玻利维亚年产35万t氯化钾选矿装置与工艺评述*

卜俊芬 卢志斌 蔡文超

（中蓝长化工程科技有限公司）

全球90%的钾资源用于生产钾肥。我国是一个缺钾国家，2011年中国钾盐对外依赖程度达到42%，中国50%的钾肥需要从国外进口［1-6］。

玻利维亚钾盐资源丰富，据统计储量达1.1亿t。乌尤尼盐湖（Salaryde Uyuni）是玻利维亚钾盐资源的主要产地，位于玻利维亚西南部，面积约1万km2，与安迪斯科勒拉其他钾盐盐湖群一样属于弧后挤压盆地大陆型盐湖。该盐湖是目前地球上最大的钾锂硼镁溶液库［7-8］。

玻利维亚矿业公司已经于2010年完成了乌尤尼盐湖的实验厂房建设，为了有效开发该钾盐资源，2014年玻利维亚国家矿业公司委托德国某公司完成了年产70万t氯化钾加工厂（KCl含量95%）的初步设计。2015年玻利维亚矿业公司委托中蓝长化工程科技有限公司建设年产35万t氯化钾的加工厂，项目于2015年开始建设，2018年4月投料试车成功。该项目的成功为玻利维亚国家矿业公司开发乌尤尼盐湖资源起到了奠基石的作用。本文主要从选矿工艺角度对装置、选矿工艺流程及其关键点进行评述。

1 原矿组成

原矿固相占84%，液相占16%，由卤水经盐田晒矿获得，主要由钾石盐、氯化钠组成，不溶物、硫酸钙等少量。化学组成分析结果见表1。

?

表1 表明：原矿中的固相KCl品位较高，为27.51%，不溶物含量较低仅为0.58%。

2 工艺流程

钾石盐矿生产氯化钾常用工艺主要有浮选法和溶解结晶法，工艺均较成熟，尤以浮选法应用广泛。

浮选法根据矿物表面的物理化学性质不同进行分选，与溶解结晶法相比，优点是能耗低、投资省、腐蚀轻；缺点是无法获得工业级品质的氯化钾产品，并且浮选所用药剂不利于环保。本钾石盐矿适合采用浮选法加工。

2.1 原矿储运、破碎

来自盐田的湿盐矿通过卡车运送至加工厂区上料站，通过地表给料机给矿，给料机头部安装有一台旋转式的搅拌破碎机，用以对结块的湿料进行破碎，将原矿破碎至-150 mm，上料站的工作制度是每天16 h，夜间8 h不工作。

带式输送机将-150 mm原矿送至转运站缓冲料仓，缓冲料仓上的液位计既保证了料仓有足够的物料，又使多余的物料转运至湿盐缓冲堆场（存储能力15 000 t），缓冲堆场物料经过板带给料机送至反击式环锤破碎机进行开路破碎，排矿粒度P90=5.0 mm，破碎后物料经带式输送机输送至工艺厂房。

2.2 脱镁和磨矿

原矿破碎后经带式输送机送至工艺厂房调浆槽，用工艺卤水调制成浓度50%的浆体，送入3台离心机中进行脱卤，以脱出原矿中夹带的Mg2+。

离心机排出的滤液汇集后泵送至浓缩机，浓缩机溢流汇集后用于湿盐调浆，多余的溢流外排至废卤蒸发池；浓缩机底流直接泵送至粗选，回收氯化钾。

离心机排出的固相用回收的母液调浆，泵送至3台湿式筛分机，与浮选中矿一起进行湿筛分级，湿筛筛孔宽0.8 mm，筛上自流进溢流型棒磨机磨矿，棒磨机排料返回湿筛，形成闭路磨矿；筛下泵送至粗浮选。

2.3 浮选与中矿返回

筛下经水力旋流器浓缩，底流在调浆槽中加浮选药剂调浆，然后泵送浮选机选别，浮选采用2粗1精流程，精选中矿与棒磨机排料合并返回筛分作业，精矿进入洗涤作业，尾盐进入尾矿处理系统。浮选流程阶梯布置，实现了物料的自流。

2.4 洗涤和产品离心脱卤

浮选精矿采用精钾母液进行一次洗涤，然后送入带式过滤机脱卤，滤饼用淡水二次洗涤并再次离心脱卤。

2.5 产品干燥

采用液化石油气直接燃烧产生的高温烟气对物料进行加热干燥，干燥设备采用流化床干燥器。干燥后产品水分控制在0.1%以内，为防止产品结块，干燥后加入抗结剂，抗结剂的加入会使产品湿度增加，但最终产品残余湿度不能超过0.3%。干燥器的加热段尾气通过旋风除尘和湿法洗涤塔除尘后排放，流化床干燥器的冷却段尾气经袋式除尘器除尘后返回干燥机气体燃烧炉循环使用。

2.6 尾矿处理

浮选尾盐进入调浆槽后用淡水洗涤，再泵送至尾盐带式过滤机过滤，滤饼经尾盐带式输送机转运至尾盐堆场存储；母液经浓密机净化后再回卤存储区回收利用。

3 装置的主要特点

3.1 破碎与磨矿

原矿在上料站经打散机碎至-150 mm，细碎选择可逆反击式环锤破碎机，由于矿物含湿高达16%，且湿盐易板结，因此在破碎腔反击板上增加了电加热装置，同时取消了破碎机排矿口的格栅板，通过锤头和反击板间隙的调节调整排矿粒度。

入选的钾盐矿粒度既要使氯化钾的粒度尽可能粗，又要使氯化钠与氯化钾能够较好地单体解离，脱掉不溶物质。磨矿选择溢流型棒磨机，并与预先检查筛分形成闭路，以有效避免物料的过粉碎。

3.2 脱镁

研究表明［9］，Mg2+浓度对于KCl-NaCl饱和液的水结构有重要的影响，Mg2+具有强烈的水合作用，随着溶液中Mg2+浓度的增加，水分子会在Mg2+周围聚集，形成一个水合大分子，当Mg2+吸附在氯化钾晶体表面时，氯化钾晶体表面会形成一圈水分子层，这些水合分子构成一层水膜阻止捕收剂大分子在氯化钾晶体表面吸附，导致生产中经常出现药剂不捕收氯化钾颗粒的现象，从而影响浮选回收率。同时，Mg2+浓度的变化会改变浮选作业的黏度，溶液黏度的增大导致小颗粒氯化钠沉淀困难，呈现跟浮现象。另外，浮选母液黏度的增加导致气泡上浮阻力增大，气泡破裂程度增加，最终严重影响浮选作业效果。由于原矿夹带母液较多，母液中含有较高浓度的Mg2+，为了消除Mg2+的富集，原矿筛分前应采用离心机脱镁。当脱镁母液Mg2+浓度较高时，将作为废卤外排。

3.3 二次洗涤

矿泡沫液相含有大量的高镁母液，固相中含有部分NaCl细粒，为提高精矿质量必须降低NaCl含量，通过过滤洗涤来完成提高质量的任务。浮选精矿的KCl品位可达69.89%，需要通过洗涤除去夹带的NaCl，获得合格产品。浮选精矿中夹带有大量的高镁母液和固相NaCl，一次洗涤采用精钾母液可使KCl品位提高至81.75%，一次洗涤稀释了高镁母液，可通过带式过滤机过滤去除，滤饼进入二次洗涤，二次洗涤采用淡水洗涤，根据KCl和NaCl的溶解度不同，使NaCl转移到液相中，获得合格的KCl产品。

3.4 浮选药剂

在浮选工艺中，浮选药剂是关键，直接决定了浮选指标的好坏。钾盐浮选采用的捕收剂主要是十八烷基伯胺，其通常溶解于85℃以上的热水中，通常还需加入HCl进行配药。本项目采用的是江苏某药剂厂生产三合一组合药剂，该组合药剂可避免盐酸对设备的腐蚀，并简化了配药流程，同时具备良好的选别效果。

4 结语

（1）玻利维亚年产35万t氯化钾项目采用浮选工艺实现了对氯化钾的选别，同时重视了Mg2+对浮选工艺的影响，浮选前采用了脱镁工序。

（2）该项目的成功建设，为开发乌尤尼盐湖丰富的盐湖资源奠定了基础，也为类似项目提供了参考和借鉴。