一种低钾高钠液体钾矿的选矿路线的确定方法

技术领域

本发明属于地质矿产勘查技术领域，涉及一种低钾高钠液体钾矿的选矿路线的确定方法，具体地说说，涉及一种黑北深层卤水自然蒸发选路线的确定方法。

背景技术

柴达木盆地盐湖资源丰富，氯化钾年产量占全国总产量的90％以上，近年来因浅层卤水资源的大力开发，卤水水位不断下，浅层卤水资源正面临枯竭，深层卤水成为今后重点关注的可持续性资源。黑北凹地位于柴达木盆地西北地区阿尔金山山前冲洪积扇群上，梁中凹地北东方向，察汗斯拉图以西。近年来，在梁中凹地-黑北凹地-察汗斯拉图一带发现大量砂砾石层型孔隙卤水—黑北凹地深层卤水，该卤水储量巨大，富水性较强，水位埋藏浅，易抽取且易抽过程不易结盐。黑北凹地深层卤水氯化钾品位偏低，氯化钠含量高，属于低钾高钠的氯化物型卤水。根据研究结果，此种类型卤水为高山融水溶滤N2地层中的盐类而形成的溶滤型卤水。由于深层卤水氯化钾资源储量巨大，有望成为中国钾盐生产的后备基地。该类型卤水自然蒸发石盐阶段长，钾的夹带损失大，在钾的析出区间钾的析出率低。中国地质科学院彭玲玲等通过夏季小型现场蒸发实验，探究了黑北深层卤水在蒸发浓缩过程中各元素的富集浓缩变化规律及析盐规律，对黑北深层卤水中有用元素的可利用性、生产工艺及后期工业化生产有着重要的指导作用。但实验没有得出在钾的析出区间钾的析出率这一重要数据。因为深层卤水自然蒸发实验在钾的析出区间钾的析出率低是阻碍柴达木盆地深层卤水工业开发的巨大障碍。青海省柴达木综合地质矿产勘查院“简称柴综院”是全国唯一盐湖资源勘查专业队伍，承担了青海省所有盐湖的第一、二轮勘查，对柴达木盆地的各类型卤水都进行过自然蒸发实验，2018年4月至2019年7月对黑北凹地深层卤水进行了自然蒸发试验(包括夏季和冬季)，也对黑北深层卤水在蒸发浓缩过程中各主元素的富集浓缩变化规律及析盐规律，尤其是对在钾的析出区间钾的析出率“又称钾的盐田回收率”进行了研究，卤水自然蒸发试验钾的损失主要是在石盐阶段产生的，石盐对卤水的夹带是钾损失的主要原因，石盐结晶过程中产生不完全类质同象导致钾的损失是次要原因。

实际上盐类的结晶非常复杂，石盐晶体在生长过程中将产生不完全类质同象(晶体中的某种质点在环境中含量很少，难以满足质点在晶体组成中应有的比例，这将促使其他类似质点进入晶体，代替或补充不足的组分)。钾钠离子类型相近，离子半径相近(钾离子半径0.275纳米、钠离子半径0.227纳米)，在组分含量钠离子不断降低钾离子不断上升时产生不完全类质同象，即有部分氯化钾进入石盐晶体中，而与钾离子同步富集的镁离子不会进入。低钾高钠的深层卤水的特征(自然蒸发石盐阶段特别长，钾的夹带损失大，石盐结晶产生不完全类质同象)看，黑北深层卤水自然蒸发试验是有技术难点的，即自然蒸发石盐阶段长，母液夹带和石盐结晶产生不完全类质同象导致钾的盐田回收率低。据此有些专家觉得低钾高钠的深层卤水进行自然蒸发试验钾的盐田回收率肯定低，并给它下了不可开发利用的结论。因此尽量提高自然蒸发试验钾的盐田回收率是本技术方案试验的重点，它是低钾高钠深层卤水是否可利用的重要工业指标。

现有技术中，还没有关于能有效提高低钾高钠液体钾矿自然蒸发试验钾的盐田回收率的选矿路线的确定方法方面的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低钾高钠液体钾矿的选矿路线的确定方法，该方为法黑北深层卤水自然蒸发选矿工艺路线，其具体技术方案为：

一种低钾高钠液体钾矿的选矿路线的确定方法，包括以下步骤：

步骤1、样品的制备及分析

样品的制备方法：液体以洗耳球吸取部分样品缓缓滴入小烧杯中称取一定质量(一般20.0g)冲入250ml容量瓶中定容；固体混匀后直接称取一定质量(一般20.0g)冲入250ml容量瓶中定容。K

样品测试结果的监控依据标准DZ/T 0130.6-2006《地质矿产实验室测试质量管理规范》，对样品的阴阳离子进行平衡；试验样品要进行物料平衡。

步骤2、黑北深层卤水冬季自然蒸发试验

2.1)冬季自然蒸发中试的条件和方法

将卤水样品倒入两个长宽各2米，高0.3米的铁皮池(已做防腐)中进行自然蒸发。两池样品全部放在测试中心后院的水泥地上进行自然蒸发。样品地点不挡风、不遮光、不避雨，属于露天室外自然蒸发。

2.2)样品冬季自然蒸发中试过程

按上述方法和条件2018年12月24日起对样品18HDL001(共计1390.7㎏)进行冬季自然蒸发试验。2019年5月2日样品进入老卤阶段，对样品停止蒸发。期间对样品进行了六次固液分离，固液分离点石盐阶段根据卤水中钾的富集浓度而定，以钾富集一倍进行分离，光卤石阶段分两次分离，自然蒸发试验到水氯镁石析出为止。为了观察有无钾石盐析出石盐最后一个阶段分两次进行分离。

步骤3、黑北深层卤水夏季自然蒸发试验

3.1)夏季自然蒸发中试的条件和方法

将卤水样品倒入一个长宽各2米，高0.3米已做防腐的铁皮池中进行自然蒸发。铁皮池样品放在测试中心后院的水泥地上自然蒸发。样品地点不挡风、不遮光、不避雨，属于露天室外自然蒸发。

3.2)样品夏季自然蒸发中试的过程

按上述方法和条件2019年4月4日起对样品18HXL001(共计1375.9㎏)进行夏季自然蒸发试验。2019年6月17日样品进入老卤阶段，对样品停止蒸发。期间对样品进行了五次固液分离，固液分离点石盐阶段根据卤水中钾的富集浓度而定，以钾富集一倍进行分离，光卤石阶段分两次分离，自然蒸发试验到水氯镁石析出为止。

进一步，黑北深层卤水自然蒸发试验结果为：低钾高钠的黑北深层卤水在钾的析出区间钾的析出率平均达到了81.57％，卤水石盐阶段的比蒸发系数0.71，光卤石阶段的比蒸发系数0.48。

进一步，钾高钠液体钾矿的选矿路线为：卤水经多块钠盐池自然蒸发至钾饱和，打人矿池自然蒸发析出光卤石矿，光卤石矿经工厂加工生产氯化钾产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过对黑北深层卤水样品进行冬季自然蒸发试验，了解了冬季自然蒸发过程中卤水的化学组成变化，水分的蒸失量，盐类矿物的析出顺序、种类和数量及物理化学性质的特征变化，获得了盐类矿物的分离控制条件，取得了冬季自然蒸发试验所需的各项数据结果，达到了冬季自然蒸发试验的目的。

本发明通过对黑北深层卤水样品进行夏季自然蒸发试验，了解了夏季自然蒸发过程中卤水的化学组成变化，水分的蒸失量，盐类矿物的析出顺序、种类和数量及物理化学性质的特征变化，获得了盐类矿物的分离控制条件，取得了夏季自然蒸发试验所需的各项数据结果，达到了夏季自然蒸发试验的目的。

根据黑北深层卤水实验室自然蒸发试验的各项数据结果，尤其是钾的盐田回收率平均达到了81.57％，可以对黑北深层卤水进行现场盐田扩大试验，以获得盐田自然蒸发试验的各项数据，为低钾高钠的深层卤水早日开发利用提供更加坚实的结论。

附图说明

图1为；样品18HDL001和18HXL001在Na

图2为；黒北凹地氯化物型卤水18HDL001冬季自然蒸发结晶路线；

图3为；黒北凹地氯化物型卤水18HXL001夏季自然蒸发结晶路线；

图4为：蒸发试验装置，其中，A为塑料盆蒸发(一)，B为塑料盆蒸发(一)，C为铁皮池蒸发(一)，D为铁皮池蒸发(二)，E为铁皮池蒸发(三)，F为析出的光卤石矿。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

利用水盐体系相平衡研究是盐湖卤水资源开发利用的基础。黑北深层卤水阴离子主要为Cl

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。