CN107572553A - 一种转化釜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转化釜，所述导流桶(8)和所述中心桶(9)均设置在所述釜体(7)中，所述中心桶(9)设置在所述导流桶(8)中，所述尾盐浆液进口(1)和所述溶剂进口(2)分别贯通所述釜体(7)的下釜体、所述导流桶(8)的下导流桶和所述中心桶(9)的下桶体设置，所述搅拌器(3)设置在所述中心桶(9)中，沉降物出口(4)设置在所述釜体(7)的下釜体，所述溢流槽(5)和所述母液出口(6)设置在所述釜体(7)的上釜体。本发明采用转化釜结合上述方法能实现对浮选尾盐固体中氯化钾的高效提取，相比于传统浮选尾盐固体中氯化钾回收方法来说效率更高、流程更短、成本更低，淡水消耗量也更少。

Description

一种转化釜

技术领域

本发明涉及正浮选法生产氯化钾的技术领域，具体涉及一种转化浮选尾盐固体中氯化钾的转化釜。

背景技术

光卤石是含镁、钾、钠盐湖中蒸发作用的最后产物，常与石盐、钾石盐共生。在盐湖内所采集的光卤石(下文中称为原始光卤石)主要含有氯化钠和氯化钾、氯化镁，为了将原始光卤石中的氯化钾和氯化钠分离开，常采用浮选法来实现。

原始光卤石通过破碎或磨碎离解成单体颗粒，形成原始光卤石体系，正浮选法是指通过向该原始光卤石体系中加入浮选药剂，从而使得原始光卤石中氯化钾表面产生疏水性，在浮选过程中，氯化钠和少量氯化钾随浮选尾盐浆液排出，浮选尾盐浆液中会含有部分尾盐固体和尾盐液体。故会先将浮选尾盐浆液排入沉降池进行沉降，实现简单的固液分离，其中，固体干基主要成分是氯化钠、少量的氯化钾以及少量的氯化镁，在一具体检测中，固体干基成分的质量分数为KCl：3.3％，MgCl2：3.1％，NaCl：74.5％；液体主要成分是氯化镁、氯化钠和氯化钾，具体质量分数为KCl：3.9％，MgCl2：24.6％，NaCl：3.7％。

目前，对于浮选尾盐浆液固体干基成分中氯化钾的利用方法是：先将浮选尾盐浆液进行自然沉降，然后向经沉降分离出的固体干基中加入淡水，加入淡水的量需按照固体干基中氯化钾的含量的一定比例添加，以使氯化钾能全部浸溶转入液相中，加入适当的淡水量还可使浮选尾盐浆液中部分氯化钠溶解。因为尾盐固体氯化镁一般为MgCl2·6H2O，含量较少，浸溶后的液相主要成分即为氯化钾和氯化钠。浸溶后进行固液分离，将浸溶后的液体送入盐田经过日晒浓缩，会有大量的钾石盐析出(钾石盐析出时，氯化镁还没有饱和)，将钾石盐送至热溶法氯化钾生产车间，由于氯化钾的溶解度随温度的变化比较大，采用高温浸溶，再次将钾石盐中氯化钾溶解入液相，再对浸溶后的液体进行降温，析出氯化钾，从而实现氯化钾的生产。

上述方法从浮选尾盐浆液到最后氯化钾产品，经由浮选尾盐浆液的沉降、分离、排卤、固体干基再溶解等工序，生产工艺流程长，且总费用投入高。在浸融过程中淡水的消耗量大、钾石盐的采输设备投入也比较高；最后热溶法生产氯化钾虽然得到的产品粒度较大，质量较高，但是能耗较大，设备腐蚀较为严重，生产成本很高。

因此，在对浮选尾盐固体中氯化钾回收利用的过程中，缩短其工艺流程，减少其工艺投入，实现对浮选尾盐固体中氯化钾的高效、低成本回收有着重要的意义。

发明内容

为此，本发明提出了一种可以解决上述问题的至少一部分的新型转化釜。

根据本发明的一个方面，提供了一种转化釜，其特征在于：包括尾盐浆液进口、溶剂进口、搅拌器、沉降物出口、溢流槽、母液出口、釜体、导流桶、中心桶，

所述导流桶和所述中心桶均设置在所述釜体中，

所述中心桶设置在所述导流桶中，

所述中心桶和所述导流桶均为上底面和下底面相贯通的圆柱形筒体，

所述中心桶包括相互贯通连接的上桶体和下桶体，所述上桶体呈倒梯形，所述下桶体为圆柱体，

所述导流桶包括相互贯通连接的上导流桶和下导流桶，所述下导流桶的直径逐渐增大，

所述釜体包括上釜体和下釜体，所述下釜体呈倒锥子形，

所述中心桶的下桶体、所述导流桶的上导流桶，以及所述釜体的上釜体均为圆柱形，

所述尾盐浆液进口和所述溶剂进口分别贯通所述釜体的下釜体、所述导流桶的下导流桶和所述中心桶的下桶体设置，

所述搅拌器设置在所述中心桶中，

沉降物出口设置在所述釜体的下釜体，

所述溢流槽和所述母液出口设置在所述釜体的上釜体。

可选地，根据本发明的一个实施方式，其特征在于：所述溢流槽呈圆环形环绕设置在所述转化釜的内壁上，所述母液出口设置在所述溢流槽形成的区域内，

所述导流桶的上边沿高出所述溢流槽的上边沿。

可选地，根据本发明的一个实施方式，其特征在于：所述尾盐浆液进口和溶剂进口设置在所述中心桶内的一端高于设置在所述釜体外的一端。

可选地，根据本发明的一个实施方式，其特征在于：所述中心桶下桶体直径R₄：所述中心桶上桶体开口处直径R₃：所述导流桶的上导流桶直径R₂：所述釜体的上釜体上开口处直径R₁＝1:1.1～3:1.4～6:1.7～10。

可选地，根据本发明的一个实施方式，其特征在于：所述中心桶上桶体的侧壁和上底面之间的角度α₁为60°～90°。

可选地，根据本发明的一个实施方式，其特征在于：所述釜体下釜体的侧壁与铅垂线间的夹角α₂为30°～60°。

本发明采用转化釜结合上述方法能实现对浮选尾盐固体中氯化钾的高效提取，相比于传统浮选尾盐固体中氯化钾回收方法来说效率更高、流程更短、成本更低，淡水消耗量也更少。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。其中在附图中，参考数字之后的字母标记指示多个相同的部件，当泛指这些部件时，将省略其最后的字母标记。在附图中：

尾盐浆液进口1、溶剂进口2、搅拌器3、沉降物出口4、溢流槽5、母液出口6、釜体7、导流桶8、中心桶9。

图1示出了根据本发明的一种优选实施方式的转化釜的结构示意图。

图2示出了图1中转化釜的俯视图。以及

图3示出了利用本发明提供的转化釜转化浮选尾盐固体中氯化钾的方法的流程图。

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。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。

根据图1和图2所示，本发明提供了一种转化釜，包括尾盐浆液进口1、溶剂进口2、搅拌器3、沉降物出口4、溢流槽5、母液出口6、釜体7、导流桶8、中心桶9。所述导流桶8和所述中心桶9均设置在所述釜体7中，所述中心桶9设置在所述导流桶8中，所述中心桶9和所述导流桶8均为上底面和下底面相贯通的圆柱形筒体，所述中心桶9包括相互贯通连接的上桶体和下桶体，所述上桶体呈倒梯形，所述下桶体为圆柱体。所述导流桶8包括相互贯通连接的上导流桶和下导流桶，所述下导流桶的直径逐渐增大。

导流桶8的上边沿和下边沿均分别高出中心桶9的上边沿和下边沿，即导流桶8的上底面位于中心桶9的上底面和转化釜的顶面之间，导流桶8的下底面高出中心桶9的下底面设置。

所述釜体7包括上釜体和下釜体，所述下釜体呈倒锥子形。

所述中心桶9的下桶体、所述导流桶8的上导流桶，以及所述釜体7的上釜体均为圆柱形。

所述尾盐浆液进口1和所述溶剂进口2分别贯通所述釜体7的下釜体、所述导流桶8的下导流桶和所述中心桶9的下桶体设置。优选地，所述尾盐浆液进口1，沿中心桶9切线方向输入到中心桶9内部。

所述尾盐浆液进口1和溶剂进口2设置在所述中心桶9内的一端高于设置在所述釜体7外的一端。

所述搅拌器3设置在所述中心桶9中，沉降物出口4设置在所述釜体7的下釜体，所述溢流槽5和所述母液出口6设置在所述釜体7的上釜体。

所述溢流槽5呈圆环形环绕设置在所述转化釜7的内壁上，所述母液出口6设置在所述溢流槽5形成的区域内，所述导流桶8的上边沿高出所述溢流槽5的上边沿。

所述中心桶9下桶体直径R₄：所述中心桶9上桶体开口处直径R₃：所述导流桶8的上导流桶直径R₂：所述釜体7的上釜体上开口处直径R₁＝1:1.1～3:1.4～6:1.7～10。

所述中心桶9上桶体的侧壁和上底面之间的角度α₁为60°～90°。

所述釜体7下釜体的侧壁与铅垂线间的夹角α₂为30°～60°。

下面对本发明的具体内容作进一步解释：本发明中，中心桶9为上下底面呈开口，且上部直径逐渐变大的圆柱形筒体；导流桶8为上下底面呈开口，且下部直径逐渐变大的圆柱形筒体；搅拌器3设置在中心桶9的内部，导流桶8环绕中心桶9的外圈设置，导流桶8的上边沿和下边沿均分别高出中心桶9的上边沿和下边沿，即导流桶8的上底面位于中心桶9的上底面和转化釜的顶面之间，导流桶8的下底面高出中心桶9的下底面设置，在釜体7的侧面上部设置有母液出口6，在釜体7的侧面下部或底部设置有沉降出口4，该转化釜还包括两个进料管，一个为浮选尾盐浆液进料管1，另一个为老卤、水和原卤的混合液的进料管2，两根进料管的第一端均设置在中心桶9的内部，两根进料管的第二端均设置在釜体1的外部。

浮选尾盐浆液通过一个进料管1，沿中心桶切线方向输入到中心桶9内部，调节搅拌器3的旋转方向及旋转速度以使浮选尾盐浆液沿着中心桶9的内壁向上运行，然后向中心桶9中输入老卤、水和原卤的混合液，在搅拌器4的作用下，转化釜内的浮选尾盐浆液、老卤、水和原卤形成的混合物不断混合并共同沿着中心桶9的内壁向上流动，浆液中大颗粒的尾盐(≥5mm)从Ⅰ区直接进入Ⅳ区(经实践发现，尾盐固体中大颗粒盐主要成份是氯化钠)，其他较大粒径尾盐颗粒从Ⅰ区进入Ⅱ区后，因为中心桶直径变大，流体流速会减慢，较大颗粒的尾盐就会在此区进行循环,其中较大颗粒氯化钾会在此间循环并溶解。中心桶直径变大目的就是让尾盐固体中氯化钾溶解更完全。当尾盐固体中氯化钾溶解缩小到一定粒径后随流体进入Ⅲ区，在Ⅲ区中，在Ⅲ区底部因为导流桶直径变大，流速也会变慢，此时一部分尾盐颗粒会随着惯性进入Ⅳ区，并随底流排出，进入固液分离设备，分离出的固体就是盐渣(KCl≤1.5％)，母液进入光卤石盐田。另一部分小颗粒会存在于液相中继续随浆液从Ⅲ区进入Ⅴ区，随着溶液浓度不断升高，流速变慢，从而使氯化钠晶体慢慢长大，当晶体长大到一定粒度，其重力大于流体上升力时，就会下沉进入Ⅳ区，而溶解完氯化钾的清液会从溢流槽5汇聚，并从溢流口6排出转化釜，并进入盐田晒制光卤石。

混合物在转化釜内流动的过程中，由于浮选尾盐浆液是采用正浮选法处理后的浮选尾盐浆液，故原始光卤石中氯化钾表面会产生疏水性，在老卤、水和原卤的作用下，能使浮选尾盐固体中以固体形式存在的氯化钾全部溶解，氯化钾的含量会降至1.2％以下。且通过选用适合尺寸的转化釜以控制混合物在转化釜内的流动时间，保证转化釜内混合物的流速小于固体颗粒的沉降速度，混合物在不断流动的过程中，氯化钠固体颗粒会不断长大，在其自身重力的作用下，大多数固体颗粒会沉降聚集到转化釜的底部即Ⅰ区形成分离的沉降物，采用上述转化浮选尾盐固体中氯化钾的方法继续对沉降物和母液进行处理，即可得到主要成分为氯化钾的二次光卤石，从而实现从浮选尾盐固体中提取出氯化钾的目的。

优选地，所述溢流槽5呈圆环形环绕设置在所述转化釜7的内壁上，所述母液出口6设置在所述溢流槽5形成的区域内，所述导流桶8的上边沿高出所述溢流槽5的上边沿。

优选地，所述中心桶9下桶体直径R₄：所述中心桶9上桶体开口处直径R₃：所述导流桶8的上导流桶直径R₂：所述釜体7的上釜体上开口处直径R₁＝1:1.1～3:1.4～6:1.7～10。更优选地，所述中心桶9下桶体直径R₄：所述中心桶9上桶体开口处直径R₃：所述导流桶8的上导流桶直径R₂：所述釜体7的上釜体上开口处直径R₁＝1：1.5：2：6。通过对中心桶9、导流桶8和上釜体7上述相应位置的直径进行限定，能进一步保证转化釜内的混合物在各区段的流速较为均匀，不会太快，也不会太慢，从而更利于浮选尾盐固体中呈固体形式的氯化钾的溶解及氯化钠固体颗粒沉降的实现，优选的R1＝12.8米，R2＝6.8米，R3＝5.0米，R4＝3.2米。

优选地，所述中心桶9上桶体的侧壁和上底面之间的角度α1为60°～90°，优选的在76°。

优选地，所述釜体7下釜体的侧壁与铅垂线间的夹角α2为30°～60°。

下面对利用本发明提供的转化釜转化浮选尾盐固体中氯化钾的方法进行进一步说明，如图3所示，

步骤1：以原始光卤石(即从盐湖内所采集的光卤石)为原料，采用正浮选法获得浮选尾盐浆液：具体为向原始光卤石中加入浮选药剂，使原始光卤石中氯化钠表面产生疏水性，从而随气泡浮到料浆表面形成浮选尾盐浆液。本实施例该过程所得到的浮选尾盐浆液的产量为20吨/小时。

取样求得该浮选尾盐固体中所包含的每100g固体干基中所含的氯化钾质量m₁：取出少量浮选尾盐浆液，对其实现固液分离，提取出其中的固相，将固相分为多份100g的样本，然后分析出各样本中的氯化钾质量，并求得平均值m₁，则m₁即为此批浮选尾盐固体中每100g固体干基所含的氯化钾质量。

步骤2：将步骤1中共得到的浮选尾盐浆液输入到可使浮选尾盐浆液呈上下流动形式的转化釜中，开启转化釜的搅拌装置，搅拌转速设定为110r/min。转化釜如采用图1和图2所示的转化釜。

步骤3：向转化釜中继续通入老卤、水和原卤的混合液，该混合液中老卤、水和原卤的质量比为0.4：1，其中老卤的具体成分为：KCl的重量份数为0.15，MgCl₂的重量份数为34.1，NaCl的重量份数为0.12，H₂O的重量份数为64.9；

加入的混合液的质量是步骤1中m₁的0.2～10倍，本实施例中优选为0.4倍。

按照步骤3向浮选尾盐固体中加入适量老卤、水和原卤的混合液后，不仅会使浮选尾盐浆液固体中的氯化钾溶解，而且由于同离子效应，浮选尾盐浆液液相成分中含有的大量氯化镁也会阻止氯化钠的大量溶解，使系统组成更靠近光卤石饱合区，以便于二次光卤石的析出。

此外，控制老卤、水和原卤的比例，使得淡水量不会太高，尽量减少加入的混合液对母液的稀释，也避免了氯化钠过大的溶解量，缩短后期输出的母液晒制成二次光卤石的周期，同时也能使浮选尾盐浆液破裂，防止浮选尾盐浆液继续包裹氯化钠浮在转化釜上层，与母液一同进入光卤石池。

步骤4：转化釜内保持110r/min的搅拌速度，在搅拌混合的过程中，为了保证混合物在转化釜内的流动时间在2～80分钟之间，根据浮选尾盐浆液的产量为20吨/小时，故选用φ4400×5100mm，容积约55m³的转化釜，在搅拌混合的过程中，呈固体形式的氯化钠会向转化釜底部沉降聚集，液体则在转化釜内不断流动。

由于在转化釜内若混合物的流动时间太短，即表明混合物在转化釜内的流速过大，混合物中的部分小颗粒(主要成分是氯化钠)的沉降速度小于流速时，就会随母液一起排出到转化釜外，从而影响盐田生产光卤石的纯度；若混合物在转化釜内的流动时间太长，即表明混合物在转化釜内的流速过小，虽然会有利于混合物中的固体颗粒长大，但在此情况下会增加生产投入和降低生产效率。故可根据需处理的浮选尾盐浆液的量来确定选用转化釜的尺寸，以使形成的混合物在转化釜中的流动时间保持在2～80分钟之间。经过上述操作，在转化釜中得到沉降物和母液。

步骤5：转化釜内得到的沉降物和母液分别通过不同的出口排出到转化釜外，沉降物通过离心机实现固液分离得到固相和液相，固相主要成分为氯化钠，液相随同排出的母液一起送入光卤石池中，经由日晒析出二次光卤石，该析出的二次光卤石主要成分为氯化钾、氯化镁和一部分氯化钠，二次光卤石可通过原始光卤石的采输装置进行采集和输送，可送至浮选车间实现再利用。

本发明还提供的转化釜能够用于转化浮选尾盐固体中氯化钾，逐层设计有中心桶、导流桶和釜体，保证转化釜内的物质在不断上下流动的过程中实现氯化钾的溶解和氯化钠的沉降，达到最终形成分离的母液与沉降物的目的，之后母液和沉降物分别从沉降出口和母液出口输出，整个操作过程中只需一套转化釜，对于固液分离操作可再配置一套带式过滤机，相比于传统技术无需修建沉降池，也无需用于沉降过程的采掘、输送等辅助设备，操作简单高效，氯化钾的回收率高，总体成本投入少，经济效益显著。

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 (6)

1.一种转化釜，其特征在于：包括尾盐浆液进口(1)、溶剂进口(2)、搅拌器(3)、沉降物出口(4)、溢流槽(5)、母液出口(6)、釜体(7)、导流桶(8)、中心桶(9)，

所述导流桶(8)和所述中心桶(9)均设置在所述釜体(7)中，

所述中心桶(9)设置在所述导流桶(8)中，

所述中心桶(9)和所述导流桶(8)均为上底面和下底面相贯通的圆柱形筒体，

所述中心桶(9)包括相互贯通连接的上桶体和下桶体，所述上桶体呈倒梯形，所述下桶体为圆柱体，

所述导流桶(8)包括相互贯通连接的上导流桶和下导流桶，所述下导流桶的直径逐渐增大，

所述釜体(7)包括上釜体和下釜体，所述下釜体呈倒锥子形，

所述中心桶(9)的下桶体、所述导流桶(8)的上导流桶，以及所述釜体(7)的上釜体均为圆柱形，

所述尾盐浆液进口(1)和所述溶剂进口(2)分别贯通所述釜体(7)的下釜体、所述导流桶(8)的下导流桶和所述中心桶(9)的下桶体设置，

所述搅拌器(3)设置在所述中心桶(9)中，

沉降物出口(4)设置在所述釜体(7)的下釜体，

所述溢流槽(5)和所述母液出口(6)设置在所述釜体(7)的上釜体。

2.根据权利要求1所述的转化釜，其特征在于：所述溢流槽(5)呈圆环形环绕设置在所述转化釜(7)的内壁上，所述母液出口(6)设置在所述溢流槽(5)形成的区域内，

所述导流桶(8)的上边沿高出所述溢流槽(5)的上边沿。

3.根据权利要求1所述的转化釜，其特征在于：所述尾盐浆液进口(1)和溶剂进口(2)设置在所述中心桶(9)内的一端高于设置在所述釜体(7)外的一端。

4.根据权利要求1所述的转化釜，其特征在于：所述中心桶(9)下桶体直径R₄：所述中心桶(9)上桶体开口处直径R₃：所述导流桶(8)的上导流桶直径R₂：所述釜体(7)的上釜体上开口处直径R₁＝1:1.1～3:1.4～6:1.7～10。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的转化釜，其特征在于：所述中心桶(9)上桶体的侧壁和上底面之间的角度α₁为60°～90°。

6.根据权利要求1-4中任意一项所述的转化釜，其特征在于：所述釜体(7)下釜体的侧壁与铅垂线间的夹角α₂为30°～60°。