提高氯化鉀收率的新措施

王迪，陳世祥，張金娜

(天津長蘆海晶集團有限公司濱海新區第三分公司，天津300457)

近兩年來，天津長蘆海晶集團有限公司濱海新區第三分公司（以下簡稱第三分公司）針對氯化鉀產品生產過程中遇到的諸多問題，在原料、工藝、設備及管理制度等多方面進行了改進，從而一定程度上提高了氯化鉀產品的收率，本文主要介紹了在提高氯化鉀收率過程中所遇到的問題點及采取的措施。

1 限制氯化鉀收率的最主要原因分析

1.1 生產流程簡述

第三分公司氯化鉀的生產流程見圖1，采用兌鹵法生產氯化鉀，該工藝以鹽田苦鹵為原料，按一定比例摻兌生產過程中的提鉀母液(濃厚鹵),通過高溫濃縮及冷卻結晶, 得到中間產品光鹵石(KCl·MgCl2·6H2O)；再將光鹵石分解洗滌，制得產品氯化鉀。生產工藝流程分為兌鹵、蒸發、保溫沉降、冷卻結晶和分解洗滌等五個工序。通過用蒸汽加熱使鹵水蒸發濃縮，在蒸發出水份的同時，分離出氯化鈉、高溫鹽及光鹵石等固體，鹵水得到濃縮。氯化鈉以二效鹽形式出售，光鹵石生產氯化鉀，光鹵石母液（濃厚鹵）作為生產氯化鎂的原料生產六水氯化鎂。

圖1 氯化鉀生產工藝流程方框圖

1.2 影響收率主要原因分析

氯化鉀產品的收率受生產設備的運行效率、操作人員的能力水平、原料鹵水質量及制度管控等多方面因素影響，本文針對第三分公司在氯化鉀生產過程中遇到的實際問題進行原因分析和討論。

1.2.1 原料鹵水質量

氯化鉀生產的原料為苦鹵，主要含氯化鉀、氯化鎂、氯化鈉、硫酸鎂和硫酸鈣，其中氯化鉀和氯化鎂含量越高，對氯化鉀的生產越有利，由于第三分公司氯化鉀的生產采用兌鹵法，所以苦鹵中氯化鎂含量的高低對氯化鉀收率有著一定影響。第三分公司（原化工廠）2011 年苦鹵平均含氯化鉀30.65g/L，含氯化鎂164.65 g/L，2012 年苦鹵平均含氯化鉀30.28g/L，含氯化鎂161.28 g/L，2013 年苦鹵平均含氯化鉀30.49g/L，含氯化鎂162.38 g/L，根據復曬工區實際生產能力，鹵水質量仍有進一步提升空間。

1.2.2 保溫沉降效果

保溫沉降器運行效果差，保溫沉降器沒有充分發揮對蒸發完成液的沉降分離作用，主要原因有兩點：一是沉降器的溢流圈水平度較差，澄清液在溢流時會偏向沉降器的一側，溢流面積不夠且偏流端的另一側積鹽嚴重。二是由于苦鹵質量的提高，在蒸發工序操作不變的情況下，單位時間內排出的蒸發完成液增多，進入到保溫沉降器的料液流速增大，現有的直徑15m 的保溫沉降器無法滿足正常的沉降過程。以上兩點導致溢流的清液中雜質鹽含量大幅增加，降低光鹵石質量，從而導致分解工序在光鹵石分解洗滌過程中要加入更多的水來溶解氯化鈉和一水硫酸鎂等雜質鹽，分解洗滌加入的水越多，這一過程溶解損失的氯化鉀也就越多，從而降低了氯化鉀的收率。

1.2.3 高溫鹽中氯化鉀的回收

保溫沉降器在固液分離過程中，從沉降器錐底排出的高溫鹽中仍含有一定量的氯化鉀，該部分氯化鉀要通過過濾機進行過濾回收。高溫鹽中含鉀量過高或者過濾機收鹵效率低都會造成氯化鉀收率降低。由于過濾機濾餅吹松區由鼓風機產生的高壓吹風壓力不足，造成局部濾餅未完全脫落而形成往復吸濾，濾餅層結成較密集的濾層，不僅導致過濾機生產運行效率下降，同時也致使過濾阻力上升，吸濾效果下降，高溫鹽濾餅母液含鉀量帶失量增大，影響了氯化鉀的總體收率。在濾餅吹松能力下降時，運行中需用白水或苦鹵來沖洗轉鼓表面，以達到降低過濾阻力的目的，導致回收液的濃度下降,增加了產品能耗。

1.2.4 副生鹵的回收

氯化鉀在生產過程中會通過重力沉降、離心脫鹵等多項工藝進行提純操作，產生的各種母液中還含有一定量的氯化鉀，需要對該部分母液進行回收，稱之為副生鹵。副生鹵的質量、回收率以及回收效果在一定程度上也會影響氯化鉀的收率。第三分公司使用副生鹵沉降器對回收的副生鹵進行沉降分離，除去雜質鹽，溢流的副生鹵清液在管道輸送過程中容易發生堵管現象，影響副生鹵的回收使用。

1.2.5 分解洗滌效率

光鹵石在冷卻結晶析出后，要在光鹵石沉降器中進行固液分離，沉降是否充分直接影響光鹵石的質量以及分解洗滌的效率。由于蒸發工序蒸發完成液過料速度較快，造成光鹵石沉降時間較短，光鹵石沉降不充分，光鹵石離心機需連續運轉，但分離效率較低，產出的光鹵石質量下降，分解洗滌過程中需要加較多的水來溶解雜質氯化鈉和一水硫酸鎂，也會溶解掉一部分氯化鉀，造成氯化鉀收率下降，多加的水通過副生鹵回收的形式又重新回到蒸發工序兌鹵，增加了蒸發工序能耗。

2 提高氯化鉀收率的措施

2.1 提高進罐鹵水質量

第三分公司復曬工區通過合理分配復曬鹵池，優化鹵水調配，不斷提升鹵水質，2013 年～2017 年，鹵水質量穩步提升，達到一個較高水平，具體含量見表1，氯化鉀、氯化鎂含量上升，氯化鈉含量降低，蒸發效率提高，氯化鉀收率得到提高。

表1 氯化鉀生產原料鹵水質量

2.2 提高保溫沉降器運行效率

2.2.1 加強保溫沉降器溢流圈的清理

第三分公司保溫沉降器原溢流圈共有12 個人工清理孔，相鄰清理孔直徑間距較長，在正常生產過程中容易積鹽且不易清理，在苦鹵質量提高，15m 保溫沉降器運行負荷不夠的情況下，積鹽的產生對氯化鉀收率的提高產生了不利影響。為解決此問題，采取的措施是將人工清理孔開孔數量加倍，減少積鹽清理死角。

2.2.2 保溫沉降器溢流圈找水平

找水平時，先通過在保溫沉降器內灌滿水來模擬實際生產時物料對保溫沉降器承重鋼板的變形影響，減少出現空載找水平后，實際生產時溢流圈又偏流嚴重的情況。通過更加精準的溢流圈找水平，基本解決了保溫沉降器溢流圈的嚴重偏流問題，使得保溫沉降器能夠完全發揮沉降作用，減少了澄清液中雜質鹽的含量，提高光鹵石質量，提高了氯化鉀收率。

2.2.3 降低保溫沉降器的運行負荷

在苦鹵質量提高的前提下，如果其他工藝條件不變，則第三分公司現有的保溫沉降器處于超負荷運行，蒸發完成液的流量和流速增大，料液在保溫沉降器內停留時間過短，沉降不完全，雜質鹽氯化鈉和一水硫酸鎂沒有充分析出。在無法增加保溫沉降器負荷能力的前提下，通過調節蒸發工序排料量與沉降器的負荷能力相適應的方法來解決這一問題。在保證料液循環量的情況下，主要采取的措施是降低蒸發工序用汽壓力，降低蒸發罐的蒸發強度，減少蒸發完成液數量，從而使得蒸發完成液能在保溫沉降器中充分沉降。在操作規程允許的前提下，根據當前苦鹵質量的檢測報告，調整蒸汽壓力至0.50～0.55MPa，具體數值根據實際生產情況確定。

2.3 加強高溫鹽中氯化鉀的回收

解決過濾機吹松氣壓力不足的主要措施是將過濾機吹松氣由目前鼓風機提供改進為利用真空泵的一部分排空氣來提供，目前，SK-30A 水環式真空泵排氣量為27m3/min，完全能夠滿足過濾機的濾餅吹松要求，改造前氯化鉀高溫鹽含鉀量3%左右，提高濾餅吸濾效果后，含鉀量降低0.5%左右，從而提高了氯化鉀收率。

2.4 加強副生鹵中氯化鉀的回收

為徹底解決副生鹵在輸送中出現的堵管現象，提高副生鹵沉降器的運行效率，將原有副生鹵沉降器溢流圈排料管道改造為溢流槽，根據溢流液的流速及流量，合理規劃溢流槽下降角度和槽體大小，在解決了管道堵塞問題的前提下，方便了積鹽清理，保證了副生鹵的充分使用，從而提高了氯化鉀收率。

2.5 提高分解洗滌效率

提高光鹵石分解和粗鉀洗滌效率的主要措施是，在蒸發工序降負荷的前提下，充分保證光鹵石在光鹵石沉降器中的沉降時間，嚴格控制光鹵石離心機的開停車時間，避免光鹵石離心機連續運行處理光鹵石含量較低的稀料。同時嚴格控制控速結晶器的轉料時間，保證控速結晶內的粗鉀結晶效果，提高了控速結晶器的運行效率，光鹵石分解及氯化鉀析出結晶的效果更好，雜質鹽含量下降，粗鉀洗滌加水量減少，氯化鉀收率得到提高。

3 采取相關措施后的生產運行效果

采取了上述五個方面的相關措施后，通過實際生產運行情況的檢驗，第三分公司氯化鉀產品在產品單耗方面有所下降，日產量上有所提高，特別是在收率方面，第三分公司2015 年的氯化鉀收率為53.35%，在采取上述提高氯化鉀收率的措施后，2017 年氯化鉀收率提高至58.30%。