鉀肥生產(chǎn)中尾鹽水的有效利用

陳祥

(青海鹽湖元通鉀肥有限公司， 青海 格爾木 81600)

鉀肥生產(chǎn)中尾鹽水的有效利用

陳祥

(青海鹽湖元通鉀肥有限公司， 青海 格爾木 81600)

尾鹽水是鉀肥生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢液，因含鉀量高，必須回收利用。本文以某公司生產(chǎn)為例，探討了鹽田回收尾鹽水的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題，希望能夠?qū)ν袠I(yè)生產(chǎn)有一定的借鑒作用。

尾鹽水；兌鹵；回收

0 引言

某公司自2005年建廠以來(lái)，隨著車間不斷改造，從最初的二十萬(wàn)噸鉀肥產(chǎn)量逐年大幅遞增到如今的七十萬(wàn)噸。生產(chǎn)車間日排出的尾鹽水量也從最初的每小時(shí)400多m3，大幅增加到現(xiàn)在的每小時(shí)超過(guò)1000m3。其波美度一般在27—29oBe'之間，KCl含量基本上一直在4%以上，含鉀量很高。為了有效利用鉀資源，提高KCl回收率，某公司一直對(duì)該部分尾鹽水進(jìn)行鹽田回收，重新曬制成光鹵石礦后返回車間生產(chǎn)鉀肥。由于該尾鹽水含鉀量較高，在蒸發(fā)過(guò)程中存在一段鉀石鹽析出階段，如果將該部分尾鹽水直接進(jìn)入到光鹵石池中曬礦，則曬出的光鹵石含NaCl量會(huì)很高(含有大量的鉀石鹽)，影響光鹵石質(zhì)量和車間回收率；如果將該部分尾鹽水按正常工藝操作，經(jīng)灘曬至E點(diǎn)后再進(jìn)入光鹵石池中曬礦，則勢(shì)必會(huì)損失掉一部分KCl無(wú)法回收。

1 尾鹽水回收中相關(guān)技術(shù)探討

某公司采用的尾鹽水回收技術(shù)方案為：采用兌鹵的方法全部回收尾鹽水，首先對(duì)車間排出的尾鹽水先采樣化驗(yàn)，用相應(yīng)溫度相圖作杠桿分析，確定與老鹵的兌鹵比例后按比例兌入老鹵進(jìn)行摻兌，然后灘曬至E點(diǎn)(即：成礦鹵水點(diǎn)。為防止鉀損失，成礦鹵水點(diǎn)可稍提前點(diǎn))最后進(jìn)入到光鹵石池中曬制光鹵石。

（1）尾鹽水回收中采取兌鹵工藝的相關(guān)技術(shù)探討 兌鹵的目的：在一定的外部條件下，如蒸發(fā)量、降雨量、氣溫及風(fēng)等不變時(shí)，鹵水(包括尾鹽水)組成發(fā)生變化，其結(jié)晶路線就要發(fā)生相應(yīng)變化，析出的光鹵石礦的性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變化；在鹵水(包括尾鹽水)組成、性質(zhì)一定時(shí)，外界氣象因素的變化(例溫度降低等情況)首先使鹵水中各種組份的相對(duì)含量發(fā)生變化即溶解度發(fā)生變化，接著使各階段析鹽礦物種類、數(shù)量發(fā)生變化，這樣鹽田中光鹵石礦的組成和性質(zhì)也要發(fā)生變化。因此，當(dāng)鹵水蒸發(fā)中有鉀石鹽析出階段時(shí)，必須要進(jìn)行兌鹵。

（2）兌鹵原理 鹵水中摻兌一定量含MgCl2高的光鹵石母液后，由于Cl—的同離子效應(yīng)，使NaCl溶解度減小而析出，MgCl2的溶解度因比NaCl大得多，雖然兌鹵后Cl—濃度增大了，但MgCl2并不飽和，故不析出，因而兌鹵后鹵水組成發(fā)生了很大變化，使MgCl2/KCl比值大大提高，因而避免了鉀石鹽的析出。

（3）兌鹵原則 ①當(dāng)鹵水中MgCl2/KCl比值小于各月份相應(yīng)溫度E點(diǎn)(即光鹵石點(diǎn))MgCl2/KCl值時(shí)，進(jìn)行兌鹵。通過(guò)分析鹵水組份，根據(jù)相圖中點(diǎn)確定與老鹵的兌鹵比例。兌鹵點(diǎn)一般以相應(yīng)溫度下E點(diǎn)作為兌鹵點(diǎn)，目的是在不析出鉀石鹽的情況下，盡量少兌入老鹵水，以減少設(shè)備的空運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)約能源，同時(shí)可以減少因多兌入老鹵而帶來(lái)的蒸發(fā)量的減少，有利于縮短曬礦周期。

②當(dāng)鹵水中MgCl2/KCl比值大于各月份相應(yīng)溫度E點(diǎn)(即光鹵石點(diǎn))MgCl2/KCl比值時(shí)，不再進(jìn)行兌鹵。這種情況實(shí)際上就是根據(jù)近幾年原鹵形成的成礦鹵水情況的數(shù)據(jù)，MgCl2/KCl比值幾乎都在10以上，根本不需要“兌鹵”。

③各種特定溫度下E點(diǎn)鹵水MgCl2/KCl比值及KCl/ NaCl比值，察爾汗地區(qū)各月份參考的鹵溫?cái)?shù)據(jù)表：

（4）某公司多年來(lái)尾鹽水情況 根據(jù)某公司2006年以來(lái)至2014年間尾鹽水?dāng)?shù)據(jù)，車間尾鹽水組分基本為KCl%大于4%、NaCl%大于5%、MgCl2%約等于16%，通過(guò)上述尾鹽水MgCl2/KCl比值的分析發(fā)現(xiàn)，該尾鹽水MgCl2/KCl比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于10℃下的MgCl2/KCl比值9.52及20 ℃下的MgCl2/KCl比值7.87，表明該尾鹽水在自然蒸發(fā)結(jié)晶過(guò)程中存在著很長(zhǎng)的鉀石鹽析出階段，如果不采取任何工藝措施，而將其直接進(jìn)入光鹵石礦池用于曬制原礦的話，則會(huì)在原礦中結(jié)晶出大量雜質(zhì)NaCl，嚴(yán)重影響了原礦品位，給生產(chǎn)車間帶來(lái)一系列不利影響，使生產(chǎn)成本大幅度上揚(yáng)。對(duì)于這種情況，必須采取兌鹵工序來(lái)調(diào)整該尾鹽水的MgCl2/KCl比值，使其符合相應(yīng)溫度下光鹵石結(jié)晶點(diǎn)(即E點(diǎn))的MgCl2/KCl比值，才能保證曬制的原礦品位達(dá)到合理要求。

相圖分析：根據(jù)圖示，對(duì)P線來(lái)講，P1點(diǎn)上水質(zhì)好于P2點(diǎn)及P3點(diǎn)，其中P1點(diǎn)與P3點(diǎn)存在鉀石鹽析出階段，需要加入老鹵進(jìn)行調(diào)節(jié)，以消除鉀石鹽段，否則，如果將該兩線上鹵水在剛析出鉀石鹽時(shí)提前進(jìn)入光鹵石池的話，則生產(chǎn)的光鹵石原礦質(zhì)量很差，光鹵石中含氯化鈉量很高，對(duì)后系統(tǒng)浮選工藝很不利，反之，將析出鉀石鹽之后到達(dá)E點(diǎn)的鹵水開(kāi)始進(jìn)入光鹵石池曬礦，勢(shì)必又造成大量氯化鉀的損失。因此，采用兌鹵的方法就可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題，其中P1點(diǎn)只需加入少量老鹵即可進(jìn)入E點(diǎn)，水質(zhì)明顯優(yōu)于P3點(diǎn)，而P2點(diǎn)的鎂鉀比值很高，表明鹵水含鉀量較低，光鹵石析出段較短，生產(chǎn)同等量光鹵石原礦的產(chǎn)量較少，水質(zhì)不如P1點(diǎn)。 從P1、P2、P3的結(jié)晶路線來(lái)講，P1與P3存在鉀石鹽析出段，而P2則直接進(jìn)入光鹵石相區(qū)。

圖1 Na+、K+、Mg++/Cl——H2O四元水鹽體系25℃相圖

2 問(wèn)題與討論

（1）鹽田光鹵石加淡水分解可以得到KCl和NaCl的混合物，其分解母液理論上應(yīng)該為飽和鹵水，以15℃為例，其分解母液組成理論上應(yīng)為KCl%2.76%、 NaCl%1.83%、MgCl2%25.60%，但實(shí)際上排放的尾鹽水KCl%遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2.78%、MgCl2%卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于25.40%，表明加工廠生產(chǎn)中使用了大量淡水造成的，由此產(chǎn)生以下兩個(gè)問(wèn)題：一是大量KCl被淡水溶解，又返回鹽田，造成車間KCl產(chǎn)量減小，收率下降，同時(shí)排回鹽田重新曬礦，產(chǎn)生二次拉運(yùn)費(fèi)用；二是若產(chǎn)生飽和鹵水，則在鹽田可以與老鹵直接兌鹵生產(chǎn)一部分低鈉光鹵石，由于大量淡水進(jìn)入，使尾鹽水不飽和，鹽田回收時(shí)必須走兌鹵析鹽路線，將大量溶解的NaCl經(jīng)兌鹵析出去后，再進(jìn)入光鹵石池重新曬制光鹵石。

針對(duì)以上問(wèn)題，今后鉀肥生產(chǎn)過(guò)程中要嚴(yán)禁過(guò)多的使用淡水，這在任何同類鉀肥生產(chǎn)中必須嚴(yán)格遵守的工藝紀(jì)律，以確保等量使用原礦而鉀肥產(chǎn)量不減產(chǎn)，同時(shí)也避免二次光鹵石拉運(yùn)費(fèi)用。

（2）根據(jù)車間近期鉀肥生產(chǎn)情況，由于鹽田生產(chǎn)中低濃度鹵水與高濃度鹵水混合，曬制的光鹵石礦中產(chǎn)生大量細(xì)鹽，造成車間收率下降及影響到鉀肥產(chǎn)品的質(zhì)量。

針對(duì)細(xì)鹽問(wèn)題，鹽田生產(chǎn)中一定要注意避免新老鹵的摻兌使用，每個(gè)礦池進(jìn)鹵時(shí)嚴(yán)格按照一次性進(jìn)鹵，灘曬到老鹵點(diǎn)后徹底排干凈殘留老鹵水，再一次性進(jìn)鹵，灘曬過(guò)程中不再隨意摻兌不同濃度鹵水，避免生成的光鹵石中含有細(xì)鹽，影響加工車間生產(chǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

①尾鹽水是鉀肥生產(chǎn)過(guò)程中排放的含鉀母液水，為有效利用鉀資源，必須對(duì)其進(jìn)行回收再利用。針對(duì)鉀肥生產(chǎn)車間存在的過(guò)量使用淡水的情況，今后必須嚴(yán)格工藝紀(jì)律，確保排放的尾鹽水組分含量接近光鹵石飽和點(diǎn)，以提高KCl回收率和產(chǎn)量，同時(shí)降低鹽田二次曬礦和拉運(yùn)費(fèi)用。②鹽田回收尾鹽水時(shí)，根據(jù)尾鹽水與老鹵水組份，嚴(yán)格按兌鹵比例進(jìn)行操作，確保曬制的光鹵石礦優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。③鹽田灘曬過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行一池一鹵，一次性灌滿后中間不再摻入新鹵，避免曬制的光鹵石中夾雜大量細(xì)粒級(jí)NaCl，影響車間生產(chǎn)。