黎國(guó)亮

(國(guó)投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司，新疆哈密 839000)

1 鈉離子來(lái)源

1.1 曬礦

1.2 原礦粒度及磨礦

羅布泊主蒸發(fā)期為每年6月～9月，曬礦屬于“疊被”形式。在采收過(guò)程中為滿足用礦品位需求，要進(jìn)行配礦。這樣難免會(huì)造成新曬礦與老礦的不均衡采收，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在每年5月～7月采收新礦約占70%以上。而新礦顆粒細(xì)，進(jìn)入浮選后，容易被選出。

1.3 系統(tǒng)自身循環(huán)產(chǎn)生

1.3.1 二段轉(zhuǎn)化母液中鈉離子

二段轉(zhuǎn)化為洗滌后的粗氯化鉀和粗軟鉀進(jìn)入結(jié)晶器加水后進(jìn)行反應(yīng)，此時(shí)加水量的多少以及粗氯化鉀及軟鉀中鈉離子含量都對(duì)二段轉(zhuǎn)化母液中氯化鈉含量產(chǎn)生較大影響，二段轉(zhuǎn)化母液所含鈉離子會(huì)循環(huán)至洗滌工序。

1.3.2 洗滌母液中鈉離子

洗滌工藝采用二段轉(zhuǎn)化母液對(duì)粗氯化鉀及軟鉀進(jìn)行攪拌洗滌，二段轉(zhuǎn)化母液所含鈉離子會(huì)循環(huán)至洗滌工序后，洗滌母液用量及其鈉離子的含量受二段轉(zhuǎn)化母液中鈉離子含量影響，洗滌后母液循環(huán)至分解工序，對(duì)光鹵石分解產(chǎn)生較大影響。

1.3.3 溫差造成母液析出

硫酸鉀生產(chǎn)系統(tǒng)自身循環(huán)母液溫度最高42 ℃，最低22 ℃，在此溫差下氯化鈉析出約1 g，析出的氯化鈉會(huì)進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)循環(huán)。而硫酸鉀成品要求氯離子控制1.5%以下，降溫析出的氯化鈉，從前系統(tǒng)到后系統(tǒng)，影響硫酸生產(chǎn)中間產(chǎn)品及最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.4 浮選產(chǎn)生

國(guó)投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司硫酸鉀生產(chǎn)所用浮選為正浮選，光鹵石分解后產(chǎn)生固相有氯化鉀、氯化鈉、瀉利鹽等固相，鉀離子品位為12%～16%，為進(jìn)一步提純達(dá)到21%以上需要通過(guò)浮選工藝。浮選所用藥劑為陽(yáng)離子捕收劑，在捕收氯化鉀的同時(shí)，部分氯化鈉也被捕收上來(lái)。

2 鈉離子對(duì)生產(chǎn)影響

2.1 氯化鈉對(duì)二段轉(zhuǎn)化的影響

在硫酸鉀二段轉(zhuǎn)化結(jié)晶工序，隨著雜質(zhì)氯化鈉含量的增加，轉(zhuǎn)化成硫酸鉀的鉀收率降低。當(dāng)氯化鈉含量超過(guò)7.9%時(shí)，降低更多。這是因?yàn)槁然c含量<7.9%時(shí)，轉(zhuǎn)化后的母液與氯化鉀、硫酸鉀、軟鉀三固相達(dá)到平衡；氯化鈉的含量>7.9%時(shí)，轉(zhuǎn)化后的母液與氯化鉀、硫酸鉀、鉀芒硝三相達(dá)到溶解平衡。二段轉(zhuǎn)化系統(tǒng)出現(xiàn)鉀芒硝后，水耗大幅度增加，產(chǎn)量大幅度下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，鉀芒硝在系統(tǒng)中出現(xiàn)后，產(chǎn)量降低幅度達(dá)50%。這時(shí)雖然加入適量氯化鉀和水后，可使雜質(zhì)氯化鈉全部轉(zhuǎn)入溶液，但轉(zhuǎn)化后生成的硫酸鉀也全部融入液相，對(duì)生產(chǎn)工藝的平穩(wěn)進(jìn)行造成極大障礙。因此,為避免二段轉(zhuǎn)化母液中鈉離子含量過(guò)高而造成整個(gè)硫酸鉀生產(chǎn)工藝的崩潰，生產(chǎn)中要求二段轉(zhuǎn)化母液鈉離子控制1%以下。

2.2 洗滌后母液鈉離子對(duì)生產(chǎn)影響

二段轉(zhuǎn)化母液洗滌粗氯化鉀、粗軟鉀后產(chǎn)生母液在硫酸鉀生產(chǎn)中用于光鹵石分解，光鹵石分解過(guò)程中氯化鈉含量越低，分解光鹵石礦時(shí)，氯化鉀收率越高，據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，收率最高可達(dá)到110%以上；分解過(guò)程中由于溶解度差異性和鹽析作用，在氯化鉀結(jié)晶的同時(shí)，有部分的氯化鈉也會(huì)結(jié)晶析出，這些氯化鈉會(huì)污染鉀鹽表面，阻止捕收劑在其表面上覆蓋，降低浮選回收率，大量的比表面積很大的細(xì)顆粒氯化鈉與粗顆粒鉀石鹽競(jìng)爭(zhēng)吸附捕收劑數(shù)量，增加了捕收劑用量和降低了氯化鉀選擇性。因此，為避免光鹵石分解收率降低，影響系統(tǒng)收率，洗滌后母液中鈉離子生產(chǎn)中要求控制4.0%以下。如圖1。

圖1 混合母液Na+含量對(duì)析鹽影響Fig.1 Effect of Na+ content in mixed mother liquor on salt deposition

2.3 氯化鈉對(duì)中間產(chǎn)品過(guò)濾影響

浮選出的粗氯化鉀與粗軟鉀需經(jīng)過(guò)過(guò)濾除去母液后，再通過(guò)洗滌進(jìn)一步除去氯化鈉。當(dāng)浮選出的粗氯化鉀鈉離子含量高于12%時(shí)過(guò)濾會(huì)出現(xiàn)大量濕礦,過(guò)濾不干，在輸送過(guò)程中會(huì)造成皮帶壓停，甚至?xí)p壞皮帶，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工藝平穩(wěn)控制造成極大困難。

3 硫酸鉀生產(chǎn)控鈉方法

3.1 源頭控制

在采礦過(guò)程中對(duì)新礦、老礦進(jìn)行計(jì)劃性采收。在生產(chǎn)中鉀混鹽由于自身硬度顆粒較大，要經(jīng)過(guò)磨礦工序。而老礦較硬且顆粒大，新礦較軟且顆粒細(xì)，因此,在配采的同時(shí)球磨出口粒度要求較嚴(yán)格。通過(guò)歷年核實(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，球磨機(jī)出口-0.147 mm(粒徑)控制在45%～70%時(shí)系統(tǒng)浮選工藝可控。針對(duì)工藝流程，球磨系統(tǒng)采取開(kāi)路/閉路磨礦也可在一定程度上緩解鈉離子對(duì)系統(tǒng)工藝的影響。

3.2 過(guò)程控制

硫酸鉀生產(chǎn)系統(tǒng)鈉離子含量受母液鈉離子含量、加水量、調(diào)漿母液濃度等影響。對(duì)每一步工序參數(shù)做到精細(xì)化控制，在生產(chǎn)中摸索出最佳控制參數(shù)，按照此參數(shù)進(jìn)行控制，平穩(wěn)生產(chǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

硫酸鉀生產(chǎn)工藝系統(tǒng)龐大，生產(chǎn)受諸多因素影響，生產(chǎn)中主要雜質(zhì)為氯化鈉，當(dāng)氯化鈉含量高到一定程度時(shí)，系統(tǒng)會(huì) “崩潰”，因此,了解硫酸鉀生產(chǎn)中氯化鈉的來(lái)源、影響及處理方法對(duì)硫酸鉀生產(chǎn)研究有積極的意義。