CN107352561A - 一种双级逆流粗钾再浆洗涤装置 - Google Patents

一种双级逆流粗钾再浆洗涤装置 Download PDF

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应忠顺
蒋中华
任红伟
史忠录
于雪峰
应忠燕
包玉存
唐海英
杨培涵
何志强
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明公开了一种双级逆流粗钾再浆洗涤装置，包括筒体(1)和搅拌棒(3)，所述筒体(1)中设置有双层环形隔板(4)，所述筒体(1)通过所述双层环形隔板(4)分为从上至下依次布置的澄清单元(2)、一级洗涤单元(10)和二级洗涤单元(11)，所述搅拌棒(3)贯穿所述澄清单元(2)、一级洗涤单元(10)和二级洗涤单元(11)置于所述筒体(1)中。本发明的双级逆流粗钾再浆洗涤装置传质推动力大并且在保证产品质量的同时能够提高粗钾洗涤收率。

Description

一种双级逆流粗钾再浆洗涤装置
技术领域
本发明属于盐类矿物加工生产领域，特别涉及一种双级逆流粗钾再浆洗涤槽。
背景技术
钾肥等盐类生产过程中，如图1所示，盐田光卤石经过反浮选、分解结晶、再浆洗涤和干燥等工艺流程生产出合格的氯化钾产品。其中，粗钾再浆洗涤作为控制产品质量的重要工序，其洗涤效率的优化研究一直成为科技工作者的不断探索的课题。
目前采用的洗涤装置如图2所示，包括筒体1，搅拌棒3和搅拌桨17，其对粗钾进行洗涤时，存在洗涤传质推动力较小的问题，另外，为了保证氯化钾产品质量，如果增大淡水用量，致使一部分氯化钾溶解到洗涤液中，造成洗涤收率难以进一步提高。
因此，需要设计一种传质推动力大并且在保证产品质量的同时能够提高粗钾洗涤收率的双级逆流粗钾再浆洗涤装置。
发明内容
为此，本发明提出了一种可以解决上述问题的一种双级逆流粗钾再浆洗涤装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种双级逆流粗钾再浆洗涤装置，包括筒体1和搅拌棒3，其特征在于，筒体1中设置有双层环形隔板4，筒体1通过双层环形隔板4分为从上至下依次布置的澄清单元2、一级洗涤单元10和二级洗涤单元11，所述搅拌棒3贯穿澄清单元2、一级洗涤单元10和二级洗涤单元11置于所述筒体1中。
根据本发明的一个优选实施方式，双层环形隔板4包括上下布置的一级环形隔板14和二级环形隔板15，并且一级环形隔板14和二级环形隔板15上设置有开孔。
根据本发明的一个优选实施方式，搅拌棒3在一级环形隔板14和二级环形隔板15中分别设置有一级搅拌桨12和二级搅拌桨13。
根据本发明的一个优选实施方式，筒体1的顶部设置有粗钾进料口5，粗钾通过粗钾进料口5和一级环形隔板14上的开孔进入一级洗涤单元10中。
根据本发明的一个优选实施方式，在二级洗涤单元11的侧面设置有精钾洗涤液进口7。
根据本发明的一个优选实施方式，精钾洗涤液进口7与淡水进口管道6的一端连接。
根据本发明的一个优选实施方式，在二级洗涤单元11的侧面设置有精钾料浆出口8。
根据本发明的一个优选实施方式，澄清单元2的侧面设置有洗涤完成液出口9。
通过以上技术方案，本发明具有如下有益效果：
(1)在本发明中，筒体通过双层环形隔板分为从上至下依次布置的澄清单元、一级洗涤单元和二级洗涤单元，使洗涤液(其为精钾母液与淡水的混合液)中的氯化钾及氯化钠含量在澄清单元2、一级洗涤单元10和二级洗涤单元11中形成不同的浓度梯度，从而使粗钾中的氯化钠杂质最大程度地溶解到液相中，在保证氯化钾产品质量的同时能够减小淡水用量，并提高粗钾洗涤收率。
(2)在本发明中，筒体的顶部设置有粗钾进料口，在二级洗涤单元即筒体的下部的侧面设置有精钾洗涤液进口，粗钾和精钾洗涤液逆流接触，使得传质推动力大。
附图说明
图1为氯化钾生产工艺流程，
图2为现有技术的粗钾洗涤装置的结构图，
图3为本发明的双级逆流粗钾再浆洗涤装置的结构图，
图4为15℃四元水盐体系K+、Na+、Mg2+//Cl--H2O相图，
在附图中，附图标记为：1-筒体，2-澄清单元，3-搅拌棒，4-双层环形隔板，5-粗钾进料口，6-淡水进口管道，7-精钾洗涤液进口，8-精钾料浆出口，9-洗涤完成液出口，10-一级洗涤单元，11-二级洗涤单元，12-一级搅拌桨，13-二级搅拌桨，14-一级环形隔板，15-二级环形隔板，16-精钾母液泵，17-搅拌桨。
具体实施方式
本发明提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。
图3为本发明的双级逆流粗钾再浆洗涤装置的结构图。如图3所示，本发明的一种双级逆流粗钾再浆洗涤装置，包括筒体1和搅拌棒3，其特征在于，筒体1中设置有双层环形隔板4，筒体1通过双层环形隔板4分为从上至下依次布置的澄清单元2、一级洗涤单元10和二级洗涤单元11，使洗涤液(其为精钾母液与淡水的混合液)中的氯化钾及氯化钠含量在澄清单元2、一级洗涤单元10和二级洗涤单元11中形成不同的浓度梯度，从而使粗钾中的氯化钠杂质最大程度地溶解到液相中，在保证氯化钾产品质量的同时能够减小淡水用量，并提高粗钾洗涤收率。另外，搅拌棒3贯穿澄清单元2、一级洗涤单元10和二级洗涤单元11置于所述筒体1中，对洗涤液和粗钾的混合液进行搅拌。双层环形隔板4包括上下布置的一级环形隔板14和二级环形隔板15，并且一级环形隔板14和二级环形隔板15上设置有开孔，使得洗涤液和粗钾能够通过开孔进行混合。搅拌棒3在一级环形隔板14和二级环形隔板15中分别设置有一级搅拌桨12和二级搅拌桨13，进一步对洗涤液和粗钾的混合液进行搅拌。本发明的洗涤装置除杂且提高氯化钾收率的原理有以下两点：1)固相粗钾和液相洗涤液逆流接触传质，在一级洗涤单元10中，固相粗钾中氯化钠的含量最高，可以保证洗涤液中的氯化钠含量达到最高，以便作为洗涤完成液排出系统；2)当洗涤液中氯化钠含量升高时，溶解到溶液中的氯化钾会以固相的形式析出，进而提高洗涤收率。因此，在本发明的洗涤装置中，固相粗钾中的氯化钠含量自上而下越来越低，一般由15％降低至接近完全溶解，而氯化钾含量越来越高，一般由65％升高至98％以上。洗涤液中自下而上的总干盐量越来越高，一般由25％升高至29％；氯化钠含量越来越高，一般由8％升高至11％；氯化钾含量越来越低，一般由12％降低至10％。
筒体1的顶部设置有粗钾进料口5，粗钾通过粗钾进料口5和一级环形隔板14上的开孔进入一级洗涤单元10中，同时，在二级洗涤单元11的侧面设置有精钾洗涤液进口7，精钾洗涤液进口7与淡水进口管道6的一端连接，使得精钾洗涤液由来自精钾母液泵16的精钾母液与淡水在淡水进口管道6中混合而成,并由精钾洗涤液进口7进入二级洗涤单元11,在二级洗涤单元11的侧面设置有精钾料浆出口8，澄清单元2的侧面设置有洗涤完成液出口9，粗钾和精钾洗涤液逆流接触，使得传质推动力大。具体地，一方面，粗钾自粗钾进料口5至精钾料浆出口8的传质动力来源有两点：第一，一级洗涤单元10中料浆的含固量控制在35％-45％，二级洗涤单元11中料浆的含固量控制在25％-35％，因为存在含固量的浓度差，料浆中的固相从一级洗涤单元10通过一级环形隔板14上的开孔扩散到二级洗涤单元11中；第二，固相粗钾的比重在2000Kg/m3左右，洗涤液的比重在1300Kg/m3左右，根据重力学原理，固相粗钾会由一级洗涤单元10通过一级环形隔板14上的开孔沉降到二级洗涤单元11中，另一方面，洗涤液(精钾母液和淡水)自精钾洗涤液进口7至洗涤完成液出口9的传质动力来源有两点：第一，洗涤液的进料量大于精钾料浆中的母液量，一般为1.3-1.5倍左右，通过控制洗涤液的进料量、精钾料浆的浓度以及精钾料浆的出料量，可使一部分洗涤液依靠静压头自下而上进行传递，第二，可以通过搅拌使洗涤液形成一个自下而上的流动形式，因此，粗钾和精钾洗涤液逆流接触，使得传质推动力大。
图4为15℃四元水盐体系K+、Na+、Mg2+//Cl--H2O相图，如图4所示，图中X为粗钾系统点，加入洗涤液洗涤完全后，固相点为纯氯化钾点C，理论最佳的洗涤完成液点为Y3点，由于停留时间、传质效率等因素的影响，实际生产中洗涤完成液点一般在Y1点。本发明的洗涤槽洗涤完成液点可以控制在Y2点，精钾母液点控制在Y1点，一级洗涤单元中的固相组成在C1点，二级洗涤单元中的固相组成在C2点。根据相图理论，洗涤液Y2中的氯化钾含量低于洗涤液Y1中的氯化钾含量，洗涤液Y2中的氯化钠含量高于洗涤液Y1中的氯化钠含量。固相C2中的氯化钾含量高于固相C1中的氯化钾含量，固相C2中的氯化钠含量低于固相C1中的氯化钠含量。因此，本发明的双级逆流粗钾再浆洗涤装置不仅传质推动力大而且在保证产品质量的同时能够提高粗钾洗涤收率。
应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (7)

1.一种双级逆流粗钾再浆洗涤装置，包括筒体(1)和搅拌棒(3)，其特征在于，
所述筒体(1)中设置有双层环形隔板(4)，
所述筒体(1)通过所述双层环形隔板(4)分为从上至下依次布置的澄清单元(2)、一级洗涤单元(10)和二级洗涤单元(11)，
所述搅拌棒(3)贯穿所述澄清单元(2)、一级洗涤单元(10)和二级洗涤单元(11)置于所述筒体(1)中，
所述双层环形隔板(4)包括上下布置的一级环形隔板(14)和二级环形隔板(15)，并且所述一级环形隔板(14)和所述二级环形隔板(15)上设置有开孔。
2.根据权利要求1所述的洗涤装置，其中，所述搅拌棒(3)在所述一级环形隔板(14)和所述二级环形隔板(15)中分别设置有一级搅拌桨(12)和二级搅拌桨(13)。
3.根据权利要求1所述的洗涤装置，其中，所述筒体(1)的顶部设置有粗钾进料口(5)，粗钾通过所述粗钾进料口(5)和所述一级环形隔板(14)上的所述开孔进入所述一级洗涤单元(10)中。
4.根据权利要求1所述的洗涤装置，其中，在所述二级洗涤单元(11)的侧面设置有精钾洗涤液进口(7)。
5.根据权利要求4所述的洗涤装置，其中，所述精钾洗涤液进口(7)与淡水进口管道(6)的一端连接。
6.根据权利要求1所述的洗涤装置，其中，在所述二级洗涤单元(11)的侧面设置有精钾料浆出口(8)。
7.根据权利要求1所述的洗涤装置，其中，所述澄清单元(2)的侧面设置有洗涤完成液出口(9)。
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