專利名稱：一段轉化浮選法制取硫酸鉀的方法
技術領域：
本發明屬于無機鹽領域，特別涉及一種一段轉化浮選法制取硫酸鉀的方法。
目前，生產硫酸鉀的方法一般都采用以硫酸鹽(Na2SO4·MgSO4·H2SO4)和氯化鉀(KCl)為原料，進行兩段轉化反應的工藝技術。該方法對所使用原料的純度要求高，工藝母液不能循環使用，需蒸發回收有用鹽，加工過程較長，能耗較多，制造成本也高。例如，CN1086017中公開了一種硫酸鉀的制造方法，該方法采用二次轉化、一次蒸發的工藝，使硫酸鈉和氯化鉀轉化成硫酸鉀。
制備硫酸鉀還有一種方法是利用捕收劑進行浮選的工藝技術，但也僅見于以高純度芒硝與氯化鉀為原料的兩段轉化法，即對鉀芒硝(3K2SO4·Na2SO4)進行浮選。另一種利用捕收劑進行浮選的工藝技術，是以硫酸鎂和氯化鉀為原料的兩段轉化法，即對軟鉀鎂礬(K2SO4·MgSO4)進行浮選。CN1089575公開了一種采用萃取法制取硫酸鉀的方法，該方法是用濕法工藝制得的硫酸氫鉀放入萃取槽內，硫酸氫鉀溶于萃取返回料液和水中，加入凈化的氯化鉀，并加入脂肪叔胺類萃取劑，物料分層，下層為硫酸鉀。采用這種方法需要所采用的氯化鉀純度高，并且產率不高。
本發明的目的在于提供一種一段轉化浮選法制取硫酸鉀的方法，用以克服常規方法在制備硫酸鉀時所產生的上述缺陷。該方法可以使工藝母液循環使用，可以使用含鉀低的鉀礦物、鹽田光分解得到的粗鉀(低品位鉀肥)和低含量天然芒硝為原料。
本發明的一段轉化浮選法制取硫酸鉀的方法包括將鹽田光鹵石或鉀礦物或者二者的混合物與天然芒硝按化學計算量的1.0～1.2∶1.0混合，加入足夠量的循環母液，在5～90℃的溫度下進行轉化，再在該礦漿物料中加入浮選劑，將加入了浮選劑的礦漿物料進行浮選，浮選出的礦漿經離心分離便得到硫酸鉀，離心母液返回工藝過程循環。
下面具體描述本發明制備硫酸鉀的方法過程。
步驟1轉化，在以鹽田光鹵石為原料時，首先在鹽田光石中加水進行冷分解，得到粗鉀(低品位鉀肥)。而在以鉀礦物為原料時，可直接使用。將粗鉀與天然芒硝按照化學計算量的1.0～1.2∶1.0進行混合，將混合物料投入到帶有攪拌器的轉化容器中，加入足夠量的循環母液，使礦漿濃度為30～50％(重量)，在5～90℃的溫度下，以60轉/分鐘～120轉/分鐘的轉速攪拌，進行轉化反應，轉化生成硫酸鉀沉淀，轉化反應進行0.7～2.0小時；步驟2浮選，在步驟1得到的礦漿物料中加入浮選劑，浮選劑為捕收劑與調整劑的混合物。捕收劑為C6～C14烷基磺酸鹽、C6～C18烷基三甲基溴化鈉或者二者的混合物，捕收劑的加入量為150～450g/TK2SO4；調整劑為偏聚磷酸鈉、碳酸鈉和水玻璃的混合物，加入量為250～500g/TK2SO4；該步驟所采用捕收劑優選為C6～C14烷基磺酸鈉，進一步優選C8～C10烷基磺酸鈉。捕收劑中C6～C14烷基磺酸鹽與C6～C18烷基三甲基溴化鈉可以以任何比例混合，優選C6～C14烷基磺酸鹽C6～C18烷基三甲基溴化鈉=3～10∶1(重量比)，進一步優選4～6∶1。調整劑中的偏聚磷酸鈉、碳酸鈉和水玻璃可以以任何比例混合，優選偏聚磷酸鈉碳酸鈉水玻璃=2∶1∶1(重量比)。
步驟3將步驟2的加入了浮選劑的礦漿物料進行浮選，可送入泡沫浮選槽中進行粗選、掃選和精選；步驟4精選得到的泡沫礦漿經離心機固液分離，然后濕基硫酸鉀用0.5～2.0倍量的水洗滌，經干燥脫水后，得到成品硫酸鉀；離心母液和洗滌水返回工藝過程循環使用，浮選尾礦為含有礦泥的氯化鈉雜質。
本發明方法的優點是將現有的二段轉化變為一段轉化，并使工藝母液循環使用，大大縮短了流程，可以使用含鉀低的鉀礦物，如鹽田光鹵石分解得到的粗鉀(低品位鉀肥)，也可使用低含量天然芒硝為原料。
下面結合實施例和附圖進一步描述本發明的技術方案。
圖1．本發明一段轉化浮選法制備硫酸鉀的工藝流程示意圖。
實施例1稱取鹽田光鹵石(含KCl18.14％)10.0Kg，加水4.5Kg，在室溫下攪拌分解15分鐘，固液分離后得到粗鉀3.9Kg，稱取粗鉀370g，天然芒硝(含Na2SO476.20％)185g，盛于2000ml燒杯中，加入840g母液，在17.5℃，攪拌轉速80轉/分鐘下，轉化反應1.5小時；向料漿加入捕收劑和調整劑，捕收劑采用C10烷基磺酸鈉58毫克和C1O烷基三甲基溴化鈉28毫克，調整劑采用偏聚磷酸鈉35毫克、碳酸鈉18毫克和水玻璃18毫克，然后放入到浮選遭中，充氣浮選7分鐘后，泡沫精礦離心分離，濕基產品用500g水洗滌3次，得濕基K2SO4產品183.0g，在108℃下進行干燥，得到硫酸鉀，其化學組分如下K+40.85％,SO42-50.15％,Cl-2.36％.
樣品中K2O=49.21％，鉀回收率為64.24％，硫酸根的回收率為85.24％。
實施例2稱取天然鉀礦物(含KCl19.20％)1000g和天然芒硝(Na2SO493.0％)195g，盛于5000ml燒杯中，加入母液1900g，在31℃下，攪拌轉速90轉/分鐘條件下，轉化反應1.0小時，料漿中加入捕收劑和調整劑，捕收劑采用C8烷基磺酸鈉48毫克和C8烷基三甲基溴化鈉22毫克，調整劑采用偏聚磷酸鈉27毫克、碳酸鈉14毫克和水玻璃14毫克，然后放入到三升浮選槽中，經充氣浮選7分鐘后，泡沫精礦離心分離并用700g水洗滌，得濕基產品K2SO4235.0g，經102℃干燥，干基產品化學組分如下K+40.34％,SO42-49.52％,Cl-2.44％樣品中K2O=4g.59％，鉀回收率為83.38％，硫酸根回收率為84.01％。
實施例3稱取粗鉀(KCl40.83％)268g，和天然芒硝(Na2SO474.80％)162g，盛于燒杯中，加入母液1000g，在13℃下，攪拌轉速100轉/分鐘條件下轉化反應2.0小時，料漿加入捕收劑和調整劑，捕收劑采用C12烷基磺酸鈉48毫克和C12烷基三甲基溴化鈉23毫克，調整劑采用偏聚磷酸鈉29毫克、碳酸鈉15毫克和水玻璃15毫克，然后放入到浮選槽中，經充分浮選6.5分鐘后，泡沫精礦離心分離，并用300g水洗滌三次，得濕基產品156g，在102℃的溫度下干燥，干基產品的化學組分如下K+41.85％,SO42-51.38％,Cl-1.91％樣品中K2O=50.41％，鉀回收率為84.1％，硫酸根回收率為85.37％。
權利要求
1．一種一段轉化浮選法生產硫酸鉀的方法，其特征在于該方法是將鹽田光鹵石或鉀礦物或者二者的混合物與天然芒硝按化學計算量的1.0～1.2∶1.0混合，向混合物料中加入足夠量的循環母液，在5～90℃的溫度下進行轉化，再在該礦漿物料中加入浮選劑，將加入了浮選劑的礦漿物料進行浮選，浮選出的礦漿經離心分離便得到產品硫酸鉀，離心母液返回工藝過程循環。
2．權利要求1記載的生產硫酸鉀的方法，其特征在于所述的浮選劑是捕收劑與調整劑的混合物，捕收劑為C6～C14烷基磺酸鈉、C6～C18烷基三甲基溴化鈉或者二者的混合物；調整劑為偏聚磷酸鈉、碳酸鈉和水玻璃的混合物。
3．權利要求1或2記載的生產硫酸鉀的方法，其特征在于所述的捕收劑為C8～C10烷基磺酸鈉和C10～14烷基三甲基溴化鈉。
4．權利要求1記載的生產硫酸鉀的方法，其特征在于所述的捕收劑中烷基磺酸鈉與烷基三甲基溴化鈉的重量比為4～6∶1。
5．權利要求1記載的生產硫酸鉀的方法，其特征在于所述的捕收劑的加入量為150～450g/TK2SO4，調整劑的加入量為250～500g/TK2SO4。
6．權利要求1記載的生產硫酸鉀的方法，其特征在于所述的轉化是在5～90℃的溫度下進行。
7．權利要求1記載的生產硫酸鉀的方法，其特征在于混合物料中加入的母液量應使礦漿濃度為30～50％(重量)。
全文摘要
本發明屬于無機鹽領域,特別涉及一種一段轉化浮選法制取硫酸鉀的方法。該方法是將鹽田光鹵石或鉀礦物或者二者的混合物與天然芒硝按化學計算量的1.0～1.2∶1.0混合,加入足夠的循環母液,在5～90℃的溫度下進行轉化,再在該礦漿物料中加入浮選劑,將加入了浮選劑的礦漿物料進行浮選,浮選出的礦漿經離心分離變得到硫酸鉀,離心母液返回工藝過程循環。本發明的方法可以使工藝母液循環使用,可以使用含鉀低的鉀礦物,如鹽田光分解得到的粗鉀(低品位鉀肥),也可使用低含量天然芒硝為原料。
文檔編號B03D1/001GK1314308SQ01118069
公開日2001年9月26日 申請日期2001年5月18日 優先權日2001年5月18日
發明者付國杰 申請人:付國杰, 謝圣佳, 李高基, 冶發榮, 冷彬