CN101249972B - 一种钾盐的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钾盐的生产方法，步骤包括：钾矿物分解、浮选、废卤两级过滤回用、湿料过滤、洗涤、离心、干燥得到产品。本发明解决了现有钾盐生产技术存在的淡水消耗量大、钾离子损失多、浮选废卤排放量大以及盐田有机污染等问题。本发明具有工艺路线简单，淡水消耗量小，钾离子回收率高，浮选废卤排放量少，资源利用率高等特点。
Description
技术领域：
本发明涉及钾的氯化物，具体属于一种钾盐的生产方法。
背景技术：
我国是一个钾盐消费大国，但又是一个钾资源十分匮乏的国家，我国的钾盐储量主要集中在青海柴达木盆地和新疆塔里木盆地，而钾盐主要以氯化钾为主，该钾盐的主要生产方法为“冷结晶—浮选”联合工艺法，该工艺要求先将含钾矿物加水分解得到氯化钾结晶析出，然后进入浮选工序借助浮选剂的作用对目标产品进行选择性浮选分离达到提纯产品的目的，此工艺能量消耗低、建设投资少、技术工艺简单，但生产过程耗水量巨大，这导致水盐体系平衡破坏，钾离子收率降低，废卤排放量增加，资源浪费严重。据研究和实践表明浮选药剂对钾矿物的分解结晶产生抑制作用，因此浮选废卤未被直接利用，目前被抛弃的废卤已经形成浩大的湖区，排到湖区的废卤，除一部分沉淀结晶外(MgCl2·6H2O)，其中绝大部分在储存过程中流失，通过渗漏的形式重返到盐湖的原生卤水中，长期下去必然造成原卤水的化学组成失调，危害盐湖资源的进一步开发，而且增加了钾回收成本和能源消耗，降低了设备的运转效率和有机物的降解速度。当前，在以保护生态环境为前提、提高资源利用为目的、实现可持续发展为宗旨的理念下，企业如何改善这种耗水量大、废卤量大、产品收率低的现状是亟待解决的问题。
美国、智利、以色列等国家，是目前世界上盐湖卤水资源开发利用最合理、最先进的国家，开发模式是卤水资源的综合利用和系列产品的开发，以此来最大限度的降低生产成本、减少产业污染，但在钾盐收率方面也存在资源浪费等现象，如美国犹他州大盐湖矿物浮选后，从浮选槽出来的废卤直接排入盐田，通过蒸发结晶回收少量钾盐。
国内由于技术的制约还不能实现卤水资源的综合利用，对于浮选废卤的处理主要是排入湖区(据估计察尔汗地区每生产1吨氯化钾将排出30吨左右的废卤，从2000年开始，仅察尔汗地区的昆仑矿业公司和盐湖集团的废卤排放量就约1亿m3/a)，废卤的任意排放，既降低矿区矿物品位，又污染资源。目前关于浮选废卤的利用也有许多新技术，如化学工业部连云港设计研究院发明的“一种兑卤制取低钠光卤石的方法”，CN1608995将浮选废卤(F点卤水)与光卤石饱和卤水(E点卤水)以一定比例在兑卤器中混合得到低钠光卤石，但工艺兑卤不能精确掌握，系统回收率低，资源浪费严重；再如有人提出浮选废卤回灌溶解钾的技术，即将废卤、淡水配成一定比例的溶剂回灌至盐湖溶解固体钾矿，该技术存在有机污染，流程复杂，不易操作等问题；还有CN1587047中的魏君英提出包括废卤的预晒、摊晒、储存、冷冻分离、粗氯化钾的溶解和结晶、晶体氯化钾精制的一套关于利用浮选废卤的方法，但过程繁琐、操作复杂，而且钾离子收率不稳定。因此，寻求一种经济合理的废卤的回用方法就显得重要和紧迫。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种能减少淡水消耗量和废卤排放量，提高钾收率的钾盐生产方法。
本发明提供的一种钾盐生产方法，包括以下步骤：
(1)将钾矿物、水以重量比1∶0.3～0.6加入分解槽中，并将钾矿物重量的0.03～0.08‰的除钙剂配制成5‰的水溶液也加入分解槽中，同时将生产过程中产生的钾矿物重量0.1～0.6的精制浮选废卤和0.1～0.4的分解洗涤液加入分解槽中，设定搅拌速度300～400rpm，室温下分解20～40分钟，生成含有氯化钾和氯化钠晶体的混合浆料；
(2)上述混合浆料进入浮选槽中，分别按钾矿物重量的0.2～0.4‰和0.02～0.04‰加入捕收剂和起泡剂，同时鼓入空气，将氯化钾泡沫从浮选废卤中浮选出来；
(2)上述混合浆料进入浮选槽中，分别按钾矿物重量的0.2～0.4‰和0.02～0.04‰加入捕收剂和起泡剂，同时鼓入空气，将氯化钾泡沫从浮选废卤中浮选出来；
(3)将浮选出氯化钾泡沫后的浮选废卤用一级滤布过滤，除去固体颗粒，再经过二级滤布过滤，除去废卤中的有机物，得到的精制浮选废卤送入储罐；
(4)浮选出的氯化钾泡沫经过滤，过滤得到的滤液再经过二级滤布过滤，除去废卤中的有机物，得到精制的浮选废卤送入储罐；过滤得到的氯化钾滤饼再经淡水洗涤，离心，离心得到分解洗涤液送入储罐；离心得到氯化钾湿料，干燥得到氯化钾产品。
所述步骤(1)中的钾矿物可以为光卤石、钾石盐或其混盐等。
所述步骤(1)中的除钙剂可以为羧甲基纤维素(CMC)、纤维素衍生物、木质素(木素磺酸钠)、淀粉(羧基)、糊精等。
所述步骤(2)中的捕收剂可以为盐酸十八胺(ODA)、烷基硫酸钠(SDS)等。
所述步骤(2)中的起泡剂可以为松醇油、乙二醇酯等。
所述步骤(3)中一级滤布孔径为200～500μm，固体颗粒为氯化钠以及不溶物，二级滤布孔径为45～100μm，废卤中的有机物主要为捕收剂、起泡剂和有机除钙剂等有机物。滤渣截留在滤布上，定时清理，并进行反冲洗。经过两级过滤处理，得到有机物含量为零的精制废卤，对滤渣可进行集中处理。
所述步骤(3)中的精制浮选废卤加入步骤(1)中的的分解槽中，主要用于调浆，减小分解槽的固液比，防止发生压槽现象。
与现有技术相比本发明具有如下优点和效果：
1、通过回用两级过滤后的精制浮选废卤，可以减少分解槽的加水量20～30％，使全流程耗水量降低到理论水平，同时也缓解了水资源紧张的压力。
2、该方法降低了分解槽的需水量，减少了氯化钾的溶解量，提高了晶体氯化钾的回收率2～4％。
3、精制的浮选废卤回用后，减少废卤的排放量20～30％，也减少了有机物的面源污染。
附图说明：
图1本发明一种钾盐生产工艺流程示意图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明
实施例1
按照图1所示的一种钾盐生产的工艺进行实验，实验原料来源于青海察尔汗盐湖，生产实验步骤：
1、称取10kg原料光卤石(KCl：19.07％，NaCl：18.32％，MgCl2：27.51％，CaSO4：0.42％)和量取3.20L淡水放入分解槽中，并在分解槽中加入用500mg羧甲基纤维素配制的5‰水溶液，用于去除原料光卤石中的硫酸钙和黏土等杂质，同时分别从分解洗涤液贮罐中和精制浮选废卤贮罐中量取1.60L分解洗涤液(KCl：11.06％，NaCl：2.04％，MgCl2：1.11％，CaSO4：0.35％，ρ＝1.26g/ml)和3.20L的精制浮选废卤(KCl：4.22％，NaCl：4.84％，MgCl2：18.06％，CaSO4：0.14％，ρ＝1.40g/ml)加入分解槽中，搅拌速度为320rpm，原料在室温下(本实施例温度为10℃)分解30分钟后生成含有氯化钾和氯化钠晶体颗粒的混合浆料。
2、上述混合浆料进入浮选槽中，分别加入20ml盐酸十八胺捕收剂溶液和30mg松醇油起泡剂，氯化钾颗粒与加入的浮选药剂在浮选槽中吸附结合，并在空气的鼓动下浮出液面，得到氯化钾泡沫。
3、将浮选出氯化钾泡沫后剩余的浮选废卤用一级滤布过滤，除去固体颗粒，再经过二级滤布过滤，除去废卤中的有机物，然后将得到的精制浮选废卤储存于贮罐中用于分解槽中的矿物再分解，过滤后的废盐与废渣进行集中处理。
4、浮选出的氯化钾泡沫经过带机过滤浓缩成滤饼后进入洗涤槽洗涤，带机过滤后的滤液经过二级滤布过滤得到精制的浮选废卤，也将其储存于贮罐中，洗涤槽中的滤饼在搅拌的条件下加入淡水洗净氯化钠，洗涤耗水量为1.30L，洗涤后的湿料进入离心机离心脱水，离心脱水后的液体为分解洗涤液，将其储存于贮罐中；离心得到氯化钾湿料，干燥得到氯化钾产品1.29kg。
采用SFG(Sum Frequency Generation)方法先对浮选槽里的废卤中有机物含量进行分析， 分析结果为：十八胺：6.25μg/ml，松醇油：2.68μg/ml，羧甲基纤维素：0.57μg/ml，同时对二级过滤后的精制浮选废卤中有机物含量进行检测，检测结果如下：十八胺：0μg/ml，松醇油：0μg/ml，羧甲基纤维素：0μg/ml。对产品和精制废卤的质量称量和组成分析，得出的实验结果如表1
比较例2
1、称取10kg原料光卤石(KCl：19.07％，NaCl：18.32％，MgCl2：27.51％，CaSO4：0.42％)、量取5.40L淡水和2.60L分解洗涤液(KCl：11.06％，NaCl：2.04％，MgCl2：1.11％，CaSO4：0.35％，ρ＝1.26g/ml)放入分解槽中，并在分解槽中加入用500mg羧甲基纤维素配制的5‰水溶液，用于去除原料光卤石中的硫酸钙和黏土等杂质，搅拌速度为320rpm，原料在室温下(本比较例温度为10℃)分解30分钟后生成含有氯化钾和氯化钠晶体颗粒的混合浆料。
2、上述混合浆料进入浮选槽中，分别加入20ml盐酸十八胺捕收剂溶液和30mg松醇油起泡剂，氯化钾颗粒与加入的浮选药剂在浮选槽中吸附结合，并在空气的鼓动下浮出液面，得到氯化钾泡沫。
3、浮选出的氯化钾泡沫经过带机过滤浓缩成滤饼后进入洗涤槽洗涤，洗涤槽中的滤饼在搅拌的条件下加入淡水洗净氯化钠，洗涤耗水量为0.80L，洗涤后的湿料进入离心机离心脱水，然后经过干燥得到氯化钾产品1.20kg。实验得出的结果见表1。
表1实施例和比较例结果
Claims (6)
1.一种钾盐的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将钾矿物、水以重量比1∶0.3～0.6加入分解槽中，并将钾矿物重量的0.03～0.08‰的除钙剂配制成5‰的水溶液也加入分解槽中，同时将生产过程中产生的钾矿物重量0.1～0.6的精制浮选废卤和0.1～0.4的分解洗涤液加入分解槽中，设定搅拌速度300～400rpm，室温下分解20～40分钟，生成含有氯化钾和氯化钠晶体的混合浆料；
(2)上述混合浆料进入浮选槽中，分别按钾矿物重量的0.2～0.4‰和0.02～0.04‰加入捕收剂和起泡剂，同时鼓入空气，将氯化钾泡沫从浮选废卤中浮选出来；
(3)将浮选出氯化钾泡沫后的浮选废卤用一级滤布过滤，除去固体颗粒，再经过二级滤布过滤，除去废卤中的有机物，得到的精制浮选废卤送入储罐；
(4)浮选出的氯化钾泡沫经过滤，过滤得到的滤液再经过二级滤布过滤，除去废卤中的有机物，得到精制的浮选废卤送入储罐；过滤得到的氯化钾滤饼再经淡水洗涤，离心，离心得到分解洗涤液送入储罐；离心得到氯化钾湿料，干燥得到氯化钾产品。
2.如权利要求1所述的钾盐生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中的钾矿物为光卤石、钾石盐或其混盐。
3.如权利要求1所述的钾盐生产方法，其特征在于，所述步骤(1)中的除钙剂为羧甲基纤维素、纤维素衍生物、木质素、淀粉或糊精。
4.如权利要求1所述的钾盐生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中的捕收剂为盐酸十八胺或烷基硫酸钠。
5.如权利要求1所述的钾盐生产方法，其特征在于，所述步骤(2)中的起泡剂为松醇油或乙二醇酯。
6.如权利要求1所述的钾盐生产方法，其特征在于，所述步骤(3)中一级滤布孔径为200～500μm，二级滤布孔径为45～100μm。
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