CN107827127A - 一种利用低品位钾矿生产硫酸钾水溶肥的方法 - Google Patents

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边红利
李健
杨生东
赵龙
丰巨国
王占明
魏勇
李启业
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D5/00—Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D5/06—Preparation of sulfates by double decomposition
    • C01D5/10—Preparation of sulfates by double decomposition with sulfates of magnesium, calcium, strontium, or barium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D1/00—Fertilisers containing potassium
    • C05D1/02—Manufacture from potassium chloride or sulfate or double or mixed salts thereof

Abstract

本发明公开了一种利用低品位钾矿生产硫酸钾水溶肥的方法，包括氯化钾的精制、钾镁肥的精制、调浆、结晶、过滤及淡水喷淋和干燥包装等步骤。采用本发明可以提高了生产原料氯化钾的品质，降低了钾镁肥水不溶物含量，有效的解决硫酸钾产品中水不溶物高，钾收率低的问题，生产出硫酸钾水溶肥，降低了能耗，提高了资源利用率，使生产效益最大化。

Description

一种利用低品位钾矿生产硫酸钾水溶肥的方法
技术领域
本发明涉及盐化工技术领域，具体涉及一种利用低品位钾矿生产硫酸钾水溶肥的方法。
技术背景
钾肥是农作物生长发育必需的三大营养因素之一，钾元素直接参与植物体内多种酶的活动，如果植物缺少钾肥，那么植物体内物质的运输、营养成分的合成都将受到严重的影响。最直观的表现就是植物生长缓慢，茎叶变得羸弱，易倒伏，易受虫害，使得正常种植的植物无法达到预期的生长状况。在农业上，硫酸钾是主要的无氯钾肥，也是农作物补充所需硫元素的重要来源。因为硫元素能够提高农作物的产量，并改善农产品的品质，所以硫酸钾在化肥中的应用十分重要。
目前国内硫酸钾生产工艺有两种：一种为硫酸钾矿或含钾卤水经溶解结晶制得硫酸钾产品，该工艺生产出的硫酸钾产品中杂质高，结晶细小，水溶性差，不能满足国内生产水溶复合肥的原料要求，更无法直接作为喷滴灌使用。另一种为曼海姆法将氯化钾经高温反应制得硫酸钾产品，该产品中氯离子含量高，产品结晶细小，水溶性差。相比较曼哈姆法，利用盐湖卤水制取硫酸钾工艺设备简单可建成规模很大的装置，投资相对较低。主要缺点是钾收率低。因而目前国内大多数企业均采用曼哈姆法，该法提供的硫酸钾占50％以上。
马海干盐湖，也叫马海盐滩。位于青海省海西蒙古族藏族自治州大柴旦镇境内，地处偏远，工业生产条件极差，目前马海硫酸钾的制取就是利用盐湖卤水制取硫酸钾的方法，由于进料口低品位氯化钾料及水不溶物高、粒径小的固相钾镁肥料直接进入1-4#大功率转化槽(≥50℃)中，得硫酸钾水溶肥粗产品，进一步结晶，淡水真空过滤,滤液排至盐田晒矿，干燥水汽蒸发最终获得硫酸钾水溶肥产品，由于原料中带入的水不溶物，最终导致硫酸钾水溶肥产品中水不溶物一度达到3.3-5.5％，车间生产阶段钾收率只徘徊在43-47％。且水不溶物的增加导致粗产品在真空过滤机(滤布网径120目)过滤困难，半成品水分含量大，干燥煤耗高。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用低品位钾矿生产硫酸钾水溶肥的方法，有效的解决了现有技术中存在的硫酸钾产品中水不溶物高，钾收率低的问题，生产出硫酸钾水溶肥，降低了能耗，提高了资源利用率，使生产效益最大化。
为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：
一种利用低品位钾矿生产硫酸钾水溶肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)氯化钾的精制：低品质钾矿在浮选、“重选”后得到质量分数为70-75％氯化钾粗产品，与来自采用卤水溶解结晶法制取硫酸钾车间的Kcl含量为质量分数4-5％的高K+母液在洗涤罐中洗涤30-45分钟，使氯化钠及杂质随底部排除，氯化钾浆料进入带滤机淋滤，最后得到水不溶物小于0.5％的高品质氯化钾，从而实现氯化钾的精制。
(2)钾镁肥的精制：钾镁肥与热水按1∶1.57-1.69比例，在55°的料浆温度下由转化槽1#至2#溶解然后转入浓密机，高饱和状态下的硫酸钾镁肥母液上清液转至浓密机，不溶物随底流排出，从而降低硫酸钾镁肥水不溶物含量，实现对钾镁肥的精制。
(3)调浆：将步骤二中恒温50℃的浓密机中上清液转入结晶器；将步骤一精制的氯化钾溶液与结晶器中溢出液进行调浆，再经过调浆罐转入结晶器；
(4)结晶：将结晶器温度控制在33℃进行结晶；
(5)过滤及淡水喷淋：将步骤四得到的硫酸钾结晶体转入带滤机过滤并用淡水喷淋，滤液转入洗涤罐回收利用；
(6)干燥包装：将步骤五经过滤和喷淋的硫酸钾结晶体干燥并包装即得本发明所述的硫酸钾水溶肥。
与现有技术相比：本发明具有以下优势：
1、提高了生产原料氯化钾的品质，降低了钾镁肥水不溶物含量，减少转化槽进而缩短转化合成的改进使得物料在结晶器中进一步结晶创造了条件，硫酸钾较未改进时颗粒有所增大，后续过滤、烘干都发挥了积极的作用。
2、本发明的生产耗矿进一步降低，钾的收率也得到相应的提升，其中半成品中水不溶物降低明显，带滤机过滤时间大为降低，且半成品水分降低2-3.5％,降低了煤耗。
3、本发明专利针对硫酸钾产品中水不溶物高，钾收率低的问题，通原料调浆工艺，在其料浆在进入结晶器之前沉淀水不溶物，更而简化水溶过程。即采用两条分别独立的调浆工艺线，再由调浆后的两种母液液注入同一结晶器，最后进入生产线。其中精制钾镁肥在料浆温度50°的环境下进入1#，2#转化槽，再通过输送管道进入温度为55°的浓密机，经由输送管线进入结晶器。而精制氯化钾则在调节罐中与结晶器溢出液进行溶解，然后输送至结晶器经行硫酸钾生产。
4、调浆后的过饱和硫酸钾镁肥上清液与氯化钾料浆在结晶器中先分解，再结晶，通过物料温度控制(最佳结晶温度为33°)及专用搅拌浆，使得结晶时间缩短，结晶颗粒也有所增大。
5、通过硫酸钾生产原料精制及生产工艺研究，使得原料生产车间与硫酸钾产品生产车间形成紧密联系，这种联系具体表现为结晶器溢出的硫酸钾母液用于硫酸钾生线氯化钾洗涤，洗涤完氯化钾后的硫酸钾母液用于硫酸钾镁肥生产，而钾镁肥母液则用于氯化钾精制。以这种机制将3条生产线紧密联合，使生产效益达到最大化。
附图说明
图1为硫酸钾水溶肥生产工艺流程图。
图2为硫酸钾水溶肥生产工艺设备示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种利用低品位钾矿生产硫酸钾水溶肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)氯化钾的精制：低品质钾矿在浮选、“重选”后得到质量分数为70-75％氯化钾粗产品，与来自采用卤水溶解结晶法制取硫酸钾车间的Kcl含量为质量分数4-5％的高K+母液在洗涤罐中洗涤30分钟，使氯化钠及杂质随底部排除，氯化钾浆料进入带滤机淋滤，最后得到水不溶物小于0.5％的高品质氯化钾，从而实现氯化钾的精制。
(2)钾镁肥的精制：钾镁肥与热水按1∶1.57-1.69比例，在55°的料浆温度下由转化槽1#至2#溶解然后转入浓密机，高饱和状态下的硫酸钾镁肥母液上清液转至浓密机，不溶物随底流排出，从而降低硫酸钾镁肥水不溶物含量，实现对钾镁肥的精制。
(3)调浆：将步骤二中恒温50℃的浓密机中上清液转入结晶器；将步骤一精制的氯化钾溶液与结晶器中溢出液进行调浆，再经过调浆罐转入结晶器；
(4)结晶：将结晶器温度控制在33℃进行结晶；
(5)过滤及淡水喷淋：将步骤四得到的硫酸钾结晶体转入带滤机过滤并用淡水喷淋，滤液转入洗涤罐回收利用；
(6)干燥包装：将步骤五经过滤和喷淋的硫酸钾结晶体干燥并包装即得本发明所述的硫酸钾水溶肥。
实施例2
一种利用低品位钾矿生产硫酸钾水溶肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)氯化钾的精制：低品质钾矿在浮选、“重选”后得到质量分数为70-75％氯化钾粗产品，与来自采用卤水溶解结晶法制取硫酸钾车间的Kcl含量为质量分数4-5％的高K+母液在洗涤罐中洗涤45分钟，使氯化钠及杂质随底部排除，氯化钾浆料进入带滤机淋滤，最后得到水不溶物小于0.5％的高品质氯化钾，从而实现氯化钾的精制。
(2)钾镁肥的精制：钾镁肥与热水按1∶1.57-1.69比例，在55°的料浆温度下由转化槽1#至2#溶解然后转入浓密机，高饱和状态下的硫酸钾镁肥母液上清液转至浓密机，不溶物随底流排出，从而降低硫酸钾镁肥水不溶物含量，实现对钾镁肥的精制。
(3)调浆：将步骤二中恒温50℃的浓密机中上清液转入结晶器；将步骤一精制的氯化钾溶液与结晶器中溢出液进行调浆，再经过调浆罐转入结晶器；
(4)结晶：将结晶器温度控制在33℃进行结晶；
(5)过滤及淡水喷淋：将步骤四得到的硫酸钾结晶体转入带滤机过滤并用淡水喷淋，滤液转入洗涤罐回收利用；
(6)干燥包装：将步骤五经过滤和喷淋的硫酸钾结晶体干燥并包装即得本发明所述的硫酸钾水溶肥。
实施例3
一种利用低品位钾矿生产硫酸钾水溶肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)氯化钾的精制：低品质钾矿在浮选、“重选”后得到质量分数为70-75％氯化钾粗产品，与来自采用卤水溶解结晶法制取硫酸钾车间的Kcl含量为质量分数4-5％的高K+母液在洗涤罐中洗涤40分钟，使氯化钠及杂质随底部排除，氯化钾浆料进入带滤机淋滤，最后得到水不溶物小于0.5％的高品质氯化钾，从而实现氯化钾的精制。
(2)钾镁肥的精制：钾镁肥与热水按1∶1.57-1.69比例，在55°的料浆温度下由转化槽1#至2#溶解然后转入浓密机，高饱和状态下的硫酸钾镁肥母液上清液转至浓密机，不溶物随底流排出，从而降低硫酸钾镁肥水不溶物含量，实现对钾镁肥的精制。
(3)调浆：将步骤二中恒温50℃的浓密机中上清液转入结晶器；将步骤一精制的氯化钾溶液与结晶器中溢出液进行调浆，再经过调浆罐转入结晶器；
(4)结晶：将结晶器温度控制在33℃进行结晶；
(5)过滤及淡水喷淋：将步骤四得到的硫酸钾结晶体转入带滤机过滤并用淡水喷淋，滤液转入洗涤罐回收利用；
(6)干燥包装：将步骤五经过滤和喷淋的硫酸钾结晶体干燥并包装即得本发明所述的硫酸钾水溶肥。
实验例
采用本发明的工艺前后钾回收率及不溶物含量如下表所示：
本发明中氯化钾精制效果如下表所示：
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种利用低品位钾矿生产硫酸钾水溶肥的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)氯化钾的精制：低品质钾矿在浮选、“重选”后得到质量分数为70-75％氯化钾粗产品，与来自采用卤水溶解结晶法制取硫酸钾车间的Kcl含量为质量分数4-5％的高K+母液在洗涤罐中洗涤30-45分钟，使氯化钠及杂质随底部排除，氯化钾浆料进入带滤机淋滤，最后得到水不溶物小于0.5％的高品质氯化钾，从而实现氯化钾的精制。
(2)钾镁肥的精制：钾镁肥与热水按1∶1.57-1.69比例，在55°的料浆温度下由转化槽1#至2#溶解然后转入浓密机，高饱和状态下的硫酸钾镁肥母液上清液转至浓密机，不溶物随底流排出，从而降低硫酸钾镁肥水不溶物含量，实现对钾镁肥的精制。
(3)调浆：将步骤二中恒温50℃的浓密机中上清液转入结晶器；将步骤一精制的氯化钾溶液与结晶器中溢出液进行调浆，再经过调浆罐转入结晶器；
(4)结晶：将结晶器温度控制在33℃进行结晶；
(5)过滤及淡水喷淋：将步骤四得到的硫酸钾结晶体转入带滤机过滤并用淡水喷淋，滤液转入洗涤罐回收利用；
(6)干燥包装：将步骤五经过滤和喷淋的硫酸钾结晶体干燥并包装即得本发明所述的硫酸钾水溶肥。
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