專利名稱：一種固體鉀鹽礦井下分解分級(jí)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到井下開(kāi)采固體鉀鹽礦后，通過(guò)井下分解分級(jí)富集固體鉀鹽礦中氯化鉀，低成本生產(chǎn)氯化鉀的工藝方法。
背景技術(shù)：
鉀肥是農(nóng)業(yè)必不可少的基礎(chǔ)肥料，我國(guó)鉀肥每年的需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于生產(chǎn)能力，而在我國(guó)周邊國(guó)家，已探明的固體鉀鹽礦儲(chǔ)量較大，可通過(guò)地下開(kāi)采——化學(xué)浮選的方法進(jìn)行資源化開(kāi)發(fā)。世界上大部分氯化鉀產(chǎn)品都是來(lái)源于地下埋藏的鉀石鹽礦和鹽湖鹵水蒸發(fā)光鹵石結(jié)晶礦。對(duì)鉀石鹽礦常規(guī)的開(kāi)采工藝有溶浸——結(jié)晶法，硐室溶采法，常規(guī)旱采法等，鹽湖鹵水蒸發(fā)光鹵石結(jié)晶礦一般采用浮船采鹽工藝。鉀鹽礦中氯化鉀常規(guī)的加工方法有浮選法，結(jié)晶法，冷分解——正浮選法，反浮選——冷結(jié)晶法，后兩種方法主要應(yīng)用在鹽湖鹵水蒸發(fā)光鹵石結(jié)晶礦的加工。氯化鉀是不可再生資源，隨著鹽湖鹵水氯化鉀含量降低和鉀石鹽礦資源的日趨枯竭，對(duì)地下埋藏的光鹵石礦開(kāi)發(fā)將進(jìn)入規(guī)?；_(kāi)采加工階段。固體鉀鹽礦中光鹵石礦受沉積成礦規(guī)律的影響，礦石性質(zhì)不穩(wěn)定，易風(fēng)化潮解，采用常規(guī)采礦掘進(jìn)法從地下提升到地面加工氯化鉀產(chǎn)品，其采礦提升能力受到豎井工程投資的限制。本發(fā)明工藝提出采用井下分解分級(jí)富集氯化鉀的開(kāi)采方法，使現(xiàn)有豎井提升采礦生產(chǎn)能力得到大幅度提高，并滿足生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品的要求，因此采用井下就地閉路篩分與分解——選擇性分級(jí)工藝可以生產(chǎn)富集的細(xì)粒氯化鉀料漿，結(jié)合硐室溶采法工藝特點(diǎn)，通過(guò)高揚(yáng)程泵輸送富集的細(xì)粒氯化鉀料漿至地面加工系統(tǒng)，不需要增加礦山基建成本而提高礦石開(kāi)采量，大大增加浮選系統(tǒng)的處理能力，降低生產(chǎn)能耗，節(jié)約生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)成本和建設(shè)投資。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的針對(duì)地下埋藏光鹵石礦開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀，提供一種工藝穩(wěn)定性好，生產(chǎn)能力大，生產(chǎn)能耗低，投資省，符合節(jié)能、環(huán)保、清潔的低碳生產(chǎn)要求的固體鉀鹽礦井下分解分級(jí)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種固體鉀鹽礦井下分解分級(jí)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法，其特征的工藝流程為地下埋藏光鹵石礦經(jīng)井下鑿巖臺(tái)車采礦得到固體鉀鹽礦原礦——閉路篩分與分解——選擇性分級(jí)——得到富集的細(xì)粒氯化鉀料漿——料漿經(jīng)泵輸送至地面——進(jìn)入地面浮選加工系統(tǒng)生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品。其步驟為
a.地下埋藏固體鉀鹽礦采用鑿巖臺(tái)車采礦得到固體鉀鹽礦原礦，簡(jiǎn)稱原礦；
b.原礦閉路篩分與分解是指在濕篩分過(guò)程中，篩分出滿足分解要求的合格粒度原礦直接進(jìn)入分解器，篩分出不合格粒度原礦進(jìn)行破碎后再返回篩分，形成篩分破碎閉路循環(huán)， 最終所有原礦達(dá)到分解合理粒級(jí)要求；其次按照鉀鹽礦中氯化鎂溶解所需要水的比例和用量，水和鉀鹽礦分別計(jì)量后送入閉路篩分分解器中，控制其鉀鹽礦中氯化鎂的分解率不低于90%，使得鉀鹽礦中氯化鉀與氯化鈉礦物在分解過(guò)程中分別解離；
c.閉路篩分分解得到的分解礦漿通過(guò)選擇性分級(jí)設(shè)備，在選擇性分級(jí)過(guò)程中形成富集的細(xì)粒氯化鉀料漿和粗粒氯化鈉尾礦，控制分離的粗粒氯化鈉尾礦中氯化鉀含量在一定的操作范圍內(nèi)，生產(chǎn)得到富集的細(xì)粒氯化鉀料漿；
d.富集的細(xì)粒氯化鉀料漿通過(guò)泵從地下輸送到地面氯化鉀料漿貯槽，并進(jìn)入地面浮選加工系統(tǒng)生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品。步驟a所述的固體鉀鹽礦為地下埋藏的光鹵石礦、光鹵石與鉀石鹽混合礦和光鹵石與石鹽混合礦，并采用旱采方法得到原礦，原礦氯化鉀品位為10 25%。步驟b所述滿足分解的合格粒級(jí)是可以滿足氯化鎂分解率達(dá)到90%要求的IOmm 以下粒度原礦，不合格粒級(jí)是指不能滿足氯化鎂分解率達(dá)到90%要求的IOmm以上粒度原礦。步驟b所述的閉路篩分是指原礦不合格粒級(jí)分解不滿足氯化鎂分解率90%的要求，需要分級(jí)出來(lái)進(jìn)行破碎處理，使所有原礦粒度最終控制為IOmm以下。步驟b所述分解是指原礦中氯化鎂溶解需要加水完成，加水量是按照 KCl-NaCl-MgCl2-H2O四元水鹽體系相圖，計(jì)算的出溶解氯化鎂的水量，濕篩與分解加水量之和要等于計(jì)算出溶解氯化鎂鎂的水量。步驟C所述選擇性分級(jí)，是指控制分解后料漿粒度分布并分級(jí)，分級(jí)出0. 5mm 10 mm的粗粒氯化鈉尾礦，尾礦中氯化鉀含量小于2. 0%。步驟c所述選擇性分級(jí)，是得到質(zhì)量濃度為10% 20%初步富集氯化鉀的細(xì)粒料漿，控制料漿固體的氯化鉀含量40% 90%。步驟d所述富集的細(xì)粒氯化鉀料漿通過(guò)高揚(yáng)程泵或多級(jí)泵完成物料從地下到地面的輸送，包括但不限于輸送工程。本發(fā)明所述的井下分解分級(jí)技術(shù)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法，解決了旱采地下埋藏光鹵石礦，提升成本高，剝采量受采礦工程限制的問(wèn)題。塊礦采用傳統(tǒng)豎井提升采礦方式，剝采量提高面臨大量追加基建投資的問(wèn)題，提出井下分解分級(jí)技術(shù)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法， 突破針對(duì)旱采地下埋藏光鹵石礦礦山建設(shè)工程限制，結(jié)合選礦工藝，改變現(xiàn)有礦山建設(shè)的原礦提升方法，減少提升礦石的廢石混入率；在地下采礦系統(tǒng)中施工，經(jīng)過(guò)臺(tái)車鑿巖控制采礦粒度，并進(jìn)行閉路濕篩破碎，得到分解合格粒度的光鹵石原礦，通過(guò)閉路篩分及分解和選擇性分級(jí)為一體的組合式分解器組完成分解，預(yù)拋除粗粒氯化鈉尾礦，富集氯化鉀料漿。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的地下埋藏光鹵石礦開(kāi)發(fā)技術(shù)，降低采礦提升成本和生產(chǎn)尾鹽回填成本。本方法提供的工藝是根據(jù)光鹵石礦層特點(diǎn)、加工特點(diǎn)和理化特性，結(jié)合硐室溶采法而提出，具有特定礦種針對(duì)性強(qiáng)，生產(chǎn)能力大，生產(chǎn)能耗低，投資省等優(yōu)點(diǎn)，符合節(jié)能、環(huán)保、清潔的低碳生產(chǎn)要求。本發(fā)明具有以下突出的有益效果首次提供了一種井下分解分級(jí)技術(shù)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法；是針對(duì)地下埋藏光鹵石礦的開(kāi)發(fā)利用，其生產(chǎn)技術(shù)具有廣泛的推廣價(jià)值。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)，從結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但不限于實(shí)施例。實(shí)施例獲得富集氯化鉀的細(xì)粒料漿，對(duì)浮選和氯化鉀粗產(chǎn)品的深加工和/或綜合利用并不是本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。實(shí)施例1
原礦投礦量1.00噸/小時(shí)。( 1)綜合礦樣化學(xué)成分為
(2)閉路篩分與分解
閉路篩分與分解的目的是將原礦的粒度通過(guò)濕篩分控制在IOmm以內(nèi)，其中大于IOmm 原礦為投礦量的15%，經(jīng)過(guò)閉路破碎篩分，最終原礦的粒度為-IOmm直接進(jìn)入分解，篩分與分解加水量為0. 30噸/小時(shí)，加循環(huán)母液為0. 38噸/小時(shí)，產(chǎn)生的礦漿為1. 68噸/小時(shí)， 原礦分解率為90. 17%。(3)選擇性分級(jí)
閉路篩分與分解產(chǎn)生的礦漿通過(guò)選擇性分級(jí)得到富集的細(xì)粒氯化鉀料漿量為1.41噸 /小時(shí)，料漿濃度為14. 72%，料漿中固體物的氯化鉀含量為55. 85% ；分級(jí)出粗粒氯化鈉尾礦量為0. 27噸/小時(shí)，氯化鉀含量為1. 67 %。實(shí)施例2
原礦投礦量1.00噸/小時(shí)。( 1)綜合礦樣化學(xué)成分為
(2)閉路篩分與分解
閉路篩分與分解的目的是將原礦的粒度通過(guò)濕篩分控制在IOmm以內(nèi)，其中大于IOmm 原礦為投礦量的13. 76%，經(jīng)過(guò)閉路破碎篩分，最終原礦的粒度為-IOmm直接進(jìn)入分解，篩分與分解加水量為0. 39噸/小時(shí)，產(chǎn)生的礦漿為1. 39噸/小時(shí)，原礦分解率為94. 31%。(3)選擇性分級(jí)
閉路篩分與分解產(chǎn)生的礦漿通過(guò)選擇性分級(jí)得到富集的細(xì)粒氯化鉀料漿量為1. 23噸 /小時(shí)，料漿濃度為15. 75%，料漿中固體物的氯化鉀含量為73. 32% ；分級(jí)出粗粒氯化鈉尾礦量為0. 16噸/小時(shí)，氯化鉀含量為1. 97 %。實(shí)施例3
原礦投礦量2. 00噸/小時(shí)。( 1)綜合礦樣化學(xué)成分為(2)閉路篩分與分解
閉路篩分與分解的目的是將原礦的粒度通過(guò)濕篩分控制在IOmm以內(nèi)，其中大于IOmm 原礦為投礦量的15. 5%，經(jīng)過(guò)閉路破碎篩分，最終原礦的粒度為-IOmm直接進(jìn)入分解，篩分與分解分解加水量為0. 94噸/小時(shí)，產(chǎn)生的礦漿為2. 94噸/小時(shí)，原礦分解率為97. 28%.(3)選擇性分級(jí)
閉路篩分與分解產(chǎn)生的礦漿通過(guò)選擇性分級(jí)得到富集的細(xì)粒氯化鉀料漿量為2. 73噸 /小時(shí)，料漿濃度為17. 23%，料漿中固體物的氯化鉀含量為88. 17% ；分級(jí)出粗粒氯化鈉尾礦量為0. 21噸/小時(shí)，氯化鉀含量為1. 45 %。將以上獲得的富集的細(xì)粒氯化鉀料漿通過(guò)高揚(yáng)程泵或建立多級(jí)泵站輸送至地面氯化鉀料漿貯槽，并進(jìn)入地面浮選加工系統(tǒng)生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品。本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種固體鉀鹽礦井下分解分級(jí)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法，其特征的工藝流程為地下埋藏光鹵石礦經(jīng)井下鑿巖臺(tái)車采礦得到固體鉀鹽礦原礦一閉路篩分與分解一選擇性分級(jí)一得到富集的細(xì)粒氯化鉀料漿一料漿經(jīng)泵輸送至地面一進(jìn)入地面浮選加工系統(tǒng)生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品；其步驟為a.地下埋藏固體鉀鹽礦采用鑿巖臺(tái)車采礦得到固體鉀鹽礦原礦(簡(jiǎn)稱原礦)；b.原礦閉路篩分與分解是指在濕篩分過(guò)程中，篩分出滿足分解要求的合格粒度原礦直接進(jìn)入分解器，篩分出不合格粒度原礦進(jìn)行破碎后再返回篩分，形成篩分破碎閉路循環(huán)， 最終所有原礦達(dá)到分解合理粒級(jí)要求；其次按照鉀鹽礦中氯化鎂溶解所需要水的比例和用量，水和鉀鹽礦分別計(jì)量后送入閉路篩分分解器中，控制其鉀鹽礦中氯化鎂的分解率不低于90%，使得鉀鹽礦中氯化鉀與氯化鈉礦物在分解過(guò)程中分別解離；c.閉路篩分分解得到的分解礦漿通過(guò)選擇性分級(jí)設(shè)備，在選擇性分級(jí)過(guò)程中形成富集的細(xì)粒氯化鉀料漿和粗粒氯化鈉尾礦，控制分離的粗粒氯化鈉尾礦中氯化鉀含量在一定的操作范圍內(nèi)，生產(chǎn)得到富集的細(xì)粒氯化鉀料漿；d.富集的細(xì)粒氯化鉀料漿通過(guò)泵從地下輸送到地面氯化鉀料漿貯槽，并進(jìn)入地面浮選加工系統(tǒng)生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品。
2.權(quán)利要求1所述的一種固體鉀鹽礦井下分解分級(jí)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟a所述的固體鉀鹽礦為地下埋藏的光鹵石礦、光鹵石與鉀石鹽混合礦和光鹵石與石鹽混合礦，并采用旱采方法得到原礦，原礦氯化鉀品位為10 25%。
3.權(quán)利要求1所述的一種固體鉀鹽礦井下分解分級(jí)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟b所述的閉路篩分與分解過(guò)程為原礦在篩分——分解——破碎——返回篩分的閉路系統(tǒng)中完成固體鉀鹽礦的篩分與分解過(guò)程，具體指固體鉀鹽礦在通過(guò)篩分分解過(guò)程中， 將IOmm以下粒度原礦直接進(jìn)入分解器中完成固體鉀鹽礦中氯化鎂的分解，實(shí)現(xiàn)氯化鉀與氯化鈉的解離；IOmm以上粒度原礦經(jīng)過(guò)篩分分離，再經(jīng)破碎后循環(huán)返回篩分分解。
4.權(quán)利要求1所述的一種固體鉀鹽礦井下分解分級(jí)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟b所述的按照鉀鹽礦中氯化鎂溶解所需要水的比例和用量，是以鉀鹽礦中氯化鎂的含量為基準(zhǔn)，按照KCl-NaCl-MgCl2-H2O四元水鹽體系相圖，計(jì)算出氯化鎂溶解的水量；分解率控制為不低于90%是指固體鉀鹽礦中氯化鎂溶解在水中溶解率。
5.權(quán)利要求1所述的一種固體鉀鹽礦井下分解分級(jí)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟c選擇性分級(jí)得到富集的細(xì)粒氯化鉀料漿質(zhì)量濃度為10% 25%，其料漿中固體物的氯化鉀含量為40% 90%，粒度小于2mm。
6.權(quán)利要求1所述的一種固體鉀鹽礦井下分解分級(jí)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟c選擇性分級(jí)分級(jí)出粗粒氯化鈉尾礦粒度為1.0 10 mm的，控制其粗粒氯化鈉尾礦中氯化鉀含量小于2. 0%。
7.權(quán)利要求1所述的一種固體鉀鹽礦井下分解分級(jí)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟d富集的細(xì)粒氯化鉀料漿是通過(guò)高揚(yáng)程泵或建立多級(jí)泵站輸送至地面氯化鉀料漿貯槽，并進(jìn)入地面浮選加工系統(tǒng)生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品。
全文摘要
一種固體鉀鹽礦井下分解分級(jí)富集氯化鉀的生產(chǎn)方法屬于化工礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到旱采地下埋藏光鹵石鉀鹽礦，是提高鉀鹽礦采礦能力和降低氯化鉀生產(chǎn)與回填成本的工藝方法之一。本發(fā)明的工藝流程為地下埋藏光鹵石鉀鹽礦經(jīng)鑿巖臺(tái)車采礦得到固體鉀鹽礦原礦——井下閉路篩分分解——選擇性分級(jí)——得到富集的氯化鉀料漿——料漿經(jīng)泵輸送至地面——進(jìn)入浮選加工系統(tǒng)生產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)品。本發(fā)明具有以下突出的有益效果在現(xiàn)有的豎井提升鉀鹽礦到地面加工生產(chǎn)氯化鉀投資條件下，直接利用地下采礦和豎井設(shè)施在井下富集生產(chǎn)氯化鉀料漿，可較大幅度提高現(xiàn)有固體鉀鹽礦生產(chǎn)氯化鉀的能力，大大降低了生產(chǎn)成本和尾礦回填投資。本技術(shù)適用于地下埋藏的光鹵石型鉀鹽礦井下旱采加工生產(chǎn)氯化鉀肥料產(chǎn)品，具有廣泛的工業(yè)推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)C01D3/04GK102381720SQ20111021149
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者曾波, 李驥, 王國(guó)棟 申請(qǐng)人:云南省化工研究院