一种组合抑制剂在光卤石正浮选中的使用效果

刘海刚

(青海省化工设计研究院有限公司，青海 西宁 810008)

一种组合抑制剂在光卤石正浮选中的使用效果

刘海刚

(青海省化工设计研究院有限公司，青海 西宁 810008)

青海格尔木盐湖地区在采用冷分解—正浮选工艺从高钙低钾光卤石地表矿生产氯化钾产品的过程中，以单一羧甲基纤维素钠(CMC)作为浮选工序的抑制剂，存在水不溶物得不到充分抑制，产品质量差，KCl回收率也低的问题。为此，将1种阳离子聚胺类药剂W与CMC组成组合抑制剂，比较了其与单一CMC在格尔木盐湖地区高钙低钾光卤石地表矿冷分解产物浮选过程中的使用效果。试验结果显示：采用单一CMC时，1粗1扫所得浮选粗精矿的平均KCl含量为53.41%、平均水不溶物含量为4.98%、平均KCl回收率为93.50%，水不溶物的平均抑制率为73.46%；而采用CMC+W组合抑制剂时，所得浮选粗精矿的平均KCl含量为57.86%、平均水不溶物含量为2.84%、平均KCl回收率为95.53%，水不溶物的平均抑制率为85.82%。两者相比，后者的水不溶物抑制率提高了12.36个百分点，同时所获浮选粗精矿的KCl含量和回收率分别提高了4.45和2.03个百分点，从而证明了后者不仅具有更强的抑制能力，而且具有更好的选择性。

光卤石 正浮选 CMC+W组合抑制剂 水不溶物抑制率

国内的氯化钾生产企业大都集中在青海格尔木盐湖地区，该地区利用盐湖资源生产氯化钾的生产能力已达到800万t/a，生产工艺有反浮选—冷结晶法、兑卤法、热熔结晶法和冷分解—正浮选法等[1]。其中冷分解—正浮选法形成最早，由于工艺成熟，自上世纪60年代起沿用至今，产能占到了格尔木盐湖地区氯化钾总产能的40%左右[2-3]。该方法的基本原理是先将光卤石矿加水分解，然后浮选出氯化钾精矿，经洗涤、干燥后得到最终氯化钾产品。

目前,格尔木盐湖地区冷分解—正浮选工艺所用部分原料光卤石地表矿具有低钾(KCl 含量8%～11%)、高钙(CaSO4含量2%～4%)和含有部分原生矿泥(1%左右)的特点，导致最终产品存在水不溶物(硫酸钙和矿泥)富集(富集率9%～11%)、KCl含量和回收率低(分别为80%～85%和60%～65%)以及难过滤等问题[4]。本研究在原有浮选药剂制度的基础上，采用1种阳离子聚胺类药剂W与羧甲基纤维素钠(CMC)组成组合抑制剂，考察其抑制水不溶物，提高浮选精矿KCl含量及KCl回收率[5]的效果。

1 试样、抑制剂及浮选介质

1.1 试 样

光卤石地表矿原矿取自格尔木东湖区旱采盐田，其基本化学组成见表1。

表1 光卤石原矿基本化学组成

Table 1 Basic chemical composition of carnallite ore %

每次称取1.5 kg光卤石原矿于2 000 mL烧杯内，加入与原矿质量比为35%的水，在室温(15 ℃)、搅拌速度为300 r/min条件下搅拌分解30 min[6]，分解后矿浆经砂芯漏斗和真空泵抽滤、烘箱干燥，得到单批次光卤石分解样。

将多次分解得到的所有单批次光卤石分解样混匀，用孔径为5 mm的筛子隔粗后缩分成每袋500 g，转入干燥器内作为浮选试验用光卤石分解样备用。浮选试验用光卤石分解样的产率为45.20%，其基本化学组成见表2。

表2 光卤石分解样基本化学组成

Table 2 Basic chemical composition of carnallite decomposed samples %

1.2 抑制剂

(1)CMC：取代度为0.85～0.90，工业级，配制成质量分数为1%的溶液使用。

(2)W：是一种分子量小于5 000的阳离子聚胺类物质，工业级。

(3)CMC+W组合抑制剂：将W也配制成质量分数为1%的溶液后，根据药剂的经济性及对水不溶物的抑制性能，参考相关文献[7]，按混合溶液中CMC与W的质量比为4∶1将两种溶液混合，即得到CMC+W组合抑制剂。将该组合抑制剂在室温下自然放置并适时震荡，40 d后无分层现象，也无颜色变化。

1.3 浮选介质

浮选介质由分解母液(光卤石原矿分解后抽滤所得滤液)和高镁调浆母液(现场冷分解工序的循环母液)混合而成，参照现场生产情况，混合时取两种母液的体积比为1∶1。

两种母液的基本化学组成见表3。

表3 两种母液的基本化学组成Table 3 Basic chemical composition of the two mother liquors

2 试验方法

2.1 浮选试验

现场采用的是以单一CMC为抑制剂、十八胺为捕收剂、2号油为起泡剂的1粗1扫2精浮选流程，本试验省去精选过程，并采用与现场相同的粗、扫选捕收剂和起泡剂用量，仅通过比较单一CMC和CMC+W组合抑制剂作用下粗精矿指标的变化来考察CMC+W组合抑制剂的抑制能力和选择性[8-10]。试验流程见图1，所用浮选机为XFD3-63型单槽浮选机，浮选槽容积为1.5 L，试验中药剂用量均对原矿计。

图1 试验流程Fig.1 Experiment process

2.2 浮选产品检测

依据《GB 6549—2011 氯化钾标准》检测浮选产品中KCl和水不溶物的含量[11]，并根据检测结果和产率得出KCl的回收率和水不溶物的抑制率，其中水不溶物的抑制率即水不溶物在尾矿中的回收率。

3 试验结果与讨论

3.1 采用单一CMC时的浮选效果

以120 g/t(现场用量)CMC为抑制剂进行5组平行浮选试验，所得粗精矿的平均KCl含量为53.41%、平均水不溶物含量为4.98%、平均KCl回收率为93.50%，水不溶物的平均抑制率为73.46%(见表4)。

表4 以单一CMC为抑制剂时的平行浮选试验结果Table 4 Parallel flotation results using single CMC as inhibitor

3.2 采用组合抑制剂时的浮选效果

首先对CMC+W组合抑制剂进行了用量试验，结果如表5所示。

表5 CMC+W组合抑制剂用量试验结果Table 5 Test results on dosage of combined inhibitor CMC+W

由表5可以看出，当CMC+W组合抑制剂用量为150 g/t时，对水不溶物的抑制效果最好，所获粗精矿的KCl含量和回收率最高，因此选择CMC+W组合抑制剂用量为150 g/t。

进一步以150 g/t CMC+W为抑制剂进行5组平行浮选试验，结果如表6所示。

表6 以CMC+W为抑制剂时的平行浮选试验结果Table 6 Parallel flotation results with CMC+W as combined inhibitor

从表6可以看出：以150 g/t CMC+W为抑制剂，所得粗精矿的平均KCl含量为57.86%、平均水不溶物含量为2.84%、平均KCl回收率为95.53%，水不溶物的平均抑制率为85.82%，与采用120 g/t单一CMC相比，水不溶物的抑制率提高12.36个百分点，同时粗精矿的KCl含量和KCl回收率分别提高4.45和2.03个百分点，从而证明CMC+W组合抑制剂不仅具有更强的抑制能力，还具有更好的选择性。

4 结 论

实验室试验表明，与单一CMC相比，CMC+W组合抑制剂可在药剂成本增加不多的情况下，同时有效提高高钙低钾光卤石地表矿分解产物浮选精矿的质量和KCl回收率，下一步应开展工业化应用研究。

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(责任编辑 孙 放)

Effects of a Combined Inhibitor on Direct Flotation of Carnallite

Liu Haigang

(QinghaiProvinceResearchandDesignInstituteofChemicalIndustry，Xining810008，China)

Single sodium carboxymethyl cellulose (CMC) is used as inhibitor in cold decomposition-direct flotation process for production of potassium chloride from high calcium low potassium carnallite ore in Qinghai Golmud Salt Lake Region，but it has problems of water insoluble not fully inhibited，poor product quality，and low KCl recovery rate.Therefore，effects of combining inhibitor of CMC and W (a cationic poly amine reagent) and only CMC are compared in the cold decomposition-direct flotation process of Golmud Salt Lake high calcium and low potassium carnallite surface mines.Experimental results showed that，rough concentrate by the flotation process of one roughing and one scavenging has quality of average KCl content of 53.41%，average water insoluble substances content of 4.98%，average KCl recovery of 93.50%，average inhibition ratio of water insoluble substance of 73.46%; While using combined inhibitor CMC+W，rough concentrate has quality of average KCl content of 57.86%，average water insoluble substances content of 2.84%，average KCl recovery of 95.53%，average inhibition ratio of water insoluble substance of 85.82%.By comparison，the inhibition ratio of water insoluble substance of the latter was increased by 12.36 percent point，content and recovery of KCl of rough concentrate was increased by 4.45 and 2.03 percent point respectively，which indicated that the combined collector have higher inhibiting ability，and better selectivity as well.

Carnallite，Direct flotation，Combined inhibitor CMC+W，Inhibition ratio of water insoluble substance

2014-08-21

刘海刚(1977—)，男，高级工程师。

TD971+.9，TD923+.14

A

1001-1250(2014)-10-061-04