一種固體鉀礦的采收方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種固體鉀礦的采收方法，包括如下步驟：1)在固體鉀礦區(qū)開(kāi)挖一條通道作為溶劑引入通道，所述溶劑中包括氯化鎂，所述固體鉀礦區(qū)固體氯化鉀的含量為0.1～1％；2)在該通道中引入溶劑；；3)該溶劑向兩邊礦層滲入并與固體礦物混合，該固液混合時(shí)間保持在1年～2年；4)分別在引入通道兩邊30米～50米處開(kāi)挖兩條通道作為收集鹵水通道，含鉀鹵水滲出后匯集在此通道中，該通道與輸送鹵水的通道相連被輸送至加工地進(jìn)行加工。本發(fā)明利用浸潤(rùn)-吸收原理，用含氯化鎂的水溶液浸潤(rùn)-吸收固體鉀礦，不會(huì)對(duì)礦區(qū)造成人為的污染，是一種環(huán)保的技術(shù)；使不宜直接開(kāi)采利用的超低品位固體鉀礦的鉀資源得到高效開(kāi)采，在鹽湖鉀資源開(kāi)發(fā)方面有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種固體鉀礦的采收方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鹽湖資源綜合【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用浸潤(rùn)-吸收原理、多孔介質(zhì)滲流理論及液體內(nèi)部壓強(qiáng)原理從察爾汗鹽湖區(qū)超低品位固體鉀礦的高效采收方法。
技術(shù)背景
[0002]鉀肥是關(guān)系我國(guó)農(nóng)業(yè)安全的重要因素之一，察爾汗鹽湖是我國(guó)鉀肥的主要生產(chǎn)基地，湖區(qū)有國(guó)內(nèi)最大的工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的鉀鹽礦床，該礦床中固體礦和液體礦并存，其中固體鉀礦占資源總量的55%左右(固體礦中的鉀以光鹵石和鉀石鹽的形式存在)，但是固體礦的礦層相對(duì)較薄、品位較低、分散不連續(xù)等原因使得直接開(kāi)采存在較大困難。目前該湖區(qū)開(kāi)采的鉀礦主要是液體礦，隨著開(kāi)采的延續(xù)，液體礦的水位不斷下降，采出量和品位逐年下降。為應(yīng)對(duì)這種局面，必須開(kāi)發(fā)一種可以開(kāi)采超低品位但數(shù)量巨大的固體鉀資源的方法，該方法如可實(shí)現(xiàn)對(duì)于超低品位的鉀礦的高效采收，則具有廣闊的發(fā)展前景。
[0003]察爾汗鹽湖區(qū)固體鉀礦的分布具有如下的特征:該固體礦是鉀鎂礦，鉀以光鹵石礦和鉀石鹽礦形式存在，固體礦厚度薄，品位低，似蜂窩狀分布(不連續(xù)，較分散)，若單獨(dú)直接開(kāi)采固體鉀礦則成本較高，不具備經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0004]本領(lǐng)域一般認(rèn)為固體礦中的氯化鉀含量低于2%的礦石為低于邊界品位的礦石。除此之外，還存在大部分礦石為不足1%的超低品位礦，甚至氯化鉀含量為0.1?0.5%的超低品位礦石。目前對(duì)于超低品位礦石的開(kāi)采并無(wú)有效的辦法，若直接開(kāi)采則不具備經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0005]一定溫度下，氯化鈉、氯化鉀、光鹵石和氯化鎂在水中均有一定的溶解度，其在水中的不飽和度是相應(yīng)物質(zhì)溶解的推動(dòng)力。相對(duì)來(lái)說(shuō)，其在水溶液中的含量越低，不飽和度就越大，溶解的驅(qū)動(dòng)力就相對(duì)越大。根據(jù)Na+，K+，Mg2+//CrH2O水鹽體系相圖，(含)氯化鎂和氯化鈉的水溶液與含氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂的固相按照一定的比例混合可得含氯化鎂、氯化鉀和氯化鈉的水溶液。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法開(kāi)采超低品位鉀礦的缺陷，本發(fā)明提供了一種超低品位固體鉀礦的高效采收方法，該方法可以適用于固體氯化鉀含量為0.1?1%的鉀礦的開(kāi)采。
[0007]本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:
[0008]步驟1、在固體鉀礦區(qū)開(kāi)挖一條通道作為溶劑引入通道，所述溶劑中包括氯化鎂；
[0009]步驟2、在該通道中引入溶劑；并保持溶劑充滿整個(gè)通道；
[0010]步驟3、該溶劑向兩邊礦層滲入并與固體礦物混合，混合時(shí)間保持在I年?2年；[0011 ] 步驟4、固液混合I年?2年后分別在引入通道兩邊30米?50米處開(kāi)挖兩條通道作為收集鹵水通道，含鉀鹵水滲出后匯集在此通道中，該通道與輸送鹵水的通道相連被輸送至加工地進(jìn)行加工；
[0012]優(yōu)選的，所述步驟4中，當(dāng)從礦層中向收集鹵水通道的鹵水量減少較多時(shí)，把引入通道中的水溶液重新注滿，以此溶劑驅(qū)替固體礦物表面和孔道中滯留的含鉀鹵水到收集通道。取樣檢測(cè)剩余的固體礦層中氯化鉀的含量，當(dāng)其降至0.01%及以下時(shí)，即完成對(duì)礦區(qū)中鉀礦的采收。
[0013]優(yōu)選的，所述固體鉀礦的氯化鉀含量為0.1?0.5%
[0014]更優(yōu)選的，所述固體鉀礦的氯化鉀含量為0.1?0.25%
[0015]優(yōu)選的，所述溶劑引入通道上寬下窄，呈倒梯形，寬3?6米，深6米?8米。
[0016]優(yōu)選的，所述收集齒水通道深6米?8米,寬3米?6米。
[0017]優(yōu)選的，所述溶劑中氯化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為22.5?27%。
[0018]優(yōu)選的，所述溶劑中氯化鉀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.057%?0.067% ;氯化鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.33%?0.6%。
[0019]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1、本發(fā)明利用浸潤(rùn)-吸收原理,用含氯化鎂的水溶液浸潤(rùn)-吸收固體鉀礦，不會(huì)對(duì)礦區(qū)造成人為的污染，是一種環(huán)保的技術(shù)；使不宜直接開(kāi)采利用的超低品位固體鉀礦的鉀資源得到高效開(kāi)采，在鹽湖鉀資源開(kāi)發(fā)方面有廣泛的應(yīng)用前景。
[0021]2、運(yùn)用本發(fā)明處理超低品位固體鉀礦，在采收的后期充分利用多孔介質(zhì)滲流理論和液體內(nèi)部壓強(qiáng)的原理，以含氯化鎂的水溶液驅(qū)替滯留在固體礦物表面和孔道中的含鉀鹵水，不需消耗其他的能量，提高了固體鉀礦的采收效率，是一種綠色的技術(shù)；采用“集中引入，集中收集輸送，集中驅(qū)替洗滌”，工藝簡(jiǎn)單，易于操作，且成本低廉，在鹽湖資源開(kāi)發(fā)方面有廣泛的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1、本發(fā)明的溶采溝渠示意圖。
[0023]其中，I為鹵水收集通道；2為采礦區(qū)，3為引入通道，4為鹵水輸送通道。

【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明采用如下方式對(duì)固體氯化鉀含量為0.1 %?0.5%的固體鉀礦進(jìn)行采收，其包括如下步驟:
[0025]步驟1、參見(jiàn)圖1，在采礦區(qū)2處開(kāi)挖一條引入通道3，該通道上寬下窄，呈倒梯形，寬3米?6米，深6米，該通道為引入通道；該礦區(qū)的鉀以氯化鉀計(jì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1%?0.5%。
[0026]步驟2、在該通道中引入富含氯化鎂的水溶液，其中氯化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)在22.5%?27%之間，同時(shí)還有其他一些化學(xué)組分；保持水溶液充滿整個(gè)通道。
[0027]步驟3、該水溶液向兩邊礦層滲入并與固體礦物混合，混合時(shí)間保持在I年?2年，即得吸收了固體鉀礦的鹵水；
[0028]步驟4、固、液混合一定時(shí)間后(I年?2年)分別在引入通道兩邊30米?50米處開(kāi)挖兩條鹵水收集通道1，通道深6米?8米，寬3米?6米，礦層中含(富)鉀鹵水滲出后匯集在此通道中，該通道與鹵水輸送通道4相連被輸送至加工地進(jìn)行加工。
[0029]當(dāng)從礦層中向收集鹵水通道的鹵水量減少較多時(shí)，即礦層中殘留的鹵水不多時(shí)，把引入通道中的水溶液重新注滿，以此水溶液驅(qū)替固體礦物表面和孔道中滯留的含(富)鉀鹵水到收集通道。取樣檢測(cè)剩余的固體礦層中氯化鉀的含量，當(dāng)其降至0.01%及以下時(shí)，即完成對(duì)礦區(qū)中鉀礦的采收。
[0030]實(shí)施例1:一種超低品位固體鉀礦的高效采收方法，包括以下步驟:
[0031 ] (I)在鉀礦區(qū)開(kāi)挖一條通道，該通道呈倒梯形，寬3米，深6米，該通道為弓I入通道，該礦區(qū)的鉀以氯化鉀計(jì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1% ;
[0032](2)在通道中引入富含氯化鎂的水溶液，該水溶液中氯化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為27 %，氯化鉀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.067 %，氯化鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.60.33 % ;保持水溶液充滿整個(gè)通道；
[0033](3) I年后在引入通道兩邊30米處分別開(kāi)挖與引入通道平行的兩條收集通道，收集通道呈倒梯形，寬3米，深6米；從固體礦層中滲出的鹵水收集在這兩條通道中；該鹵水中氯化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為25 %，氯化鉀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.22 %，氯化鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.68% ;鹵水通過(guò)輸送通道被送至加工地點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步處理；
[0034](4)礦層中殘留的鹵水不多時(shí)把引入通道重新注滿水溶液，以此水溶液驅(qū)替礦層中的鹵水，當(dāng)?shù)V層中氯化鉀的含量低于0.01%時(shí)，即完成對(duì)本礦區(qū)的采收。
[0035]實(shí)施例2:—種超低品位固體鉀礦的高效采收方法，包括以下步驟:
[0036](I)在鉀礦區(qū)開(kāi)挖一條通道，該通道呈倒梯形，寬6米，深6米，該通道為引入通道，該礦區(qū)的鉀以氯化鉀計(jì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.5% ；
[0037](2)在通道中引入富含氯化鎂的水溶液，該水溶液中氯化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為22.5%,氯化鉀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.057%，氯化鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.330.6%;保持水溶液充滿整個(gè)通道；
[0038](3) 2年后在引入通道兩邊50米處分別開(kāi)挖與引入通道平行的兩條收集通道，收集通道呈倒梯形，寬3米，深8米；從固體礦層中滲出的鹵水收集在這兩條通道中；該鹵水中氯化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為27%，氯化鉀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.30.20%，氯化鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.51% ;鹵水通過(guò)輸送通道被送至加工地點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步處理；
[0039](4)礦層中殘留的鹵水不多時(shí)把引入通道重新注滿水溶液，以此水溶液驅(qū)替礦層中的鹵水，當(dāng)?shù)V層中氯化鉀的含量低于0.01%時(shí)，即完成對(duì)本礦區(qū)的采收。
[0040]實(shí)施例3:—種超低品位固體鉀礦的高效采收方法，包括以下步驟:
[0041 ] (I)在鉀礦區(qū)開(kāi)挖一條通道，該通道呈倒梯形，寬6米，深6米，該通道為弓I入通道，該礦區(qū)的鉀以氯化鉀計(jì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.25% ；
[0042](2)在通道中引入富含氯化鎂的水溶液，該水溶液中氯化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為22.5%,氯化鉀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.057%，氯化鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.330.6%;保持水溶液充滿整個(gè)通道；
[0043](3) I年后在引入通道兩邊50米處分別開(kāi)挖與引入通道平行的兩條收集通道，收集通道呈倒梯形，寬3米，深8米；從固體礦層中滲出的鹵水收集在這兩條通道中；該鹵水中氯化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為26%，氯化鉀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.20%，氯化鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.9% ;鹵水通過(guò)輸送通道被送至加工地點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步處理；
[0044](4)礦層中殘留的鹵水不多時(shí)把引入通道重新注滿水溶液，以此水溶液驅(qū)替礦層中的鹵水，當(dāng)?shù)V層中氯化鉀的含量低于0.01%時(shí)，即完成對(duì)本礦區(qū)的采收。
[0045]實(shí)施例4
[0046](I)在鉀礦區(qū)開(kāi)挖一條通道，該通道呈倒梯形，寬6米，深6米，該通道為引入通道，該礦區(qū)的鉀以氯化鉀計(jì)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.25% ；
[0047](2)在通道中引入富含氯化鎂的水溶液，該水溶液中氯化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為22.5%,氯化鉀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.057%，氯化鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.330.6%;保持水溶液充滿整個(gè)通道；
[0048](3) 2年后在引入通道兩邊50米處分別開(kāi)挖與引入通道平行的兩條收集通道，收集通道呈倒梯形，寬3米，深8米；從固體礦層中滲出的鹵水收集在這兩條通道中；該鹵水中氯化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為26 %，氯化鉀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.20 %，氯化鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.9% ;鹵水通過(guò)輸送通道被送至加工地點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步處理；
[0049](4)礦層中殘留的鹵水不多時(shí)把引入通道重新注滿水溶液，以此水溶液驅(qū)替礦層中的鹵水，當(dāng)?shù)V層中氯化鉀的含量低于0.01%時(shí)，即完成對(duì)本礦區(qū)的采收。
【權(quán)利要求】
1.一種固體鉀礦的采收方法，包括如下步驟: 1)在固體鉀礦區(qū)開(kāi)挖一條通道作為溶劑引入通道，所述溶劑中包括氯化鎂，所述固體鉀礦區(qū)固體氯化鉀的含量為0.1?1% ； 2)在該通道中引入溶劑； 3)溶劑向兩邊礦層滲入并與固體礦物混合，該固液混合時(shí)間保持在1年?2年； 4)分別在引入通道兩邊30米?50米處開(kāi)挖兩條通道作為收集鹵水通道，含鉀鹵水滲出后匯集在此通道中，該通道與輸送鹵水的通道相連被輸送至加工地進(jìn)行加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中，當(dāng)從礦層中向收集鹵水通道的鹵水量減少較多時(shí)，把引入通道中的溶劑重新注滿，以此溶劑驅(qū)替固體礦物表面和孔道中滯留的含鉀鹵水到收集通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述固體鉀礦的氯化鉀含量為0.1?0.5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述固體鉀礦的氯化鉀含量為0.1?0.25%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述溶劑引入通道上寬下窄，呈倒梯形，寬3?6米，深6米?8米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述收集鹵水通道深6米?8米，寬3米?6米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述溶劑中氯化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為22.5 ?27%。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述溶劑中還包括氯化鉀和氯化鈉，所述氯化鉀的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.057%?0.067% ；所述氯化鈉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.33%?0.6%。
【文檔編號(hào)】E21B43/28GK104314548SQ201410493388
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】肖永明, 張萍, 王敏, 龔國(guó)力, 時(shí)歷杰, 張有平, 張志宏, 許建新, 鮑永華, 趙有璟, 楊紅軍 申請(qǐng)人:格爾木藏格鉀肥股份有限公司, 中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所