[发明专利]一种泥质型钙芒硝矿的脱泥除杂技术

说明书

本发明为泥质型钙芒硝矿的一种脱泥除杂技术。

本发明属矿业-化工技术领域。

泥质型钙芒硝矿，因泥质(粘土矿物)含量高，一般10％左右至50％，矿石溶离后，泥质颗粒难于从悬浮液中分离出去，或者分离出去的代价太高，而致无工业经济意义，使这种矿产资源至今未能被开发利用。

对于钙芒硝矿，《化工工艺手册》(上海科技出版社，1992年，江体乾主编)介绍的工艺流程中，脱泥除杂采用“过滤”的办法。但现有的过滤设备仅对砂质型原料适用，对泥质型原料中的细微颗粒是无能为力的。细粒泥质进入滤液，必将使产品纯度降低。

该手册第239页还介绍盐田人工芒硝用多层洗泥器洗涤脱泥的方法。盐田人工芒硝与天然固体矿产原料不同，泥砂含量低，易于洗涤脱除。

由运城盐化局李振圣等人翻译的原苏联著作《硫酸钠的性质和制造》(A.B.什谢也娃，B.B.济里雅诺夫著)中指出，库楚克盐湖(位于哈萨克斯坦北部与俄罗斯接壤处)底部的玻璃状芒硝(芒硝75％以上，矿泥10％以下)、细芒硝(矿泥10-50％)、芒硝泥(矿泥50％以上)，因泥质含量高，“给工业上的利用带来了困难，由此缘故，目前尚未对该矿藏进行开采”。

国内外文献中尚未见泥质型芒硝矿开发利用的报道。我国的一些泥质型芒硝产区，在勘查过程中，有关部门曾作过实验室级的脱泥除杂试验，试图用过滤办法或简单沉降办法脱除泥质，终因设备选择和技术环节上的障碍，或不完善，而无法推进至工业应用阶段。青海省西宁盆地钙芒硝资源区依据实验室技术先后建立的数个小厂均因脱泥技术不过关，全部倒闭。

本发明的目的是提供一种投资省、产品成本低，易于操作，可获得高纯度高浓度硫酸钠溶液的多阶段动静态沉清相结合脱除泥杂质的工业技术方案，从而使巨量(仅西宁盆地探明的硫酸钠储量就达20亿吨，远景储量约100亿吨)泥质型钙芒硝矿得以开发利用。

本发明的技术方案是：

工艺流程(附图)：

矿石经粉碎(可不必球磨)后进入搅拌槽(筒)，同时加入60-90℃的水和/或非饱和粗硝液搅拌为矿浆。这些粗硝液来源于地下矿层(自然溶出或人工溶出)，或者还来源于尾渣洗液等。矿浆出温应保持在35-50℃，应为硫酸钠(Na₂SO₄)的近饱和溶液。由于少部分未溶矿粉会随矿浆流出，其在后续流程中的溶解可使矿浆达到饱和或过饱和。

地下矿层水采液不能被直接利用的原因在于，浓度不够高(Na₂SO₄含量10-25％)，含有细粒泥质。但用其去溶矿，并在后续流程中沉清，不仅能获得高纯度高浓度硝液，还可降低矿石开采量，并减少尾渣排放量。

尾渣洗液如果浓度不高，也可引入地下矿层进行水采。

从搅拌槽(筒)流出的矿浆进入粗沉槽。粗沉槽是个可容矿浆缓慢流动的容器，槽的底部可装置螺旋输送机。矿浆在缓慢流动过程中，其中的粗粒杂质(包括泥团)在重力作用下沉淀，可用螺旋输送机或其他工具将其除去。

经过粗沉的矿浆在加入絮凝剂后，进入2个-多个依次降低的无耙浓缩机或其他浓缩机械。矿浆在其中连续流动沉清，可制得较纯净硝液。

粗硝液在加入除杂剂(为脱除硝液中的钙、镁、铁等离子)后，进入静态沉清槽(简称静沉槽)。静沉槽为长方形或其他形状的容器，底部加设有利于泥杂质排放的多个锥斗。其数量不少于3个。液体在槽中静置的时间约3-6个小时。静沉槽的大小和数量应能保证来自上道工序的粗硝液不间断地得以轮流“贮存”、沉清并排出。沉淀于槽底的泥杂质从锥斗中定期排放。

从粗沉到静沉诸设备均需严格保温，要保证硝液在静态沉清槽中不会结晶。

以精制硝液为原料，可加工为元明粉等硫酸钠系列的化工产品。

本发明的实施，可使分布较广泛、储量较丰富、含泥杂质多的钙芒硝矿资源得以开发利用。

本发明实施的最好方式是在芒硝矿区进行。远离矿区建厂，高的原料运输成本(一般4-5吨原料方能生产出1吨硫酸钠产品)将使开发失去经济意义，而且尾渣的排放还可能造成环境问题。