分析常見(jiàn)鹽湖氯化鉀生產(chǎn)工藝運(yùn)用

秦照明

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)鉀肥的用量和產(chǎn)量不斷增加，而我國(guó)鉀肥材料的主要來(lái)源是鹽湖，這就對(duì)常見(jiàn)鹽湖氯化鉀的生產(chǎn)工藝提出了更高的要求。對(duì)此，就常見(jiàn)鹽湖氯化鉀生產(chǎn)工藝的運(yùn)用進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：常見(jiàn)鹽湖；氯化鉀；生產(chǎn)工藝；鉀肥

中圖分類(lèi)號(hào)：TS396 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）14-0038-01

在氯化鉀的生產(chǎn)工藝中，化學(xué)沉淀法、萃取法、溶析法和膜分離法都是傳統(tǒng)的氯化鉀生產(chǎn)方法，這些方法具有成本高、操作過(guò)程復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量低的特點(diǎn)。本文對(duì)氯化鉀生產(chǎn)的主要工業(yè)應(yīng)用方法：工藝?yán)浞纸狻∵x發(fā)、反浮選—冷結(jié)晶法、熱熔結(jié)晶法和冷卻溶析結(jié)晶—反應(yīng)萃取接近耦合結(jié)晶法分別作了介紹。

1 冷分解浮選法

冷分解浮選法是指在采出光鹵石礦后進(jìn)行脫鹵，得到濕光鹵石礦，再加淡水對(duì)濕光鹵石礦進(jìn)行冷分解（KCL—MgCl2—H2O體系的冷結(jié)晶過(guò)程），混合料漿放入水洗塔中，再加入藥劑進(jìn)行粗選，通過(guò)高鎂母液進(jìn)行兩次精選，得出精氯化鉀和尾礦的方法。冷分解浮選法是由國(guó)外引進(jìn)的，它在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)的時(shí)間要比國(guó)外晚了近60年，但仍實(shí)現(xiàn)了工廠的連續(xù)生產(chǎn)，為鉀肥的大規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。冷分解浮選法作為傳統(tǒng)的氯化鉀生產(chǎn)工藝，具有可靠性高、工藝流程簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但該工藝也存在一些缺點(diǎn)：①系統(tǒng)回收率低，產(chǎn)品質(zhì)量低，且不易提高。冷分解浮選法中，氯化鉀的回收率只有40%～50%，距離最高標(biāo)準(zhǔn)的90%～92%還相差很遠(yuǎn)。另外，冷分解浮選法對(duì)原礦的穩(wěn)定性要求較高，在工藝操作過(guò)程中對(duì)操作控制的要求非常嚴(yán)格。②通過(guò)冷分解浮選法產(chǎn)出的氯化鉀產(chǎn)品粒度細(xì)，分離和干燥都很困難，粒度<0.88 mm（-170目）的占81.10%.

2 反浮選冷結(jié)晶法

1997年，反浮選冷結(jié)晶法在我國(guó)青海鹽湖鉀肥中進(jìn)行試生產(chǎn)，反浮選冷結(jié)晶法的投入使用使我國(guó)氯化鉀生產(chǎn)技術(shù)取得了一定的進(jìn)展。該工藝主要是指在光鹵石原礦和尾礦中加入飽和鹵水進(jìn)行調(diào)漿，再加入專(zhuān)用的浮選藥劑，增加細(xì)鹽表面的疏水性，進(jìn)行反浮選，剔除尾鹽，對(duì)剩下的液體進(jìn)行脫鹵排除濾液，得到低鈉光鹵石，然后加入適當(dāng)量的淡水進(jìn)行洗滌和冷分解結(jié)晶，最后過(guò)濾得出高品位的氯化鉀。

目前，反浮選冷結(jié)晶法在整個(gè)世界氯化鉀的生產(chǎn)工藝中占有領(lǐng)先地位。我國(guó)的鉀鹽重地察爾汗經(jīng)歷了10年的開(kāi)發(fā)，主要是對(duì)鹽田中的光鹵石開(kāi)發(fā)加工。在光鹵石的提取過(guò)程中，通過(guò)分離將氯化鈉含量低于6%的光鹵石進(jìn)行結(jié)晶控速分解，將得到的粗鉀通過(guò)洗滌分離和干燥后，得出精鉀。該工藝不僅能浮選出大量氯化鈉，還能排除部分水不溶物，從而提高氯化鉀的精度，使氯化鉀的回收率和氯化鉀品質(zhì)得到提高。與冷分解浮選法相比，反浮選冷結(jié)晶法產(chǎn)出的氯化鉀含量較高、粒徑更大，且水分少。目前，通過(guò)反浮選冷結(jié)晶法制取的氯化鉀產(chǎn)品的回收指標(biāo)為：氯化鉀的品位控制在90%～95%，回收率控制在59%～62%，且平均粒徑達(dá)到0.2 mm，水分含量小于3%.但該工藝仍存在缺點(diǎn)：流程復(fù)雜、操作難度系數(shù)高，且對(duì)浮選和結(jié)晶中的精度要求相當(dāng)高。

3 熱溶結(jié)晶法

熱溶結(jié)晶法是指將光鹵石經(jīng)過(guò)冷分解過(guò)濾后與母液分離得出固相，而氯化鉀和氯化鈉在不同溫度下的溶解度不同，通過(guò)溫差調(diào)節(jié)分離出氯化鈉和氯化鉀。熱溶結(jié)晶法又分全溶結(jié)晶法和冷分解熱溶結(jié)晶法兩種。其中，全溶結(jié)晶法是將光鹵石全部進(jìn)入熱水溶解，再將熱溶液冷結(jié)晶出氯化鉀；而冷分解熱溶結(jié)晶法是指將光鹵石礦冷分解除去氯化鎂，過(guò)濾后再熱熔的一種方法。

日曬法是熱溶結(jié)晶法原理的一種生產(chǎn)氯化鉀的方式。日曬法主要是指把鹵水放入鈉（曬）鹽池中蒸發(fā)，分離出氯化鈉；再將鹵水濃縮后放入光鹵石池中繼續(xù)蒸發(fā)，析出光鹵石，排除老鹵，再加入適量淡水，將光鹵石溶解，最后放入鉀鹽池，氯化鉀則會(huì)自動(dòng)析出；再將鉀鹽池鹵水進(jìn)行濃縮，并返回到鈉鹽池進(jìn)行循環(huán)利用。日曬法對(duì)藥劑的需求不大，但產(chǎn)率較低，且生產(chǎn)活動(dòng)受氣候因素的影響較大。

4 冷卻溶析結(jié)晶—反應(yīng)萃取結(jié)晶耦合結(jié)晶法

該生產(chǎn)工藝是由天津大學(xué)國(guó)家工業(yè)潔凈技術(shù)研究推廣中心自主研發(fā)的。冷卻溶析結(jié)晶—反應(yīng)萃取結(jié)晶耦合結(jié)晶法是將高溫熔浸液以一定的速率降溫，然后加入高鎂母液，使氯化鉀和氯化鎂結(jié)合成光鹵石，待溫度降至終點(diǎn)溫度后，通過(guò)沉降分離、過(guò)濾脫鹵的方式得到液態(tài)和固態(tài)物質(zhì)，并將這兩種物質(zhì)作為下一步反應(yīng)萃取結(jié)晶的原料，利用液態(tài)物質(zhì)提取鹵塊，再將固體物質(zhì)進(jìn)行溶解，提取氯化鉀。在此方法中，反應(yīng)萃取結(jié)晶過(guò)程（包括復(fù)鹽光鹵石溶于水發(fā)生分解反應(yīng)的過(guò)程）較為復(fù)雜。冷卻溶析結(jié)晶—反應(yīng)萃取結(jié)晶耦合結(jié)晶法改變了傳統(tǒng)的光鹵石礦和分解液一次性混合、冷卻、溶析、產(chǎn)固的方法。由于氯化鉀的飽和液中氯化鎂含量的增加利于氯化鉀的析出，為氯化鉀的結(jié)晶提供了動(dòng)力。因此，利用該工藝產(chǎn)出的氯化鉀產(chǎn)品粒度較大、純度較高，符合國(guó)家工業(yè)一級(jí)的氯化鉀產(chǎn)品要求，且具有耗能比傳統(tǒng)工藝低的優(yōu)勢(shì)。但此生產(chǎn)工藝目前僅處于實(shí)驗(yàn)研究階段，還沒(méi)有正式進(jìn)入工業(yè)化，但為今后氯化鉀生產(chǎn)工藝的改革發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語(yǔ)

雖然我國(guó)鹽湖鉀資源豐富，但并不能長(zhǎng)遠(yuǎn)滿(mǎn)足我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求，從目前鉀肥的產(chǎn)量來(lái)看，鉀資源可滿(mǎn)足的用量年限只有短短幾十年。因此，我國(guó)應(yīng)加大對(duì)鉀資源的地質(zhì)勘察力度，建立氯化鉀資源儲(chǔ)備機(jī)制，以滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。在氯化鉀的生產(chǎn)過(guò)程中，企業(yè)應(yīng)積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、工藝和設(shè)備，并深化、吸收，提高自主創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

[1]劉夠生，宋積品，汪瑾，等.反浮選—冷結(jié)晶氯化鉀生產(chǎn)過(guò)程中硫酸鈣旋流分離數(shù)值模擬[J].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)，2010（03）.

[2]黃雪莉，呂秉玲.10 ℃下K+，Ca2+∥Cl-，SO42-，36%NH3-H2O體系相圖的研究[J].高校化學(xué)工程學(xué)報(bào)，2005（10）.

〔編輯：李玨〕

Abstract： In recent years， Chinas output of potash fertilizer usage and increasing， and the main source of Chinas potash fertilizer materials is Salt Lake， which the common potassium chloride salt production process put forward higher requirements. In this regard， it is common to use potassium chloride salt production process were studied for reference.

Key words： common salt lake； potassium chloride； production process； potash