一种含钾肥料的制备方法及含钾复合肥的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含钾肥料的制备方法，包括：(1)钾石盐矿经破碎、研磨得到矿石颗粒；所述钾盐矿石中含泥量为20～40wt%，氯化钾含量为10～19wt%；(2)将矿石颗粒和溶剂混合配制成质量浓度为25～40%的料浆，经脱泥得到富泥溢流；(3)富泥溢流经浮选得到粗精矿，该粗精矿为含钾肥料。本发明还公开了含有该含钾肥料的复合肥料。本发明以水旋脱泥的溢流为原料，利用浮选法浮选氯化钾，添加别的肥料，如氮肥、磷肥，制成复合肥，这样，提高了整体氯化钾的收率，也提高了资源利用率，既降低了复合肥的生产成本，又比同含量的复合肥的肥力较高，还提高了资源综合利用率。
【专利说明】一种含钾肥料的制备方法及含钾复合肥
【技术领域】
[0001]本发明属于盐湖化学领域，具体涉及一种含钾肥料的制备方法及含钾复合肥。
【背景技术】
[0002]世界钾资源极为丰富，绝大部分为地下固体钾盐矿，少部分为含钾卤水，资源分布主要集中在加拿大、俄罗斯、白俄罗斯和德国，四国钾盐储量占世界总量的93%。我国钾盐资源匮乏，主要以盐湖型钾盐矿为主，集中分布在青海、新疆、西藏等省区，已探明的钾资源主要分布在青海柴达木盆地的察尔汗和新疆的罗布泊；而盐湖型钾盐矿床固体钾盐少，并且其开采存在技术上的困难。
[0003]云南省思茅地区勐野井钾盐矿，与国际富含钾石盐矿资源相比较，具有氯化钾含量低和杂质种类多等特点。其从外观可划分为两种类型的钾石盐矿:一种是青灰色钾石盐矿，氯化钾含量13%~19%，水不溶物一般在5%以下，个别达10% ;另一种是灰绿色钾石盐矿，氯化钾含量10%~16%，水不溶物一般在30%~40%左右，个别达45%，该矿的水不溶物中含有大量粘土成份，特别是结构复杂，给采矿和加工带来很大困难。
[0004]迄今为止，对高含泥、低品位钾盐矿的加工技术相关的研究和工业化报道比较鲜见。灰绿色钾石盐矿含粘土类水不溶物量高，必须通过脱除细泥才能用于生产钾肥，灰绿色钾石盐矿的脱泥是一项关键技术。采用简单的传统水力旋流器机械脱泥方法，所得精矿水不溶物总含量中，细泥状不溶物含量占总量的55%左右，极细泥与母液混合为一体，极难分离。灰绿色钾石盐含有大量的水不溶物，在磨矿和浮选作业过程解离得到很细的泥状分散物，这些泥状分散物具有很强的活性，会吸附钾盐的捕收剂，成为钾盐的抑制剂，降低钾盐的浮选收率。尽管在脱泥过程可以除去的部分细泥，但在浮选作业中，经过多次高强度擦洗，含在盐类及粗粒物料的细泥又会被解离出来而对浮选造成不良影响。在脱泥过程和浮选过程中，料浆中的母液含有极细微粒级的水不溶物，与母液混为一体难于分离，造成循环母液中杂质的积累，给钾石盐加工造成极大的困难。
[0005]专利文献CN102976364A中公开了一种高含泥钾石盐矿的加工方法，通过对高含泥钾石盐矿进行高温焙烧，改变泥砾质的物理、化学性质，然后再进行浮选的提取氯化钾。胡秀元介绍了上海化工设计院采用溶解结晶法对云南钾石盐矿的一些研究工作。徐勤堂采用水溶法采卤、热泵蒸发制盐和真空冷结晶技术回收氯化钾的工艺流程进行云南江城钾石盐矿床的开发。上述方法均存在工艺技术复杂、能源消耗大、成本高等缺陷，从而导致其在工业上无法应用。
[0006]中国专利文献CN102008999B、CN101982412B、CN103145152A公开的方法主要研究对象是高品位氯化钾(35%~50%)，水不溶物含量低的(2%~8%)钾石盐矿的加工，而我国云南江城勐野井的灰绿色钾盐矿属于低品位(KCl ( 13%)、高粘土(水不溶物> 30%)钾盐矿。多年来，采富矿弃贫矿，使现有采矿井内积存了大量的灰绿色贫矿，严重影响了生产的正常进行及企业的生存和发展。按地质报告总储量计，灰绿色钾石盐矿占60%左右，而使用现有的技术无法对这些钾盐矿进行处理，造成了资源的浪费。而与此相对应，我国在钾肥生产能力方面一直受到限制。
[0007]目前国内生产复合肥的基本方法为:买来氯化钾成品，再加入氮肥和磷肥，另再加入一些填料即可，其存在产品成本高和原材料需要分别采购运输的问题。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于克服现有技术中钾肥生产成本高的问题，提供一种由贫钾盐矿生产含钾复合肥的方法。
[0009]所述的方法包括:
[0010](I)钾石盐矿经破碎、研磨得到矿石颗粒。所述钾盐矿石中含泥量为20~40wt%，氯化钾含量为10~19wt%。
[0011]所述矿石可以为灰绿色钾石盐原矿或其与青灰色钾石盐矿的混合矿，或者任何其他含有氯化钾以及泥的矿石组合物，其均可以适用于本发明的方法。
[0012]优选的，所述破碎将钾石盐矿粉碎至小于40mm的矿石颗粒，然后再进行研磨。
[0013]本领域技术人员可以根据需要自行选择破碎后矿石颗粒的粒度，比如将矿石盐矿粉碎至30mm,然后再研磨至I~2mm,并根据欲研磨的粒度大小设定相应的破碎和研磨参数。优选的，选择2_作为最终矿石颗粒的粒径，过小的粒径虽然有利于后续的处理，但是无疑会带来成本的提升；而过大的粒径则不利于后续过程中氯化钾的提取。
[0014]优选的，所述研磨为球磨或者棒磨，研磨液体介质为氯化钾和氯化钠的共饱和溶液。球磨时，破碎后的钾石盐矿经摆式给料机、皮带秤进入棒磨机或球磨机，同时在磨机入口处加入从高位槽自流下来的氯化钾和氯化钠的共饱和溶液，磨机出口矿浆经过水旋分级机或螺旋分级机进行矿物的粒度筛选，使粒度控制小于一定范围的矿物颗粒进入下一工艺流程，而粒度大于此范围的的矿物返回棒磨机或球磨机，继续进行研磨。
[0015](2)将矿石颗粒和溶剂混合配制成质量浓度为25~40%的料浆，经脱泥得到富泥溢流。
[0016]优选的，所述脱泥包括不少于两次的水力旋流脱泥，每一次的水力旋流脱泥均得到相应的溢流和底流，其中溢流用于下一次水力旋流脱泥，所述富泥溢流为末级水力旋流脱泥得到的溢流。一次水力旋流得到的组分已经包括了大多数的不溶物以及含有钾的肥料，对于一次水力旋流进行额外的多次水流旋流脱泥，并收集其相应的溢流，可以富集水不溶物，并且尽可能的去除不必要的盐组分。
[0017]更优选的，所述脱泥包括两次水力旋流脱泥，所述一次脱泥的溢流经二次脱泥后得到溢流为富泥溢流。
[0018]在进行水力旋流处理时，不可避免的，一次水力旋流中夹带了部分不溶物，这些不溶物对于氯化钾的制备来说是有害的，但是对于制备含钾肥料而言，其又带来了不必要的损失。因此，有必要对这些不溶物进行回收利用，一个可选的方案是对一次水力旋流得到的底流进行再次水力旋流脱泥，得到的溢流回收。优选的，所述脱泥包括不少于两级的水力旋流脱泥，每级水力旋流脱泥均得到溢流和底流，所述底流进入下级水力旋流脱泥，得到的溢流返回至第一级水力旋流脱泥或上一级水流旋流脱泥，其也得到相应的溢流和底流；所述第一级水力旋流脱泥得到的溢流经一次以上的水力旋流脱泥得到富泥溢流。采用两次水力旋流，可以有效的避免不溶物对于底流利用的烦扰，并且避免不溶物的损失；此处，由于已经进行了一级水力旋流脱泥处理，后续仅需要进行一次以上的水力旋流脱泥即可以得到富泥溢流。
[0019]作为更优选的技术方案，所述脱泥包括两级水力旋流脱泥，所述料浆进入经一级水力旋流脱泥得到一级溢流和一级底流，所述一级底流经二级水力旋流脱泥得到二次底流和二次溢流，所述二次溢流返回经一级水流旋流进行脱泥；所述一级溢流经二次水力旋流脱泥得到富泥溢流。
[0020]优选的，所述脱泥包括一级的水力旋流脱泥，所述富泥溢流为水力旋流脱泥的溢流。
[0021]优选的，所述溶剂为氯化钾和氯化钠的共饱和母液。
[0022]优选的，所述脱泥包括两级水力旋流脱泥。
[0023]( 3 )富泥溢流经浮选得到粗精矿。所述粗精矿中不仅含有氯化钾肥料，而且由于其中包夹了一定量的水不溶物，这些水不溶物含有一定量的有机腐机质，它们既可替代一定量的填料，又有一定的肥力，可提供肥料的肥效，其本身即可以作为肥料使用；但是在目前，尚未有报道该粗精矿可以用作含钾肥料。该粗精矿中氯化钾的含量为45~55%，氯化钠的含量为15~20%，水部溶物的含量为25~40%。
[0024]优选的，浮选时使用的药剂为18胺，其用量为300~400g/原料，浮选时搅拌速度为1700~1800r/min，浮选时间8~IOmin0
[0025]本发明还提供了一种包含有上述粗精矿的含钾复合肥。含钾复合肥中，其他元素的添加量可以根据国家的标准或者实际需要添加，此为本领域技术人员可以根据需要而灵活选择，比如突出磷含量时，可以先测定粗精矿中磷的含量，之后加入含磷的肥料以及其他配料，比如含氮的原料。
[0026]本发明以水旋脱泥的溢流为原料，利用浮选法浮选氯化钾，添加别的肥料，如氮肥、磷肥，制成复合肥，这样，提高了整体氯化钾的收率，也提高了资源利用率，既降低了复合肥的生产成本，又比同含量的复合肥的肥力较高，还提高了资源综合利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1、两次水旋法制备富泥溢流的流程示意图。
[0028]图2、一次水旋法制备富泥溢流的流程示意图。
[0029]图3、两级水旋法制备富泥溢流的流程示意图。
【具体实施方式】
[0030]以下为本申请的一个优选实施例，其仅用作对本申请的解释而不是限制。
[0031]如图1~3，本发明提供了多种制备富泥溢流的方法，在本实施例中，实验的溢流料浆，其按照如下的方法制得:
[0032]参见图1:灰绿色钾石盐或混合钾石盐原料,经过破碎、磨矿至0.5~1.0mm,利用水力旋流器进行二次脱泥，一次的水力旋流脱泥均得到一次溢流和一次底流，其中一次溢流用于二次水力旋流脱泥，所述富泥溢流为二次水力旋流脱泥得到的溢流。
[0033]参见图2:灰绿色钾石盐或混合钾石盐原料,经过破碎、磨矿至0.5~1.0mm,利用水力旋流器进行二次脱泥，一次的水力旋流脱泥均得到的溢流即为富泥溢流。[0034]参见图3:灰绿色钾石盐或混合钾石盐原料,经过破碎、磨矿至0.5~1.0mm,利用水力旋流器进行二级脱泥，一级的水力旋流脱泥均得到一级溢流和一级底流，其中一级溢流用于二次水力旋流脱泥，所述富泥溢流为二次水力旋流脱泥得到的溢流；一次底流经二级水力旋流脱泥得到的底流为精矿，直接浮选制取氯化钾，而溢流返回继续脱泥。
[0035]在以下的实施例中使用了图1和图3方法制备的富泥溢流经后续处理作为含钾肥料，对于含有不溶物含量较大的原料，也可以采取图2所示的方法制备富泥溢流，其也可以起到类似的技术效果。
[0036]实施例1~3采用的原料的其组成如表1。
[0037]表1.实验原料组成分析结果
[0038]
【权利要求】
1.一种含钾肥料的制备方法，包括: (1)钾石盐矿经破碎、研磨得到矿石颗粒；所述钾盐矿石中含泥量为20~40wt%，氯化钾含量为10~19wt% ； (2)将矿石颗粒和溶剂混合配制成质量浓度为25~40%的料浆，经脱泥得到富泥溢流； (3)富泥溢流经浮选得到粗精矿，该粗精矿为含钾肥料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱泥包括不少于两次的水力旋流脱泥，每一次的水力旋流脱泥均得到溢流和底流，其中溢流用于下一次水力旋流脱泥，所述富泥溢流为末次水力旋流脱泥得到的溢流。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述脱泥包括两次水力旋流脱泥，所述一次脱泥的溢流经二次脱泥后得到溢流为富泥溢流。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述脱泥包括不少于两级的水力旋流脱泥，每级水力旋流脱泥均得到溢流和底流，得到的底流进入下级水力旋流脱泥，得到的溢流返回至第一级水力旋流脱泥或上一级水流旋流脱泥；第一级水力旋流脱泥得到的溢流经一次以上的水力旋流脱泥得到的溢流为富泥溢流。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述脱泥包括两级水力旋流脱泥，所述料浆进入经一级水力旋流脱泥得到一级溢流和一级底流，所述一级底流经二级水力旋流脱泥得到二次底流和二次溢流 ，所述二次溢流返回经一级水流旋流进行脱泥；所述一级溢流经二次水力旋流脱泥得到的溢流为富泥溢流。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脱泥包括一级的水力旋流脱泥，所述富泥溢流为水力旋流脱泥的溢流。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂为氯化钾和氯化钠的共饱和母液。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浮选使用的药剂为18胺，其用量为300~400g/原料，浮选时搅拌速度为1700~1800r/min，浮选时间8~lOmin。
9.权利要求1~8任一方法制备得到的含钾肥料。
10.含有权利要求9所述含钾肥料的含钾复合肥。
【文档编号】C05D1/04GK103787696SQ201410056394
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月19日 优先权日:2014年2月19日
【发明者】聂锋, 李丽娟, 宋富根, 刘志启, 曾忠民, 姬连敏, 时东, 田泽黎, 刘大伟, 赖培明 申请人:中国科学院青海盐湖研究所