CN107244680B

CN107244680B - 一种利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺

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Publication number: CN107244680B
Application number: CN201710548074.2A
Authority: CN
Inventors: 夏适; 谢超; 孙成高; 汤建良; 李昱昀; 甘顺鹏; 季荣
Original assignee: China Bluestar Changsha Design and Research Institute
Current assignee: China Bluestar Chonfar Engineering and Technology Co Ltd
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2020-03-31
Anticipated expiration: 2037-07-06
Also published as: CN107244680A

Abstract

一种利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺，包括以下步骤：（1）将硫酸盐型卤水注入氯化钠盐田中，自然摊晒；（2）将二级光卤石矿破碎，分解、浮选、分离、洗涤，得到氯化钾精矿和浮选氯化钾后的尾矿，（3）将一级光卤石矿破矿后，分解、脱卤，得到软钾镁矾精矿和转化母液；（4）将氯化钾精矿和软钾镁矾精矿混合，得混合钾矿；生成硫酸钾和二转母液；固液分离后，将固体硫酸钾洗涤、干燥后，得到硫酸钾产品；分离得到的液体即二转母液。本发明弥补了利用低硫钾比光卤石矿生产硫酸钾现有技术的不足，充分回收利用尾盐中的钾离子及硫酸根离子，具有成本低、原料利用率高和无污染的特点。

Description

一种利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺

技术领域

本发明涉及一种以硫酸盐型卤水蒸发产出低硫钾比（质量百分比）的含泻利盐光卤石矿为原料生产硫酸钾的方法，属于盐化工技术领域。

背景技术

硫酸钾是制造各种钾盐如碳酸钾、过硫酸钾等的基本原料；玻璃工业用作沉清剂，染料工业用作中间体，香料工业用作助剂等。医药工业还用作缓泻剂、治疗可溶性钡盐中毒等。硫酸钾在农业上是常用的钾肥，氧化钾含量50%，在台湾俗称为"白加里"。此外，硫酸钾在工业上还用于玻璃、染料、香料、医药等领域。以硫酸盐型卤水生产硫酸钾，国内外均是把卤水蒸发生产的盐田钾混盐加工生产硫酸钾。

在现有技术中，CN 100383045C公开了一种以硫酸盐卤水蒸发得到的钾混盐为原料生产硫酸钾的方法，该方法的工艺流程为转化筛分、过滤、硫酸钾合成、过滤干燥得产品四个，过滤工序得到的软钾母液经兑卤工序得低钠光卤石，低钠光卤石经分解过滤得氯化钾固体和氯化钾母液，氯化钾固体进入硫酸钾合成工序。

CN 1817794A公开了一种以硫酸盐卤水生产的钾混盐和光卤石为原料生产硫酸钾的方法。该方法将晒制的钾混盐经转化、分解和浮选得到软钾镁矾，再与光卤石矿加水分解、浮选得到氯化钾加水转化合成硫酸钾。

上述两种利用硫酸盐型卤水生产硫酸钾的方法仅适用于原料卤水硫钾比较大的原料，且盐田中需产出相应的钾混盐和光卤石矿。而针对硫钾比较低的卤水（特别是青海），且盐田钾混盐主要产出含泻利盐的光卤石矿，若用此方法生产硫酸钾，盐田得到的一级光卤石矿硫钾比偏低（质量比SO₄ ^2-/K⁺＜2.5），达不到磨矿转化—浮选软钾镁矾的理想工艺条件，容易造成浮选产率低且软钾镁矾品位偏低，从而影响硫酸钾的生产和品质。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种成本低、原料利用率高的利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺，包括以下步骤：

（1）将硫酸盐型卤水注入氯化钠盐田中，自然摊晒至泻利盐开始析出后，将卤水注入泻利盐盐田，摊晒析出一部分氯化钠和泻利盐后，将卤水注入一级光卤石盐田中，析出一级光卤石矿，自然摊晒成符合二级光卤石阶段盐田的卤水，排出一级光卤石盐田后导入二级光卤石盐田，继续蒸发，卤水达到二级光卤石盐田的卤水排出标准时，得到二级光卤石矿，晒制二级光卤石矿后的卤水即老卤注入老卤盐田；

所述硫酸盐型卤水中的硫酸根离子：钾离子质量比=2.5～7.0:1。钾离子在盐田中主要以光卤石的形式存在。

盐田摊晒走水可依次分为氯化钠盐田、泻利盐盐田、一级光卤石盐田、二级光卤石盐田和老卤盐田。

一级光卤石盐田的卤水注入标准是，使得一级光卤石盐田析出的一级光卤石矿中硫酸根离子与钾离子的重量之比为1.85～2.5。一级光卤石盐田析出的矿物为一级光卤石矿，即钾镁混盐，该一级光卤石矿中钾离子含量为5～8wt%，主要含有氯化钠、泻利盐和光卤石（或还含有少量氯化钾）。光卤石中钾离子总质量占钾镁混盐中钾离子总质量的80%～100%。

二级光卤石盐田的卤水注入标准是，使得二级光卤石盐田中析出的二级光卤石矿中的钾离子质量：一级光卤石矿中的钾离子质量=1.0～1.7:1.0。二级光卤石盐田中析出的矿物为二级光卤石矿，二级光卤石矿中钾离子含量为7～11wt%，氯化钠含量＜5.0wt%；为低钠光卤石，主要含有泻利盐、光卤石和少量氯化钠。

二级光卤石盐田的卤水排出标准是以盐田卤水中钾离子的重量百分数为标准的，其数值应＜0.3%；

（2）将步骤（1）所得二级光卤石矿破碎，按二级光卤石矿：水或微咸水：洗涤混合钾后二转母液（刚开始没有洗涤混合钾后二转母液，直接不添加）=1:0.10～0.50：0.3～0.8的重量比，将水或微咸水及洗涤混合钾后二转母液进行分解、浮选、分离、洗涤，得到氯化钾精矿和浮选氯化钾后的尾矿，浮选氯化钾后的尾矿脱卤后返回步骤（3）重复使用；

各步骤中，所述微咸水，为含盐量≤5wt%的水。

浮选氯化钾后的尾矿主要为泻利盐和少量的氯化钾及氯化钠；

各步骤中加入的母液如洗涤混合钾后二转母液、转化母液等，在工艺开始之初时，没有母液，直接不加入母液处理。

（3）将步骤（1）所得一级光卤石矿破矿后，按一级光卤石矿：水或微咸水：转化母液（刚开始没有转化母液，直接不添加）1:0.10～0.60：0.30～0.70的重量比，将水或微咸水及转化母液混合后经分解、脱卤，脱卤后所得固体软钾镁矾中间产品与步骤（2）所得浮选氯化钾后的尾矿混合，使得混合物中硫酸根离子与钾离子的质量比为2.8～3.7︰1，再按脱卤后所得固体软钾镁矾中间产品：水或微咸水：洗涤混合钾后二转母液（刚开始没有洗涤混合钾后二转母液，直接不添加）=1:0.10～0.50：0.2～0.6的重量比混合后经转化、浮选、分离，得到软钾镁矾精矿和转化母液；

所得软钾镁矾精矿可洗涤以提高纯度。转化母液可返回到步骤（3）中参与一级光卤石矿的分解。

洗涤混合钾后二转母液与转化母液分别返回参与光卤石与一级光卤石矿的分解，有利于提高光卤石分解收率，提高钾离子总体收率。

一级光卤石矿脱卤后所得固体软钾镁矾中间产品中加入浮选氯化钾后的尾矿，是为调节软钾镁矾转化时物料系统点，使软钾镁矾物料结晶线延长，产率提高；同时，使浮选后的母液物料系统点向后移，返回盐田后缩短了结晶路线，使钾盐析出更为集中，在一定程度提高一级光卤石矿中钾盐品位。

洗涤混合钾后二转母液加入主要是参与软钾镁矾的转化与调浆。

进一步，控制转化水温至18.0℃～22.0℃；当转化水温低于15.0℃时，不利于转化，尾矿中K⁺含量会升高。

（4）将步骤（2）所得氯化钾精矿和步骤（3）所得软钾镁矾精矿混合，得混合钾矿（可采用二转母液洗涤）；再按氯化钾精矿：软钾镁矾精矿：水或微咸水=1:1.2～2.0：1.4～2.1的重量比加水或微咸水混合，在35℃～60℃的条件下转化40～90分钟，软钾镁矾和氯化钾发生复分解反应，生成硫酸钾和二转母液；固液分离后，将固体硫酸钾洗涤、干燥后，得到硫酸钾产品；分离得到的液体即二转母液，将二转母液返回洗涤混合钾矿，洗涤后即为洗涤混合钾后二转母液，可返回步骤（2）和步骤（3）重复使用。

各步骤中多余的母液返回一级光卤石盐田重复使用。

氯化钾精矿和软钾镁矾精矿的混合比例按照K⁺、Mg²⁺//Cl^-、SO₄ ^2-—H₂O四元体系介稳相图指导，调节混合钾组分点位于硫酸钾相区，并尽量靠近硫酸钾顶点与硫酸钾、氯化钾和软钾镁矾三相共饱点的连线处。

加水量控制复分解反应后的液体组成点位于并尽量接近K⁺、Mg²⁺//Cl^-、SO₄ ^2-—H₂O四元体系介稳相图中硫酸钾、软钾镁矾和氯化钾处于三相共饱点处。

根据经验和相图理论分析：洗涤混合钾后二转母液K⁺含量高，钾损失主要为母液损失，且母液中Na+含量较低，而软钾镁矾精矿和氯化钾精矿中会有一定量母液夹带，且Cl^-和Na⁺含量较高，考虑降低氯化钾精矿和软钾镁矾精矿中Cl^-和Na⁺含量，以减少氯化钠的带入量，提高硫酸钾产品收率和纯度。因此采用洗涤混合钾后二转母液洗涤氯化钾精矿和软钾镁矾精矿，洗涤后的母液一部分返回参与二级光卤石分解，剩余母液返回一级光卤石矿分解调浆或返回一段光卤石盐田。此工艺较传统工艺加水量较小，产品收率高，硫酸钾高钾母液完全返回，高钾母液零排放，同时解决了软钾精矿过滤难的问题。

本发明针对低硫钾比盐湖卤水生产硫酸钾硫钾比不匹配、钾离子综合收率低的难题，通过将泻利盐后阶段并入到光卤石前阶段，在转化—合成软钾镁矾过程中添加一定量低钠光卤石矿分解浮选脱卤后的尾矿来转化浮选软钾镁矾，光卤石后阶段析出的低钠光卤石经加水—分解—浮选后获得氯化钾产品，以浮选获得的软钾镁矾精矿和氯化钾精矿为原料合成硫酸钾产品的工艺路线，该工艺弥补了利用低硫钾比光卤石矿生产硫酸钾现有技术的不足，充分回收利用尾盐中的钾离子及硫酸根离子，具有成本低、原料利用率高和无污染的特点。

本发明说明书技术方案以及各实施例中，除另有说明的外，其余百分比均为质量百分比。

具体实施方式：

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

本实施案中，硫酸盐型卤水选用国内青海某盐湖卤水，原卤组成如下：K⁺0.446%、Mg²⁺3.12%、Cl^-15.11%、SO₄ ^2-2.97%、Na⁺4.96%、H₂O73.394%。

（1）将硫酸盐型卤水注入氯化钠盐田中，自然摊晒至泻利盐开始析出后，将卤水注入泻利盐盐田，摊晒析出一部分氯化钠和泻利盐后，将卤水注入一级光卤石盐田中，析出一级光卤石矿，自然摊晒成符合二级光卤石阶段盐田的卤水，排出一级光卤石盐田后导入二级光卤石盐田，得到一级光卤石矿，一级光卤石矿质量组成如下：K⁺5.52%、Mg²⁺7.61%、Cl^-26.57%、SO₄ ^2-12.87%、Na⁺5.72%、H₂O41.71%。

二级光卤石盐田，继续蒸发，卤水达到二级光卤石盐田的卤水排出标准时，得到二级光卤石矿，晒制二级光卤石矿后的卤水即老卤注入老卤盐田；使得二级光卤石盐田中析出的二级光卤石矿中的钾离子质量：一级光卤石矿中的钾离子质量=1.0～1.7:1.0。光卤石中钾离子总质量占钾镁混盐中钾离子总质量的80%～100%。

所得二级光卤石矿质量组成如下：K⁺8.83%、Mg²⁺8.50%、Cl^-29.43%、SO₄ ^2-7.04%、Na⁺1.15%、H₂O45.05%。

二级光卤石盐田的卤水排出标准是以盐田卤水中钾离子的重量百分数为标准的，其数值＜0.3%；

（2）将步骤（1）所得二级光卤石矿送至氯化钾车间，经破碎后的二级光卤石矿、水与洗涤混合钾后二转母液（刚开始没有洗涤混合钾后二转母液，直接不添加）按重量比1：0.15：0.63混合，经分解、浮选、分离、淋洗后，制得氯化钾精矿和浮选氯化钾后的尾矿，氯化钾精矿组成为：K⁺41.96%、Mg²⁺1.45%、Cl^-41.77%、SO₄ ^2-3.06%、Na⁺0.45%、H₂O11.31%，分离的母液组成为：K⁺2.04%、Mg²⁺5.71%、Cl^-18.18%、SO₄ ^2-3.50%、Na⁺1.46%、H₂O69.11%,浮选氯化钾后的尾矿组成为：K⁺1.46%、Mg²⁺8.92%、Cl^-5.44%、SO₄ ^2-35.25%、Na⁺2.67%、H₂O46.26%。

（3）将步骤（1）所得一级光卤石矿送至软钾镁矾车间，先破碎，破碎后的一级光卤石矿、水与转化母液（刚开始没有转化母液，直接不添加）按重量比1：0.12：0.51混合，经分解、脱卤，制得固体软钾镁矾中间产品和分离的母液，所得固体软钾镁矾中间产品质量组成为：K⁺7.37%、Mg²⁺5.23%、Cl^-23.29%、SO₄ ^2-19.24%、Na⁺9.93%、H₂O34.94%,分离的母液组成为：K⁺2.21%、Mg²⁺5.67%、Cl^-19.88%、SO₄ ^2-3.54%、Na⁺2.42%、H₂O66.28%，软钾镁矾中间产品与步骤（2）所得浮选氯化钾后的尾矿按重量比1:0.18混合，使得混合物中硫酸根离子与钾离子的质量比为3.5︰1，再按软钾镁矾中间产品、水与洗涤混合钾后的二转母液（刚开始没有洗涤混合钾后二转母液，直接不添加）按重量比1：0.20：0.31混合，经转化、浮选、分离、洗涤得到软钾镁矾精矿和转化母液，转化母液可返回到步骤（3）中参与一级光卤石矿的分解。软钾镁矾精矿组成为K⁺16.21%、Mg²⁺6.23%、Cl^-4.17%、SO₄ ^2-42.98%、Na⁺1.97%、H₂O28.44%，所得尾盐组成为K⁺1.97%、Mg²⁺1.59%、Cl^-46.21%、SO₄ ^2-5.34%、Na⁺28.21%、H₂O16.68%，分离出来的转化母液组成为：K⁺2.67%、Mg²⁺4.76%、Cl^-15.46%、SO₄ ^2-7.44%、Na⁺2.89%、H₂O66.78%。

本步骤中，转化时，控制转化水温至18.0℃～22.0℃。

（4）将步骤（2）所得的氯化钾精矿、步骤（3）所得软钾精矿按1:1.33的质量比混合，混合后经二转母液返回洗涤（刚开始没有二转母液，则不洗涤），再按氯化钾精矿：软钾镁矾精矿：水=1:1.33：1.78的重量比加水混合，转化温度控制40℃，转化时间为1h，过滤、洗涤后得到硫酸钾湿产品和二转母液，硫酸钾湿产品组成为：K⁺41.09、Mg²⁺0.0898%、Cl^-0.452%、SO₄ ^2-50.67%、Na⁺0.23%、H₂O7.4682%，二转母液组成为：K⁺7.97、Mg²⁺2.93%、Cl^-13.64%、SO₄ ^2-4.82%、Na⁺0.85%、H₂O69.79%,将二转母液返回洗涤混合钾矿，洗涤后即为洗涤混合钾后二转母液，可返回步骤（2）和步骤（3）重复使用；洗涤混合钾后二转母液组成为：K⁺5.66%、Mg²⁺3.09%、Cl^-15.87%、SO₄ ^2-4.54%、Na⁺3.21%、H₂O67.63%。固液分离后，将固体硫酸钾洗涤、干燥后，得到硫酸钾产品。

各步骤中多余的母液返回一级光卤石盐田重复使用。

本实施例所得硫酸钾产品经干燥后质量达到《农业用硫酸钾》(GB 20406-2006)粉末结晶状优等品要求，其中氧化钾（K2O）的质量分数为53.49%，氯离子（Cl^-）的质量分数为0.443%，水分（H2O）的质量分数为0.07%（≤2.0%），游离酸0.13%。

GB20406-2006 《农业用硫酸钾》国家标准修改后内容如表1所示。

注：以水为介质的硫酸钾生产工艺方法为水盐体系法，包括硫酸盐盐湖卤水法、芒硝法、硫铵法、缔置法、泻利盐法等。

实施例2：

本实施例中，硫酸盐型卤水选用国内某盐湖卤水，原卤组成如下：K⁺0.613%、Mg²⁺2.97%、Cl^-15.33%、SO₄ ^2-2.27%、Na⁺4.96%、H₂O73.857%。

（1）将硫酸盐型卤水注入氯化钠盐田中，自然摊晒至泻利盐开始析出后，将卤水注入泻利盐盐田，摊晒析出一部分氯化钠和泻利盐后，将卤水注入一级光卤石盐田中，析出一级光卤石矿，自然摊晒成符合二级光卤石阶段盐田的卤水，得到一级光卤石矿，一级光卤石矿质量组成如下：K⁺7.06%、Mg²⁺6.52%、Cl^-28.08%、SO₄ ^2-16.58%、Na⁺7.47%、H₂O34.29%。排出一级光卤石盐田后导入二级光卤石盐田，继续蒸发，卤水达到二级光卤石盐田的卤水排出标准时，得到二级光卤石矿，晒制二级光卤石矿后的卤水即老卤注入老卤盐田；所得二级光卤石矿质量组成如下：K⁺10.16%、Mg²⁺8.51%、Cl^-31.02%、SO₄ ^2-8.66%、Na⁺1.98%、H₂O39.67%。使得二级光卤石盐田中析出的二级光卤石矿中的钾离子质量：一级光卤石矿中的钾离子质量=1.0～1.7:1.0。光卤石中钾离子总质量占钾镁混盐中钾离子总质量的80%～100%。

（2）将步骤（1）所得二级光卤石矿送至氯化钾车间，经破碎后的二级光卤石矿、水与洗涤混合钾后的二转母液（刚开始没有洗涤混合钾后二转母液，直接不添加）按重量比1：0.23：0.61混合，经分解、浮选、分离、洗涤后，制得氯化钾精矿和浮选氯化钾后的尾矿，氯化钾精矿组成为：K⁺37.82%、Mg²⁺1.68%、Cl^-40.49%、SO₄ ^2-4.97%、Na⁺3.17%、H₂O11.87%，分离的母液组成为：K⁺2.02%、Mg²⁺5.52%、Cl^-18.36%、SO₄ ^2-3.48%、Na⁺1.80%、H₂O68.82%,浮选氯化钾后的尾矿组成为：K⁺1.79%、Mg²⁺9.27%、Cl^-3.18%、SO₄ ^2-36.65%、Na⁺0.80%、H₂O48.31%；浮选氯化钾后的尾矿脱卤后返回步骤（3）重复使用；

（3）将步骤（1）所得一级光卤石矿送至软钾镁矾车间，先破碎，破碎后的一级光卤石矿、水与转化母液按重量比1：0.14：0.64混合，经分解、脱卤，制得软钾镁矾中间产品，所得软钾镁矾中间产品质量组成为：K⁺9.53%、Mg²⁺6.27%、Cl^-19.68%、SO₄ ^2-24.81%、Na⁺6.99%、H₂O32.72%,分离的母液组成为：K⁺1.99%、Mg²⁺5.56%、Cl^-18.98%、SO₄ ^2-3.74%、Na⁺2.27%、H₂O67.46%，软钾镁矾中间产品与步骤（2）所得浮选氯化钾后的尾矿按重量比1:0.25混合，使得混合物中硫酸根离子与钾离子的质量比为3.6︰1，再按脱卤后所得固体软钾镁矾中间产品：水：洗涤混合钾后二转母液（刚开始没有洗涤混合钾后二转母液，直接不添加）重量比1：0.24：0.35混合，控制转化水温至18℃～22℃；经转化、浮选、分离、洗涤得到软钾镁矾精矿，其组成为K⁺15.96%、Mg²⁺6.32%、Cl^-6.63%、SO₄ ^2-39.88%、Na⁺1.90%、H₂O29.31%，所得尾盐组成为K⁺1.91%、Mg²⁺1.35%、Cl^-48.10%、SO₄ ^2-4.51%、Na⁺29.53%、H₂O14.60%，分离的转化母液组成为：K⁺2.57%、Mg²⁺4.51%、Cl^-15.48%、SO₄ ^2-7.34%、Na⁺3.39%、H₂O66.71%。

（4）将步骤（2）所得的氯化钾精矿、步骤（3）所得软钾精矿按1:1.21混合，得混合钾矿，采用二转母液洗涤（刚开始没有二转母液，则不洗涤），再按氯化钾精矿：软钾镁矾精矿：水或微咸水=1:1.21：1.79的重量比加水混合，转化温度控制40℃，转化时间为1h，过滤洗涤后得到硫酸钾湿产品和二转母液，硫酸钾湿产品组成为：K⁺40.88、Mg²⁺0.107%、Cl^-0.252%、SO₄ ^2-50.12%、Na⁺0.07%、H₂O 8.571%，二转母液组成为：K⁺8.42、Mg²⁺3.21%、Cl^-14.65%、SO₄ ^2-4.67%、Na⁺0.63%、H₂O68.42%。将二转母液洗涤混合钾矿后即得洗涤混合钾后二转母液，其组成为：K⁺5.18%、Mg²⁺3.72%、Cl^-15.53%、SO₄ ^2-4.97%、Na⁺2.27%、H₂O68.33%，可返回步骤（2）和步骤（3）重复使用。

各步骤中多余的母液返回一级光卤石盐田重复使用。

本实施例所得硫酸钾产品经干燥后质量达到《农业用硫酸钾》(GB 20406-2006)粉末结晶状优等品要求，其中氧化钾（K2O）的质量分数为53.98%，氯离子（Cl^-）的质量分数为0.276%，水分（H2O）的质量分数为0.08%，≤2.0%，游离酸0.07%。

实施例3：

本实施例中，硫酸盐型卤水选用国内青海某盐湖卤水，原卤组成如下：K⁺0.501%、Mg²⁺2.41%、Cl^-15.16%、SO₄ ^2-1.88%、Na⁺5.80%、H₂O74.249%。

（1）将硫酸盐型卤水注入氯化钠盐田中，自然摊晒至泻利盐开始析出后，将卤水注入泻利盐盐田，摊晒析出一部分氯化钠和泻利盐后，将卤水注入一级光卤石盐田中，析出一级光卤石矿，一级光卤石矿质量组成如下：K⁺7.25%、Mg²⁺6.81%、Cl^-26.57%、SO₄ ^2-16.78%、Na⁺7.93%、H₂O34.66%。自然摊晒成符合二级光卤石阶段盐田的卤水，排出一级光卤石盐田后导入二级光卤石盐田，继续蒸发，卤水达到二级光卤石盐田的卤水排出标准时，得到二级光卤石矿，晒制光卤石矿后的卤水即老卤导入老卤盐田；所得二级光卤石矿质量组成如下：K⁺9.83%、Mg²⁺8.50%、Cl^-30.34%、SO₄ ^2-7.26%、Na⁺1.08%、H₂O42.99%。晒制二级光卤石矿后的卤水即老卤注入老卤盐田；

二级光卤石盐田的卤水注入标准是，使得二级光卤石盐田中析出的二级光卤石矿中的钾离子质量：一级光卤石矿中的钾离子质量=1.0～1.7:1.0。二级光卤石盐田的卤水排出标准是以盐田卤水中钾离子的重量百分数为标准的，其数值应0.3%。

光卤石中钾离子总质量占钾镁混盐中钾离子总质量的80%～100%。

（2）将步骤（1）所得二级光卤石矿送至氯化钾车间，经破碎后的二级光卤石矿、水与洗涤混合钾后二转母液（刚开始没有洗涤混合钾后二转母液，直接不添加）按重量比1：0.18：0.58混合，经分解、浮选、分离、洗涤后，制得氯化钾精矿和浮选氯化钾后的尾矿，氯化钾精矿组成为：K⁺38.33%、Mg²⁺1.25%、Cl^-37.95%、SO₄ ^2-2.87%、Na⁺1.05%、H₂O18.55%，分离的母液组成为：K⁺2.17%、Mg²⁺5.84%、Cl^-18.58%、SO₄ ^2-3.66%、Na⁺1.33%、H₂O68.42%,浮选氯化钾后的尾矿组成为：K⁺1.77%、Mg²⁺9.29%、Cl^-4.24%、SO₄ ^2-38.52%、Na⁺2.35%、H₂O43.83%。浮选氯化钾后的尾矿脱卤后返回步骤（3）重复使用；

（3）将步骤（1）所得一级光卤石矿送至软钾镁矾车间，先破碎，破碎后的一级光卤石矿、水与转化母液按重量比1：0.15：0.47混合，经分解、脱卤，制得软钾镁矾中间产品，所得软钾镁矾中间产品质量组成为：K⁺8.74%、Mg²⁺6.03%、Cl^-21.41%、SO₄ ^2-23.82%、Na⁺8.58%、H₂O31.42%,分离的母液组成为：K⁺2.11%、Mg²⁺5.73%、Cl^-19.58%、SO₄ ^2-3.47%、Na⁺2.13%、H₂O66.98%，软钾镁矾中间产品与步骤（2）所得浮选氯化钾后的尾矿按重量比1:0.15混合，使得混合物中硫酸根离子与钾离子的质量比为3.4︰1，再按脱卤后所得固体软钾镁矾中间产品：水：洗涤混合钾后二转母液（刚开始没有洗涤混合钾后二转母液，直接不添加）重量比为1：0.25：0.38混合，控制转化水温至18℃～22℃，经转化、浮选、分离、洗涤得到软钾镁矾精矿和转化母液，软钾镁矾精矿组成为K⁺16.27%、Mg²⁺6.27%、Cl^-6.26%、SO₄ ^2-40.08%、Na⁺1.67%、H₂O29.45%，所得尾盐组成为K⁺1.95%、Mg²⁺1.22%、Cl^-48.76%、SO₄ ^2-4.38%、Na⁺30.12%、H₂O13.57%，分离的转化母液组成为：K⁺2.76%、Mg²⁺4.64%、Cl^-15.53%、SO₄ ^2-7.37%、Na⁺3.08%、H₂O66.62%。

转化母液可返回到步骤（3）中参与一级光卤石矿的分解。

（4）将步骤（2）所得的氯化钾精矿、步骤（3）所得软钾精矿按质量比1:1.30混合，得混合钾矿（可采用二转母液洗涤）；再按氯化钾精矿：软钾镁矾精矿：水=1:1.30：1.76的重量比加水混合，转化温度控制45℃，转化时间为1.5h，过滤洗涤后得到硫酸钾湿产品和二转母液，硫酸钾湿产品组成为：K⁺41.58%、Mg²⁺0.0457%、Cl^-0.325%、SO₄ ^2-50.77%、Na⁺0.01%、H₂O7.2693%，分离得到的液体即二转母液，二转母液组成为：K⁺8.23%、Mg²⁺3.03%、Cl^-14.11%、SO₄ ^2-4.72%、Na⁺0.76%、H₂O69.15%,将二转母液返回洗涤混合钾矿，洗涤后即为洗涤混合钾后二转母液，洗涤后二转母液组成为：K⁺5.49%、Mg²⁺3.27%、Cl^-15.89%、SO₄ ^2-4.63%、Na⁺3.02%、H₂O67.70%。可返回步骤（2）和步骤（3）重复使用。

各步骤中多余的母液返回一级光卤石盐田重复使用。

本实施例所得硫酸钾产品经干燥后质量达到《农业用硫酸钾》(GB 20406-2006)粉末结晶状优等品要求，其中氧化钾（K2O）的质量分数为54.03%，氯离子（Cl^-）的质量分数为0.355%，水分（H2O）的质量分数为0.06%，≤2.0%，游离酸0.21%。

Claims

1.一种利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

一级光卤石盐田的卤水注入标准是，使得一级光卤石盐田析出的一级光卤石矿中硫酸根离子与钾离子的重量之比为1.85～2.5；

二级光卤石盐田的卤水注入标准是，使得二级光卤石盐田中析出的二级光卤石矿中的钾离子质量：一级光卤石矿中的钾离子质量=1.0～1.7:1.0；

步骤（1）中，所述硫酸盐型卤水中的硫酸根离子：钾离子质量比=2.5～7.0:1；

（2）将步骤（1）所得二级光卤石矿破碎，按二级光卤石矿：水或微咸水：洗涤混合钾后二转母液=1:0.10～0.50：0.3～0.8的重量比，将水或微咸水及洗涤混合钾后二转母液进行分解、浮选、分离、洗涤，得到氯化钾精矿和浮选氯化钾后的尾矿，

（3）将步骤（1）所得一级光卤石矿破矿后，按一级光卤石矿：水或微咸水：转化母液1:0.10～0.60：0.30～0.70的重量比，将水或微咸水及转化母液混合后经分解、脱卤，脱卤后所得固体软钾镁矾中间产品与步骤（2）所得浮选氯化钾后的尾矿混合，使得混合物中硫酸根离子与钾离子的质量比为2.8～3.7︰1，再按脱卤后所得固体软钾镁矾中间产品：水或微咸水：洗涤混合钾后二转母液=1:0.10～0.50：0.2～0.6的重量比混合后经转化、浮选、分离，得到软钾镁矾精矿和转化母液；

（4）将步骤（2）所得氯化钾精矿和步骤（3）所得软钾镁矾精矿混合，得混合钾矿；再按氯化钾精矿：软钾镁矾精矿：水或微咸水=1:1.2～2.0：1.4～2.1的重量比加水或微咸水混合，在35℃～60℃的条件下转化40～90分钟，软钾镁矾和氯化钾发生复分解反应，生成硫酸钾和二转母液；固液分离后，将固体硫酸钾洗涤、干燥后，得到硫酸钾产品；分离得到的液体即二转母液。

2.根据权利要求1所述的利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺，其特征在于，步骤（1）中，一级光卤石盐田析出的矿物为一级光卤石矿，即钾镁混盐，该一级光卤石矿中钾离子含量为5～8wt%，含有氯化钠、泻利盐和光卤石。

3.根据权利要求1或2所述的利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺，其特征在于，步骤（1）中，二级光卤石盐田中析出的矿物为二级光卤石矿，二级光卤石矿中钾离子含量为7～11wt%，氯化钠含量＜5.0wt%。

4.根据权利要求1或2所述的利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺，其特征在于，步骤（1）中，二级光卤石盐田的卤水排出标准是以盐田卤水中钾离子的重量百分数为标准的，其数值＜0.3%。

5.根据权利要求2所述的利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺，其特征在于，步骤（1）中，光卤石中钾离子总质量占钾镁混盐中钾离子总质量的80%～100%。

6.根据权利要求1或2所述的利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺，其特征在于，步骤（2）中，浮选氯化钾后的尾矿脱卤后返回步骤（3）重复使用。

7.根据权利要求1或2所述的利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺，其特征在于，步骤（3）中，所得软钾镁矾精矿经过洗涤以提高纯度；转化母液可返回到步骤（3）中参与一级光卤石矿的分解。

8.根据权利要求1或2所述的利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺，其特征在于，步骤（3）中，控制转化水温至18.0℃～22.0℃。

9.根据权利要求1或2所述的利用盐田含泻利盐的光卤石矿生产硫酸钾的工艺，其特征在于，步骤（4）中，将二转母液返回洗涤混合钾矿，洗涤后即为洗涤混合钾后二转母液，返回步骤（2）和步骤（3）重复使用。