分析常見鹽湖氯化鉀生產(chǎn)工藝運用

秦照明

摘 要：近年來，我國鉀肥的用量和產(chǎn)量不斷增加，而我國鉀肥材料的主要來源是鹽湖，這就對常見鹽湖氯化鉀的生產(chǎn)工藝提出了更高的要求。對此，就常見鹽湖氯化鉀生產(chǎn)工藝的運用進行研究，以供參考。

關鍵詞：常見鹽湖；氯化鉀；生產(chǎn)工藝；鉀肥

中圖分類號：TS396 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）14-0038-01

在氯化鉀的生產(chǎn)工藝中，化學沉淀法、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、操作過程復雜、產(chǎn)品質量低的特點。本文對氯化鉀生產(chǎn)的主要工業(yè)應用方法：工藝冷分解—浮選發(fā)、反浮選—冷結晶法、熱熔結晶法和冷卻溶析結晶—反應萃取接近耦合結晶法分別作了介紹。

1 冷分解浮選法

冷分解浮選法是指在采出光鹵石礦后進行脫鹵，得到濕光鹵石礦，再加淡水對濕光鹵石礦進行冷分解（KCL—MgCl2—H2O體系的冷結晶過程），混合料漿放入水洗塔中，再加入藥劑進行粗選，通過高鎂母液進行兩次精選，得出精氯化鉀和尾礦的方法。冷分解浮選法是由國外引進的，它在國內實現(xiàn)的時間要比國外晚了近60年，但仍實現(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。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、工藝流程簡單的優(yōu)點，但該工藝也存在一些缺點：①系統(tǒng)回收率低，產(chǎn)品質量低，且不易提高。冷分解浮選法中，氯化鉀的回收率只有40%～50%，距離最高標準的90%～92%還相差很遠。另外，冷分解浮選法對原礦的穩(wěn)定性要求較高，在工藝操作過程中對操作控制的要求非常嚴格。②通過冷分解浮選法產(chǎn)出的氯化鉀產(chǎn)品粒度細，分離和干燥都很困難，粒度<0.88 mm（-170目）的占81.10%.

2 反浮選冷結晶法

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

目前，反浮選冷結晶法在整個世界氯化鉀的生產(chǎn)工藝中占有領先地位。我國的鉀鹽重地察爾汗經(jīng)歷了10年的開發(fā)，主要是對鹽田中的光鹵石開發(fā)加工。在光鹵石的提取過程中，通過分離將氯化鈉含量低于6%的光鹵石進行結晶控速分解，將得到的粗鉀通過洗滌分離和干燥后，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得到提高。與冷分解浮選法相比，反浮選冷結晶法產(chǎn)出的氯化鉀含量較高、粒徑更大，且水分少。目前，通過反浮選冷結晶法制取的氯化鉀產(chǎn)品的回收指標為：氯化鉀的品位控制在90%～95%，回收率控制在59%～62%，且平均粒徑達到0.2 mm，水分含量小于3%.但該工藝仍存在缺點：流程復雜、操作難度系數(shù)高，且對浮選和結晶中的精度要求相當高。

3 熱溶結晶法

熱溶結晶法是指將光鹵石經(jīng)過冷分解過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，通過溫差調節(jié)分離出氯化鈉和氯化鉀。熱溶結晶法又分全溶結晶法和冷分解熱溶結晶法兩種。其中，全溶結晶法是將光鹵石全部進入熱水溶解，再將熱溶液冷結晶出氯化鉀；而冷分解熱溶結晶法是指將光鹵石礦冷分解除去氯化鎂，過濾后再熱熔的一種方法。

日曬法是熱溶結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，氯化鉀則會自動析出；再將鉀鹽池鹵水進行濃縮，并返回到鈉鹽池進行循環(huán)利用。日曬法對藥劑的需求不大，但產(chǎn)率較低，且生產(chǎn)活動受氣候因素的影響較大。

4 冷卻溶析結晶—反應萃取結晶耦合結晶法

該生產(chǎn)工藝是由天津大學國家工業(yè)潔凈技術研究推廣中心自主研發(fā)的。冷卻溶析結晶—反應萃取結晶耦合結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合成光鹵石，待溫度降至終點溫度后，通過沉降分離、過濾脫鹵的方式得到液態(tài)和固態(tài)物質，并將這兩種物質作為下一步反應萃取結晶的原料，利用液態(tài)物質提取鹵塊，再將固體物質進行溶解，提取氯化鉀。在此方法中，反應萃取結晶過程（包括復鹽光鹵石溶于水發(fā)生分解反應的過程）較為復雜。冷卻溶析結晶—反應萃取結晶耦合結晶法改變了傳統(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，為氯化鉀的結晶提供了動力。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，符合國家工業(yè)一級的氯化鉀產(chǎn)品要求，且具有耗能比傳統(tǒng)工藝低的優(yōu)勢。但此生產(chǎn)工藝目前僅處于實驗研究階段，還沒有正式進入工業(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。

5 結束語

雖然我國鹽湖鉀資源豐富，但并不能長遠滿足我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的需求，從目前鉀肥的產(chǎn)量來看，鉀資源可滿足的用量年限只有短短幾十年。因此，我國應加大對鉀資源的地質勘察力度，建立氯化鉀資源儲備機制，以滿足農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。在氯化鉀的生產(chǎn)過程中，企業(yè)應積極引進國外先進技術、工藝和設備，并深化、吸收，提高自主創(chuàng)新。

參考文獻

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〔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