石生产实验研究,通过控制兑卤比例和陈化时间等因素实现高效快速生产光卤石。研究结果表明,第一次兑卤实验中,钾饱和卤水与老卤质量比为1∶1.8、陈化时间为4 h,反应液中钠离子的去除率达59.30%,钾离子的损失率为9.58%;第二次兑卤实验中,钾母液与老卤质量比为1∶1.7、陈化时间为3.5 h,反应液中钾离子的收率为62.69%,钠离子的收率为8.55%,析出固相光卤石的质量分数为96.96%,氯化钠的质量分数为3.04%;且整个实验过程无需投加浮选药剂。该法生产周期短、产品质优、对环境友好,为盐湖生产光卤石提供了不同的思路。

低品位含钾卤水蒸发结晶制备光卤石工艺研究

随着氯化钾生产规模的扩大,高品位含钾卤水资源过量消耗,而低品位含钾卤水采用传统的溶采-盐田晒制光卤石工艺因成矿周期长、成本高、操作复杂使盐湖企业难以为继。以低品位盐湖卤水为研究对象,以相图为指导,通过真空蒸发控速结晶工艺制备光卤石,研究快速结晶成矿技术。实验结果表明,采用蒸发结晶工艺可以制得氯化钾质量分数为13.82%～14.90%的光卤石产品,成矿周期较原工艺加快近1倍。实验考察了镁钾比例、蒸发水量等因素对光卤石产量和品位的影响,结果证实运用真空蒸发控速结晶技术制备光卤石是可行的。

卤水兑盐-保温蒸发制备低钠光卤石研究

针对青海类型盐湖生产的光卤石普遍存在夹带较多、品位低的问题,利用25℃K+、Na+、Mg2+∥Cl-、SO42-—H2O五元体系介稳相图,开展了使用低钾卤水溶解浮选尾盐—兑卤—恒温蒸发方法制取低钠含硫酸镁光卤石的研究。实验表明,用低品位含钾卤水溶解浮选尾盐可将卤水中的氯化钾质量分数由0.85%提高到2.93%,使用老卤兑卤可将卤水中的氯化镁与氯化钾的质量比调整至6.716,接近预期的理论值6.732。采用25℃恒温蒸发可以有效分离卤水中的氯化钠,最终得到氯化钾质量分数为14.40%的低钠含硫酸镁光卤石。与传统摊晒盐田方法相比,该方法实现了缩短光卤石生产周期、提高光卤石品位的目的。

洗涤工序对氯化钾质量和收率的影响

为了提高钾资源循环利用率,常用加工车间排出的尾液与老卤按比例兑卤生产低钠光卤石矿。此矿中硫酸钙、细盐含量较高,影响滤饼的洗涤效果,导致氯化钾产品的质量和收率低下。对等量滤饼在不同的组成、洗涤时间、洗涤水量和洗涤浓度下进行洗涤实验,结果表明：在洗涤水温为15℃时,控制滤饼指标中氯化钠的质量分数为10%~11%,硫酸钙质量分数小于2%,含湿量小于15%,并在1倍理论水量下洗涤6 min时,洗涤液浓度在47%左右,既满足离心脱水对浓度的要求,也使产品中氯化钾的质量分数和收率大幅增加,分别在93%和90%以上,洗涤效果最佳。

硫酸镁亚型盐湖低钾混盐矿提钾工艺的研究

利用西台吉乃尔盐湖盐田老卤池中低钾高硫光卤石混盐矿为原料,及硫酸钾镁肥生产车间排出的母液及盐田水氯镁石,通过兑卤工艺-先正浮选提取氯化钾-后反浮选提取低钠光卤石混盐的工艺流程,并对光卤石混盐矿粒度、母液量、分解时间、正反浮选药剂相互影响关系等主要因素进行条件实验,验证工艺流程的可行性并获得最佳实验条件;同时通过先反浮选提取硫酸钾镁肥-后正浮选提取氯化钾的工艺流程,验证其可行性并取得试验钾回收率。

硫酸盐型钾盐浮选尾矿的矿质分析及浸取实验研究

针对青海大浪滩盐湖地区钾盐浮选尾矿,研究了尾矿中钾盐的赋存形式,并探索了以稀释老卤为溶剂浸取尾矿中钾的优化条件。结果表明,钾主要以钾石盐矿的形式存在于尾矿中,该矿样属于典型的硫酸镁亚型矿质。同时,考察了不同稀释倍数的老卤的物理性质变化,得到了室温条件下该钾盐浮选尾矿最适宜的浸取条件,老卤/淡水的比例为1∶4,固/液比为3∶2,搅拌反应1 h。在优化条件下,得到了钾离子含量为3.93%的富钾卤水,此时K+浸取率达到86.9%,该卤水进一步蒸发结晶可得到软钾镁矾。本研究为低品位硫酸盐型钾矿的综合开发利用提供了数据支持和参考。