鉀肥生產中尾鹽水的有效利用

郭亮(青海鹽湖工業股份有限公司，青海 格爾木 816000)

0 引言

鉀肥生產出現的尾鹽水將會對環境帶來極為嚴重的污染，通過針對尾鹽水進行回收利用，不僅能夠降低尾鹽水處理時對環境帶來的影響，還能夠通過提取尾鹽水中的鉀元素，來為化肥生產行業的持續發展提供幫助，因此，有必要對鉀肥生產過程中的尾鹽水回收利用進行研究。

1 尾鹽水回收中的兌鹵技術

1.1 兌鹵工藝流程

某公司在開展尾鹽水的回收時，其所采用的主要處理方案，就是利用兌鹵法來完成尾鹽水的回收處理，以此來提高尾鹽水中鉀元素的二次利用率，并降低尾鹽水的處理難度。該公司在回收尾鹽水的過程中，需要優先針對生產期間出現的尾鹽水來進行采樣與化驗，然后結合溫度相圖做出合理分析，以此來掌握尾鹽水與鹵水之間的兌鹵比例，然后結合比例進行混合液的摻兌處理。在兌鹵完成后，則需要進行灘曬處理。在灘曬階段中，為了避免鉀元素出現嚴重損失，可以結合實際情況將成礦鹵水點適當提前。灘曬完畢后則要在光鹵石池中進行曬制，以此來形成光鹵石[1]。

1.2 兌鹵的目的

通常情況下，在外界條件達到一定程度后，兌鹵完成液將會發生反應，此時結晶路線將會產生變化，離析出的光鹵石性質將會隨著外界條件的變化而出現改變。在保證兌鹵完成液的組成、性質不會發生改變時，外界條件如溫度條件發生改變后，就會導致鹵水中各種不同成分的相對含量出現改變，此時將會對溶解度造成非常大的影響，然后就會促使各個階段所析出的鹽礦物種類、數量隨之出現改變，從而影響到處于鹽田之中的光鹵石成分與性質。所以為了提高效率與質量，就需要針對鹵水蒸發期間能夠析出鉀石鹽的階段進行兌鹵作業，以此來保證成分的穩定性。

1.3 兌鹵的原理

通過在鹵水中兌入一定含量具有高氯化鎂的光鹵石母液之后，就會因為氯離子自身具備的同離子效應，而導致氯化鈉因為溶解度的下降而析出，此時因為氯化鎂的溶解度遠遠大于氯化鈉，所以在兌鹵完成后，即便氯離子的濃度出現了提升，但是此時的氯化鎂并不會出現飽和狀態，所以氯化鎂不會被析出。經過兌鹵處理后的鹵水，其中的成分發生了非常大的改變，此時便會導致氯化鎂與氯化鉀的占比出現大幅增加，避免鉀石鹽成分的析出。

1.4 兌鹵原則

在兌鹵法的使用過程中，為了保證質量，需要遵循以下兌鹵原則：第一，在氯化鎂與氯化鉀的占比量低于相應溫度E 點時，需要開展兌鹵作業，但是在兌鹵作業正式開始前，應該針對鹵水組分做出細致分析，然后確定尾鹽水與鹵水的兌鹵比例[2]。通常情況下，在兌鹵過程中應該將相應溫度E 點當作兌鹵點，然后利用兌鹵，在保證不會析出鉀石鹽的條件下，降低老鹵水的兌鹵比例，這樣能夠有效減輕設備在空運轉情況下所造成的損耗，達到節約能源的效果。而且還能夠有效降低因為老鹵兌入過多造成的蒸發量降低的問題，曬礦時間將會因此而縮短。第二，在鹵水中氯化鎂以及氯化鉀的比例大于相應溫度E 點值后，則不需要開展兌鹵作業，因為在這種先決條件下，氯化鎂與氯化鉀的比值相對較高，因此無需開展兌鹵作業。

2 案例分析

在某鹽湖鉀肥公司中，其規模為20 萬t/a 的生產車間，排出的尾鹽水數量將達到700～800 m3/h，經過澄清之后的尾鹽水，其波美度將會在28～30°Bé。氯化鉀的質量能夠達到3%，所以為了增加公司中鉀資源的利用率，就需要適當提高尾鹽水中氯化鉀的回收率。因為尾鹽水中的鉀含量相對較高，所以在蒸發階段中將會出現析出鉀石鹽的情況。若將尾鹽水送入光鹵石池中進行曬礦，則光鹵石中的氯化鈉將會有所提升，從而對光鹵石的品質造成影響。而在尾鹽水按照常規處理方式進行操作，即灘曬到E 點后在進行曬礦，則會導致氯化鉀出現浪費的現象，所以需要利用兌鹵的方式來開展尾鹽水的鉀資源回收工作，以此來提高鉀資源的回收效率。

在開展試驗的過程中，該公司一共收集了三種不同波美度的尾鹽水作為原材料。在開展兌鹵操作時，三種尾鹽水在經過攪拌之后，均產生了部分少量晶體，攪拌階段出現晶體數量小于兌鹵完成之后，總鹵水量的1%，經過分析可以得出，該晶體的主要成分為氯化鈉，并在其中摻雜了數量較少的光鹵石與高鎂母液。試驗過程中，鹵水溫度將會全程控制在25 ℃左右，用以防止溫度變化所帶來的影響。在試驗階段發現，當尾鹽水的波美度≤30°Bé 時，在兌鹵完成后的攪拌階段將會出現少量氯化鈉晶體，在溫度25 ℃時，結合相圖與E 點比值，其最終兌鹵數量可以控制在8∶1，但是由于晝夜交替將會促使鹵水的溫度發生微小的變化，所以在兌鹵過程中需要將鎂鉀比值適量提高，例如，在兌鹵時將比例控制在7∶1。因為在兌鹵期間存在氯化鈉晶體少量析出的情況，所以兌鹵完成之后的鹵水，其氯化鈉的實際含量將會略微小于理論數據。經過試驗后，得出了以下結論：第一，通過利用的兌鹵的方式來完成尾鹽水的處理，能夠有效避免出現鉀石鹽的情況，增加尾鹽水中鉀資源的回收利用效率[3]。第二，在高溫季節時，可以按照7∶1～8∶1 的比例進行兌鹵，此時便可以基本滿足尾鹽水回收利用的實際需求。而在低溫季節中則需要結合溫度相圖合理添加老鹵，以此來提升鎂鉀之間的比值。第三，尾鹽水在外界溫度達到25 ℃左右時，作為不飽和鹵水在與老鹵進行摻兌后并不會以結晶的方式形成光鹵石，而是只會有少量的氯化鈉晶體因為飽和度過高而析出。所以經過摻兌處理之后的鹵水，在正式進入光鹵石池之前，并不會發生光鹵石結晶損失的問題，即便是在低溫季節，同樣應該在尾鹽水中光鹵石并沒有徹底飽和之前完成兌鹵作業。第四，尾鹽水在波美度相對較低時，其最終獲得的兌鹵效果將會達到最佳，即在氯化鉀沒有析出之前進行兌鹵能夠提升尾鹽水中鉀資源的回收利用質量。

3 尾鹽水利用存在的問題與解決措施

氯化鉀與氯化鎂的混合物質屬于鹽田中光鹵石在淡水分解時出現的物質。通常情況下，飽和鹵水能夠在光鹵石分解期間，發揮出母液分級的效果，在利用尾鹽水生產氯化鉀時，通常尾鹽水中氯化鈉的實際數量會大于理論數量，而淡水資源的大規模消耗則是導致氯化鈉實際占比過高的主要原因。在生產階段，淡水資源的大規模使用將會導致部分氯化鉀在溶解之后重新進入鹽田，這種情況將會對氯化鉀的最終產能造成一定影響，降低回收尾鹽水時的氯化鉀產量。在部分氯化鉀重新進入鹽田后，需要重新開展曬礦作業，然而在經歷過二次曬礦以及二次拉運后，氯化鉀的生產成本將會大幅提高，從而對經濟效益帶來影響。在氯化鉀的生產階段，如果尾鹽水屬于飽和鹵水，則可以選擇在鹽田內部直接開展兌鹵操作，但是在大量使用淡水資源時，則會因為尾鹽水存在不飽和問題而導致氯化鉀的產量降低，所以應該適當降低對于淡水資源的利用，找出淡水資源與兌鹵作業之間的平衡點，以此來提高尾鹽水的利用率。

在對尾鹽水進行處理時，應該著重注意以下三點：第一，尾鹽水的回收利用可以促使氯化鉀的使用效率得到顯著提升，所以在面對鉀肥生產車間大量消耗淡水的問題時，需要合理加強兌鹵施工時的工藝品質，以此來保證排放出的尾鹽水組分能夠接近光鹵石自身的飽和點，從而避免在浪費淡水資源的同時降低氯化鉀的生產質量。而且通過工藝、紀律的優化還能夠在提高氯化鉀回收質量的同時降低二次曬礦以及拉運時的資金成本；第二，在利用鹽田進行尾鹽水回收時，必須根據尾鹽水與老鹵之間的組分來嚴格按照兌鹵比例實現兌鹵作業，這樣才能夠保證曬制出的光鹵石其質量得以滿足生產所需；第三，在鹽田灘曬期間應該嚴格按照一池一鹵的方式來完成同批次灘曬，避免在灘曬期間因為額外摻入鹵水而導致灘曬質量受到影響，若灘曬時額外摻入鹵水，便會導致經過曬制的光鹵石中含有大量氯化鈉，從而降低尾鹽水的回收質量[4]。

每個地區的鹽湖都是當地生產氯化鉀的重要場所，因此在處理尾鹽水時，需要注意環境問題，老鹵將會對鹽湖周邊的環境帶來影響，鹽湖作為曬制光鹵石期間留下的產物，其周邊環境將會在老鹵的作用下而遭到破壞，所以還應該通過合理構建管理機關的方式，來完成老鹵的針對性處理，從而保證鹽湖的可持續發展。在鉀肥生產期間，通過強化尾鹽水的有效利用能夠促使氯化鉀的使用率得到大幅提升，從而為公司額外增加經濟效益，但是在回收利用的過程中，卻必須結合實際情況找出更加適合的氯化鉀生產方式，只有這樣才能夠有效提高尾鹽水的處理效率、回收質量，否則就會在尾鹽水的處理過程中，因為資源消耗等各種問題而導致公司效益下滑。

4 結語

總而言之，在鉀肥生產過程中，尾鹽水的利用極為關鍵，通過加強對于尾鹽水的利用，不僅能夠有效減少尾鹽水對于周圍環境所帶來的影響，還能夠通過增加氯化鉀的使用率來提高公司的經濟效益。相信隨著更多人了解到尾鹽水回收處理的重要性，尾鹽水的處理方式一定會變得更加完善。