CN103204521B - 从含低品位钾的硫酸盐亚型盐湖矿中获得氯化钾的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从含低品位钾的硫酸盐亚型盐湖矿中获得氯化钾的方法，该方法包括以下步骤：⑴将提钾后的老卤用淡水进行调配，形成溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿的溶剂；⑵用溶剂溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿，并利用从热泵中传导过来的热使其充分溶解后，获得高钠高镁的五元体系卤水；⑶将五元体系卤水降至室温后依次经冷冻结晶、过滤分离，分别获得十水硫酸钠和七水硫酸镁及硫酸根重量百分含量低于2%的富含氯化钾的卤水；⑷将步骤⑶获得的富含氯化钾的卤水按常用分离提取钾的方法依次经蒸发除钠、选矿、浮选、浓密、过滤、洗涤及干燥包装获得氯化钾。本发明资源利用率高、无废液排放。

Description

从含低品位钾的硫酸盐亚型盐湖矿中获得氯化钾的方法

技术领域

本发明涉及一种氯化钾生产方法，尤其涉及从含低品位钾的硫酸盐亚型盐湖矿中获得氯化钾的方法。

背景技术

察尔汗盐湖为我国最大的氯化物型盐湖，基本为Na⁺，Mg²⁺，K⁺//Cl^-—H₂O体系，从这个四元体系中获得氯化钾相对比较简单，工艺也比较成熟。采用现行工艺，每生产1吨氯化钾将副产10多吨老卤。国内外生产氯化钾的工艺分为两种：⑴先脱除氯化镁的路线——使光卤石中的氯化镁先分解溶于液相，再将析出的氯化钾和氯化钠分离制取氯化钾。该路线包括冷分解-正浮选法、热溶结晶法。⑵先脱除氯化钠的路线——即先提纯光卤石，再加水使光卤石分解，氯化钾结晶析出。按不同的脱钠方式，工艺路线包括反浮选-冷分解法、4号工艺兑卤法等。

青海柴达木盐湖区为我国主要的盐湖存在区域，其中硫酸盐型盐湖较多，大柴旦、小柴旦、茫崖湖、希里沟湖、柯柯湖、茶卡湖、马海湖、一里萍、东台吉乃尔、西台吉乃尔湖、尕斯库勒湖、涩聂湖、大别勒滩、小别勒滩、达布逊湖、大浪滩等都属于硫酸盐型盐湖。在这些盐湖中存在部分硫酸盐，使得它们的开发比四元体系卤水更加困难。现阶段，对这些盐湖的开发，基本沿用四元体系卤水的开发模式，使得大量硫酸盐没有被利用，甚至大量含有钾和硫酸盐的矿物被遗弃，大量含钾的低品位硫酸盐型盐湖固体矿没有得到利用。

上述技术，都必须经过盐田滩晒工艺，大致流程为：原卤（B卤）输入钠盐池后，经过自然水分蒸发析出NaCl和泻利盐，得到C卤，继续蒸发水分，析出钾混盐，得到E卤，继续蒸发水分，析出光卤石（参见图1）。

盐田滩晒工艺完全依赖于自然条件，基本每年只能进行一个循环。所以增加产量的唯一方法就是增加盐田滩晒面积，基建费用高，占地面积大，难于管理，受自然环境影响较大，洪水、降雨量、大风等自然条件的变化对生产影响较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种资源利用率高、无废液排放的从含低品位钾的硫酸盐亚型盐湖矿中获得氯化钾的方法。

为解决上述问题，本发明所述的从含低品位钾的硫酸盐亚型盐湖矿中获得氯化钾的方法，包括以下步骤：

⑴将提钾后的老卤用淡水进行调配，形成溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿的溶剂，使得该溶剂中钾离子重量百分含量为0.3~0.7%，钠离子重量百分含量为1.0~4.0%，镁离子重量百分含量为2.0~3.0%，氯离子重量百分含量为8.0~14.0%，硫酸根重量百分含量为 3.0~5.0%；

⑵用所述溶剂溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿，并利用从热泵中传导过来的热，使其在40~50℃温度下进行充分溶解，30~90min后分离获得钾离子重量百分含量为1.2~4.0%，钠离子重量百分含量为1.3~4.0%，镁离子重量百分含量为3.0~5.0%，氯离子重量百分含量为11.0~20.0%，硫酸根重量百分含量为5.0~8.0%的高钠高镁的五元体系卤水；

⑶将所述五元体系卤水降至室温后依次经冷冻结晶、过滤分离，分别获得十水硫酸钠和七水硫酸镁及硫酸根重量百分含量低于2%的富含氯化钾的卤水；同时，将冷冻时放出的热量用所述热泵传递到所述步骤⑵中用于低品位矿的溶解；

⑷将所述步骤⑶获得的富含氯化钾的卤水按常用分离提取钾的方法依次经蒸发除钠、选矿、浮选、浓密、过滤、洗涤及干燥包装获得氯化钾。

所述步骤⑵含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿中钾离子重量百分含量为2.0~3.0%，钠离子重量百分含量为20.0~23.0%，镁离子重量百分含量为2.0~3.0%，氯离子重量百分含量为37.0~45.0%，硫酸根重量百分含量为5.0~8.0%。

所述步骤⑶中的冷冻结晶的温度为0~-10℃，时间为2~4h。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明整个过程做到了老卤、含钾低品位硫酸盐型盐湖矿、热量的综合利用，因此，有效提高了资源利用率。

2、本发明所用原料易得，工艺简单且过程控制不再完全依赖自然条件的限制即可快速获得氯化钾产品，同时，整个过程无废液排放，具有绿色工艺的特点。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为现有技术的工艺流程。

具体实施方式

实施例1    从含低品位钾的硫酸盐亚型盐湖矿中获得氯化钾的方法，包括以下步骤：

⑴将大浪滩茫崖兴元钾肥有限责任公司现有的提钾后的夏季老卤用淡水进行调配，形成溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿的溶剂，使得该溶剂中钾离子重量百分含量为0.62%，钠离子重量百分含量为4.0%，镁离子重量百分含量为2.82%，氯离子重量百分含量为11.05%，硫酸根重量百分含量为5.0%。

⑵用溶剂溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿，并利用从热泵中传导过来的热，使其在40℃温度下进行充分溶解，90min后分离获得钾离子重量百分含量为1.81%，钠离子重量百分含量为1.88%，镁离子重量百分含量为3.76%，氯离子重量百分含量为11.47%，硫酸根重量百分含量为5.68%的高钠高镁的五元体系卤水。

其中：含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿中钾离子重量百分含量为2.88%，钠离子重量百分含量为22.63%，镁离子重量百分含量为2.02%，氯离子重量百分含量为38.72%，硫酸根重量百分含量为6.5%。

⑶将五元体系卤水降至室温后，在温度为-10℃的条件下冷冻结晶2h，然后采用低温离心机进行过滤分离，分别获得十水硫酸钠和七水硫酸镁及硫酸根重量百分含量低于1.02%的富含氯化钾的卤水；同时，将冷冻时放出的热量用热泵传递到步骤⑵中用于低品位矿的溶解。

⑷将步骤⑶获得的富含氯化钾的卤水按常用分离提取钾的方法依次经蒸发除钠、选矿、浮选、浓密、过滤、洗涤及干燥包装获得氯化钾。

实施例2    从含低品位钾的硫酸盐亚型盐湖矿中获得氯化钾的方法，包括以下步骤：

⑴将大浪滩茫崖兴元钾肥有限责任公司现有的提钾后的冬季老卤用淡水进行调配，形成溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿的溶剂，使得该溶剂中钾离子重量百分含量为0.35%，钠离子重量百分含量为2.05%，镁离子重量百分含量为2.56%，氯离子重量百分含量为8.47%，硫酸根重量百分含量为 3.50%。

⑵用溶剂溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿，并利用从热泵中传导过来的热，使其在50℃温度下进行充分溶解，30min后分离获得钾离子重量百分含量为2.06%，钠离子重量百分含量为1.42%，镁离子重量百分含量为5.0%，氯离子重量百分含量为15.23%，硫酸根重量百分含量为5.04%的高钠高镁的五元体系卤水。

其中：含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿中钾离子重量百分含量为2.0%，钠离子重量百分含量为20.12%，镁离子重量百分含量为2.98%，氯离子重量百分含量为37. 0%，硫酸根重量百分含量为5.80%。

⑶将五元体系卤水降至室温后，在温度为0℃的条件下冷冻结晶2h，然后采用低温离心机进行过滤分离，分别获得十水硫酸钠和七水硫酸镁及硫酸根重量百分含量低于1.83%的富含氯化钾的卤水；同时，将冷冻时放出的热量用热泵传递到步骤⑵中用于低品位矿的溶解。

⑷将步骤⑶获得的富含氯化钾的卤水按常用分离提取钾的方法依次经蒸发除钠、选矿、浮选、浓密、过滤、洗涤及干燥包装获得氯化钾。

实施例3    从含低品位钾的硫酸盐亚型盐湖矿中获得氯化钾的方法，包括以下步骤：

⑴将大浪滩茫崖兴元钾肥有限责任公司现有的提钾后的冬季老卤用淡水进行调配，形成溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿的溶剂，使得该溶剂中钾离子重量百分含量为0.3%，钠离子重量百分含量为1.0%，镁离子重量百分含量为2.0%，氯离子重量百分含量为8.0%，硫酸根重量百分含量为 3.0%。

⑵用溶剂溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿，并利用从热泵中传导过来的热，使其在45℃温度下进行充分溶解，60min后分离获得钾离子重量百分含量为1.2%，钠离子重量百分含量为1.3%，镁离子重量百分含量为3.0%，氯离子重量百分含量为11.0%，硫酸根重量百分含量为5.0%的高钠高镁的五元体系卤水。

其中：含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿中钾离子重量百分含量为2.53%，钠离子重量百分含量为20.0%，镁离子重量百分含量为2.0%，氯离子重量百分含量为40.0%，硫酸根重量百分含量为5.0%。

⑶将五元体系卤水降至室温后，在温度为-5℃的条件下冷冻结晶3h，然后采用低温离心机进行过滤分离，分别获得十水硫酸钠和七水硫酸镁及硫酸根重量百分含量低于2.0%的富含氯化钾的卤水；同时，将冷冻时放出的热量用热泵传递到步骤⑵中用于低品位矿的溶解。

⑷将步骤⑶获得的富含氯化钾的卤水按常用分离提取钾的方法依次经蒸发除钠、选矿、浮选、浓密、过滤、洗涤及干燥包装获得氯化钾。

实施例4    从含低品位钾的硫酸盐亚型盐湖矿中获得氯化钾的方法，包括以下步骤：

⑴将大浪滩茫崖兴元钾肥有限责任公司现有的提钾后的冬季老卤用淡水进行调配，形成溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿的溶剂，使得该溶剂中钾离子重量百分含量为0.7%，钠离子重量百分含量为3.56%，镁离子重量百分含量为3.0%，氯离子重量百分含量为14.0%，硫酸根重量百分含量为 4.50%。

⑵用溶剂溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿，并利用从热泵中传导过来的热，使其在42℃温度下进行充分溶解，70min后分离获得钾离子重量百分含量为4.0%，钠离子重量百分含量为4.0%，镁离子重量百分含量为4.21%，氯离子重量百分含量为20.0%，硫酸根重量百分含量为8.0%的高钠高镁的五元体系卤水。

其中：含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿中钾离子重量百分含量为3.0%，钠离子重量百分含量为23.0%，镁离子重量百分含量为3.0%，氯离子重量百分含量为45.0%，硫酸根重量百分含量为8.0%。

⑶将五元体系卤水降至室温后，在温度为-8℃的条件下冷冻结晶4h，然后采用低温离心机进行过滤分离，分别获得十水硫酸钠和七水硫酸镁及硫酸根重量百分含量低于2.0%的富含氯化钾的卤水；同时，将冷冻时放出的热量用热泵传递到步骤⑵中用于低品位矿的溶解。

⑷将步骤⑶获得的富含氯化钾的卤水按常用分离提取钾的方法依次经蒸发除钠、选矿、浮选、浓密、过滤、洗涤及干燥包装获得氯化钾。

应用实例：

大浪滩钾矿田位于青海省柴达木盆地西部，隶属青海海西蒙古族藏族自治州茫崖行政委员会管辖。矿田范围为北起阿尔金山山前，南到茶（卡）茫（崖）公路，油墩子以北，东起察汗斯拉图的碱山，西至青新公路咸水泉东侧。

大浪滩梁中钾矿床由大浪滩、梁西、梁南、梁东四个凹地组成。是一个固液钾矿并存，以卤水钾矿为主，共（伴）生石盐、芒硝、镁盐、硼等多种矿产资源。

固体矿自下而上分为K1~K7七个矿层，其中K6、K7钾矿层深埋5m左右，KCl含量最高，矿石中氯化钾品位1.06~30.06%，一般6~15%。

液体矿自上而下分为W5-W1五个卤水钾矿层，其中W5-W4为上部含矿层，W4具有潜水和承压水双层结构，W5为潜水型含矿层。下部含矿层W3-W1为承压水型。卤水的化学类型以硫酸镁亚型卤水为主，局部为硫酸钠和氯化物型。卤水的矿化度都在300g/l以上。潜卤水矿层结构简单，水位埋深0.29~2.25米，孔隙度1.93~25.13%，给水度3.96~14.4%，矿层厚度大，易于开采。

大浪滩卤水的化学类型以硫酸镁亚型卤水为主，局部为硫酸钠和氯化物型。矿区西部为硫酸盐型卤水及盐田光卤石。

青海省海西州大浪滩茫崖兴元钾肥有限责任公司，现建设有一套产能为年生产45万吨氯化钾的生产设备，但受限于原料不足，达不到产能。使用本发明后大大提高了产能，并最大限度地利用了资源，减少了资源浪费，具有综合利用盐湖资源的示范意义。 

Claims (1)

1.从含低品位钾的硫酸盐亚型盐湖矿中获得氯化钾的方法，包括以下步骤：

⑴将提钾后的老卤用淡水进行调配，形成溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿的溶剂，使得该溶剂中钾离子重量百分含量为0.3~0.7%，钠离子重量百分含量为1.0~4.0%，镁离子重量百分含量为2.0~3.0%，氯离子重量百分含量为8.0~14.0%，硫酸根重量百分含量为 3.0~5.0%；

⑵用所述溶剂溶解含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿，并利用从热泵中传导过来的热，使其在40~50℃温度下进行充分溶解，30~90min后分离获得钾离子重量百分含量为1.2~4.0%，钠离子重量百分含量为1.3~4.0%，镁离子重量百分含量为3.0~5.0%，氯离子重量百分含量为11.0~20.0%，硫酸根重量百分含量为5.0~8.0%的高钠高镁的五元体系卤水；所述含低品位钾的硫酸盐型盐湖固体矿中钾离子重量百分含量为2.0~3.0%，钠离子重量百分含量为20.0~23.0%，镁离子重量百分含量为2.0~3.0%，氯离子重量百分含量为37.0~45.0%，硫酸根重量百分含量为5.0~8.0%；

⑶将所述五元体系卤水降至室温后依次经冷冻结晶、过滤分离，分别获得十水硫酸钠和七水硫酸镁及硫酸根重量百分含量低于2%的富含氯化钾的卤水；同时，将冷冻时放出的热量用所述热泵传递到所述步骤⑵中用于低品位矿的溶解；所述冷冻结晶的温度为0~-10℃，时间为2~4h；

⑷将所述步骤⑶获得的富含氯化钾的卤水按常用分离提取钾的方法依次经蒸发除钠、选矿、浮选、浓密、过滤、洗涤及干燥包装获得氯化钾。